低氮胁迫对耐低氮玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光参数经常用来评价光合器官的功能和环境压力的影响，不同玉米基因型耐低氮胁迫能力差异较大，与光合及叶绿素荧光特性对低氮胁迫的响应机制有关。本文以耐低氮能力差异较大的4个玉米杂交种为试验材料，研究了低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期光合及叶绿素荧光特性的影响，以期明确耐低氮胁迫玉米品种的光合机制。【方法】采用二因素完全随机设计盆栽试验，因素 A 为不同耐低氮性玉米品种：‘正红311’、‘成单30’和不耐低氮品种‘先玉508’、‘三北2号’；因素B为不同氮素水平：正常氮CK(霍格兰完全营养液， N 15 mmol/L)、低氮胁迫LN1(N 0．5 mmol/L)、极低氮胁迫LN2(N 0．05 mmol/L)。测定了苗期单株干物质积累量，单株氮素积累量，叶片叶绿素含量与荧光特性，以及光合效率指标。【结果】低氮胁迫下玉米苗期单株干物质积累量、单株氮素积累量、叶片叶绿素含量等生理指标显著下降，但耐低氮品种的下降幅度显著低于不耐低氮品种；低氮胁迫下玉米苗净光合速率( Pn)、气孔导度( Gs)、蒸腾速率( Tr)显著降低，胞间CO2浓度( Ci)显著升高，净光合速率( Pn)、气孔导度( Gs)和蒸腾速率( Tr)的降幅及胞间CO2浓度( Ci)的增幅耐低氮品种均显著低于不耐低氮品种；低氮胁迫下可变荧光( Fv)、最大荧光( Fm)、PSⅡ潜在活性( Fv/F0)、PSⅡ最大光化学效率( Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv′/Fm′)和光化学猝灭系数(qP)等叶绿素荧光特性也均显著降低，耐低氮品种下降幅度显著低于不耐低氮品种；低氮胁迫下耐低氮品种PSⅡ实际光量子产量(ΦPSⅡ)降低，不耐低氮品种有所增加；而耐低氮品种非光化学猝灭系数( NPQ)升高，不耐低氮品种有所降低。【结论】耐低氮玉米品种能够减缓低氮胁迫对植株光合系统的影响，进而保证植株较高的氮素积累，提高叶片叶绿素含量，维持较高的PSⅡ有效光量子产量( Fv′/Fm′)和光化学猝灭系数(qP)，为光合作用提供充足的光能；从而保持了较高的净光合速率(Pn)，保证了耐低氮品种在低氮条件下保持较高的干物质生产。