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环境因子对豇豆光合特性和若干生理生化指标的影响

【摘要】: 光、CO_2和温度是影响植物生长发育的重要环境因子。但光质、CO_2浓度及温度对豇豆光合特性及生理影响的研究尚未见报道。为此,本研究以美国原种无架豆为试材,系统研究了4种不同光质,4个不同CO_2浓度及6个不同温度水平对豇豆光合特性、生理生化指标的影响,旨在为南方优质高效栽培提供些许理论依据。 1.不同光质对豇豆叶片光合特性和生理生化指标的影响 光质对豇豆叶片的光合特性有较大影响。红光处理有利于叶绿素含量的提高,蓝光处理则提高了类胡萝卜素的含量。不同光质可使豇豆光合速率和蒸腾速率有不同程度的提高,大小为红光白光绿光蓝光。 光质对高等植物的碳水化合物和蛋白质代谢有调节作用,蓝光下生长的豇豆相对于红光和绿光氮代谢更旺盛,蛋白质含量高;红光处理后的豇豆可溶性糖含量提高效果最显著。 豇豆在不同光质条件下,SOD、POD和CAT活性大小均是先增后减,旺盛生长期酶活性较高,其余时期均较之有所下降,这是生长发育的普遍规律,光质只是使这种规律更显著,并未改变这一规律。MDA是衡量膜脂过氧化程度的重要指标,红光、蓝光和绿光处理后的豇豆的MDA含量相对于对照白光明显下降,且绿光在这方面的功效最显著。 2.不同CO_2浓度对豇豆叶片光合特性和生理生化指标的影响 不同CO_2浓度下,光合色素含量随CO_2浓度的升高而有所增加。CO_2浓度可明显提高豇豆的光合速率,但蒸腾速率则在CO_2浓度800 ml·m-3、1200 ml·m-3和1600 ml·m-3下较对照(CK)有不同水平的下降。 CO_2施肥可明显提高光合速率并使碳水化合物得到积累,影响光合产物的运输和分配,试验结果表明,可溶性糖含量随CO_2浓度升高显著增加。各高浓度CO_2均使得可溶性蛋白质含量较大气CO_2浓度有不同程度的提高,其中以施用CO_21200 ml·m-3时增长率最高。 SOD、POD、CAT活性在不同的CO_2浓度下变化较大,CO_2浓度为1200 ml·m-3时酶活性都处于最高水平。植物代谢旺盛时,酶活性相对较高,衰老或是逆境下,酶活性低。高浓度CO_2使得自由基减少,巩固了自由基产生和清除的平衡体系,减缓膜脂过氧化,从而使得豇豆叶片中的MDA含量明显降低,延缓衰老。 3.不同温度对豇豆叶片生理生化指标的影响 温度逆境一般可引起植物的氧化胁迫,影响植物生理生化过程。不同温度处理间,光合色素含量差别较大,20℃和25℃时,光合色素含量相对较高,温度升高或是降低都迫使豇豆叶片的光合色素含量降低。适温25℃下,可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量居于最高水平;POD活性、CAT活性及MDA含量在高温或低温胁迫下均比最适温度时高,SOD活性则呈现相反的下降趋势。其中10℃时,MDA含量最高,保护酶活性最低,这说明低温对豇豆的胁迫作用大于高温,这也正是豇豆喜温、不耐低温的特性的一种体现。 根据生产需求选择豇豆有利的光质,最佳的CO_2浓度和最适宜的温度,使生长发育正向效应增强,实现优质高效栽培。

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