亚适温较弱光照条件下调控黄瓜光合作用的原理与技术研究

论文摘要

以‘津优一号’（日光温室专用品种）和‘津研四号’（露地品种）黄瓜为试材,建立了黄瓜单叶净光合速率（Pn）对CO2浓度、温度和光照强度响应的数学模型,并在此基础上利用人工气候室模拟冬春季节日光温室亚适温较弱光照环境,研究了亚适温较弱光照对黄瓜光合作用的影响及其生理生化机制,探讨了亚适温较弱光照条件下提高黄瓜光合效率和光能利用率的调控技术;还研究了氮肥施用量对嫁接和自根黄瓜果实品质的调控。主要结果如下:1冬季和早春北方日光温室栽培的黄瓜植株,尤其是冠层中下层叶片常处于亚适温（18℃左右）较弱光照（200～400μmol·m-2·s-1）条件下。2通过测定30～12℃温度条件下的光响应曲线和CO2响应曲线,建立了黄瓜单叶净光合速率（Pn）对三因子响应的数学模型:设CO2浓度,温度和光照强度的值分别为x1,x2,x3,Pn值为y,则津优一号y=exp（-242.1217/x1）*(61.0202-0.1100（x2-30.9260）^2*exp（-272.8874/x3）+0.9355;津研四号y=exp（-179.8803/x1）*(50.0771-0.0609（x2-34.3455）^2*exp（-267.9653/x3）+0.7377。由模型可知,在试验涉及的范围内,Pn对温度的响应为二次曲线,对CO2浓度和光照强度的响应为指数函数。3经亚适温较弱光照条件处理后,两品种结果期叶片的CE、LCP、CCP、Rd均显著降低,AQY则先降低后随处理时间的延长又逐渐回升;与津研四号相比,津优一号具有相对较低的LCP和Rd,较高的AQY和CE,对亚适温较弱光照表现出较强的适应性。亚适温较弱光照处理使黄瓜叶面积、茎粗显著减小,而节间长增大,叶绿素含量先降低后升高,Chla/b减小,Car含量降低,且生长量的恢复滞后于光合功能的恢复。4亚适温较弱光照条件下黄瓜叶片的Fv/Fm变化不显著,PSⅡ活性和Fv′/Fm′均显著低于对照;恢复后,各参数均恢复至CK水平。说明亚适温较弱光照条件并未造成叶绿体结构和功能的伤害,它主要通过暗反应影响光合速率。5亚适温较弱光照导致黄瓜Pn显著下降的原因主要是非气孔因素,包括光照较弱引起的能量不足,RuBP最大再生速率、RuBPCase活性和FDPase活性显著下降,即主要通过影响黄瓜的光合碳同化活性以及光合产物的反馈作用来影响光合作用,而光呼吸对Pn的影响很小。6较弱光照在PSⅡ活性降低、叶绿体分解、叶面积减少上削弱了亚适温的作用,降低了

