8种绿化树种光合特性及叶片解剖结构比较

城市绿化不仅包含了园林绿化的美化作用,还具有重要的生态功能,其生态功能是通过植物的生理活动实现的。光合能力在种间和基因型间的变化很大,这些差异通常与代谢和(或)叶片的解剖结构的性质有关。本研究选择8种哈尔滨常见树种,采用Li-6400便携式光合测定系统对叶净光合速率(P_n)、呼吸速率(R_d)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)等进行测定,并利用显微镜观察测定叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度,从而探讨叶片结构对光合生理的影响。结果表明:8个树种间叶片最大光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、光饱和点差异显著(P <0.05);表皮厚度、栅栏组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度差异显著(P <0.05)。虽然8个树种间光合能力和叶片解剖结构的差异较大,但分析发现其间也存在一定的相关性。其中,光饱和点与叶表皮厚度显著正相关(P <0.01),相关系数为0.78。胞间CO_2浓度与上表皮气孔密度显著负相关(P <0.05),相关系数为-0.65。而最大光合速率、呼吸速率、蒸腾速率和光补偿点与表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。胞间CO_2浓度与表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。光饱和点与栅栏组织厚度、海绵组织厚度、上表皮气孔密度和下表皮气孔密度相关均不显著(P> 0.05)。虽然对叶片结构对生理过程的影响的机理还需要进一步研究,但是我们认为叶片解剖结构的研究可以更好地理解生理指标的变化。     

光合速率测定中叶室内空气流率的研究

利用红外线CO_2分析仪,测定植物单叶光合速率时,影响测定精度的因素中,除了测定环境、植物的生理状态,以及分析仪器的精度外,叶室内的空气流率的大小,也是个不可忽视的因素。空气流率过小,则叶室内CO_2浓度落差大,气流末尾处叶片的CO_2供应不足;空气流率过大,促使叶片蒸腾加快,可能导致气孔开度减小。这两种情况均会使光合速率测值偏低。     

不同氮水平对春小麦光合速率日变化的影响

选择干热的天气,测定了春小麦永粮4号灌浆初期不同氮素营养条件下旗叶的光合速率日变化及其影响因子。利用相关分析和通径分析,考察了光强、叶温、蒸腾速率、气孔导度和细胞间CO2浓度对光合速率的影响。结果表明,低、高氮处理的旗叶都出现光合“午休”现象,低氮处理光合速率(Pn)日变化为典型的双峰曲线,峰值出现在10：00和14：00;而高氮为单峰曲线,峰值在10：00。数据统计分析结果表明,低氮光合“午休”主要受气孔限制,高氮则受气孔与非气孔因素协同作用。高氮增强了开花一灌浆中期春小麦对强光和高温的适应性。     

几种木本植物的N2O释放与某些生理活动的关系

使用带有开放气路的气体交换测定系统,同步测定了几种针、阔叶树种的光合作用、呼吸作用及气孔导度．结果表明,低光下树木针叶或叶片释放Ｎ２Ｏ的速率与光合速率无显著相关．伴随根、茎、叶的呼吸,检测到有Ｎ２Ｏ吸收现象,其通量与温度及呼吸强度呈正相关．气孔导度明显影响Ｎ２Ｏ的通量,表明气孔可能是木本植物释放Ｎ２Ｏ的主要途径．     

几种木本植物的N2O释放与某些生理活动的关系

使用带有开放气路的气体交换测定系统,同步测定了几种针、阔叶树种的光合作用、呼吸作用及气孔导度。结果表明,低光下树木针叶或叶片释放N₂O的速率与光合速率无显着相关。伴随根、茎、叶的呼吸,检测到有N₂O吸收现象,其通量与温度及呼吸强度呈正相关。气孔导度明显影响N₂O的通量,表明气孔可能是木本植物释放N₂O的主要途径。     

杨树无性系幼苗光合作用的光抑制

为更多地了解自然条件下活体叶片的光抑制, 以LI-6200 便携式光合系统测定了杨树无性系幼苗叶片叶的净光合速率(Pn)、表观量子产量(AQY)等, 比色法测定了超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果表明, 中午Pn 降低, 出现光合"午休"现象, 此时Pn 受非气孔因素限制, Pn 的降低与气孔关闭关系不大。低湿、高温、强光条件下杨树无性系幼苗叶片AQY 降低, 发生了明显的光抑制。SOD 对光合作用具有保护作用, SOD 抑制剂使光抑制加剧, 抗氧化剂使光抑制得到缓解, 表明光抑制的发生可能与活性氧的积累有关。     

