大豆光合日变化过程中气孔限制和非气孔限制的研究

研究了在典型高温低湿天气下大豆光合日变化过程中气孔限制和非气孔限制的效应。大豆叶片在中午表现出严重的气孔关闭伴随着光合速率的大幅度下降,但中午光合速率下降期间,大豆叶片细胞间隙的CO_2浓度不但没有下降反而有所增加,同时气孔限制值也在下降。实验结果表明,大豆叶片的光合午休现象主要是因为大豆叶片的羧化效率、光合能力,RUBP再生能力的下降以及CO_2补偿点升高造成的。大豆叶片在中午时气孔导度的下降不是造成光合午休的原因,而是在特定环境中实现水分利用最优的一种对策。     

金川矿区本土植物光合生理生态日变化特征

采用便携式LI-6400光合测定仪, 选择晴朗天气对金川矿区自然生长的软紫草(Arnebia szechenyi)、蒺藜(Tribulus terrester )、木本猪毛菜(Salsola arbuscula)叶片的气体交换参数及环境因子进行了测定, 通过对比分析三种植物光合特性及其与环境因子间的关系, 以揭示三种植物对矿区环境的适应特征。结果显示: 软紫草和木本猪毛菜的净光合速率日变化有明显的“光合午休”现象, 软紫草产生“午休”的主要原因为非气孔限制因素, 而木本猪毛菜的主导因素为气孔限制因素。其中软紫草和木本猪毛菜的净光合速率日变化最大峰值均出现在11:00和17:00左右。蒺藜“光合午休”现象不明显, 主要原因为气孔限制因素, 最大峰值出现在9:00左右。总之, 三种植物的水分利用效率存在时空差异, 在强光、高温、低湿荒漠环境中都具有一定的生存优势, 对矿区生境的适应能力大小依次为蒺藜、木本猪毛菜、软紫草。     

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。     

当归叶片光合参数日变化及其与环境因子的关系

在当归根茎膨大期,利用CI-310便携式光合仪,田间活体测定了当归的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等光合生理生态因子,以及光合有效辐射(PAR)、田间CO2浓度(Ca)、相对湿度(RH)、大气温度(Ta)、叶温(TL)等环境因子的日变化。结果表明,当归Pn日变化曲线为"双峰"型,最高峰出现在10:00左右,次高峰出现在16:00左右,午间有明显的"午休"现象,气孔因素是导致其"午休"的主要原因。Tr、Gs和Ci的日变化曲线均为"双峰"型,最高峰出现在10:00,次高峰出现在17:00。当归叶片净光合速率随环境因子日变化最优逐步多元回归方程为yPn=14.3108 0.0076xPAR-0.5271xTL(R2=0.6601,P<0.05),TL和PAR是对光合速率直接影响最大的生态因子,而Ca、RH和Ta主要是通过TL而间接影响光合速率的变化。     

大豆光合日变化与内生节奏的关系(简报)

在光照、温度、温度和CO_2浓度都相对恒定的条件下,大豆的光合速率、气孔导度和蒸腾速率都显现出早晚低,中午高的周期性变化。这是由大豆内生节奏造成的,能为环境因素所调整,与光合作用的午休并没有关系。     

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.     

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。     

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.     

纳米SiO2对髯毛箬竹叶片光合特征参数日变化的影响

采用叶面喷施的方法,研究了0(CK)、150、300和450 mg.L-1纳米SiO2对髯毛箬竹(Indocalamus barbatusMcClure)叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔限制值和水分利用效率等光合特征参数日变化(7:00至16:00)的影响。结果表明:对照组髯毛箬竹叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和气孔限制值的日变化曲线均为"双峰"型,有明显的"午休"现象;胞间CO2浓度的日变化曲线则为"W"型;水分利用效率的日变化曲线为"U"型。与对照相比,喷施150、300和450 mg.L-1纳米SiO2均能不同程度提高髯毛箬竹叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,减小气孔限制值及胞间CO2浓度的变化幅度,提高"午休"时的水分利用效率,缓解光合作用的"午休"现象;其中,300 mg.L-1纳米SiO2处理组的效果最佳,在出现最大峰值的10:00时300 mg.L-1纳米SiO2处理组的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别比对照提高了13.98%、71.21%和49.09%,且均与对照差异显著(P<0.05)。综合分析结果说明:髯毛箬竹叶片光合能力的提高是气孔和非气孔限制因素共同作用的结果,而喷施适量的纳米SiO2能够在一定程度上改善非气孔限制因素,从而增强髯毛箬竹叶片的光合能力。     

