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。     

低温弱光对辣椒幼苗光合特性与光合作用启动时间的影响

以辣椒(Capsicum annuumL.)幼苗为试材,研究了偏低温弱光(19℃/12℃昼/夜,90μmol?m-2?s-1)和临界低温弱光(15℃/8℃昼/夜,90μmol?m-2?s-1)胁迫10 d后的光合特性与光合作用启动时间的变化.结果表明:无论是在偏低温弱光还是在临界低温弱光下,辣椒幼苗的光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、光饱和时的光合速率(Amax)和表观量子产额(AOY)下降;CO2补偿点(CCP)升高,而CO2饱和点(CSP)、CO2饱和时的光合速率(Amax)以及羧化效率(CE)下降;温度补偿点(TCP)降低;光合作用启动时间(STP)延长.在偏低温弱光下,辣椒幼苗有着更高的光与CO2利用能力和利用效率,光合作用启动时间较短,但温度补偿点较高.     

新疆杂交榛良种光合作用对生态因子的响应

在夏季田间条件下,研究了4种新疆平欧杂交榛的光合特性。结果表明:4个品种的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、CO2饱和点(CSP)、CO2补偿点(CCP)分别位于1195.27～1620.63μmol·m-2·s-1、34.03～87.80μmol·m-2·s-1、1188.50～1617.05μmol·mol-1和64.88～99.15μmol·mol-1;新榛1号和新榛4号表现出低光合低蒸腾的特点,新榛2号具有较低的LCP和较高的LSP,表现出对光能利用范围较大、光合潜力高的特点,新榛3号的LCP和LSP均较大,同时具有低的CCP和高的CSP及表观羧化效率(CE),其最大净光合速率(Pmax)(31.55μmol·m-2·s-1)明显高于其他品种(24.63～25.45μmol·m-2·s-1);此外,与常温(25℃)相比,新榛1号的净光合速率(Pn)受40℃高温的影响较其他品种显著,新榛3号的气孔导度(Gs)比其他品种受影响的程度轻。     

楸树无性系光合特性研究

以10个楸树无性系为试验材料,利用Li-6400光合测定仪对其光合特性进行了比较研究。结果表明:楸树净光合速率(Pn)日变化为典型的双峰曲线,气孔限制是光合"午休"的主要调节因素。楸树所有无性系光合作用对光照强度(PAR)单一生态因子水平的响应均可以用二次方程描述。楸树的光补偿点(LCP,11.37~57.4μmol.m-2.s-1)和CO2补偿点(CCP,57.73~77.06μmol.mol-1)在10个无性系间存在显著差异。10个楸树无性系的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和瞬时水分利用效率在无性系间存在极显著差异。在光饱和点(LSP)条件下,10个无性系净光合速率处于18.8~24.4μmol.m-2.s-1之间。环境因子与光合指标存在显著的相关关系,PAR和空气湿度(RH)对楸树无性系瞬时Pn影响最大。     

米瓦罐的光合特性研究

采用美国LI-COR生产的LI-6400便携式光合系统研究了米瓦罐的光合特性。结果表明,米瓦罐光 合速率的日变化呈单峰曲线,上午10:00时光合速率达到最大值;在大气CO2浓度下,米瓦罐的光饱和点为 1 800μmol·m-2·s-1,光补偿点为30μmol·m-2·s-1;在光饱和点的光强下,米瓦罐的CO2饱和点为1 200 μmolCO2·mol-1,CO2补偿点为40μmolCO2·mol-1。     

遮荫对月季光合特性及生长发育的影响

采用人工遮荫法研究不同程度遮荫(75%、50%和25%全光照,以全光照为对照)处理对月季的生长发育、光合特性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)随着遮荫程度的增加,月季的叶片厚度、花径、成花率均呈降低趋势,叶绿素含量呈增加趋势;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)降低,气孔限制值(Ls)升高,Pn下降的主要原因可能为气孔限制。(2)月季在遮荫条件下的光饱和点和光补偿点、暗呼吸速率下降,表现出其对光照降低的生理适应机制;其光饱和点在600~1 200μmol·m-2·s-1,光补偿点在29.89~62.95μmol·m-2·s-1,CO2补偿点在78.16~89.41μmol·mol-1,CO2饱和点在1 100μmol·mol-1左右,潜在光合能力13.06~25.63μmol·m-2·s-1,其对光的适应范围较宽,光照和CO2浓度对其光合能力的影响较大。(3)各处理条件下叶绿素荧光参数显示,月季在自然光和低光下(50%和25%全光照)叶片PSⅡ受到了明显伤害,光合作用原初反应过程受到抑制,光合电子传递受到影响。研究发现,月季虽是阳生植物,但光照生态幅较宽,轻度遮荫(75%全光照)能促进其光合作用效率,减少光抑制,植株长势好,成花率高。     

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.     