水稻叶切片在光合反应液中气孔状态的扫描电镜观察

用溶氧电极测定水稻叶片光合放氧速率,其叶切片浸沉在光合反应液中,切面能与溶液进行气体交换。由于水稻叶切片用的是2.5mm~2,背腹两面气孔数总共有1400—1900多个,因此通过气孔进行气体交换,应该也是一个重要的途径。这方面未见     

红砂3个地理种群的光合特性及其影响因素

在自然条件下对分布于兰州九州台(LZJ)、张掖临泽(ZYL)和武威民勤(WWM)3个地理种群的红砂(Reaumuria soongorica)的光合特性进行了研究,并对其影响因素进行了分析。结果表明,红砂3个地理种群叶片的光合速率和蒸腾速率日变化规律相似,均为双峰型,光合有明显的"午休"现象。影响红砂光合的因素既有环境因子又有自身因素。在环境因子中,无论是对光合速率还是蒸腾速率,光照强度都是最重要的主导因子,其次是气温,大气湿度则与植物的蒸腾速率成负相关。各因素的影响程度因不同地理种群所处土壤含水量不同而有所不同。内在因素中气孔导度下降是光合速率下降的主要原因,外界因素又通过气孔调节来影响蒸腾速率。光抑制是影响红砂光合午休的非气孔因素之一,且干旱加重了光抑制。在干旱胁迫下,叶绿素含量也是影响光合速率的主要原因。所有这些因素协同作用于红砂的光合作用,处于极端干旱环境中的红砂则通过降低蒸腾,提高水分利用率和稳定性碳同位素等途径来响应环境胁迫,从而提高对环境的适应性。     

水淹导致皇冠草光合机构发生变化并加剧其出水后光抑制

通过气体交换和叶绿素荧光等方法研究了水淹及胁迫解除后皇冠草不同功能叶的光合特性及光抑制的变化.结果表明:与对照相比,气生叶(全淹组淹水前形成的功能叶)在水淹条件下叶片大小和气孔没有明显变化,但沉水叶(全淹组淹水后新生的功能叶)的叶面积增加,气孔变小,上表皮气孔密度增加.水淹导致气生叶碳同化能力、光化学效率和叶绿素含量下降.沉水叶在发育过程中碳同化能力、光化学效率和叶绿素逐渐升高.气生叶和沉水叶出水后其活体叶片在强光下的相对含水量急剧下降,发生明显的光抑制;而弱光下无明显光抑制发生.出水后离体叶片强光照射下6h后两种功能叶均发生严重光抑制,且弱光下不能恢复.因此,可以认为淹水条件下,沉水叶上表皮气孔密度的增加使其蒸腾速率提高;沉水叶较强的碳同化能力和增加的叶面积是确保其植株水下生存的重要因素;强光使气生叶和沉水叶出水后均发生严重光抑制,导度和蒸腾速率提高导致的叶片失水则加剧了这一过程,两者共同作用导致自然条件下两种功能叶的出水死亡.     

夏玉米群体光合速率特性及其与冠层结构、生态条件的关系

研究结果表明：高产夏玉米群体光合速率日变化呈单峰曲线。在水肥充足栽培条件下,光照强度是影响玉米群体光合速率的主导因素,最大自然光强下群体光合未测到光饱和点。群体光合速率随CO2浓度(50—900ppm范围)的增加而提高。土壤呼吸释放的CO2量占群体光合速率的11.68%。高产群体所形成的独特环境对单叶光合速率影响很大,群体生长下的单株,在8×104一9×104Lx光下的单叶光合速率为果穗叶高于下部和上部叶,品种、密度间差异不大;冠层自然状态下的单位叶面积光合速率上部叶却高于中、下部叶,高密度下,紧凑型品种高于平展型品种,低密度下则相反。     

气孔限制在植物叶片光合诱导中的作用

用三种不同的气体交换分析方法研究了玉米、大豆等叶片光合诱导期间的气孔限制作用。发现有利于气孔开放的因素如良好的土壤水分状况、较高的空气湿度等,能够缩短叶片的光合诱导期;CO_2饱和条件下,叶片的光合诱导期比在普通空气条件下的诱导期短得多;在光合诱导后期细胞间隙CO_2度达到稳态值以后,气孔导度的增加伴随着光合速率的提高和气孔限制值的下降。而气孔导度的降低则会引起光合速率的降低和气孔限制值的上升。诱导期存在气孔限制,并在后期占优势。     

