不同土壤水分条件下小叶扶芳藤叶片光合作用对光的响应

利用CIRAS-2型便携式光合作用仪测定不同土壤水分下3年生小叶扶芳藤(Euonymus fortunei var.radicans Sieb.)叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及光能利用效率(LUE)等生理参数,阐明其光合生理参数对土壤水分和光照强度的响应规律,探讨小叶扶芳藤正常生长发育所需的土壤水分和光照条件.结果表明小叶扶芳藤的Pn、Tr、WUE及LUE对土壤水分和光照强度的变化具有明显的阈值.(1)采用非直角双曲线模型进行模拟光响应过程较好,在土壤相对含水量(RWC)为72.2%和32.3%时,曲角(K)值较小;在其它水分条件下,K值接近于1.随着土壤水分(RWC为22.4%～72.2%)的递增,光补偿点降低,光饱和点、最大净光合速率及表观量子效率均呈现升高趋势,在RWC为72.2%时,光补偿点最低(22.6 μmol·m-2·s-1),光饱和点最高(1 400μmol·m-2·s-1).(2)维持小叶扶芳藤正常生长(同时具有较高Pn、LUE及WUE)的土壤水分范围,在RWC为44.2%～72.2%之间,最佳土壤水分在RWC为72.2%左右,正常生长所允许的最低土壤水分在RWC为32.3%左右.(3)小叶扶芳藤对光照环境的适应性较强,在光合有效辐射强度为600～1 600 μmol·m-2·s-1范围内,Pn和WUE都具有较高水平,饱和光强大约在800～1 400 μmol·m-2·s-1之间,LUE在100～300 μmol·m-2·s-1光强范围内达到峰值.     

肥披碱草叶片光合特性研究

以大田生长的肥披碱草为试验材料,利用Li-6400型光合作用测定系统监测其叶片光合生理生态特性及其环境因子日变化,并利用相关分析和逐步回归分析法探讨了净光合速率和蒸腾速率与生理生态因子间的关系.结果表明:(1)肥披碱草叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的日变化均呈双峰曲线,具有明显的光合"午休"现象;叶片水气压亏缺(VPD)和Tr及Gs的峰值出现时间不同步,胞间CO2浓度(Ci)不随气孔的降低而减小,抑制其光合速率的因子为非气孔限制;水分利用率(WUE)的变化呈单峰型,并且其上午WUE明显高于下午.(2)自然条件下,影响肥披碱草叶片Pn的主要因子是Tr和Ca(大气CO2浓度),影响Tr的主要因子是Gs和Ta(气温).(3)在干旱与半干旱自然条件下,肥披碱草的光补偿点(12.45 μmol·m-2·s-1)、光饱和点(1 750 μmol·m-2·s-1)、最大净光合速率(65.125 μmol·m-2·s-1)、表观光量子效率(0.128 9 μmol·mol-1)都较高,表现出较强的光环境的适应性和光能利用能力,是典型的阳性植物.     

半干旱黄土丘陵区天然次生灌木山桃（Prunus davidiana）与山杏（Prunus sibirica L.）叶片气体交换参数日动态差异

以半干旱黄土丘陵区5年生天然次生灌木山桃(Prunus davidiana)及山杏(Prunus sibirica L.)作为研究材料,系统比较了两树种叶片气体交换参数的日变化特征,分析了其光合作用和蒸腾作用与环境因子的关系.结果表明:山桃叶片气体交换参数日变化特征与山桃有所差异,山桃除蒸腾速率(Tr)外其它生理参数呈单峰曲线,山杏的日变化类型均呈双峰曲线.两树种光合速率(Pn)在下午明显下降,其原因主要是受到非气孔限制.山桃Pn的日均值((7.64±3.69) μmol · m-2 · s-1)比山杏((5 29±2.97) μmol · m-2 · s-1)高出46%,Tr的日均值((2.21±1.02) mmol · m-2 · s-1)比山杏((1.58±0.57) mmol · m-2 · s-1)高出40%左右,水分利用效率(WUE)的日均值相差不大,分别为(2.89±1.52) μmol · mmol-1,(2.54±1.37) μmol · mmol-1.多元回归及相关分析表明,影响光合作用与蒸腾作用的最重要因子是光合有效辐射强度,其次是大气CO2浓度;光合作用与蒸腾作用参数之间也有明显的相关性.结论:山桃与山杏表现出具有较高光合速率,较低蒸腾速率和较高水分利用效率的生理特征,因而在半干旱黄土丘陵区都有较好引种栽培与开发利用潜力.     