野生与栽培黄花蒿净光合速率对光强和CO2浓度的响应

比较了相同种源的野生和栽培黄花蒿(Artemisia annua L.)净光合速率对光强和CO2浓度的响应特性。结果表明,野生和栽培黄花蒿的光饱和点(LSP)分别为1 183和1 564μmol m-2s-1,光补偿点(LCP)为17和18μmol m-2s-1,最大净光合速率(Pmax)为18.78和22.38μmol m-2s-1,表观量子效率(AQY)为0.08和0.075μmol m-2s-1,表明黄花蒿的光合能力强,能够利用很高的光强,且对弱光的适应性也较强。栽培黄花蒿的Pmax、LSP和最大羧化速率(Vcmax)显著高于野生黄花蒿,两者的LCP、不包括光下呼吸的CO2补偿点、AQY、光下呼吸速率和最大电子传递速率(Jmax)差异不显著。强光下栽培黄花蒿主要通过提高Vcmax和Jmax等来增强光合能力,强的光合能力有利于黄花蒿的生长,因此在人工栽培黄花蒿的过程中应选择阳光充足的开阔生境。     

入侵植物小飞蓬及其伴生植物的光合特性

为探讨小飞蓬的入侵机制和制定有效的治理措施,对入侵植物小飞蓬及其主要伴生植物山苦荬和鸭跖草的光合特性进行研究.结果表明:小飞蓬的光饱和点和光补偿点分别为1634.00和23.84 μmol·m-2·s-1,介于2种伴生植物之间;光饱和点下的最大净光合速率为28.12μmol· m-2·s-1,显著高于2种伴生植物;表观量子效率为0.06,与山苦荬差异不显著,但显著高于鸭跖草.小飞蓬的CO2饱和点和CO2补偿点分别为834.00和23.69μmol·mol-1;CO2饱和点下的最大净光合速率为31.97 μmol·m-2·s-1,介于2种伴生植物之间;羧化效率为0.078,显著高于伴生植物.有效光合辐射和CO2浓度的变化对小飞蓬及其伴生植物的气孔导度、蒸腾速率影响不显著,但显著影响其水分利用率.小飞蓬具有较高的光合速率和物质积累能力,较高的生产力是其成功入侵的重要因素之一.     

不同蒿属植物对光强的适应性差异研究

对中国四种蒿属植物(毛莲蒿、蒙古蒿、牡蒿和灰苞蒿)的光合响应曲线进行了研究。结果表明:牡蒿具有高光饱点(411.0μmol·m-2·s-1)和最大光合速率(18.627μmol·m-2·s-1),以及较低的光补偿点(17.867μmol·m-2·s-1),对高光的适应能力最强;灰苞蒿的暗呼吸速率(0.353μmol·m-2·s-1)和表观量子效率(0.038)最低,说明该种对弱光的适应能力较差,且在弱光条件下只能维持较低的生长速率;灰苞蒿水分利用效率随光强的变化趋势与其他三种蒿属植物一致,但总体上维持在一个较高的水平,可能与其对干旱生境的适应有关。光合响应曲线各个拟合指标在种间呈现出了较大的变异,其中光补偿点(L cpμmol·m-2·s-1)和暗呼吸速率(R dayμmol·m-2·s-1)差异达到了显著水平。说明植物功能性状与植物对环境长期适应密切相关,并且这种适应性是稳定可遗传的。     