皇甫川流域梁地生境中间锦鸡儿不同龄级植株光合生理特性的比较研究

对内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗皇甫川流域梁地生境人工栽植的中龄级（5年生）和老龄级（24年生）中间锦鸡儿植株的光合生理特性进行了比较研究。结果表明：中龄级植株的净光合速率和蒸腾速率均大于老龄级植株;两个龄级植株在12:00~14:00净光合速率均下降,老龄级植株是由于光抑制使光系统Ⅱ受损、细胞光合能力下降等非气孔因素所导致,而中龄级植株是气孔因素和非气孔因素共同作用的结果,其中气孔因素是主要因素。光合色素含量的测定结果显示,中龄级植株的叶绿素含量、类胡萝卜素含量均显著高于老龄级植株,前者具有更高的净光合速率和光能利用效率,并且具有更高的抵御强光能力。中龄级植株的水分利用效率高于老龄级植株,具有更强的耐旱能力。     

水分胁迫对小麦叶片光合作用的影响及其与抗旱性的关系

在水分胁迫初期,两个小麦品种叶片光合速率,气孔导度和细胞间隙CO_2浓度降低,气孔限制值增加,光合速率的降低主要是气孔因素的限制。中度到严重水分胁迫使叶片光合速率、气孔导度和气孔限制值降低,细胞间隙CO_2浓度明显增加,且叶圆片放氧能力,叶绿体Hill反应、叶绿素荧光强度和表观量子产额降低,此时光合速率的降低主要是叶肉细胞光合活性的下降引起的。抗旱性弱的郑引一号叶肉细胞光合活性比抗旱性强的丰抗13更容易受到水分胁迫的影响。     

关于光呼吸与光合作用关系的研究——Ⅳ.光合滞后期

整体叶片、叶碎片、叶肉细胞、叶原生质体、叶绿体等不同层次的光合组织都有光合滞后期。一般整体叶片的光合滞后期与光呼吸滞后期相同,约30—60分钟,而排除气孔影响的去表皮叶片、细胞、原生质体等光合组织的滞后期仅为10分钟左右。叶片暗处理,滞后期延长;预照光,滞后期缩短;增加温度可提高滞后期的光合强度。滞后期产生的主要原因是光对酶的诱导以及光合碳循环中间产物增生需要一个准备过程。滞后期与光反应无直接关系。气孔开启时间是整叶滞后期比细胞滞后期延长的根本原因。     

山西太岳山辽东栎的光合特性

对自然生长的辽东栎林木用 LI-640 0测定其光合作用 ,实验包括以下内容 :在完全接近自然生长的条件下测定辽东栎叶片光合作用的日变化规律 ;控制光合有效辐射强度 ,测定叶片在不同 CO2 浓度下光合作用的变化规律 ;控制温度比对应时间段的温度高 2～ 4℃ ,并控制 CO2 浓度在 3 75～ 70 0 ml· m- 3间变化 ,测定辽东栎光合作用的变化情况。结果如下 :1自然状态下辽东栎光合作用的日变化有两个光合速率峰 ,峰高接近 ,上午的光合速率峰持续时间较下午的长。叶片气孔导度与光合速率间有很强的正相关 ,且对胞内 CO2 浓度和蒸腾速率有较大影响。气孔导度与叶片水压亏缺呈相反的变化趋势 ,而水压亏缺受光合有效辐射、气温的影响较大。 2在控制片温度、光合有效辐射不变的情况下 ,辽东栎的叶片水压亏缺变化幅度很小 ,气孔导度变化主要受 CO2 浓度的调节 ,表现出在目前 CO2 浓度至加倍 CO2 浓度下 ,随浓度增加而增大的趋势 ,与之对应光合速率增大 ,同时光补偿点也有所提高。当 CO2 浓度超过 80 0 ml· m- 3继续上升时 ,气孔导度、光合速率均下降 ,光补偿点继续升高。3对辽东栎叶片进行升温和高 CO2 浓度处理 ,在试验进行时的温度 (2 8～ 3 7℃ )下 ,发现在 3 75～ 70 0 ml· m- 3的 CO2 浓度范围内 ,升温均导致光     

日本菟丝子及其寄生前后寄主的光合特征

对日本菟丝子与寄主的光合生理特征研究结果表明:日本菟丝子光合色素含量与寄主光合色素含量呈负相关.被日本菟丝子寄生后,易寄寄主寄生叶和相邻叶的光合色素含量增加,而非易寄寄主寄生叶和相邻叶的光合色素含量下降;非易寄寄主和易寄寄主的寄生叶和相邻叶净光合速率下降的幅度大小与寄主受日本菟丝子易寄程度的强弱顺序一致,前者净光合速率下降主要是由气孔调节引起的,而后者则是多因素共同调节的结果.在光照条件下,与非易寄寄主相比,日本菟丝子从易寄寄主上脱离后的光合色素含量随光照时间的延长而增加,其干质量则下降减缓;黑暗条件下,日本菟丝子从不同寄主脱离后的光合色素含量与干质量下降速率的差异不显著.     

