UV-B 辐射增强对保护性耕作冬小麦光合特性的影响

摘要

为了研究UV-B 辐射增强对保护性耕作冬小麦光合特性的影响,在UV-B 辐射增强20%的条件下,在江苏南京信息工程大学农业气象试验站采用了常规耕作秸秆还田(深耕,土壤耕作深度20cm )、浅耕秸秆还田(浅耕,土壤耕作深度10cm )、免耕秸秆覆盖(免耕,土壤不耕作)3 种土壤耕作模式进行田间试验,利用LI-6400 光合仪测定了冬小麦开花期旗叶的净光合速率日变化、光响应曲线;采用非直角双曲线拟合了不同处理下冬小麦旗叶开花期的光响应曲线,并计算了相关参数;采用Arnon 方法测定了开花期、灌浆期和灌浆末期旗叶叶绿素含量的变化.结果表明:在UV-B 辐射增强20%条件下,冬小麦旗叶净光合速率较自然条件下均显著下降,深耕、浅耕和免耕3 种耕作方式小麦光合速率日平均值分别比无UV-B 辐射增强条件下降低30.6%、25.9%和15.7%.在UV-B 辐射增加条件下,三种耕作模式冬小麦旗叶的表观光合量子效率(α )、最大净光合速率(Pmax,i )、光饱和点(Lcp )均较无UV-B 辐射增强条件明显降低,但浅耕模式下降幅度最小,深耕模式最大;暗呼吸速率(Rd )和光补偿点(Lsp )较无UV-B 辐射增强条件明显升高,以浅耕模式增高幅度最小,深耕模式最大.浅耕模式冬小麦旗叶的α为0.086 、Pmax,i 为29.592 μ molCO2·m -2 ·s -1 、Lcp 为888 μ mol·m -2 ·s -1 ,为UV-B 辐射增强处理下三种耕作模式的最高值;Rd 为2.124 μ molCO2·m -2 ·s -1 、Lsp 为30 μ mol·m -2 ·s -1 ,为UV-B 辐射增强处理下三种耕作模式的最低值,说明其对UV-B 辐射增强的外界条件适应能力最强.浅耕和免耕两种保护性耕作模式特别是浅耕模式小麦叶片在籽粒灌浆末期仍然保持较高的叶绿素含量,旗叶衰老晚于常规耕作模式,叶片有效光合时间和光合功能持续期长,有利于籽粒的充实.由此可见:UV-B 增加对不同耕作模式的小麦的光合作用均有显著抑制作用,且对常规耕作模式下种植的小麦的抑制作用最强,而对浅耕模式种植的小麦的抑制作用最弱,浅耕模式在UV-B 增强的环境中有利于保持冬小麦光合系统功能,进而提高产量.