【摘要】：遮蔭會造成大豆莖稈過度伸長、變細(xì),易發(fā)生倒伏,最終導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)的下降。不同大豆品種對遮蔭的響應(yīng)不同,耐蔭品種抗倒伏能力較強,可以獲得較高的產(chǎn)量。為了明確大豆對遮蔭的響應(yīng)機制,本文從遮蔭對大豆形態(tài)建成、光合生理、干物質(zhì)積累與分配和氮代謝等方面的影響出發(fā),研究了:(1)大豆對玉豆帶狀間作光環(huán)境的生理適應(yīng)性,(2)玉豆帶狀間作條件下大豆倒伏的原因,(3)人工遮光處理對大豆葉片光合生理的影響,(4)人工遮光處理對大豆氮代謝以及干物質(zhì)積累的影響,試圖探明大豆對遮蔭脅迫的響應(yīng)機制,為耐蔭大豆品種的選育提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1.玉豆帶狀間作大豆葉片光飽和點降低,面對中午強光脅迫,葉片激發(fā)能過剩,大豆葉片通過降低光系統(tǒng)II吸收的光能用于光化學(xué)進程的比例,限制電子傳遞鏈的電子傳遞,增加非光化學(xué)熒光淬滅(NPQ),及時耗散過剩的激發(fā)能。同時,提高了葉片抗氧化酶活性及時的清除活性氧,防止光損傷的發(fā)生。2.玉豆帶狀間作種植模式顯著的改變了帶狀間作大豆莖稈機械強度和形態(tài),降低了大豆的耐倒伏能力,增加倒伏風(fēng)險。耐倒伏品種具有更低的株高、重量平衡點和平均節(jié)間長,這有利于降低由莖稈過渡伸長生長引起的倒伏。同時,耐倒伏品種還具有較高的維管束個數(shù)、木質(zhì)部比率、纖維素和木質(zhì)素含量,這些可以增加莖機械強度,減少莖倒伏發(fā)生的風(fēng)險。耐倒伏品種通過抑制IAA和GA_3合成來延緩莖伸長生長,防止過渡伸長所引起的倒伏。3.帶狀間作大豆葉片光補償點(LCP)、光飽和點(LSP)和最大飽和光合速率(Amax)顯著下降,這表明帶狀間作大豆葉片光合能力受到了限制。大豆通過提高表觀量子效率(AQE)、葉綠素b含量、PI_(ABS)(以吸收光能為基礎(chǔ)的性能參數(shù))和φ_(Po)(最大光化學(xué)效率)來增加葉片光能截獲能力和光系統(tǒng)II活性。然而,大豆葉片厚度和柵欄組織厚度變薄,導(dǎo)致葉綠體減少;同時電子傳遞鏈的電子傳遞受到限制,導(dǎo)致大豆葉片光合能力的下降。為了進一步明確不同耐蔭大豆品種的光合能力差異,采用人工遮光方式進行盆栽試驗。研究結(jié)果表明,耐蔭品種遼豆32的葉綠素含量、PI_(ABS)、A_(max)、R_d(暗呼吸速率)和AQE均高于不耐蔭品種遼豆29,這表明遼豆32的光能截獲能力、光系統(tǒng)II活性及光合利用效率均要高于遼豆29。4.遮光條件下,大豆發(fā)生明顯的蔭蔽反應(yīng),株高變高,莖稈伸長變細(xì),干物質(zhì)積累降低,單株莢數(shù)和單株粒數(shù)下降,進而導(dǎo)致產(chǎn)量顯著下降。在50%遮光條件下,不同基因型品種出現(xiàn)了顯著的耐性差異,耐蔭品種可以限制莖的伸長,保持較低的株高,這有利于降低倒伏風(fēng)險;同時更高的葉面積有利于截獲更多的光能,獲得更高的產(chǎn)量。但在75%遮光條件下,遮光脅迫嚴(yán)重,葉片所獲得的光能已經(jīng)無法滿足大豆生長需求,兩個品種的生長發(fā)育均受到嚴(yán)重限制,發(fā)生蔓生現(xiàn)象,倒伏嚴(yán)重。5.遮光會顯著的降低大豆植株氮素積累,但會顯著的提高葉片氮含量。遮光會降低大豆葉片的NR和GS活性,氮素還原和氨同化能力下降,導(dǎo)致葉片NO_3~-含量的累積及可溶性蛋白含量的降低,不利于氮素的積累,導(dǎo)致碳、氮代謝受阻,光合速率下降。在一定的遮光條件下,耐蔭品種遼豆32氮代謝關(guān)鍵酶所受影響更小,并能保持相對較高的NO_3~-和可溶性蛋白含量,最終可以獲得更多的氮素積累。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S565.1
【圖文】：

圖 2-1 大豆冠層平均光合有效輻射日變化(A)和最大光合有效輻射日變化(B)Fig.2-1 Diurnal variation of average PAR (A) and Diurnal variation of maximum PAR (B) on the soybeancanopy2.2.2 玉米大豆帶狀間作對大豆葉片葉綠素含量、單株葉面積和解剖結(jié)構(gòu)的影響表 2-1 不同種植模式對大豆葉片葉綠素含量、單株葉面積和解剖結(jié)構(gòu)的影響

圖 2-2 帶狀間作和單作下大豆葉片的光合響應(yīng)曲線t photosynthetic rate (Pn), measured as CO2uptake in soybean leaf under monong光合有效輻射的增加，大豆葉片光合速率迅速增加，當(dāng)光合有效 m-2 s-1后增加幅度開始放緩，并逐漸達到飽和（圖 2-2）。在較低光合

【參考文獻】

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本文編號：2716591