胡杨不同叶形光合特性、水分利用效率及其对加富CO2的响应

 胡杨（Populus euphratica Oliv.）叶形多变化,大致归纳为杨树叶（卵圆形叶）和柳树叶（披针形叶）两大类。在内蒙古额济纳旗胡杨林自然保护区,选择成年树同时具有卵圆形叶和披针形叶的标准株,将枝条拉至同一高度,通过活体测定,比较了其光合特征、水分利用效率及对CO2加富的响应。结果表明：在目前大气CO2浓度下,当光强为1 000 μmol·m－2·s－1时,卵圆形叶（成年树主要叶片）（A）和披针形叶（成年树下部萌条叶片）(B)的净光合速率（Pn）分别为16.40 μmol CO2·m－2·s－1和9.38 μmol CO2·m－2·s－1;水分利用效率（WUE）分别为1.52 mmol CO2·mol－1 H2O和1.18 mmol CO2·mol－1 H2O;A的光饱和点和补偿点分别为1 600 μmol·m－2·s－1和79 μmol·m－2·s－1,B的相对应值则为1 500 μmol·m m－2·s－1和168 μmol·m－2·s－1。当CO2浓度加富到450 μmol·mol－1时,A的光饱和点升高了150 μmol·m－2·s－1,光补偿点降低了36 μmol·m－2·s－1;而B的光饱和点降低了272 μmol·m－2·s－1,光补偿点则升高了32 μmol·m－2·s－1。这表明,柳树叶的光合效率较低,以维持生长为主;随着树体长大,柳树叶难以维系其生长,出现杨树叶,杨树叶更能耐大气干旱,光合效率高,通过积累光合产物,使胡杨在极端逆境下得以生存并能达到较高的生长量,这就是胡杨从幼苗到成年树叶形变化的原因。随着CO2加富,两种叶片表现出截然相反的响应,柳树叶的光合时间缩短,光能利用率减小;而杨树叶的光合时间延长,光能利用率提高。如果地下水位下降,近地层空气变干燥,或随着大气CO2浓度升高,气候变暖,柳树叶可能会逐渐减少以至消失。     

狗尾草蒸腾特性与水分利用效率对模拟光辐射增强和CO2浓度升高的响应

 在人工控制光照强度和CO2浓度条件下,测量了禾本科C4植物狗尾草（Setaria viridis）的光合速率（Pn）,蒸腾速率（Tr）,胞间CO2浓度（Ci）,气孔导度（Gs）和叶面饱和水汽压亏缺（Vpdl）对不同模拟光辐射（SPR）强度与CO2浓度的响应。结果表明：Pn, Tr 及Gs均随SPR的升高而增大,增幅趋缓,最终趋于动态平衡。SPR增强的起始阶段,水分利用率（WUE）逐渐增大,在SPR为1200 μmol·m-2·s-1时达到最大值,然后逐渐降低。Ci与Vpdl则随SPR的增强而减小,SPR高于600 μmol·m-2·s-1之后,两者均达到平衡状态。CO2浓度从300增至600 μmol·mol-1的过程中,狗尾草Pn逐渐增大,从600增至1 000 μmol·mol-1过程中,其Pn逐渐降低。Ci、Vpdl和WUE随CO2浓度的升高而增大,Gs和Tr则随CO2浓度的升高而减小。即禾本科一年生C4植物的光合作用对CO2浓度升高响应不敏感,水分蒸腾消耗的减少和WUE的提高对CO2浓度升高的响应极显著。可见,CO2浓度升高对C4植物光合作用的直接促进作用有限,但是却能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产。     

Changes in Stomatal Conductance,Transpiration and Water Use Efficiency of Ten Species Experienced in High CO2 Concentrations in Biosphere 2

