农业机械学报

作者：张大龙,柳玉平,李洋,冯改利,李清明,魏珉

单位：山东农业大学,山东蓝奥生物技术有限公司,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,

关键词：土壤水分;光合速率;番茄;气孔导度;叶肉导度;羧化效率

基金：山东省重点研发计划项目（2017CXGC0206）和国家自然科学基金项目（31471916）

利用盆栽试验控制土壤含水率，基于叶绿素荧光、气体交换和响应曲线拟合相结合的方法解析番茄光合作用中CO2由大气传输至叶绿体羧化位点的系列阻力构成，揭示了土壤水分胁迫限制番茄光合速率的关键步骤及位点。结果表明：番茄光合速率（Pn）、最大羧化速率(Vc，max)、最大电子传递速率（Jmax）及初始羧化效率（CE）随土壤含水率变化呈“S”形变化曲线，初期缓慢增长，中期迅速增长，土壤水分充分时达到最大值并趋于稳定，可用logistic函数模拟。气孔和叶肉对CO2的传输导度及总传输导度随土壤含水率变化均呈明显的“S”形变化曲线，各支段CO2导度及总传输导度在土壤水分充分时趋于稳定并达到最大值；随着土壤水分胁迫的增大，各CO2传输导度逐渐降低并在重度土壤水分胁迫下达到最低值，可用logistic函数模拟。气孔导度与叶肉导度对光合速率限制的相对贡献率变化趋势相似，随着水分胁迫的加重，其贡献率逐渐增大，可以用指数函数模拟；羧化反应对光合速率限制的相对贡献率与气孔和叶肉导度相反，随着水分胁迫的增大，其贡献率逐渐减小，可以用对数函数模拟；在土壤水分充分时，羧化反应限速光合速率的相对贡献率最大，是限制光合速率的主导因子；在水分胁迫状况下，气孔限制和叶肉限制占主导地位，羧化反应的相对贡献率较低。气孔对CO2的传输导度与叶水势呈正相关，随叶水势的下降，气孔导度也呈线性下降趋势；叶肉导度与比叶重呈线性负相关关系，叶肉导度随比叶重的增大而线性减小，比叶重随土壤水分胁迫程度的加剧而逐渐增大。因此，水分胁迫状况下，气孔与叶肉对CO2的传输是水分胁迫限制光合速率的关键位点，气孔限速与保卫细胞水分失衡相关，而叶肉限速则由叶片厚度和组织疏松程度决定。

来源：2018年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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