温室栽培西瓜座果期冠层光合作用日变化研究

在兰州春季塑料日光温室条件下研究了‘宝冠’和‘新金兰’两个品种西瓜(Citrullus lantus(Thunb．) Mansf．)冠层光合作用日变化特性。结果表明,日光温室两个西瓜品种间冠层光照分布和单叶光合作用日变化模式存在明显的差异,冠层光照条件影响各叶层的光合强度及其日变化态势。两品种冠层整体光合速率日动态呈单峰型,‘宝冠’的光合生产力高于‘新金兰’。‘宝冠’西瓜单叶光合速率较高,高效光合时间较长,且表现出午休特征。‘新金兰’西瓜单叶光合速率低,高效光合维持时间较短,未表现出明显午休特征。‘宝冠’光合作用的瞬时水分效率 (WUE)高于‘新金兰’,两品种上午的WUE高于下午,上层叶的WUE高于下层叶。     

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。     

固沙树种梭梭在不同水分梯度下的光合生理特征

对不同水分梯度下梭梭光合作用的研究发现,地下水位、土壤含水量、灌水量对梭梭的光合具有明显的影响。在1．4m、2．4m、3．4m地下水位下,梭梭的光合速率、呼吸作用、量子效率随水位的降低而降低,光补偿点随水位的降低而增大;在滴灌供水时,梭梭的光合速率较对照明显提高,且灌水量越大,梭梭的光合速率越高;半流动沙丘、丘间低地、粘土沙障固定沙丘退化梭梭的光合作用的强弱同其林地土壤水分的高低基本一致。7月,不同水分梯度下的梭梭光合作用均表现出午休现象,9月只有立地条件较差的梭梭发生光合午休,而且9月光合作用要强于7月,说明9月环境条件更有利于梭梭生长。     

冰雪灾害后木荷倒木萌枝光合特性研究

采用Li-6400型便携式光合测定仪,对冰雪灾害后夏季木荷倒木萌枝和未受损木荷枝条的叶片进行光合特性研究。结果表明:倒木萌枝和未受损木荷枝条的Pn、Tr和Gs日变化均呈双峰曲线,具有典型的光合"午休"现象,中午Pn降低均为气孔限制;未受损木荷Pn中午午休时间(10:00～15:00)长于倒木的午休时间(11:00～15:00),其自我保护能力强于倒木,且对光适应的生态辐较宽;环境因子对Pn的直接作用由大到小为倒木:PAR>Ca>Ta>RH,未受损木荷:Ta>PAR>Ca>RH。倒木和未受损木荷的RH与Pn分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)负相关,高温高湿、高湿分别是制约倒木、未受损木荷Pn进一步升高的主要环境因子。     

发菜光合特性与水分关系的研究

处于自然光照与室内散射光照和2种不同供水时间 8∶00与20∶00 条件下的发菜藻殖段,用Li-6200光合仪作其光合速率日变化测试,结果得出:自然光照与室内散射光照及2种供水时间对发菜光合速率、蒸腾速率、温度、水汽压亏缺等因子之间的影响关系.自然光照条件下,对发菜20∶00供水,在次日的发菜光合速率日变化中,光合速率与水汽压亏缺呈显著性正相关关系 r=0.6216 .发菜光合速率日变化曲线与水汽压亏缺日变化曲线趋于一致,当光照强度为1324μmol·m-2·s-1时,水汽压亏缺达到44.5mb,发菜光合速率日变化出现峰值 1.68mg·g-1·s-1 .对发菜8∶00供水,其光合速率日变化在供水5h后出现峰值;在室内散射光照条件下,在8∶00和20∶00供水都使发菜在光合速率日变化中,保持了较高的相对含水量,光合速率降低,并处于较长时间的呼吸作用状态.     

不同年代推出的冬小麦品种叶片气体交换日变化的差异

选择60年来北京地区广泛种植的3个冬小麦( Triticum aestivum L.)品种,在相同的环境条件下种植.为了研究它们的产量与单位叶面积的净光合速率( Pn ) 的关系,测定了不同生育期 Pn 、蒸腾速率( Tr )的日变化,并用 Pn / Tr 计算叶片瞬时的水分利用率( WUE ).结果表明:单位叶面积净光合速率与产量之间的关系随生育期不同而变化.在拔节期高产品种"京冬8号"(九十年代推出)的光合速率和蒸腾速率在一天中总是最高,一天中差异最大时,分别比低产品种"燕大1817"(四十年代推出)高77%和69%.而其水分利用率却小于低产品种.这种差异随小麦的生长发育而变化,一般上午10:00前"京冬8号"的光合速率较高,而10:00后"燕大1817"的光合速率较高.到腊熟期,低产品种"燕大1817"的光合速率在一天中始终最高.蒸腾速率的变化规律与光合速率相似,然而"燕大1817"叶片的水分利用率一般最高.与现代推出的品种不同,老品种"燕大1817"叶片的光合作用午休现象不明显,说明它可能具有一定的抗光氧化性.我们认为,在品种改良的过程中,叶片光合作用的潜力可能有所提高,但它的抗光氧化性可能减弱.     