The stomotal conductance, transpiration and water use efficiency (WUE) were measured using a LI-6400 portable photosynthesis system for 5 tropical rain forest species and 5 desert species in Biosphere 2, USA. All the species have experienced in very high CO2 ( > 2 200 μmol• mol- 1 ) for more than 4.5 years. The results showed that the stomatal conductance and transpiration of rain forest species decreased from ( 127.4 ± 65.6) and (2.04 ± 0.61 ) mmol• m- 2•s- 1 to (61.3 + 30.5) and ( 1.54 ± 0.65 ) mmol• m-2• s -1 respectively, while WUE increased from (2.90 ± 0.55) to (8.45 ± 2.71) μmol CO2 •mmo1-1 H2O, with CO2 increasing from 350 – 400 to 700 – 820 μmol• mol-l. For the desert species, stomatal conductance and transpiration decreased from respectively (142.8±94.6) and (2.09±0.71) mmol•m-2•s-1 to (57.7±35.8) and (1.36±0.52) mmolm-2•s-l, but WUE increased from (4.69 ± 1.39) to (9.68 ± 1.61) μmol CO2•mmo1-1 H2O, with the CO2 increase from 320 - 400 to 820 – 850 μtmol• mol- 1. The stomatal conductance, transpiration and WUE were less influenced by light intensity under high CO2 than low CO2 concentrations. Most rain forest species reached their light saturation points at light intensity of 500 μmol• m-2•s-1, while desert species at 1 000 μmol•m-2•s-1. Among different species, the desert C3 tree, Nicotiana glauca Grah., had the highest decrease in stomatal conductance and transpiration and the highest increase in WUE, by 78%, 69% and 310% respectively. The enhancement of increasing CO2 to the stomatal, transpiration and WUE of species with different photosynthesis pathway and life forms in Biosphere 2 could be concluded as: C3 species > C4 species, and desert C3 species > rain forest C3 species.     

西南喀斯特地区四种植物水分生理的初步研究

通过对喀斯特地区的4种植物红背山麻杆、圆叶乌桕、青檀和水冬瓜的水分特征进行测定和比较,结果表明:植物的组织含水量、临界饱和亏缺和需水程度均存在显著差异,其抗旱能力以青檀最强;水分利用效率饱和点以落叶灌木红背山麻杆最高,在600μmol.m-2·s-1左右,光辐射与气孔导度呈对数关系;而三个落叶乔木树种的WUE的光饱和点均在400μmol·m-2·s-1左右,光辐射与蒸腾速率、气孔导度均呈线性极显著相关关系;观测结果没有显示蒸腾饱和现象。     

几种银莲花光合特性的初步分析

采用LI6400便携式光合仪分析昆明室外栽培的几种野生银莲花光合作用特性。净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)日变化均呈单峰曲线,前者的峰值出现在10～11点,后者的峰值出现在13点前后。在光强0～2000μmol·m2·s1条件下,Pn呈S曲线,光合补偿点为60～80μmol·m2·s1,饱和点为800μmol·m2·s1左右,但光强继续增加到1800μmol·m2·s1,Pn仍有少许提高;Tr随PAR的增加而缓慢地增加。在环境CO2浓度为0～350μmol·mol1条件下,Pn直线上升,草玉梅、秋牡丹和野棉花的光合CO2补偿点均为50μmol·mol1左右;Tr在环境CO2浓度25～350μmol·mol1范围内几乎呈水平线。野生银莲花的Pn和Tr表现较明显的种间差异。     

铁皮石斛叶片光合作用的碳代谢途径

 利用LI-6400光合测定系统测定了不同天气条件下铁皮石斛（Dendrobium officinale）叶片24h CO2吸收的动态以及CO2吸收对光强和温度的响应。晴天的白天和夜间铁皮石斛都能吸收CO2,中午CO2吸收速率为负值, CO2的交换方式具景天酸代谢途径(CAM)的特点。阴雨天,只有白天吸收CO2,夜间表现为暗呼吸,光合作用碳代谢的途径为C3途径。在多云的天气条件下,白天吸收CO2,并持续至日落后。夜间21∶00仍有CO2吸收,23∶00以后至次日凌晨处于暗呼吸状态。在500 μmol·m-2·s-1光照件下,20℃出现最大CO2吸收值。在夜间,25℃时CO2的吸收速率最高。有光和无光条件下,低温或高温引起CO2吸收速率下降均为非气孔因素所致。晴天上午,铁皮石斛叶片的表观量子产额为0.035,光合补偿点为2.9μmol·m-2·s-1,饱和光强为500μmol·m-2·s-1,强光下出现光抑制现象。叶片受到强光预先照射后,即使光照减弱光抑制效应仍保持一段时间,致使光合补偿点升高,表观量子产额下降,相同光强下的CO2吸收效率降低。结果表明：铁皮石斛为兼性CAM植物,随着环境条件的变化,其光合作用在景天酸代谢途径(CAM)与C3途径间变化。     