濒危植物夏蜡梅及其伴生植物的光合日进程

用LCA4型便携式全自动光合测定仪,在自然条件下,于7月下旬的晴朗天气测定了群落冠层和林下两种不同光环境下夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)的净光合速率（Pn）、胞间CO₂浓度(Ci)、呼吸速率（Rd）、气孔阻力（rs）的日进程,并与其伴生植物悬铃叶苎麻(Boehmeria platanifolia)、盐肤木(Rhus chinensis)、水马桑(Weigela japonica var. sinica)的光合日进程相比较。结果表明：夏蜡梅冠层的光合速率日进程呈“双峰”曲线,有明显的“午休”现象,经分析其“午休”的原因主要是由非气孔因素引起的;林下夏蜡梅则表现为“单峰”曲线,净光合速率较低,最大净光合速率不及冠层的1/2,相关分析结果表明其最重要的影响因子是光合有效辐射（p=0.001）;与其它伴生植物相比,夏蜡梅的日均光合速率、最大光合速率、水分利用效率和光合速率/呼吸速率都明显偏低,在群落竞争中处于不利地位。     

兰州银滩黄河湿地不同植物夏季光合日变化

以兰州银滩黄河湿地的千屈菜、芦苇、酸模叶蓼、稗草、龙葵、反枝苋、曼陀罗、红豆草、藨草和水莎草10种植物为材料,采用美国CI-340便携式光合测定系统在晴朗天气下测定了各植物成熟叶片的光合有效辐射(PAR)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)以及大气温度(Ta)、大气CO2浓度(Ca)等指标的日变化,以探讨其光合生理生态特性。结果表明:有7种湿地植物的净光合速率呈不对称的双峰曲线,光合"午休"现象明显,分别是由气孔和非气孔2个因素引起;通过相关分析、逐步回归分析发现,大多数植物的Pn与Tr、Gs、PAR有较好的相关性,各生态因子对Pn的贡献系数不同,说明影响它们光合速率的主要生理生态因子各不相同;午间强光、高温导致湿地植物的蒸腾速率加剧。本研究对了解湿地植物优势种的光合特性及其与环境因子关系、人工种植湿地植物物种选择有重要意义。     

NaCl胁迫对长春花幼苗离子分布和光合作用的影响

以0、50、100、150、200和250mmol&#183;L^-1NaCl的1／2Hoagland营养液处理长春花（Catharanthus roseus）幼苗5d,测定其生物量,根、茎及叶中不同组织细胞中无机离子相对含量,叶绿素含量及光合生理指标。结果表明：NaCl能显著降低长春花幼苗的鲜质量和干质量;对根、茎和叶片横切面X射线徽区分析表明,NaCl胁迫导致长春花体内各组织细胞中Na^＋和Cl^-相对含量显著增加,但在各器官、组织中分布稍有不同：与对照相比,根和茎中都是表皮细胞中增加幅度最大,中柱细胞次之,皮层细胞最低;在叶片中亦是表皮细胞增加幅度最大,依次是皮层细胞、海绵组织细胞及栅栏组织细胞。NaCl胁迫下,K^＋和Ca^2＋相对含量对其的响应特征在不同器官中亦不相同：与对照相比,在根和茎皮层及中柱细胞中的下降幅度低于表皮;而叶中则是栅栏组织细胞最低。盐胁迫能够抑制长春花幼苗生长,打破其体内的离子平衡,但植物为降低盐胁迫的伤害而将过多的Na^＋和Cl^-聚集于表皮细胞。NaCl胁迫下,长春花幼苗叶绿素含量、光合速率（Pn）、细胞间隙CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）显著降低,气孔限制值（Ls）升高,说明气孔限制是降低长春花幼苗光合速率的主要因素。     

叶面喷施硝酸盐对丁香叶片气孔动态、光合作用的影响

以哈尔滨市绿化植物紫丁香（Syringa oblata Lindl.）为研究对象,借助便携式光合测定系统和电子显微镜,研究了叶面喷施硝酸盐（50 mmol·L^-1 NaNO₃溶液）对叶片气孔动态（气孔分布、气孔开度）和光合生理过程（光合—呼吸的光诱导、光化学效率、叶绿素含量以及细胞间隙二氧化碳浓度、气孔导度）的影响。结果表明：叶片上、下表皮均有气孔、腺毛分布,喷施处理第5 d时,叶片的气孔开度和导度、光合速率、叶绿素含量等未受到显著影响,但14 d时,气孔关闭、导度下降,光合—呼吸的光诱导过程受到显著影响。