不同供水条件下冬小麦叶与非叶绿色 器官光合日变化特征

为揭示小麦叶片与非叶绿色器官的光合活性在一日中的变化特性及其在器官间的差异性,探讨群体及不同器官光合日变化对不同供水条件的响应特征,在田间设置生育期不灌水(I0)、灌2水(I2,拔节水＋开花水)和灌4水(I4,起身水+孕穗水+开花水+灌浆水)3个处理,于灌浆期测定了群体光合与呼吸速率的日变化, 旗叶片、叶鞘、穗、穗下节间各器官光合速率、蒸腾速率、气孔导度及叶绿素荧光参数的日变化。结果表明,灌浆期小麦穗和穗下节间光合速率日变化呈单峰曲线,而旗叶叶片与旗叶鞘光合速率均呈双峰型,表现出不同程度的午休。随着灌水次数减少,各器官光合速率降低,叶片对严重水分亏缺的反应大于各非叶器官。器官光合速率的日变化与F_v/F_m变化相一致,而与气孔导度日变化有较大差异。各器官上午的累积光合量均高于下午,上午光合量占日总光合量的比例为51％-62％,随着灌水次数减少而增大。不同灌水处理群体光合速率、呼吸速率日变化均未出现午休现象。春季浇2水处理与春浇4水处理相比,灌浆期群体光合速率及日光合积累量没有显著差异。综合研究认为,小麦叶与非叶器官光合性能及其日变化特征有较大不同,非叶光合对水分亏缺的敏感性低于叶片,生育期浇2水可以获得与浇4水相似的群体日光合积累量。     

黄土丘陵区不同立地条件下沙棘光合生理日变化特征比较

在自然状态下测定了不同立地条件下沙棘光合生理生态日变化特征。结果表明,沙棘光合速率日变化基本为双峰曲线,均有不同程度的“午休”现象,山地沙棘出现在14：00左右,而川地出现在12：00前后,两峰值出现的时间因立地条件和水分条件而变化,山地沙棘雨后峰值出现时间推迟,但“午休”时间未变,这可能是沙棘适应川地、山地不同环境条件的结果。蒸腾速率日变化也呈双峰曲线,最低点与光合“午休”点重合,水分利用效率基本为“V”字型,以光合”午休”点为转折点。对大气因子日变化的同步测定表明,川地气温日均值较高,相对湿度较低,因而在干旱季节里川地沙棘更可能较山地沙棘受到大气干旱影响。山地较高的相对湿度有利于缓解土壤干旱对沙棘光合的影响,在水分利用上趋向于效率的提高。     

松嫩平原西部林网生态场中玉米光合生态研究

 东北松嫩平原林网生态场(Ecofield)中主要气候因子对玉米(Zea mays)光合作用影响的研究表明：在整个生长季中,玉米的瞬时光合速率与气温、光强正相关;日光合量则与空气温、湿度正相关。林网中部和东部(10—20H,H为1树高)玉米的光合日进程基本无午休现象,仅两侧主林带附近(1H、5H、25H)仍有午休;与此相应,日光合量也以中、东部高于两侧,这是由于林网中部的气温和湿度高于两侧。通过综合分析,发现午间空气湿度低是造成光合午休的主要原因,在东北松嫩平原,空气温、湿度是制约玉米光合作用主要的气候因子,其中气温是主导因子;光照不是限制因子。防护林可提高林网中的空气温、湿度,从而提高玉米的生产力。     

不同海拔地区烤烟叶片光合特性的日变化特征

以3个遗传背景不同的烤烟品种(‘K326’、‘云烟87’、‘中烟103')为材料,研究不同海拔(500、900、1 300m)地区烤烟叶片的光合气体交换与叶绿素荧光参数的日变化特征,为烟草种植区划分和区域适宜烤烟品种配置提供理论依据.结果显示:(1)各品种烤烟叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)的日均值与海拔呈正相关关系,而其胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的日均值与海拔高度呈负相关关系.(2)各品种叶片Pn、Ci、Gs及Tr的日变化在高海拔(1 300 m)地区呈“单峰”曲线变化,没有明显的光合“午休”现象;而在较低海拔(500 m和900m)地区呈不对称“双峰”曲线变化,在晴天中午时段叶片光合受到明显抑制.(3)3个烤烟品种叶片的PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)随着海拔的升高而提高.(4)各品种的日光合总量(∑Pn)均呈现随海拔升高而增加的趋势,且‘云烟87'的日光合总量显著高于其他两个品种;各品种的日蒸腾总量(∑Tr)均以海拔900m最高,海拔1 300 m最低.研究表明,海拔因素是影响和制约烤烟叶片光合特性及光合生产能力的关键因素,在品种布局时必须考虑其在不同海拔地区的光合特性.     

