全 文 ：植物生理学通讯 第 44卷 第 4期，2008年 8月 723
碳酸氢钾对大豆幼苗光合作用的影响
郝建军 1,*, 于长海 1, 王晗 1, 于洋 1, 高兴 2
1沈阳农业大学生物科学技术学院, 沈阳 110161; 2凌源市佛爷洞乡农业科学站, 辽宁凌源 125500
提要: 研究喷洒碳酸氢钾(KHCO3)对大豆幼苗叶片光合作用影响的结果表明, 喷施KHCO3的大豆幼苗光合速率和核酮糖-
1,5二磷酸羧化 /氧化酶(Rubisco)羧化活性提高, 加氧酶活性下降, PSI、PSII和光合电子传递速率均提高, 光合色素含量也
增加。
关键词: 大豆幼苗; 光合作用; KHCO3
Effect of KHCO3 on Photosynthesis of Soybean Seedlings
HAO Jian-Jun1,*, YU Chang-Hai1, WANG Han1, YU Yang1, GAO Xing2
1College of Biological Science and Technology, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China; 2Foyedong Township
Agricultural Science Station of Lingyuan, Lingyuan, Liaoning 125500, China
Abstract: The effects of KHCO3 on the photosynthesis of soybean seedling leaves were studied in this paper.
The results showed that the photosynthesis rate and RuBPCase activity were enhanced, but RuBPOase activity
was decreased simultaneity. Furthermore, the electron transport activities of PSI, PSII and the whole photo-
synthetic chain were increased, the photosynthetic pigment contents were also increased with the KHCO3
treatment.
Key words: soybean seedlings; photosynthesis; KHCO3
收稿 2007-08-30 修定 2008-05-23
资助 辽宁省教育厅科学技术研究项目(20 0 4A0 1 1)。
* E-mail: haojianjun106@126.com; Tel: 024-88487764
作为植物光合作用碳源的 CO2主要从空气中
获得, 但空气中的CO2体积分数只有330×10-6左右,
与光合作用的最适 CO2体积分数(约 1 000×10-6)相
差很远, 空气中CO2浓度低, 常是C3植物光合作用
的限制因子(蔡时青和许大全 2000)。因此, 增加空
气中 CO2浓度可以提高作物的光合速率和产量。
但提高田间 CO2浓度还很难人工控制。对此问题,
上个世纪的中期就开始有探讨。近年来, 邢亚南等
(2006)和张丽颖等(2007)分别在黄瓜和水稻幼苗中
用喷施KHCO3的方法提高光合速率。但这些研究
未对Rubisco活性和光合电子传递作深入研究。本
文探讨叶面喷施 KHCO3对大豆幼苗光合速率、
Rubisco活性、PEPCase 活性和电子传递的影
响。
材料与方法
大豆[(Glycine max (L.) Merr.]品种 ‘铁丰 31’
种子田间播种后, 叶片第 1片真叶完全展开时用作
实验。试验地点为沈阳农业大学园艺学院试验基
地。KHCO3分析纯由沈阳化学试剂公司生产。
第1对真叶完全展开时选取长势一致的3株大
豆幼苗, 以实验确定的促进光合速率的最佳浓度
(1 500 mg·L-1) KHCO3均匀喷施叶片。以清水喷
施叶片为对照。处理在上午 8点左右进行。处理
后第 4天取叶片测定各种指标。
光合速率用 CIRAS-1便携式光合系统(PP-
Systems, 英国)测定。处理后第 2天开始以大豆的
第 1对真叶测定, 连续测定 7 d。
Rubisco活性测定按照李合生(2000)书中的方
法, 略有改动。
RuBPOase活性测定参考《现代植物生理学
实验指南》一书中的方法。PEPCase活性参照冯
福生和马力耕(1992)和董永华等(1995)文中的方法
测定。光合电子传递速率的测定参照陈启林等
(2000)和王春梅等(2000)文中的方法。叶片叶绿素
及类胡萝卜素含量的测定按照Arnon (1949)的方
