春小麦水分利用效率日变化及其生理生态基础的研究

采用光合速率和蒸腾速率之比 (Pn/Tr)表示植物水分利用效率 (WUE) ,发现在两种不同水分处理下春小麦拔节期 .WUE日变化中都有上午高于下午值 ,且 8∶0 0～ 1 0∶0 0为明显峰值的特征 ,这种特征与Pn、Tr日变化存在的上、下午值不对称性和反向性 (Pn为上午高于下午 ,Tr相反 )紧密相关 ,水分胁迫处理中 ,Pn、Tr值均有降低 ,但不同品种的WUE反应不一 .研究表明 ,叶水势 ( ψw)、气孔阻力 (Rs)等生理因素和空气相对湿度 (RH)、光照 (Q)及冠层温度 (Tc)等生态因子 ,通过对Tr和Pn的不同影响而同WUE显著相关 ,40 %RH是WUE变化的一个重要阈值 .     

黄土丘陵区柳枝稷光合生理生态特性的初步研究

研究了黄土丘陵区引种草种柳枝稷（Panicum virgatum)的光合生理生态特性。比较了不同叶位叶片光合速率（Pn)、蒸腾速率（Tr)、水分利用效率（WUE）的日变化以及环境因子的作用,结果表明,柳枝稷叶片Pn日变化曲线为双峰型,中午“光合降低”主要是由于叶温过高导致呼吸高引起的净化合速率降低,叶龄增大,叶片Pn日变化相对较平缓,其中壮龄叶Pn日变化最为平缓,幼龄叶Tr的日变化为双峰型,随叶龄增大（叶位下降）而成为单峰型。Pn日变化最为平缓,幼龄叶Tr的日变化为双峰型,随叶龄增大（叶位下降）而成为单峰型,WUE的日变化可划分为上午的降低和下午的波动2个阶段,最上充分展开叶（旗叶）的WUE始终最高。     

水肥耦合对汉源花椒幼苗叶片光合作用的影响

以汉源花椒幼苗为试验材料,通过盆栽试验研究了不同水肥耦合处理对汉源花椒叶片气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和叶面饱和水汽压亏缺(Vpdl)日变化的影响,并探讨了汉源花椒光合特性与土壤田间持水量(FWC)、施肥量(包括施全量NPK、1/2NPK和不施肥,其中全量NPK含尿素150 kg N/hm~2、过磷酸钙60kg P_2O_5/hm~2和硫酸钾150 kg K_2O/hm~2)和环境因子间的关系。结果表明:各处理汉源花椒叶片Gs、Pn、Tr和Vpdl日变化均呈"单峰"型曲线,其峰值分别出现在10:00—12:00、10:00—12:00、14:00和14:00左右,没有出现光合"午休"现象;Ci最低值出现在10:00—12:00左右;WUE日变化呈"双峰"型曲线,峰值分别出现在10:00和16:00左右,但第2个峰值明显低于第1个峰值。NPK+50%FWC和1/2NPK+50%FWC两处理叶片Pn日变化峰值出现在12:00左右,而其他处理均出现在10:00左右。叶片Gs、Pn、Tr和WUE平均值均随施肥量的增加而增加,而Ci和V_(pdl)平均值随施肥量的增加而降低。叶片Gs、Pn和Tr平均值随土壤水分含量的增加总体上呈先增加后降低的趋势变化;Ci平均值总体上随土壤水分含量的增加而增加;WUE平均值随土壤水分含量的增加而降低;V_(pdl)平均值随土壤水分含量的增加呈先降低后增加的趋势变化。叶片Pn与地径(D)、苗高(H)、D~2H、叶绿素含量和chla/chlb比值呈显著正相关。为了促进植株生长和获得较高的叶片Pn和WUE,土壤水分应控制在35.9%—46.7%FWC。叶片Gs、Pn和Tr与光合有效辐射强度(PAR)呈显著正相关,Tr与气温的相关系数高于它与其他环境因子的相关系数,提高叶片Pn的最佳PAR为1263.6μmol m~(-2)s~(-1)。说明适宜的土壤水分含量和肥料施用量能延长汉源花椒叶片Pn达到峰值的时间,对提高叶片Pn和WUE及促进植株生长具有重要作用;PAR是影响叶片Gs和Pn的主要环境因子,气温是影响叶片Tr的首要环境因子。     