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。     

秦岭火地塘林区锐齿栎群落中6种植物光合特性研究

用Li-6400便携式光合测定系统测定了火地塘林区主要成林树种锐齿栎群落中6种植物的光合特性。结果表明：（1）从林冠层到草本层,光合有效辐射强度明显减弱,并且乔木层、灌木层和草本层之间的差异均达到了显著水平（P〈0．05）;（2）乔木层锐齿栎的光合速率日变化为“双峰”曲线,表现出明显的“午休”现象,而林下植物灌木层和草本层光合速率日变化整体上呈“单峰”曲线,无“午休”现象;（3）光饱和点和光补偿点均表现为乔木〉灌木〉草本。表明植物光合“午休”现象是由中午高光强、高气温和低湿度引起的。并非某些植物的特性．植物的光合特性与其生境特点相符。     

不同穗型小麦品种旗叶光合作用日变化的研究

在大田条件下,对多穗型小麦品种豫麦49和大穗型小麦品种周麦13的旗叶净光合速率（Pn)及基影响因素,包括叶温（T1）、光合有效辐射（PAR）、蒸腾速率（Tr)、气孔导度（C）、细胞间隙CO2浓度（Ci)等日变化的测定结果表明,开花期2品种都存在光合“午休”现象,豫麦49Pn日变化呈双峰曲线,峰值出现在10：00和14：00,周麦13Pn日变化为单峰曲线,峰值在10：00。相关分析表明,开花期的温度和光照对豫麦49旗叶光合已造成一定程度的影响,此期的光温条件较有利于周麦13旗叶的光合作用。灌浆中期2品种均表现出一降不起型的严重“午休”现象,在强光、高温下,豫麦49旗叶Pn比周麦13降低明显。     

旱作条件下不同苜蓿品种光合作用的日变化

晴天,利用LI-6400光合仪研究了旱作条件下4年生紫花苜蓿新疆大叶、巨人201、牧歌401和路宝再生草初花期（2004年6月23日）的光合作用日变化特征.结果表明：①4个苜蓿品种Pn、Tr和Gs的日变化曲线均呈“双峰”型,12：00左右存在明显的光合＂午休＂现象,但不同品种Pn、Tr和Gs的高峰和低谷出现的时刻和高低不同.WUE日进程,除路宝呈“单峰”型外,新疆大叶、巨人201和牧歌401呈“双峰”型,4个品种在8：00左右的WUE均达到全天的最高值,14：00左右的峰值不明显.②根据Pn、Ci、Ls的变化方向,推测4个品种的光合“午休”主要受气孔因素限制.③国外苜蓿品种巨人201、牧歌401和路宝日平均Pn、Tr和WUE均优于国内地方品种新疆大叶,尤其是巨人201是一种高光合、高蒸腾、高水分利用率的品种.④相关分析结果表明,对Pn影响最显著的因子是PAR,其次是Gs、RH、Ta和VPD;对蒸腾速率影响最显著的因子为PAR,其次是RH、Ta、Gs和VPD.     

濒危植物南川升麻光合生理生态的初步研究

 本文研究了南川升麻在林缘、林窗和林下3种生境中的光合特性和光合、呼吸日进程。结果表明,在3种生境下光补偿点无显著差异,在20μmol·m-1·s-2左右,而光饱合点则有较大差异。在3种生境下的光合日变化曲线均为单峰曲线,无“午休”现象,光合峰值是林缘>林窗>林下。影响光合日进程的最主要的生态因子为光合有效辐射强度;光合最适温度较低。呼吸日进程在3种生境下没有显著差异,与温度日变化基本一致。     

间作对桑树和谷子生长和光合日变化的影响

以桑树和谷子为研究材料,探讨了大田条件下,桑树-谷子间作对桑树和谷子的干物质生产、土地利用率和光合日变化的影响.结果表明:桑树-谷子间作条件下,间作桑树的株高、地茎、根长和枝条数分别比单作桑树增加了6.0％、13.7％、6.8％和14.8％,且间作桑树的产叶量比单作桑树增加了31.3％;间作谷子与单作比较,其株高和根长的变化不大.桑树-谷子间作增加了土地当量比,提高了土地利用率.单作、间作桑树和谷子叶片在12:00时均表现出明显的光合午休现象,且单作桑树的光合午休现象比间作桑树严重.桑树-谷子间作提高了中午时桑树叶片气孔导度和水分利用率,增加了桑树光合碳同化能力,抑制了桑树叶片实际光化学效率、电子传递速率和最大光化学效率的下降,从而减缓了桑树的“光合午休”现象.桑树-谷子间作能明显提高桑树叶片的光合生产能力.     

