间作优势的光合生理机制及其冠层微环境特征
Research progress on photo-physiological mechanisms and characteristics of canopy microenvironment in the formation of intercropping advantages作者机构：省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃农业大学农学院兰州730070
出 版 物：《中国生态农业学报（中英文）》 (Chinese Journal of Eco-Agriculture)
年 卷 期：2022年第30卷第11期
页 面：1750-1761页
核心收录：
基 金：国家自然科学基金项目(32101857,U21A20218) 甘肃省科技计划项目(20JR5RA008,20JR5RA037) 甘肃农业大学伏羲青年人才培育项目(GAUFX-03Y10)资助。
摘 要：现代农业发展面临减排、化石物质减投、稳产高产等诸多挑战,间作是一种能够同时保证产量与系统可持续性的生产方式,是解决上述问题的重要途径。间作优势主要源于:种间互作对时空的集约利用,形成了利于作物生长和资源高效利用的根系结构、冠层结构,创造了适宜的根际环境、冠层微环境,优化了作物生长发育的生理指标。鉴于光合作用在产量形成中的决定性作用,厘清间作优势形成的光合生理机制及其与冠层微环境的相关关系,将对优化间作管理技术、进一步挖掘间作优势提供重要理论依据。本文综述了间作光合生理在群体水平—个体及器官水平—细胞及分子水平的研究进展:间作有利于群体生育后期保持较高光合源,优化干物质的积累、分配和转运;提高了高位作物个体的光合速率、叶绿素含量、光能利用率,但削弱了矮位作物光合性能;在细胞及分子水平,间作存在使高位作物Rubisco和PEPC酶活性提高,而矮位作物光合关键酶活性下降的趋势,以及间作存在使高位作物(玉米)pepc和ppdk光合酶基因表达上调且矮位作物(大豆)光反应中心相关编码基因同时上调的趋势。就间作冠层微环境而言,间作高位作物冠层中下部受光增加,温度变化幅度减小,有利于其生长;而间作矮位作物受到遮荫和光质恶化,以及冠层温度降低、湿度增加的影响,生长受抑。利于优化间作光合生理和冠层微环境调控的途径包括:搭配高秆喜光作物及矮秆耐荫作物品种,适度增加矮秆作物行比,适量增施氮磷肥等。展望未来,间作研究需用分子生物学手段解析间作微观尺度上的响应机制,应用生长模型模拟作物生长规律和种间关系,选育适于种间互作增效的专用品种,统筹协调适宜机械化与种间互作增效的空间布局,完善群体优化理论。
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