全 文 ：中国生态农业学报 2009年 11月 第 17卷 第 6期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2009, 17(6): 1086−1089


* 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2007CB109305)和云南省科技创新强省计划(2007AD003)资助
** 通讯作者: 李兆君(1974~), 男, 博士, 副研究员, 主要从事农田物质循环与环境方面的研究。E-mail: zjli@caas.ac.cn
李万峰(1981~), 男, 硕士研究生, 主要从事农田养分循环与环境方面的研究。E-mail: liwanfeng2002@126.com
收稿日期: 2008-12-24 接受日期: 2009-05-10
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.01086
覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期
光合参数与荧光参数的影响*
李万峰 1,2 李兆君 2** 梁永超 2,3 解晓瑜 1,2 魏学智 1 杨佳佳 1,2
(1. 山西师范大学生命科学院 临汾 041004; 2. 农业部作物营养与施肥重点实验室 中国农业科学院农业资源与农业区划
研究所 北京 100081; 3. 石河子大学农学院 新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室 石河子 832003)
摘 要 为探明覆膜对早春东北黑土玉米叶片光合生理特征的影响, 在大田条件下, 研究了覆膜对不同施肥
条件下玉米拔节期叶片光合参数与叶绿素荧光参数的影响。结果表明: 覆膜能够显著增加不同施肥条件下玉
米拔节期叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率, 而对其他光合参数如细胞间隙 CO2 浓度和气孔
限制值影响不显著。就施肥条件而言, 覆膜对 N、P 处理玉米拔节期叶片光合参数的影响明显强于其他施肥处
理。覆膜能够增加施 P 和 PK 处理玉米拔节期叶片 Fm、Fv/Fm 和 Fv/Fo 值, 而显著降低了施 NPK 处理玉米拔
节期叶片相应的荧光参数, 覆膜对其他施肥处理玉米拔节期叶片叶绿素荧光参数的影响不显著。
关键词 玉米 施肥 覆膜 光合参数 叶绿素荧光参数
中图分类号: S318 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)06-1086-04
Effect of plastic film mulching on photosynthetic and fluorescence characteris-
tics of corn leaf under different fertilization schemes at jointing stage
LI Wan-Feng1,2, LI Zhao-Jun2, LIANG Yong-Chao2,3, XIE Xiao-Yu1,2, WEI Xue-Zhi1, YANG Jia-Iia1,2
(1. College of Life Sciences, Shanxi Normal University, Linfen 041004, China; 2. Key Laboratory of Crop Nutrition and Fertiliza-
tion, Ministry of Agriculture; Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural
Sciences, Beijing 100081, China; 3. Key Oasis Eco-Agriculture Laboratory of Xinjiang Production and Construction Group;
College of Agricultural Sciences, Shihezi University, Shihezi 832003, China)
Abstract Plastic film mulching (PFM) and different fertilization schemes were conducted in corn fields in the black soil region of
Northeast China at jointing stage and the effect on the physiological characteristics of photosynthesis and chlorophyll analyzed. The
results reveal the following: PFM significantly increases photosynthetic rate (Pn), transpiration rate (Tr), stomatal conductance (Gs)
and water use efficiency (WUE). It has no effect on intercellular CO2 concentration (Ci) and stomatal limitation (Ls). PFM has a
stronger effect on photosynthetic parameters of corn treated with only nitrogen or phosphorus than those treated with other fertilizer
types. PFM significantly increases Fm value, Fv/Fm and Fv/Fo ratios of corn treated with P and PK fertilizer. However, PFM sig-
nificantly decreases Fm value, and Fv/Fm and Fv/Fo ratios of corn treated with NPK fertilizers.