土壤水分状况对花生和早稻叶片气体交换的影响

通过田间测坑试验研究了长期处于不同土壤水分状况下花生和早稻叶片气体交换的一些特点.结果表明,花生分枝期轻度和中度水分胁迫使气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)略有下降,净光合速率(Pn)和叶片水分利用效率(WUE)减小,轻度水分胁迫Gs/Tr略有上升而中度胁迫Gs/Tr变小.花生结荚期轻度和中度水分胁迫都使Gs、Tr、Gs/Tr和Pn显著降低,WUE大幅度上升.花生结荚期明显受土壤水分胁迫影响.早稻灌浆期轻度和中度水分胁迫Gs、Tr和Gs/Tr变化不显著,Pn和WUE增加,并且轻度水分胁迫下籽粒产量增加.Gs和Gs/Tr变化情况相结合可以作为作物水分胁迫程度的一个参考指标,即如果Gs和Gs/Tr同时下降则作物已经受到水分胁迫影响.     

两种高质牧草不同生育期光合生理日变化及光响应特征

于2010年5月25日(拔节、分枝期)、7月6日(抽穗、结荚期)、8月25日(开花期)晴朗天气,采用LI-6400便携式光合作用测定系统对新引1号东方山羊豆和柳枝稷各项光合生理生态指标进行了测定。结果表明:(1)新引1号东方山羊豆净光合速率(Pn)日变化呈双峰曲线,存在"光合午休"现象;分枝期Pn、光能利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)日均值高于结荚期,而结荚期的叶温(Tl)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)日均值高于分枝期。(2)柳枝稷的Pn日变化呈单峰曲线,拔节期Pn、Tr日均值高于抽穗期,开花期最低;WUE与Ci日均值在开花期最高,拔节期次之,抽穗期最小;Tl、LUE日均值在抽穗期最高,拔节期次之,开花期最小。(3)Pn与Tr、Gs、叶片气孔限制值(Ls)、光合有效辐射(PAR)具有极显著正相关关系,与Ci呈极显著负相关;Tr与Gs、叶温下蒸汽压亏缺(Vpdl)、气温(Ta)、Tl、PAR均呈极显著正相关关系,与大气CO2浓度(Ca)呈显著负相关;Tl、Gs与PAR呈极显著正相关。(4)通过光响应曲线的绘制及相关生理指标的计算,结合相关评价标准,得出柳枝稷为阳生植物,而新引1号东方山羊豆为耐荫植物,且柳枝稷比新引1号东方山羊豆对光环境的适应性强。     

不同非生物胁迫对麻疯树幼苗光合速率等生理指标的影响

对麻疯树(Jatropha curcas L.)幼苗在不同非生物胁迫下的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)等生理指标的变化进行了研究。结果表明,在缺磷处理中,麻疯树叶片Pn保持在对照的90%左右,气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)在处理2 d后显著增加,Gs上升20%～40%,Ci升高4%～16%,Tr变化不大;处理17 d时,麻疯树的P含量下降55%～85%,而干重只下降3%。缺氮处理9 d时麻疯树叶片的Pn下降到最低,之后维持在对照的64%左右,Gs在处理2～7 d显著高出对照15%～57%,处理9～16 d恢复到对照水平,Ci从第2天开始上升,高出对照4%～24%,Tr变化不大;处理17 d时组织中N含量显著下降47%～78%,植株干重下降23%。盐胁迫处理5 d后,麻疯树叶片Pn降低到对照的54%,之后维持在对照的48%左右,Gs、Ci和Tr与Pn的变化一致,均呈下降趋势;处理17 d,叶柄和茎中P含量增加37%～54%,组织中K+/Na+下降87%～96%,植株干重下降18%。干旱胁迫处理6 d,叶片Pn快速下降至29%,Gs、Ci和Tr与Pn整体变化趋势一致;处理第7天,叶片细胞膜透性增加67%,停止浇水17 d后植株干重下降55%,同时叶片卷曲下垂,老叶脱落。麻疯树植株Pn在缺磷胁迫过程中最早达到相对稳定状态,其次为盐胁迫和缺氮胁迫。这说明麻疯树植株对缺磷环境具有良好的适应性,而对缺氮环境适应性相对较差;耐盐类型可能属于逃避盐害中的聚盐植物,适应干旱环境的机制属于御旱性类型。     

