间作优势的光合生理机制及其冠层微环境特征

• 作者: 范虹 殷文 殷文
• 来源期刊: 中国生态农业学报(中英文)
• 学科: 农学
• 关键词: 间作优势 光合生理 冠层微环境 调控途径
• 年，卷（期）: 2022,（11）
• 所属期刊栏目: 作物栽培与生理生态
• 页码范围: 1750-1761
• 页数: 11页
• 分类号: S181
• 语种: 中文
• DOI: 10.12357/cjea.20220660

摘要

现代农业发展面临减排、化石物质减投、稳产高产等诸多挑战，间作是一种能够同时保证产量与系统可持续性的生产方式，是解决上述问题的重要途径。间作优势主要源于：种间互作对时空的集约利用，形成了利于作物生长和资源高效利用的根系结构、冠层结构，创造了适宜的根际环境、冠层微环境，优化了作物生长发育的生理指标。鉴于光合作用在产量形成中的决定性作用，厘清间作优势形成的光合生理机制及其与冠层微环境的相关关系，将对优化间作管理技术、进一步挖掘间作优势提供重要理论依据。本文综述了间作光合生理在群体水平—个体及器官水平—细胞及分子水平的研究进展：间作有利于群体生育后期保持较高光合源，优化干物质的积累、分配和转运；提高了高位作物个体的光合速率、叶绿素含量、光能利用率，但削弱了矮位作物光合性能；在细胞及分子水平，间作存在使高位作物Rubisco和PEPC酶活性提高，而矮位作物光合关键酶活性下降的趋势，以及间作存在使高位作物(玉米) pepc和ppdk光合酶基因表达上调且矮位作物(大豆)光反应中心相关编码基因同时上调的趋势。就间作冠层微环境而言，间作高位作物冠层中下部受光增加，温度变化幅度减小，有利于其生长；而间作矮位作物受到遮荫和光质恶化，以及冠层温度降低、湿度增加的影响，生长受抑。利于优化间作光合生理和冠层微环境调控的途径包括：搭配高秆喜光作物及矮秆耐荫作物品种，适度增加矮秆作物行比，适量增施氮磷肥等。展望未来，间作研究需用分子生物学手段解析间作微观尺度上的响应机制，应用生长模型模拟作物生长规律和种间关系，选育适于种间互作增效的专用品种，统筹协调适宜机械化与种间互作增效的空间布局，完善群体优化理论。