光照强度对油菜、大豆、小麦幼苗生长和磷吸收的影响

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:linqingxia15
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磷是植物生长过程中至关重要的营养元素,光是植物生长中重要的环境因子。光照诱导乙烯信号的关键元件EIN3(Ethylene Insensitive 3)表达,植物幼苗破土见光后,乙烯合成被抑制。而乙烯是植物响应缺磷的重要信号分子,乙烯诱导酸性磷酸酶和磷饥饿响应基因表达。因此,光照可能影响磷素的吸收。本研究选用双子叶作物(油菜、大豆)、单子叶作物(小麦)为材料,在种子发芽后同一光强下生长15d后进行不同光强处理7d或14d。设置了四种光照强度,分别为50μmol·m-2·s-1(荫蔽处理),100μmol·m-2·s-1(低光强处理)和400μmol·m-2·s-1(中光强处理)、800μmol·m-2·s-1(高光强处理),研究了不同光照强度对植物幼苗磷吸收的影响。主要结论如下:(1)中、高光强处理7d和14d,促进油菜、大豆、小麦的茎粗、叶片数、叶片厚度、地上部鲜重、地上部干重、根系总长度、根尖数、根表面积、根体积的增加。与处理7d后相比,高光强处理14d后油菜植株更高,大豆植株则更矮。油菜和大豆在高光强处理7d叶宽和叶长更大,低光强处理14d的油菜叶长和叶宽最大,为20.8 cm、9.15 cm,中光强处理14d大豆叶长和叶宽最大,为10.17 cm、7.33 cm。高光强处理7d小麦叶长度更短、叶宽更宽,为25.73 cm、1.12 cm,低、中光强处理14d有利于小麦叶片变长变宽。高光强促进油菜根伸长,中光强促进大豆和小麦根伸长。油菜高光强处理7d和14d提高根直径。高光强处理14d后小麦根直径更大。中等光强处理7d油菜地下部鲜重、干重最大;高光强处理14d增加油菜、大豆和小麦的地下部鲜重、干重。(2)荫蔽和高光强抑制油菜、大豆、小麦叶绿素的积累。荫蔽处理7d和高光强处理14d油菜幼苗叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量积累受到明显抑制,大豆和小麦叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素在高的光强下含量更低。高光强处理7d和14d油菜、大豆、小麦的花青素含量均达到最大,高光强处理7d油菜、大豆、小麦的花青素含量为4.94 nmol/g、1.85 nmol/g、2.55 nmol/g,处理14d为9.53 nmol/g、3.18nmol/g、4.04 nmol/g。荫蔽处理抑制油菜、大豆、小麦实际光化学量子产量ΦPSⅡ、最大光化学量子化产量Fv/Fm。荫蔽处理7d油菜、大豆、小麦的NPQ值均较高,荫蔽处理14d油菜和大豆的NPQ值仍最大,小麦NPQ值则在高光强处理下更高,说明小麦的光保护能力优于大豆和油菜。油菜低光强处理7d净光合速率最高,大豆中光强处理7d和14d净光合速率最高,小麦低光强处理7d和14d净光合速率最高。处理7d和14d,油菜气孔导度和蒸腾速率在低光强处理最大;大豆和小麦气孔导度和蒸腾速率在中、高光强处理下更大;油菜、大豆和小麦的细胞间二氧化碳浓度在高光强处理下最高。(3)高光强促进油菜、大豆、小麦地上部总糖含量增加。高光强处理7d和14d,油菜和大豆的地上部、地下部总糖含量均增加,小麦仅地上部总糖含量增加。荫蔽处理7d油菜、大豆、小麦地上部可溶性糖含量明显减少,荫蔽抑制植物可溶性糖积累。(4)荫蔽和高光强处理均会抑制植物叶片中EIN3蛋白含量。中、高光强处理14d抑制双子叶植物油菜和大豆的乙烯含量,荫蔽和高光强处理14d抑制小麦的乙烯含量。(5)双子叶作物油菜、大豆地下部酸性磷酸酶活性均在中光强处理14d达到最大,油菜中光强处理14d地下部酸性磷酸酶活性较荫蔽、低光强、高光强处理提高35.47%、38.01%、40.43%,大豆中光强处理14d地下部酸性磷酸酶活性较荫蔽、低光强、高光强处理提高55.95%、60.90%、54.93%。中光强处理14d,有利于提高双子叶作物油菜、大豆地下部酸性磷酸酶活性。中、高光强处理小麦7d和14d地下部酸性磷酸酶活性更低。高光强处理7d,降低了油菜、大豆、小麦地上部总磷、地下部总磷、细胞磷酸盐含量。综上所述,油菜对荫蔽和低光强很敏感,中等光强有利于油菜、大豆、小麦的生长。油菜、大豆、小麦在低、中光强处理下净光合速率最高,且低、中光强有利于植物幼苗的磷素吸收。油菜、大豆地下部酸性磷酸酶活性在中光强下最大,小麦地下部酸性磷酸酶活性在荫蔽和低光强处理下活性最大。高光强抑制油菜、大豆、小麦磷素吸收,地下部总磷、细胞磷酸盐含量均较低。
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