Key words Corn, Fertilization, Plastic film mulching, Photosynthesis parameter, Chlorophyll fluorescence parameter
(Received Dec. 24, 2008; accepted May 10, 2009)
玉米在我国东北地区播种面积大 , 总产量高 ,
对我国粮食安全具有重要意义。然而, 由于东北地
区早春气温低导致的土壤低温及土壤温度回升缓慢,
严重影响了玉米播种、出苗以及早春土壤的养分供
应, 从而制约了玉米高产和超高产的获得。地膜覆
盖是近 30 年发展起来用于调节农田土壤温度和其
他理化性质的新兴技术。尽管已有的研究表明, 地
膜覆盖具有提高土壤温度, 抗旱保墒, 增强光合作
用 [1], 改善土壤环境进而活化土壤养分 , 使养分有
效性提高的作用等, 但是鲜见关于覆膜与施肥对玉
第 6期 李万峰等: 覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期光合参数与荧光参数的影响 1087


米拔节期叶片光合参数和叶绿素荧光参数影响的系
统报道。为此, 本研究在吉林省农业科学院公主岭
实验基地, 进行了覆膜和施肥对玉米拔节期叶片光
合参数和叶绿素荧光参数影响方面的系统性研究 ,
以为东北玉米再增产提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点与材料
田间试验于 2008 年 4~11 月在吉林省长春市公
主岭东北农业科学院资源与环境研究中心实验基地
进行。供试土壤为典型东北黑土, 有机质 23.8 g·kg−1,
全氮 2.36 g·kg−1, 速效氮 141.2 mg·kg−1, 全磷
0.86 g·kg−1, 速效磷 33.4 mg·kg−1, 速效钾 182.9
mg·kg−1, pH 5.44。供试地膜为厚 0.007 mm、宽 2 m
的超微农用膜。供试玉米品种为“郑单 958”。
1.2 试验方法
1.2.1 试验设计 试验采用裂区设计。主处理为施
肥处理: 1)CK(不施任何肥料), 2)N [单施氮肥, 用量
为 150 kg(N)· hm−2], 3)P [单施磷肥 , 用量 70
kg(P2O5)·hm−2], 4)NK [同时施用氮肥与钾肥, 氮肥
用量同处理 2, 钾肥为 90 kg(K2O)·hm−2], 5)PK[同
时施用磷肥与钾肥, 磷肥用量同处理 3, 钾肥用量同
处理 4], 6)NPK(同时施氮肥、磷肥与钾肥, 用量同
上)。副处理为覆膜处理: 1)覆膜, 2)不覆膜。重复 3
次, 每个主区为 8垅区, 面积为 40 m2。
1.2.2 测定项目与方法 玉米拔节期选择完全展开
的倒二叶用英国 ADCLCi 便携式光合作用仪进行光
合参数的测定 , 包括 : 净光合速率(Pn)、细胞间隙
CO2浓度(Ci)、大气 CO2浓度(Ca)、气孔导度(Gs)、
蒸腾速率(Tr)等。水分利用效率(WUE)=Pn/Tr[2], 气
孔限制值(Ls)=(1−Ci/Ca)[3], 测定过程中光强约为 800
μmol·m−2·s−1, 大气温度(25±1) , ℃ 大气 CO2浓度
为(400±10) μmol·mol−1。叶绿素荧光参数采用植物
效能分析仪测定。所有项目均在 2008 年 6 月 26 日
9: 00~10: 30测定, 各指标值为测定时段内某一时刻
测定结果的平均值。
1.2.3 数据处理 所有试验数据均采用统计分析软
件 DPSv3.11专业版处理, 对测定结果进行方差分析,
并用 LSD法进行多重比较(P<0.05 )。
2 结果与分析
2.1 覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期叶片光合