四种重楼属植物光合作用特征

Species of Paris (Trilliaceae) have often been used as medicinal plants. Because of excessive exploitation,in this regard the wild resource of Paris is almost exhausted. Some species of Paris were transplanted for use in photosynthesis research and for conservation purposes. In the present study, light and CO2 photosynthetic response curves were investigated in four Paris taxa: P.polyphylla var. yunnanensis and var. alba, P.mairei, and P.marmorata. Our results showed that P.marmorata had the highest maximum photosynthetic rate (Pmax; 8.6μmol·m-2·s-1), light saturation point (LSP; 827μmol·m-2·s-1), maximum electron transport rate (Jmax; 39.9mol·m-2·s-1), a relatively high maximum carboxylation rate (Vcmax; 28.9μmol·m-2·s-1) and carbon dioxide saturation point (Cisat; 726μmol·mol-1), but a lower light compensation point (LCP; 6.23μmol·m-2·s-1) and the lowest carbon dioxide compensation point (Г*; 20.7μmol·mol-1). This suggests that P.marmorata is well adapted to light and CO2; however it has a low ability to acclimate to environmental stress as indicated by low water use efficiency (WUE) in high light conditions. P.polyphylla var. yunnanensis had the highest light compensation point (LCP; 10.1μmol·m-2·s-1), carbon dioxide compensation point (Г*; 35.3μmol·mol-1), carbon dioxide saturation point (Cisat; 727μmol·mol-1), relatively high maximum photosynthetic rate (Pmax; 7.5μmol·m-2·s-1) and light saturation point (LSP; 728μmol·m-2·s-1), maximum light saturated electron transfer rate (Jmax; 37.7μmol·m-2·s-1), suggesting that it is suitable for conditions of higher light and CO2 concentration. This taxon can adapt to adverse conditions, as suggested by high WUE under increased CO2 concentration. In contrast, P.polyphylla var. alba exhibited a relatively lower apparent quantum yield (AQY; 0.037μmol·mol-1) and poorer growth performance than the other taxa. We suggest from our results that different light and water conditions are suitable for the growth of the different taxa. Photosynthesis assimilation efficiency and production can be increased by raising humidity for P.polyphylla var. yunnanensis and P.marmorata. To protect plants of P.polyphylla var. alba from strong sunshine, they should be shaded from March to mid June.     

亚热带季风阔叶林不同林地几种植物光合作用的比较研究

比较了亚热带季风阔叶林不同林地几种植物的叶特性、叶含氮量、叶绿素含量、光合速率和气孔对CO_2的传导率,表明疏林的桃金娘(Rhodomyrtus tomentoso)和荷树(Schima superba)的叶厚和栅栏组织厚度较九节(Psychotria rubra)小,但单位面积干重较九节大,叶含氮量(N mg/g干重)较密林的罗伞(Ardisia quinquegona)低,疏林的桃金娘和荷树的光合作用饱和光强为600和550 μmol 光量子m~(-2),S~(-1),光补偿点分别为12和20 μmol,光量子m~(-2),s~(-1),两种植物的平均最大光合速率分别为11.9±0.4和7.5±1.8 μol CO_2,m~(-2),S~(-1),光合量子产率分别为0.056和0.048,而密林的罗伞光合速率变化对光强变化反应敏感,暗呼吸速率较低。光补偿点为5μmol,光量子m~(-2),S~(-1),显著低于疏林植物,疏林植物有着较高的Ci/Ca值和水分利用效率。亚热带季风阔叶林的不同林地的植物有着不同的光合作用特性,这可能与植物生境的光状况有关。     

矮嵩草光合作用与环境因素关系的比较研究

 以青海高原不同海拔地区生长的矮嵩草(Kobresia humilis)为材料,研究高山植物光合作用随海拔梯度的变化特征及对生长环境和低温胁迫的反应。随海拔升高矮嵩草叶绿素含量有降低的趋势,而叶绿素a／b值和类胡萝卜素含量则随海拔升高而增高。生长地区海拔越高矮嵩草光合速率、光补偿点、光饱和点越高;而光合表观量子产额则随海拔升高而降低。光呼吸强度有随海拔升高而降低的趋势。矮嵩草光合作用特性受生长环境因素的影响。低温胁迫导致矮嵩草光合速率、表观量子产额降低,低温下的光照加剧了光合作用抑制的程度。