大气CO_(2)浓度和气温升高对大豆叶片光合特性及氮代谢的影响

作     者：刘昭霖 宗毓铮 张东升 郝兴宇 李萍 LIU Zhao-lin;ZONG Yu-zheng;ZHANG Dong-sheng;HAO Xing-yu;LI Ping

作者机构：山西农业大学农学院山西太谷030801 

出 版 物：《中国农业气象》 (Chinese Journal of Agrometeorology)

年 卷 期：2021年第42卷第5期

页      面：426-437页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(31871517 31971773) 国家重点研发计划专项(2019YFA0607403) 

主　　题：CO_(2)浓度升高 气温升高 大豆 光合特性 氮代谢 

摘      要：以大豆品种“中黄35为材料,利用人工气候室,设置对照CK(CO_(2)浓度和气温与外界测定值相同)、EC(CO_(2)浓度为外界测定值+200μmol·mol–1,气温与外界测定值相同)、ET(CO_(2)浓度与外界测定值相同,气温为外界测定值+2℃)、ECT(CO_(2)浓度为外界测定值+200μmol·mol–1,气温为外界大气测定值+2℃)共4个处理。大豆整个生育期均种植在人工气候室内,在大豆鼓粒期(8月12日)利用相对叶绿素仪测定大豆叶片相对叶绿素含量,利用便携式气体交换系统测定光合参数,利用便携式光合测量系统测定光响应曲线和CO_(2)响应曲线,并测定叶片氮代谢相关指标,以研究CO_(2)浓度升高200μmol·mol–1和气温升高2℃对鼓粒期大豆叶片的光合特性和氮代谢关键指标的影响。结果表明:(1)ET处理鼓粒期大豆叶片相对叶绿素含量(SPAD)显著增加,EC和ECT处理对其影响不明显。(2)各处理鼓粒期大豆叶片气孔导度(Gs)均显著下降。ET处理中,叶片净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)显著下降,EC处理对其影响不大,但是可以提高叶片水分利用效率(WUE),改善气温升高对叶片的负面影响。(3)EC和ET处理鼓粒期大豆叶片最大净光合速率(Pnmax)均显著下降,ECT处理对其影响不显著。(4)EC处理中,鼓粒期大豆叶片CO_(2)补偿点(Γ)、饱和胞间CO_(2)浓度(Cisat)、光呼吸速率(Rp)均显著增加,ET和ECT对其影响不大。各处理均使鼓粒期大豆叶片最大净光合能力(Amax)下降。(5)EC处理鼓粒期大豆叶片硝酸还原酶(NR)活性和可溶性蛋白含量均显著下降,但是ET和ECT处理叶片可溶性蛋白含量显著增加,硝酸还原酶(NR)活性变化不显著,各处理均降低了谷氨酰胺合成酶(GS)的活性。总之,CO_(2)浓度升高200μmol·mol–1可以改善气温升高2℃对鼓粒期大豆叶片光合作用的负面影响,但对氮代谢有抑制作用,而气温升高2℃可以一定程度上缓解CO_(2)浓度升高200μmol·mol–1对鼓粒期大豆叶片氮代谢的抑制作用。