参数的影响
2.1.1 光合速率 施肥对玉米拔节期叶片光合速率
具有一定影响, 但不显著(P 施肥=0.278 2), 覆膜对光合
速率具有显著影响(P 覆膜=0.000 7)。覆膜处理叶片光合
速率均高于不覆膜处理, 其中 N和 P处理上升最高,
分别较相应的不覆膜处理提高 17%和 18%。施肥与
覆膜交互作用对玉米拔节期叶片光合速率的影响不
显著(图 1a)。
2.1.2 蒸腾速率 施肥对玉米拔节期叶片蒸腾速率
具显著影响(P 施肥=0.002 0)。不覆膜下, 与不施肥对照
相比, NPK处理蒸腾速率升高 13%, 差异显著。覆膜
处理蒸腾速率显著高于不覆膜处理(P 覆膜=0.036 7),
且 N和 NK处理覆膜后升高幅度较大, 分别升高 9%
和 12%。施肥与覆膜处理交互作用对玉米拔节期叶
片蒸腾速率的影响不显著(图 1b)。
2.1.3 气孔导度 施肥对玉米拔节期叶片气孔导度
的影响不显著(P 施肥=0.185 4), 覆膜对气孔导度影响显
著(P气孔=0.000 1)。覆膜处理叶片气孔导度显著高于
不覆膜处理, 其中 N 处理覆膜后升高幅度最大, 比
不覆膜处理提高 35%。施肥与覆膜交互作用对玉米
拔节期叶片气孔导度影响不显著(图 1c)。
2.1.4 细胞间隙 CO2浓度 施肥和覆膜对玉米拔节
期叶片细胞间隙 CO2 浓度有一定影响, 但不显著。
覆膜处理明显增加施 P 处理细胞间隙 CO2浓度, 与
不覆膜处理相比升高 12%。施肥与覆膜交互作用对玉
米拔节期叶片细胞间隙 CO2浓度影响不显著(图 1d)。
2.1.5 水分利用率 不覆膜情况下 , 与对照相比 ,
PK 处理玉米拔节期叶片水分利用率升高 7%, 差异
显著；其他处理与对照差异不显著。覆膜能够显著
增加 N、P、PK和 NPK处理水分利用率, 分别较不
覆膜增加 13%、13%和 4%。施肥与覆膜交互作用对
玉米拔节期叶片水分利用率影响不显著(图 1e)。
2.1.6 气孔限制值 施肥对玉米拔节期叶片气孔限
制值影响不显著。覆膜显著降低 P 处理叶片气孔限
制值, 比不覆膜降低 9%。施肥与覆膜交互处理对叶
片气孔限制值影响不显著(图 1f)。
2.2 覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期叶片叶绿
素荧光参数的影响
2.2.1 基础荧光(Fo) 施肥和覆膜处理以及施肥和
覆膜交互作用对玉米拔节期叶片 Fo 均无显著影响
(P 施肥=0.137 5, P 覆膜=0.286 5, P 施肥×覆膜=0.587 8)(图 2a)。
2.2.2 最大荧光(Fm) 施肥对玉米拔节期叶片 Fm
影响显著(P 施肥=0.034 1)。不覆膜下, NK和 NPK处
理玉米拔节期叶片 Fm分别比对照高 9%、7%。覆膜
对 Fm影响不显著(P 覆膜=0.130 9)。施肥与覆膜交互
作用对 Fm影响显著(P 施肥×覆膜=0.007 7)。覆膜下 P和
PK处理 Fm分别比不覆膜增加 3%和 7%, 差异显著;
NPK处理 Fm比不覆膜降低 16%, 差异显著(图 2b)。
2.2.3 可变荧光(Fv) 施肥显著影响玉米拔节期叶
片 Fv(P 施肥=0.008 4), 其中 NK和 NPK处理显著增加
1088 中国生态农业学报 2009 第 17卷



图 1 施肥和覆膜对玉米拔节期叶片光合参数的影响
Fig. 1 Effects of fertilization and plastic film mulching on photosynthetic parameters of leaves of corn in jointing stage


Fv, 比对照增加 12%和 10%。覆膜对 Fv影响不显著
(P 覆膜=0.1235)。施肥与覆膜交互作用对 Fv影响不显
著(图 2c)。