云锦杜鹃叶片光合作用日变化特征

自然条件下,对云锦杜鹃光合作用日进程和光响应进行了观测,结果表明:夏季晴天云锦杜鹃阳叶净光合速率日进程曲线为"双峰"型,光合效率午间明显降低.胞间CO2浓度的日进程基本与净光合速率相反,中午胞间CO2浓度增高表明净光合速率午间降低主要受非气孔限制因素的影响.暗呼吸速率日进程呈单峰曲线,中午最高.阴叶净光合速率在一天的大部分时间里变化不大.一天分时段光响应试验表明,阳叶饱和光强和表观量子效率上午较高,下午有所降低,而光补偿点下午有所上升.阴叶的这些光合参数在上午和下午没有明显的变化.这些研究结果表明,强光下光抑制的发生是引起云锦杜鹃阳叶光合效率午间降低的重要原因.逐步多元回归和通径分析表明,光合有效辐射和空气温度是直接影响净光合速率日变化的主要因子.     

植物光效生态学研究 Ⅰ.小麦光合作用午休的原因

本文报道了用小麦作材料,从作物生理生态特性方面研究了小麦光合作用午休的原因。试验结果证明:在中午前后,小麦叶片气孔开关数目与光合作用午休密切相关;大部分小麦光合作用午休与生物节律无关;中午遮光后,光合作用加强和生物学产量提高,说明光合产物的累积是形成光合作用午休的重要因素之一。     

田间小麦叶片光合效率日变化与光合“午睡”的关系

小麦灌浆初期叶片(旗叶)晴天中午光合速率下降(“午睡”)伴随了气孔导度、胞间CO_2浓度下降,而气孔限制值中午升高,进一步证实气孑L中午关闭是光合“午睡”的一个重要原因。叶片光合效率的中午下降并非都伴随着光合“午睡”现象。当两者同时发生时,胞间CO_2浓度降低,而光合速率与气孔导度、胞间CO_2浓度之间的相关性高于光合速率与光合效率之间的相关性。这些事实表明。即使光合效率中午下降是光合“午睡”的部分原因,但较之气孔中午关闭只是一个次要原因。     

土壤水分充足条件下羊草和大针茅光合速率午间降低的原因

 本文研究了典型草原地带两个主要建群种,羊草和大针茅在没有土壤水分胁迫情况下的光合作用日进程,并分析了光合午间降低的原因。光合作用日进程为午前高峰型;午间,光合速率有所下降。光合午间降低的主要原因是大气湿度减小,引起叶片含水量和气孔传导率下降所致。午间温度和光强升高,导致光呼吸速率增大是次要原因。CO2浓度降低和光合产物积累对光合午间降低也起一定作用。而生物节律与光合午间降低没有关系。     

Influence of leaf age and light environment on the gas exchange of lupins and wheat

Rates of net photosynthesis (A), transpiration (E) and leaf conductance to water vapour transfer (gH₂O) were measured on leaves of Lupinus angustifolius L. cv. Ritson's and L. cosentinii Guss. cv. Eregulla throughout development and on flag leaves of wheat ( Triticum aestivum L. cvs Gutha, Gamenya and Warigal) after full expansion. Plants were grown in large containers of soil, in a naturally-lit, temperature controlled glasshouse. Throughout most of their life, lupin leaves had higher photosynthetic rates and leaf conductances than found for wheat. During leaf ageing in lupins, photosynthesis and conductance changed proportionately such that leaf intercellular CO₂ concentration was maintained relatively constant at about 200 ppm. Under continuously cloudy conditions, leaf conductance at midday of lupins and wheat was higher than at similar photon flux densities at other times of day on cloudless days. On cloudy days the relationship between gH₂O and photon flux density in lupins was very different from that derived from diurnal measurements on clear days. The potentially low water use efficiency under cloud, evident as decreases in the A/gH₂O ratio, was rarely realised in practise due to a reduction in leaf-to-air water vapour concentration difference on cloudy days. The possible reasons for the high conductance on cloudy days are discussed.     