法。电子传递速率的测定用 Chlorolab-2氧电极
(Hansatech公司, 英国)法测定 PSI、PSII和全链电
子传递速率。可溶性糖含量测定用《现代植物生
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理学实验指南》书中的方法。
结果与讨论
1 KHCO3对大豆幼苗叶片光合速率的影响
从图 1可以看出，随着叶片生长，大豆幼苗
第 1 片真叶和第 2 片真叶的光合速率均增加，
KHCO3处理的光合速率在 7 d内都高于未喷施
KHCO3的。说明KHCO3可以作为碳源补充空气中
CO 2的不足，以提高光合速率。
2 KHCO3对大豆幼苗叶中光合色素含量影响
从表1可以看出: 喷KHCO3的大豆幼苗叶中叶
绿素 a、叶绿素 b和总叶绿素的含量、叶绿素 a/
叶绿素 b比值以及类胡萝卜素含量均增加。这些
指标的增加可能是KHCO3提高大豆幼苗光合速率
的原因之一。
3 KHCO3对大豆幼苗叶片光合电子传递的影响
从表 2可以看出: KHCO3可以促进 PSI、PSII
和总的光合电子传递速率。这可能也是KHCO3提
高大豆幼苗光合速率的原因之一。
图 1 KHCO3对大豆幼苗叶片光合速率的影响
Fig.1 Effects of KHCO3 on photosynthetic rate of first and
second true leaves of soybean seedlings
表 1 KHCO3对大豆幼苗叶中光合色素含量的影响
Table 1 Effects of KHCO3 on photosynthetic pigment contents of soybean seedlings
处理 叶绿素 a含量 叶绿素 b含量 总叶绿素含量 叶绿素 a/叶绿素 b 类胡萝卜素含量
对照 2.290 (100.0) 0.931 (100.0) 3.221 (100.0) 2.460 (100.0) 0.895 (100.0)
喷KHCO3 2.890 (126.2) 1.130 (121.4) 4.020 (124.8) 2.558 (103.9) 1.240 (138.6)
　　单位: mg·g-1 (FW), 处理后第 4天测定。
4 KHCO3对大豆幼苗叶中Rubisco和PEPCase活
性的影响
从表3可以看出: (1)喷施KHCO3大豆幼苗叶中
Rubisco的羧化活性提高, 但Rubisco的加氧活性则
下降, Rubisco的羧化活性 /加氧活性的比值增高;
(2)喷施KHCO3大豆幼苗叶中PEPCase活性增加,
表 2 KHCO3对大豆幼苗叶中的光合电子传递速率的影响
Table 2 Effects of KHCO3 on electron
transport of soybean seedlings
处理 PSI PSII PSI+PSII
对照 64.23 (100.0) 42.81 (100.0) 53.78 (100.0)
喷KHCO3 73.45 (114.4) 54.2 (126.6) 66.65 (123.9)
　　单位: µmol (O2)·mg-1 (叶绿素)·h-1。
这些对大豆幼苗光合作用的运行无疑是有利的。
5 KHCO3对大豆幼苗叶中可溶性糖含量的影响
从表4可以看出: 喷KHCO3的不同叶位叶中可
溶性糖含量增高。这从另一个侧面说明喷施
KHCO3对光合速率和光合产物积累有促进作用。
表 3 KHCO3对大豆幼苗叶中Rubisco活性
和 PEPCase活性的影响
Table 3 Effects of KHCO3 on Rubisco and
PEPCase activities of soybean seedlings

处理
RuBPCase RuBPOase RuBPCase/
PEPCase活性 /
相对活性 / 相对活性 / RuBPOase
nmol·mL-1·min-1
% % 相对活性 /%
对照 100.00 100.00 100.00 3.79
喷KHCO3 122.59 97.97 125.13 6.31
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参考文献
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表 4 KHCO3对大豆幼苗叶中可溶性糖含量的影响
Table 4 Effects of KHCO3 on the soluble sugar
contents of soybean seedlings

处理
可溶性糖含量 / mg·g-1 (FW)
第 1片真叶 第 2片真叶
对照 0.66 (100.0) 0.70 (100.0)
喷KHCO3 1.17 (133.3) 1.01 (144.4)