田间在豆叶片光合作用与活性氧清除酶的日变化

开花期大豆叶片光合速率（Ｐｎ）在晴天中午伴随气孔导度（Ｇｓ）下降而降低,而叶温（ＴＬ）、光呼吸速率（Ｐｒ）以及Ｐｒ／Ｐｎ比值在中等前后明显上升。胞间ＣＯ２浓度（Ｃｉ）在上午下降,之后则逐渐增加。在最高光量子密度（ＰＦＤ）低于１．２ｍｍｏｌ·ｍ＾－２·ｓ＾－１的多云天气,大豆叶片Ｐｎ与Ｐｒ的日变化依赖于ＰＦＤ、Ｃｉ与ＰｒＰｎ比值在一天中基本恒定。晴天与多云天气大豆叶片细胞活性氧清除系统的超氧物歧化酶     

西藏高原濒危植物西藏巨柏光合作用日进程

研究采用目前先进的光合作用测定系统L i-Cor-6400测定濒危物种西藏巨柏的光合作用,自然环境条件下的西藏巨柏光合日进程表现为单峰型曲线,在12:00时左右达到最高峰,其光合作用不存在“午休现象”。在12:00时,西藏巨柏的气孔限制值和水分饱和亏缺分别达到最大值,此时的水分利用效率较高,在9:00时,西藏巨柏获得一天中最大的表观量子效率,水分利用效率达到最大值。其蒸腾速率在13:00时最大,这个时间并不与光合速率最大值同步,这说明在西藏特殊的气候环境条件下,影响光合速率的因素很多。在光合速率的日进程中,高光合速率值(大于4.00μm o lCO2/(m2.s))持续时间在5h左右,这使得西藏巨柏的光合作用产物得以有效积累,也为西藏巨柏在半干旱环境中的生长创造了有利条件。     

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。     

不同坡位沙棘光合日变化及其主要环境因子

沙棘是我国干旱半干旱地区重要的生态经济树种,被广泛应用于黄土高原造林活动中。为探明不同坡位沙棘光合特征及影响沙棘光合作用的主要环境因子,在沙棘生长旺盛期分坡位测定光合特性及环境因子日变化进程,并采用通径分析法分析各环境因子对沙棘净光合速率的直接和间接影响。结果表明：1、各环境因子之间存在相互作用,光合有效辐射是空气温度变化的主要驱动因子,而空气温度变化引起的空气密度变化对空气相对湿度和CO2浓度有显著影响。在上、中和下坡位环境变化可以分别解释85.6%、86.0%和 55.22%净光合速率的变异。2、下坡位沙棘净光合速率最小,日均值为9.38μmol/m2/s,上、中坡位分别为14.22μmol/m2/s,15.94μmol/m2/s。3、10:00之前中上坡位沙棘水分利用效率明显高于下坡位,但3坡位沙棘水分利用效率日均值无明显差异。4、上坡位净光合速率主要受到光合有效辐射、空气相对湿度的影响;中坡位光合有效辐射仍为主要环境因子,此外空气温度和空气湿度之间的相互作用对净光合速率也有一定影响,为主要限制因子;下坡位影响沙棘光合速率主导因素为光合有效辐射。5、沙棘在10:00之前光合有效辐射和空气湿度较高而空气温度较低的环境下,净光合速率和水分利用效率最高。作为阳生物种,沙棘需要足够的光照维持生长,而以往研究表明适度水分胁迫可以提高沙棘光合过程中对水的利用效率。本研究所选流域年降水量535mm,中上坡位水分胁迫并非十分严重。因此,种植于中上坡位的沙棘即可接受足够光照（特别是10:00以前的光照）进行光合保证生长速率,又能在光合过程中保持较高水分利用效率,符合干旱半干旱地区生态经济发展的需求。     

生态沟渠铜钱草光合日变化的研究

以生态沟渠铜钱草为材料,采用便携式CID-340光合仪对铜钱草成熟叶片净光合速率(Pn)以及胞间CO2浓度(Ci)、光合有效辐射(PAR)、气孔导度(Gs)、气温(Gs)、叶温(Tl))和蒸腾速率(Tr)等影响因子进行测定,以探讨其光合生理生态特性,旨在为修复沟渠湿地提供一定的理论依据。结果表明:(1)铜钱草叶片净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型,主峰(19.32μmol.m-2.s-1)出现在15:00左右,次峰(16.21μmol.m-2.s-1)出现在11:00,中午出现光合"午休"现象。(2)用逐步多元回归方法得到净光合速率日变化与主要生理生态因子的回归方程为:Pn=-5.45613+0.006797PAR+0.050099Gs(复相关系数0.868)。逐步回归结果表明Pn受PAR和Gs的影响较大。偏相关分析和通径分析的结果表明PAR、Gs对铜钱草Pn日变化有重要影响,是影响铜钱草Pn的主要因子,影响大小的顺序为:Gs>PAR。