2.2.4 最大光化学量子产量(Fv/Fm) 施肥对玉米
拔节期叶片 Fv/Fm影响显著(P 施肥=0.000 5)。覆膜对
Fv/Fm影响不显著(P覆膜= 0.839 1)。施肥与覆膜交互
作用对 Fv/Fm影响显著(P 施肥×覆膜=0.023 4)。覆膜处理
增加了 P 和 PK 处理的 Fv/Fm, 比不覆膜分别增加
1%和 4%; 降低了 NPK 处理的 Fv/Fm, 比不覆膜降
低 3%; 覆膜对其他施肥处理玉米拔节期叶片 Fv/Fm
影响不显著(图 2d)。
2.2.5 Fv/Fo 由图 2e可知, 施肥对玉米拔节期叶片
Fv/Fo 影响显著(P 施肥=0.000 2), 其中 NK和 NPK处理
比对照分别增加 15%和 10%。覆膜对 Fv/Fo 影响不
显著(P 覆膜=0.417 5)。施肥与覆膜交互作用对 Fv/Fo
影响显著 (P 施肥×覆膜=0.023 1)。覆膜使 P 和 PK 处理
的 Fv/Fo 比不覆膜分别增加 4%和 15%, 使 NPK 处
理 Fv/Fo比不覆膜降低 11%(图 2e)。
3 结论与讨论
本研究中, 玉米在拔节期生长期间, 经覆膜处
理后, 叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度等光合
参数升高。这与程炳文等[4]的研究结果相似。这可
能是由于地膜的阻隔作用, 减少了膜内外平行与垂
直热对流对土壤热量的消耗 , 使地表温度升高 [5];
同时, 覆膜后膜内凝聚了一层细小的水珠, 减少了
汽化热的散失, 提高了土壤热容量 [6]。本研究还表
明, 覆膜能够增加不同施肥条件下玉米拔节期叶片
的水分利用率, 这可能是由于覆膜后土壤水分增加,
促进了作物生长, 使光合作用在一定程度上较蒸腾
作用增加幅度大所至[6]。此外, 覆膜对玉米拔节期光
合作用参数的影响与施肥有关 ,但施肥与覆膜处理
二者交互作用均不显著, 其机制目前还不清楚, 有
待于进一步研究。
植物体内发出的叶绿素荧光信号包含着丰富的
光合作用信息, 且极易随外界环境变化而变化[7−9]。
利用叶绿素荧光这一植物体内发出的天然探针, 能
够有效探测许多有关植物生长发育与营养状况的信
息[10−12], 可快速、灵敏和非破坏性地分析环境因子
对光合作用的影响[12]。本研究结果表明, 玉米拔节
期叶片 Fo、Fv受施肥与覆膜的影响不显著, 但覆膜
能够显著增加 P和 PK处理 Fm、Fv/Fm和 Fv/Fo值,
表明玉米经施肥与覆膜处理后拔节期叶片电子传递
能力和 PSII潜在活性及光能转化效率显著提高。覆
第 6期 李万峰等: 覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期光合参数与荧光参数的影响 1089



图 2 施肥和覆膜对玉米拔节期叶片叶绿素荧光参数的影响
Fig. 2 Effects of fertilization and plastic film mulching on fluorescence parameters of leaves of corn in jointing stage

膜处理后 NPK 处理玉米拔节期叶片 Fm、Fv/Fm 和
Fv/Fo有所降低, 表明本试验条件下, 在黑土中施用
P肥和 PK肥的基础上过量施用氮肥, 有降低玉米拔
节期叶片电子传递能力和 PSII潜在活性、光能转化
效率的风险。因此, 应根据土壤条件、玉米目标产
量、农作措施等合理施用氮肥。本研究结果还表明,
施肥与覆膜交互作用对玉米叶片叶绿素荧光参数的
影响明显不同于其对光合作用参数的影响, 施肥与
覆膜交互作用对 Fm、Fv/Fm和 Fv/Fo影响显著, 其
机理目前尚不清楚, 仍有待于进一步研究。
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