青海高原小麦叶片净光合速率日变化的中午降低现象对环境中生态因素的响应

以土培盆栽和大田栽培小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）为研究材料,探讨了青海高原小麦在正常生长的自然条件下,出现的土壤水分含量（ＳＷＣ）的变化所引起的植物叶片相对含水量（ＲＷＣ）和叶水势（ｗｌ）的变化以及自然强光（ＰＦＤ;Ｑ）导致的高温（Ｔａ）所产生较低的空气相对温度（ＲＨ）对小麦叶片净光合速率（Ｐｎ）日变化的中午降低现象的影响。结果表明,在大田小麦正常生长的自然条件下,当ＳＷＣ等于或低干３０％时,小麦叶片的ＲＷＣ和ｗｌ下降,气孔导度（Ｇｓ）变小,气孔阻力增大,ＣＯ＿２的供给受到了限制,从而也引起了小麦叶肉细胞进行光合作用的能力下降,Ｐｎ日变化就出现了明显的中午降低现象。当ＳＷＣ在８０％左右时,小麦叶片的ＲＷＣ和ｗｌ升高,Ｇｓ增大,气孔阻力变小,ＣＯ＿２供应充分,小麦叶肉细胞进行光合作用的能力增强,Ｐｎ日变化就没有出现中午降低现象（图１）,而青海高原偶然出现的自然强光（ＰＦＤ）导致较高的Ｔａ所产生较低的ＲＨ％和较低的ＳＷＣ一样也是晴天中午,小麦叶片Ｐｎ日变化产生中午降低现象的直接原因。所以说,晴天中午,青海高原大田ＳＷＣ的高低和ＲＨ％的大小是引起小麦叶片Ｐｎ日变化出现中午降低现象轻重与否的主要生态因素     

土壤水分对不同季节番茄叶片水和二氧化碳交换特性的影响

以番茄品种“L402”为试材,研究了土壤水分对不同季节番茄光合及蒸腾特性的影响.结果表明:全生育期内春番茄光合速率（P_n）和蒸腾速率（T_r）均以土壤相对含水量80％处理最高,65％处理次之,50％处理最低;土壤水分降低,显著改变了番茄P_n和T_r的日变化动态,导致光合午休加重;叶片水分利用效率（WUE）以65％处理最高.冬番茄在全生育期内P_n和T_r以50％处理最低,但65％和80％处理无显著差异,且均无光合午休;WUE则以50％处理最高,80％处理最低,说明不同季节番茄对土壤水分的反应存在显著差异.春番茄与冬番茄的P_n及T_r日变化规律显著不同,且在相同土壤水分条件下,春番茄P_n及T_r显著高于冬番茄.     

Diurnal Oscillation in the Intercellular CO2 Concentration of Spring Wheat Under the Semiarid Conditions

Yields of wheat in semiarid and arid zones are limited by drought, and water condition is very important at each stage of development. Studies carried out at Loess Plateau in the northwestern part of China indicated that yield of spring wheat (Triticum aestivum L.) cv. Dingxi 81-392 was reduced by 41% when subjected to water stress. The effects of two water regimens on net photosynthetic rate (P _N), stomatal conductance (g _s), and intercellular CO₂ concentration (C _i) were investigated at the jointing, booting, anthesis, and grain filling stages. Low soil moisture in comparison to adequate one had invariably reduced P _N during the diurnal variations at the four growth stages. P _N and g _s in both soil moisture regimes was maximally reduced at midday. C _i and the stomatal limitation fluctuated remarkably during photosynthesis midday depression processes, especially at the grain filling stage. Hence atmospheric drought at midday was one of the direct causes inducing stomata closure and the g _s depression, but it was beneficial for maintaining stable intrinsic water use efficiency. Fluctuation in C _i implicated that non-stomatal limitation also plays an important role during the period of photosynthesis midday depression. Consequently stomatal and/or non-stomatal limitation are the possible cause of the midday photosynthesis decline.     

Photosynthesis and conductance of spring-wheat leaves: field response to continuous free-air atmospheric CO2 enrichment

Spring wheat was grown from emergence to grain maturity in two partial pressures of CO₂ (pCO₂): ambient air of nominally 37 Pa and air enriched with CO₂ to 55 Pa using a free-air CO₂ enrichment (FACE) apparatus. This experiment was the first of its kind to be conducted within a cereal field without the modifications or disturbance of microclimate and rooting environment that accompanied previous studies. It provided a unique opportunity to examine the hypothesis that continuous exposure of wheat to elevated pCO₂ will lead to acclimatory loss of photosynthetic capacity. The diurnal courses of photosynthesis and conductance for upper canopy leaves were followed throughout the development of the crop and compared to model-predicted rates of photosynthesis. The seasonal average of midday photosynthesis rates was 28% greater in plants exposed to elevated pCO₂ than in contols and the seasonal average of the daily integrals of photosynthesis was 21% greater in elevated pCO₂ than in ambient air. The mean conductance at midday was reduced by 36%. The observed enhancement of photosynthesis in elevated pCO₂ agreed closely with that predicted from a mechanistic biochemical model that assumed no acclimation of photosynthetic capacity. Measured values fell below predicted only in the flag leaves in the mid afternoon before the onset of grain-filling and over the whole diurnal course at the end of grain-filling. The loss of enhancement at this final stage was attributed to the earlier senescence of flag leaves in elevated pCO₂. In contrast to some controlled-environment and field-enclosure studies, this field-scale study of wheat using free-air CO₂ enrichment found little evidence of acclimatory loss of photosynthetic capacity with growth in elevated pCO₂ and a significant and substantial increase in leaf photosynthesis throughout the life of the crop.