缺磷限制帶狀復合種植大豆光合作用對光照誘導的響應

摘要： 【目的】磷參與電子傳遞、光合磷酸化和卡爾文循環(huán)等光合作用過程，缺磷會導致作物光合效率下降和產(chǎn)量損失。針對大豆[ Glycine max （L.） Merr. ] 和玉米（Zea mays L.） 帶狀復合種植時低位作物大豆因波動光環(huán)境導致的產(chǎn)量受限問題，探究磷素營養(yǎng)對光照誘導過程中大豆光合作用的影響，為改善大豆光合效率和挖掘大豆生產(chǎn)潛力提供理論依據(jù)。【方法】大豆玉米帶狀復合種植田間試驗在四川農(nóng)業(yè)大學進行，設置大豆不施磷（?P） 和正常施磷（CK） 兩個處理。于大豆分枝期，分別在穩(wěn)態(tài)飽和光及光照誘導條件下，測定大豆葉片氣體交換參數(shù)，包括凈光合速率（A）、氣孔導度（gs）、胞間CO2 濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）、電子傳遞速率（J） 等，并計算氣孔和生化等光合限制因子比例。氣體交換參數(shù)測定完成后的葉片樣品用于測定全磷、無機磷和葉綠素含量。【結果】與CK 處理相比，?P 處理顯著抑制了大豆的生長，籽粒產(chǎn)量和成熟期植株干重分別降低了24.5% 和23.9%。缺磷顯著降低了分枝期大豆葉片的全磷和無機磷含量，但并未影響葉綠素a、葉綠素b 以及類胡蘿卜素等光合色素含量。穩(wěn)態(tài)飽和光照下，缺磷導致大豆葉片的A 和Tr 分別下降了30.9% 和39.5%，而對gs 無顯著影響，使得Ci 顯著增加；缺磷導致大豆葉片的氣孔限制值下降了16.7%，即非氣孔因素是引起穩(wěn)態(tài)飽和光照下A 下降的主導因素。由低光向高光過渡期間，施磷處理大豆葉片A 和gs 的誘導速率都顯著快于不施磷處理；而J 的誘導速率在兩個處理之間無顯著差異。光合限制分析結果顯示，光照誘導過程中施磷處理累計氣孔限制和生化限制之間并沒有顯著差異；而不施磷處理累計氣孔限制達到65.7%，顯著高于生化限制，這表明缺磷條件下氣孔是限制其光合誘導速率的主要因素。【結論】缺磷主要限制了帶狀復合種植下大豆葉片氣孔導度對光照誘導的響應，導致其光合效率和產(chǎn)量下降。因此，合理的磷肥施用對提高帶狀復合種植體系中大豆在波動光環(huán)境下的光合效率，減少產(chǎn)量損失具有重要意義。

關鍵詞： 大豆； 光合作用； 光照誘導； 光合限制； 缺磷脅迫