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1. 文献综述1：瓜类蔬菜光合特性研究进展
• 1.1 瓜类蔬菜的光合特性
• 1.1.1 温度需求特性
• 1.1.2 光照需求特性
• 2 需求特性'>1.1.3 CO₂需求特性
• 1.1.4 单叶光合作用特点
• 1.1.5 光合速率的日变化
• 1.2 瓜类蔬菜光合速率的影响因素
• 1.2.1 植物内部因素
• 1.2.2 外界环境因素
• 2 文献综述2：提高C3 植物光合能力的研究进展
• 2.1 培育优良品种
• 2.2 栽培调控措施
• 2.2.1 物理调控
• 2.2.2 化学调控
• 3 本研究的目的和意义
• 第二章 冬春季节日光温室温光环境变化规律
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 Ta 的变化
• 2.2 PFD 的变化
• 3 讨论
• 第三章 黄瓜单叶Pn对C02浓度、温度和光照强度响应数学模型的建立与分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 测定内容与方法
• 1.2.2 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 模型的建立
• 2.2 净光合速率（Pn）对环境因子响应的数值分析
• 2.2.1 净光合速率（Pn）对温度的响应
• 2.2.2 净光合速率（Pn）对光照强度的响应
• 2.2.3 净光合速率（Pn）对C02 浓度的响应
• 3 讨论
• 第四章 亚适温较弱光照环境对黄瓜生长及光合特性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 生长指标的测定
• 1.2.2 生理指标测定
• 1.2.3 光合参数的测定
• 1.2.4 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 对生长的影响
• 2.1.1 上数第1～4 叶叶面积变化
• 2.1.2 上数第1～4 节茎粗变化
• 2.1.3 上数第1～4 节节间长变化
• 2.1.4 植株叶片数变化
• 2.2 叶片叶绿素含量变化
• 2.3 对黄瓜叶片Pn，Gs 和Ci 的影响
• 2.4 对表观量子效率（AQY）和羧化效率（CE）的影响
• 2 补偿点（CCP）的影响'>2.5 对光补偿点（LCP）和CO₂补偿点（CCP）的影响
• 2.6 对暗呼吸速率（Rd）的影响
• 3 讨论
• 3.1 对黄瓜形态指标的影响
• 3.2 对叶绿素含量的影响
• 3.3 对光合特性的影响
• 第五章 亚适温较弱光照环境影响黄瓜光合作用的生理机制
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 叶绿素荧光参数测定
• 1.2.2 酶活性及含量测定
• 2 结果与分析
• 2.1 亚适温较弱光照条件下黄瓜功能叶片叶绿素荧光参数的变化
• 2.1.1 PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）
• 2.1.2 PSII 天线效率（Fv′/Fm′）
• 2.1.3 PSⅡ活性
• 2.1.4 光化学促灭系数qp
• 2.2 RuBP 最大再生速率
• 2.3 RuBPCase 活性
• 2.4 果糖-1，6-二磷酸酯酶（FDPase）活性
• 2.5 乙醇酸氧化酶（Glycolic acid oxidase）活性
• 3 讨论
• 3.1 亚适温较弱光照处理条件下光系统的自我调节
• 3.2 亚适温较弱光照处理条件下暗反应的变化
• 第六章 亚适温较弱光照条件下提高黄瓜光合效率的调控技术研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 四种物质对黄瓜光合作用的调控效应
• 2.1.1 DCPTA 对黄瓜幼苗Pn 的调控作用
• 2.1.2 ALA 对黄瓜幼苗Pn 的调控作用
• 2.1.3 NaH503 对黄瓜幼苗Pn 的调控作用
• 2.1.4 CC 对黄瓜幼苗Pn 的调控作用
• 2.2 四种物质对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响
• 2.2.1 DCPTA 对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响
• 2.2.2 ALA 对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响
• 2.2.3 NaH503 对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响
• 2.2.4 CC 对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响
• 3 讨论
• 3.1 DCPTA、ALA、NaH503 和CC 对黄瓜幼苗净光合速率的调控
• 3.2 四种物质对黄瓜幼苗叶绿素含量的影响
• 第七章 亚适温较弱光照条件下 ALA 调控黄瓜光合作用的生理机制
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 ALA 对亚适温较弱光照条件下黄瓜叶片光合作用的影响
• 2.1.1 对Pn、Gs 和Ci 的影响
• 2.1.2 对LCP 和CCP 的影响
• 2.1.3 对AQY 和CE 的影响
• 2.1.4 对Rd 的影响
• 2.2 ALA 对亚适温较弱光照条件下黄瓜叶片叶绿素荧光参数的影响
• 2.3 ALA 对黄瓜叶片RuBPCase、FDPase 和乙醇酸氧化酶活性的影响
• 3 讨论
• 3.1 亚适温较弱光照条件下ALA 对黄瓜光合作用的影响
• 3.2 ALA 提高亚适温较弱光照条件下黄瓜净光合速率的生理机制
• 第八章 氮肥对嫁接与自根黄瓜果实品质的调控研究
• 1 材料和方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定内容及方法
• 2 结果与分析
• 2.1 对果实抗坏血酸（Vc）含量的影响
• 2.2 对果实可溶性糖含量的影响
• 2.3 对果实可溶性蛋白质含量的影响
• 2.4 对果实游离氨基酸含量的影响
• 2.5 对果实淀粉含量的影响
• 2.6 对果实硝酸盐含量的影响
• 3 讨论
• 3.1 适量增施氮肥能够有效提高嫁接和自根黄瓜果实品质
• 3.2 增施氮肥对不同生育期黄瓜果实品质的影响效果不同
• 3.3 同样施氮水平下嫁接黄瓜和自根黄瓜果实品质存在明显差异
• 第九章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况