喷钙对芍药花茎品质及叶片光合特性的影响

以5年生芍药盆栽苗为试材,研究了喷钙措施对芍药花茎品质、花茎机械强度及叶片光合参数的影响.结果表明,喷钙处理(4％,w/v)显著提高了花茎的机械强度,增幅达24.3％,花茎中纤维素、半纤维素、木质素及果胶含量均较对照显著增加,其中纤维素含量为456.54 μg·g-1,较对照增加了28.5％,增幅最大.喷钙处理还使芍药叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率( WUE)增加,至处理28 d时,Pu为17.07 μmol·m-2·s-1,较对照增加29.6％,Gs较对照提高了55％,为0.31 mol·m-2·s-1,Tr较对照提高了20％,达到2.61 mmol · mol-1,WUE为6.54 mmol · mol-1,较对照增加7.6％.另外,喷钙使芍药叶片最大净光合速率(Pmax)达到20.71 μmol·m-2·s-1,较对照提高24.6％,光饱和点为902.5 μmol·m-2·s-1,较对照增加7.5％,而光补偿点则显著降低,为7.27 μmol·m-2·s-1,较对照降低34.5％.     

蜡梅光合与蒸腾速率日变化的初步研究

对野生蜡梅在不同天气中的净光合速率 (Pn)和蒸腾速率 (Tr)日变化及其与环境因子的关系进行了初步研究 ,结果如下 :(1)蜡梅在晴天和阴天的 Pn日进程均呈一双峰型曲线。但晴天的两个峰值比在阴天出现要早 ,Pn的总体水平要高于阴天 ,且在午后发生明显的光合“午休”现象。 (2 )Tr在晴天的日变化呈单峰型曲线 ,在午后强光和高温条件下 ,Tr可高达 10 mmol H2 O m-2 s-1以上。在阴天 ,Tr日进程波动很小 ,且蒸腾作用微弱 ,全天大多保持在 0 .8mmol H2 O m-2 s-1以下的水平。(3)在光合有效辐射 (PAR)为 80 0～ 90 0 μmol m-2 s-1、大气温度 (TA) 2 8℃左右、相对湿度 (RH)约75%的条件下 ,野生蜡梅的 Pn可高达 2 3.6 μmol CO2 m-2 s-1。但蜡梅的光饱和点与光补偿点均较低 ,分别约为 90 0μmol m-2 s-1和 2 0μmol m-2 s-1。 (4 ) PAR和 TA是影响蜡梅光合与蒸腾速率日进程的主导生态因子。蜡梅对强光和高温反应敏感 ,在超过光饱和点且气温高达 4 2℃以上时 ,其蒸腾作用强烈 ,能量转换与水分利用效率 (WUE)大大降低 ,光合能力减弱 ,导致 Pn急剧下降     

岩黄连光合与蒸腾特性及其对光照强度和CO_2浓度的响应

采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-CorInc.,USA)对岩黄连叶片的气体交换进行了测定。结果表明(1)岩黄连叶片的光饱和点(LSP)为329.18μmol.m-2.s-1左右,光补偿点(LCP)为12.76μmol.m-2.s-1,最大净光合速率为2.96μmol.m-2.s-1,暗呼吸速率(Rd)为0.17μmol.m-2.s-1。光饱和点和光补偿点都比效低,表明岩黄连对光照的要求不高,属于阴生植物。(2)4月份,岩黄连Pn随CO2浓度升高而逐渐增大。当CO2浓度由50μmol.mol-1增加到600μmol.mol-1,Pn几乎呈直线上升,600~1000μmol.mol-1范围内逐渐缓和,到1000μmol.mol-1以后Pn变化平稳。由曲线估算CO2饱和点(CSP)大约在1000μmol.mol-1左右。CO2的补偿点为68.80μmol.mol-1。羧化效率为0.0308μmol.m-2.s-1。(3)岩黄连叶片水分利用率(WUE)随有效光辐射强度(PAR)的增强呈抛物线状变化,PAR在200μmol.m-2.s-1内呈直线上升,到200μmol.m-2.s-1时WUE达最大值,大于200μmol.m-2.s-1后WUE呈逐渐下降趋势。     

半干旱区典型沙生植物油蒿(Artemisia ordosica)的光合特性

为了研究西北半干旱生态系统中典型沙生植物油蒿(Artemisia ordosica)的光合特征,于2012年5—10月,使用Li-6400(Li-Cor Inc.,USA)便携式光合测定系统,测定了油蒿气体交换特征的日变化、季节变化以及净光合速率(Pn)对光合有效辐射和胞间CO2浓度的响应。结果表明:Pn、蒸腾速率(E)和水分利用效率(WUE)的日变化在12:00前后均表现出非对称性,上午测量值普遍高于下午;Pn日均值6月最高(8.97±1.73μmol CO2·m-2·s-1),10月最低(2.58±1.32μmol CO2·m-2·s-1);油蒿表观量子效率(α)在0.022~0.048 mol·mol-1变化,羧化效率(φ)在0.125~0.268 mol·m-2·s-1变化;在9月13日饱和光强下的Pn(Pnmax)达到生长季最大值,为24.89μmol CO2·m-2·s-1;在7月31日饱和胞间CO2浓度下的Pn(Anmax),达到生长季最大值,为77.23μmol CO2·m-2·s-1;Pnmax主要受到相对湿度影响,Anmax主要受饱和水汽压亏缺和30 cm深度土壤体积含水率影响;水分相关环境因子是油蒿光合作用的主要限制因子,其光合特征反映出对半干旱气候的适应性。本研究结果可为生态系统过程建模和区域尺度研究提供重要的生理生态参数。     

