用葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)快速判斷小麥、玉米大量元素缺乏癥.pdf

1、本文應(yīng)用先進(jìn)的葉綠素?zé)晒饧夹g(shù),分析6種大量礦質(zhì)元素的虧缺對小麥和玉米光合功能的影響,旨在尋找某元素虧缺時(shí)在葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)方面的特征性變化,建立診斷作物礦質(zhì)元素缺乏癥的葉綠素?zé)晒庵笜?biāo),并結(jié)合其他生理指標(biāo)判斷葉綠素?zé)晒庵笜?biāo)的可靠性,豐富礦質(zhì)營養(yǎng)理論,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。營養(yǎng)元素濃度通過水培法精確控制,以Hoagland完全營養(yǎng)液為對照,營養(yǎng)元素的濃度分別為對照的50％、20％、10％、0％,每隔5天測定一次葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)指標(biāo),至出現(xiàn)明顯的缺

2、素癥狀為止。主要研究結(jié)果如下。
　　隨著營養(yǎng)液中各營養(yǎng)元素濃度的降低,小麥、玉米植株鮮重都呈現(xiàn)不同程度的下降;其中小麥植株鮮重對缺鉀最為敏感,缺磷對小麥鮮重的影響最小;而玉米的植株鮮重對缺氮最為敏感,對鎂素缺乏最不敏感。說明小麥幼苗需鉀素較多,而玉米幼苗需氮素較多。
　　生理及代謝方面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,隨著營養(yǎng)液中氮素濃度的降低,植株體內(nèi)可溶性蛋白明顯減少;磷元素濃度的降低,導(dǎo)致了植株體內(nèi)可溶性糖含量的增加;鉀元素缺乏會使得植

3、株葉片滲透調(diào)節(jié)能力下降;作物缺乏鈣元素,葉片質(zhì)膜透性相對增大;而鎂素和硫素的缺乏則對葉片葉綠素含量的影響較為明顯。此外,氮素缺乏對老葉的葉綠素含量影響也較大。
　　6種大量營養(yǎng)元素都直接或間接參與植物光合作用,結(jié)果顯示任何一種元素的缺乏都會影響兩種作物葉片的凈光合速率。葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)是檢測葉片光合功能的靈敏探針,分析6種元素缺乏時(shí)的葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)特征發(fā)現(xiàn):在小麥老葉中,六種元素的缺乏都增大了葉片到達(dá)最大熒光所用的時(shí)間(Tfm),

4、其中氮元素的缺乏對Tfm影響最小;氮元素的缺乏對單位反應(yīng)中心吸收的能量(ABS/RC)、單位反應(yīng)中心捕獲的能量(TRo/RC)、單位反應(yīng)中心用于電子傳遞的能量(ETo/RC)幾乎沒有影響,而其他五種元素的缺乏均使這些值增大;鉀素缺乏QA被還原的次數(shù)(N)和質(zhì)體醌庫大小(Sm)明顯增大;磷元素缺乏,PI性能指數(shù)和對照差別不大,而其他元素的缺乏PI均降低;鎂元素缺乏時(shí),dV/dto明顯大于對照,而硫元素的缺乏致使葉片到達(dá)最大熒光所需的時(shí)間(

5、Tfm)最長。玉米老葉中熒光參數(shù)的變化不同于小麥,氮素缺乏對各類熒光參數(shù)的影響都很大,磷元素的缺乏導(dǎo)致φRo明顯大于對照;鉀元素的缺乏對100μs(dV/dto)時(shí)光反應(yīng)中心關(guān)閉凈速率幾乎沒有影響,而氮元素和鈣元素缺乏使它增大,磷元素、鎂元素和硫元素的缺乏使它減小。
　　元素缺乏對于功能葉(新葉)熒光動力學(xué)參數(shù)的影響不同于老葉。在小麥功能葉中,磷素的缺乏時(shí),Sm和φDo最大;只有鎂素缺乏時(shí),N小于對照,其余元素缺乏,N值都大于對照

6、;同樣,硫素缺乏時(shí) Sm/Tfm顯著小于對照,其余元素缺乏時(shí)此值等于或大于對照。在玉米的功能葉中,只有鉀元素缺乏時(shí),光合性能指數(shù)(PI)顯著小于對照,其他元素缺乏時(shí),PI值大于或等于對照;氮元素缺乏對玉米功能葉的Tfm影響不大,其他元素的缺乏都使得 Tfm大于對照;其他元素缺乏時(shí),在玉米功能葉中未發(fā)現(xiàn)顯著的熒光動力學(xué)特征。
　　以上結(jié)果表明,6種大量元素的缺乏對葉片的光合功能均有重要影響,不同的元素缺乏顯示出不同的葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)