土壤干旱过程中玉米叶片光响应特征及模拟

摘要

【目的】探索土壤干旱过程中玉米叶片光响应特征及其适宜模拟模型，为干旱区玉米抗旱种植管理提供参考依据。【方法】在武威荒漠生态与农业气象试验站设置玉米桶栽控水模拟试验，采用Li-6400便携式光合仪测定土壤干旱过程中玉米叶片光合生理指标及光响应过程，并选用4种常见光响应模型（直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数模型）进行光合生理参数拟合分析。【结果】随着土壤干旱程度的加剧，在较强的光合有效辐射下，净光合速率显著下降，出现了光抑制现象。直角双曲线修正模型对暗呼吸速率、最大净光合速率和光饱和点的拟合效果最好，非直角双曲线模型对光补偿点的拟合最佳。在土壤干旱过程中，不同土壤水分状况对表观量子效率（AQE）、光补偿点（LCP）、最大净光合速率(P_nmax)、光饱和点（LSP）和暗呼吸速率（R_d）光合参数影响不同。当土壤相对含水量大于44.60%时，各光合参数变化均较小。土壤相对含水量在44.60%～36.63%时，各光合参数均迅速减小。土壤相对含水量在36.63%～17.22%时，除LCP增大外，其他各参数值均较低且相对稳定。土壤相对含水量在17.22%～11.07%时，各光合参数达到最小值，导致玉米萎蔫。【结论】当土壤相对含水量在44.60%左右时，玉米可以产生较低水平的光合产物，维持缓慢生长，是干旱区玉米抗旱种植管理的关键阈值。

关键词

干旱过程 / 土壤水分 / 光响应模型 / 光响应参数 / 玉米

基金资助

中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室基金项目（IAM202102）; 甘肃省科技计划资助项目（20JR2RA002）