花生/高粱间作对不同株型花生产量和光化学活性的影响

摘要： 间作是实现农业绿色生产和可持续生产的重要措施，在我国东北地区广泛应用花生/高粱间作模式。间作作物的生长和生产对光合碳同化能力至关重要。然而，花生/高粱间作模式相关研究主要集中在土壤质量和土壤微生物的影响上，对花生/矮化高粱间作模式对光合碳同化能力和光化学活性的影响的研究较为有限。为此，本研究旨在探索'花生/高粱间作对作物产量和光化学活性的影响'这一科学问题，以揭示在与矮化高粱间作下，作为重要油料作物替代大豆进口的花生的产量和光化学活性。这也有助于为花生/矮化高粱间作中的花生品种选择和模式推广以及稳定高产奠定理论基础。本试验选取半直立型花生、直立型花生以及矮化高梁品种'辽糯10'作为研究材料，在田间进行为期2年的实验，探讨了花生、高粱的间作和单作处理对两种不同株型花生产量和光化学活性的影响。

结果：

在花生/高粱间作模式下，高粱的生长发育、干物质积累和净光合速率得到促进；花生的株高增加，但干物质积累和净光合速率显著受抑制。2. 在花生/高粱间作模式下，高粱与两种不同花生的竞争力存在显著差异。与直立型花生相比，高粱与半直立型花生间作具有更强的竞争力，并且实现了更高的相对总产量和土地当量比。半直立型花生/高粱间作模式显示出良好的增产效果，而直立型花生/高粱间作模式下的花生产量过度减少，导致增产率接近于零甚至出现减产。同时，证实了在花生/高粱间作模式下，两种花生品种均处于间作的弱势地位。3. 在花生/高粱间作模式下，间作抑制了花生的光系统I实际量子产量Y(I)和光系统II实际量子产量Y(II)，然而由于不同品种花生的光保护机制启动程度和光抑制抗性的差异，间作直立花生的光系统I（PSI）和光系统II（PSII）受抑制的程度高于间作半直立花生。4. 在间作模式下，半直立型花生通过提高环式电子传递（CEF）来维持光系统的活性，而直立型花生则在生育期内逐渐适应光抑制，提高CEF。环式电子传递对花生间作的弱势地位作出了响应，启动并维持了Y(II)和Y(I)。具有较高跨膜质子势（∆pH）的花生能够更好地应对间作的劣势，从而在复杂的间作环境中减少光损伤并保持光合碳同化能力，从而维持生长和生产。

结论： 在花生/高粱间作模式下，不同品种的花生表现出极大的差异。在高粱竞争力更强的情况下，半直立型花生通过激活环式电子传递来维持光反应的稳定性，在间作的劣势地位下实现了稳定的产量增加。

关键词： 花生/高粱间作，株型，产量，光化学活性，环式电子传递，竞争力