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本试验是以“铁丰31”大豆幼苗为试材,在大豆幼苗叶片完全展开时以不同浓度的KHCO3和NaHSO3喷施于叶片的正反两面,旨在找到KHCO3和NaHSO3促进大豆幼苗光合作用的最佳浓度,然后以两试剂的最佳浓度及复合作进一步的试验,探求KHCO3和NaHSO3促进光合作用的机理。实验结果表明:
1.KHCO3对光合速率有显著的促进作用,可能是通过增加CO2/O2使1,5二磷酸核酮糖羧化/氧化酶(Rubisco)的羧化活性增加而促进光合作用。在一定浓度范围内,这种促进作用随着KHCO3浓度的增加而增加,K5处理为最佳的处理浓度。
2.高浓度的NaHSO3对大豆幼苗的光合速率有抑制作用。而这种抑制作用可能是由于离子浓度过高破坏了光合器官或者直接作用于光合作用本身所引起,低浓度的NaHSO3能够促进大豆幼苗的光合速率,这种促进作用随时间的推移而减弱,Na3处理为最佳处理浓度。
3.KHCO3和NaHSO3促进光合作用的机理
(1)KHCO3使大豆幼苗保持相对较高的光合速率,低浓度NaHSO3也使大豆幼苗保持相对较高的光合速率。
(2)大豆幼苗叶片中含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase),含量较低,但对光合作用也有一定的促进作用。
(3)KHCO3提高Rubisco的羧化活性,NaHSO3对Rubisco的羧化活性和加氧酶活性都有提高,但羧化活性和加氧酶活性的比值提高,其中羧化活性和加氧酶活性的比值最高的是复合。
(4)KHCO3和NaHSO3促进PSⅡ、PSⅠ和全链的电子传递,NaHSO3对光合的促进作用是通过促进光反应,为暗反应CO2的固定提供更多的同化力来实现的,对光合电子传递活性也有促进作用。
(5)KHCO3、NaHSO3及其复合处理PSⅡ的光化学效率(Fv/Fm)提高,光抑制减弱,提高对光能利用率。
(6)NaHSO3使叶绿素含量有一定增加,同时降低叶绿素a和叶绿素b的比值,KHCO3对叶绿素含量的增加也有一定的促进作用,其中复合效果最明显。KHCO3比NaHSO3更能促进类胡萝卜素的增加。
(7)KHCO3使叶片可溶性蛋白质含量增加,NaHSO3也使蛋白质含量略有增加,对蛋白质的影响不明显。
(8)KHCO3、NaHSO3及其复合增加叶片可溶性糖含量,根、茎、叶的干重,说明KHCO3、NaHSO3及其复合促进作用,使光合的产物增加。使幼苗根冠比和壮苗指数提高。