水分胁迫对入侵植物薇甘菊幼苗生长的影响

水分是影响薇甘菊(Mikania micrantha)生长的重要环境因子,但通过调控生长环境包括土壤水分和空气湿度来探讨这一入侵植物的适应能力的报道较少.本文通过设置2个水分梯度:处理Ⅰ土壤含水量30%～60%和空气相对湿度80%～90%,处理Ⅱ土壤含水量10%～20%和空气相对湿度20%～30%进行试验.结果发现土壤含水量在10%～20%且空气相对湿度在20%～30%时,水分胁迫能显著影响薇甘菊的幼苗生长和光合特性.胁迫条件下植株生长速率明显降低,最大净光合速率和最大量子效率分别是1.94 μmol·m-2·s-1和64.91 mmol·mol-1,比对照8.63 μmol·m-2·s-1和211.34 mmol·mol-1明显偏低.本文将空气相对湿度作为水分胁迫条件之一,阐述了空气相对湿度的增加能扩大薇甘菊的适生范围,并分析得出气孔限制可能是水分胁迫下薇甘菊生长受抑制的主要原因.     

黄刺玫叶片光合生理参数的土壤水分阈值响应及其生产力分级

在半干旱黄土丘陵区,以3年生天然次生灌木黄刺玫为材料,研究了叶片光合生理参数对土壤水分(RWC)的响应特征及光合生产力分级。结果表明:当RWC在33.8%—81.3%时,叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的变化曲线为明显的双峰曲线;上午阶段(11:00时之前)Pn的下降主要是气孔限制引起的,下午以非气孔限制为主;随着RWC的增加,Pn、Tr第1峰值出现的时间延后;在此水分范围内,Pn日均值一直维持在较高水平,Pn最高值((8.5±1.8)mmol·m-2·s-1)出现在RWC为71.7%时。水分利用效率(WUE)对RWC的响应有所差异,当RWC大于47.1%时,WUE呈不明显的双峰曲线,第1峰值出现在13:00时,并且前后时段WUE变化不大。RWC为47.1%时,WUE维持在最高水平,日均值为(2.72±0.59)μmol/mmol。根据Pn、Tr、WUE和RWC的定量分析,以及从黄土丘陵区生态、经济效益同时考虑,适合黄刺玫生长的RWC在33.8%—71.7%之间。以光合生理参数为指标对黄刺玫土壤水分有效性及生产力进行分级与评价,确定RWC90.4%或RWC33.8%时为"中产中效水";RWC在71.7%—81.3%和47.1%—71.7%时分别为"高产中效水"和"高产高效水",!其中RWC在57.4%左右时为"最优产效水";RWC在18.8%—26.5%时为"低产低效水"。     

38个榛种质资源叶功能性状与光合特征变异及其相关性

研究了38个榛种质资源叶功能性状与光合特征参数的变异特征及其相关关系,为优良种质资源的选择以及进一步理解叶功能性状对光合特征的影响机制提供科学依据。结果表明:38个种质资源的叶面积(LA)、叶形指数(LI)、叶干重(LDW)、比叶面积(SLA)和叶干物质含量(LDMC)平均值分别为78.39 cm²、1.24、0.73 g、109.95 cm²·g^-1和38.31%,LDW变异最大,其次为LA和SLA,LI和LDMC变异最小;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)平均值分别为9.92μmol·m^-2·s^-1、3.88 mmol·m^-2·s^-1、153.04μmol·m^-2·s^-1、238.73μmol·mol^-1、0.41和2.54μmol·mmol-1,gs变异最大(27.89%),Pn、Ci、Ls和WUE次之(10.37%~15.14%),Tr最小(9.99%)。不同种质资源叶功能性状与光合特征参数之间均存在极显著差异。Pearson相关分析表明:Pn与LA、LDW、LDMC均呈显著正相关,与SLA则呈显著负相关;Tr与LA呈显著正相关;gs和Ci与LDMC分别呈显著负相关和正相关;WUE与LDW、LDMC均呈显著正相关,与SLA则呈显著负相关。冗余分析表明:第1、2排序轴共同解释了叶片光合特征总变异的88.6%,其中,对光合特征产生显著影响的叶功能性状因子为SLA和LDMC。平欧210号、F-03、平欧11号、平欧88号、平欧119号、85-162、平欧48号、玉坠、平欧110号表现出较高的水分和光能利用效率。