【摘 要】
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大豆是重要的粮油饲兼用作物,但我国大豆进口依存度巨大,供需矛盾十分尖锐。在传统间套作上创新发展的玉米大豆带状复合种植技术能够缓解玉米大豆争地矛盾,增加大豆种植面积,提高大豆产量。在种植过程中,由于高位作物玉米和太阳高度角一天的变化,大豆冠层光强不仅降低,且呈现出特有的强弱波动,直接影响大豆的生长发育和光能利用。因此,揭示大豆对弱光和波动光环境的光合适应性,提升大豆光合作用能力是提高间套作大豆光能利
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大豆是重要的粮油饲兼用作物,但我国大豆进口依存度巨大,供需矛盾十分尖锐。在传统间套作上创新发展的玉米大豆带状复合种植技术能够缓解玉米大豆争地矛盾,增加大豆种植面积,提高大豆产量。在种植过程中,由于高位作物玉米和太阳高度角一天的变化,大豆冠层光强不仅降低,且呈现出特有的强弱波动,直接影响大豆的生长发育和光能利用。因此,揭示大豆对弱光和波动光环境的光合适应性,提升大豆光合作用能力是提高间套作大豆光能利用效率和产量的必由之路。本文以荫蔽敏感性弱的大豆品种南豆12（ND）和荫蔽敏感性强的大豆品种桂夏7号（GX）为研究对象,探究不同耐荫性大豆品种的CO2扩散效率、羧化效率和光合能力对弱光与波动光的响应。本研究在人工气候室内模拟玉米大豆带状复合系统内大豆冠层的弱光和波动光环境,设置了高（H）、中（M）、低（L）和波动光（F）四个处理。其中,M与F处理一天内总的光量子相等。主要研究结果如下:1、不同耐荫性大豆品种形态特征对光强环境的响应不同。在L处理下ND的地上部干物质量、叶片厚度和比叶重分别比H处理显著下降62.28%,47.66%和77.61%;GX的分别显著下降66.01%,57.12%和74.26%。同样,F处理下ND的地上部干物质量、叶片厚度和比叶重比M处理显著降低38.42%,9.42%和19.43%;GX的分别显著降低54.24%,22.32%和41.34%。L处理下ND的叶片厚度显著高出GX 20.90%;F处理下ND的地上部干物质量、叶片厚度和比叶重也分别显著高出GX 65.33%、13.47%和39.61%。2、不同光强环境对大豆叶片光合能力的影响存在差异。与H处理相比,L处理下ND和GX饱和光强下的最大净光合速率(Pnmax)分别显著下降43.68%和47.50%;最大羧化效率(Vcmax)分别显著下降49.45%和62.89%。与M处理相比,F处理下ND的Pnmax和Vcmax没有显著变化,但GX的分别显著下降22.86%和26.68%。且ND的Pnmax和Vcmax在F处理下分别显著高出GX 29.56%和36.39%。3、大豆的气孔导度（gs）与气孔性状受不同光强环境的影响程度不同。L处理下ND和GX的gs比H处理显著降低72.90%和79.12%。与H处理相比,弱光显著降低了大豆气孔的密度、开度和大小,且L处理下ND的气孔密度显著高出GX32.71%。F处理下ND的gs比M处理显著上升42.52%,而GX的gs比M处理显著降低19.02%,且ND的显著高出GX 46.00%。与M处理相比,F处理下ND的气孔密度无明显变化,GX的显著下降,ND显著高出GX31.06%;F处理的强光（FH）下ND的气孔开度比M处理显著增加31.16%,而GX的没有明显变化,且ND的气孔开度比GX显著高出17.90%。4、不同光强环境对大豆的叶肉导度（gm）影响不同。L处理下大豆的Sm、Sc、质膜水通道蛋白（PIP2）活性和含量、gm和叶绿体内CO2浓度（Cc）比H处理显著下降,品种间无显著差异。与M处理相比,ND和GX的gm在FH下无显著变化,但在F处理的弱光（FL）下分别显著下降79.87%和87.15%,品种间差异未达到显著水平。5、不同光强环境不同程度地影响了大豆的Rubisco和RCA。L处理下ND和GX的Rubisco活性比H处理显著降低37.31%和44.41%。L处理下GX的Rubisco含量显著高出ND 19.33%,而ND的Rubisco和RCA活性显著高出GX 15.53%和34.00%。FH下ND和GX的Rubisco活性与M处理无明显差异,且品种间差异不显著。同时,FH下GX的Rubisco含量显著高出ND 11.08%,ND的RCA活性显著高出GX 29.50%。6、ND比GX对光合诱导的响应速度更快。光合诱导的过程中,ND叶片的净光合速率（Pn）上升到最大值90%的时间显著低于GX 52.97%。光合诱导前300 s内ND的CO2固定量（CCF）比GX显著高出32.12%。综上,弱光和波动光下大豆的生长和光合能力都受到了抑制,荫蔽敏感性弱的品种ND生物量的积累和叶片发育比荫蔽敏感性强的品种GX更好,是因为其光合能力较高。ND在弱光下具有更高的气孔密度、Rubisco和RCA活性,更加有利于CO2的扩散和光合碳同化。同时,ND在波动光下表现出更高的gs、羧化效率和光合速率对强光更快的响应速度,这些都有利于其充分利用光能进行碳同化,从而具有更高的光合能力和产量潜力。
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