纳帕海流域五种优势乔木树种光合速率日变化特征

为了解纳帕海流域高山环境中优势乔木树种光合速率特征及其对环境因子的响应规律,运用LI-6400便携式光合测定仪,分别测定了香格里拉纳帕海流域5种优势乔木树种净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)等主要光合生理参数日变化,并对其与环境因子的相关性进行统计分析。结果表明:(1)所测定的5种优势树种中,除川滇高山栎以外,其他4个树种的Pn均呈双峰型;5种树种Pn峰值大小依次为云杉高山松山楂清溪杨川滇高山栎,分别为21.58、21.57、15.21、14.18、11.87μmol·m~(-2)·s~(-1)。(2)树种气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)在一天之内都呈现出早晚低、中午高的规律,胞间CO2浓度(Ci)与Pn基本呈相反趋势。(3)树种WUE和LUE日均值与Pn值表现出基本一致的顺序特征,云杉和高山松相对较高,WUE分别为3.27和5.82 mmol·m~(-2)·s~(-1),LUE分别为4.42%和2.99%,川滇高山栎最低,仅为0.92 mmol·m~(-2)·s~(-1)和0.74%。(4)树种Pn对PAR和Gs的变化具有显著的响应特征。该区域树种的Pn最大值高于低海拔区域的同类树种;区域内针叶树种的WUE和LUE显著大于阔叶树种,对高山区域内相对较高的辐射环境具有更高效的适应策略;当地环湖面山上种植的大面积云杉树对区域植被的恢复具有高效的现实意义。     

新疆乌拉泊库区沙枣与胡杨光合特性比较

用Li-6400便携式光合测定仪,于2009年6~9月测定了新疆乌拉泊库区沙枣和胡杨2种荒漠树种的光合作用日变化,比较了它们光合与水分生理特性的季节动态变化.结果表明:(1)沙枣净光合速率(Pn)的日变化在6月份为典型双峰曲线,在8月和9月份也有微弱的双峰变化,7月份则表现为单峰曲线;胡杨的Pn日变化在6和9月份为双峰曲线,7和8月份为单峰曲线.(2)沙枣各月蒸腾速率(Tr)日变化均呈双峰曲线,胡杨的Tr日变化于6和7月份呈双峰曲线,在8和9月份呈单峰曲线.(3)沙枣水分利用效率(WUE)日变化规律不明显,胡杨各月WUE日变化表现为双峰曲线.(4)沙枣叶片的气孔导度(Gs)的日变化与其Pn的变化基本一致,而胡杨则没有这种现象.(5)气孔因素是引起沙枣光合午睡"的一个原因,但不是引起胡杨Pn降低的主要因素;叶片大气水汽压亏缺(VPD)和气温(Ta)是共同影响沙枣和胡杨Pn的主要生态因子;沙枣平均Pn和Tr明显低于胡杨,而WUE则相反.     

遮荫处理对臭柏幼苗光合特性的影响

为了探明臭柏幼苗在不同遮荫处理下的光合特性和色素含量,通过盆栽实验,测定了0%、25%、50%、75%和90%四个遮荫处理下臭柏光合特性日变化和色素含量。结果表明:(1)随着遮荫率增加,臭柏净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)随之减小,而胞间CO2浓度(Ci)随之增大,非气孔制限因素是臭柏光合速率下降的主要原因,且90%遮荫会影响臭柏幼苗的正常生长;(2)叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和叶绿素总量(Chl a+b)均随着遮荫率增加而增大,Chl a/b则随着遮荫率的增大而呈下降趋势;(3)几乎所有遮荫处理组Gs均与Tr表现出不同程度的相关性,而Gs与Pn的相关性较差;所有遮荫处理组水分利用效率(WUE)与Pn均呈极显著相关,而与Tr相关性不显著,说明臭柏是通过较高的光合速率来实现高的水分利用效率以适应不同的光照条件。同时WUE和Ci也表现出不同程度的相关性。     

冠层高度对毛竹叶片光合生理特性的影响

借助LI-6400便携式光合作用系统,研究了冠层高度对不同林龄毛竹(Phyllostachys pubescens)叶片光合生理特性和水分利用效率(WUE)的季节性影响,为促进毛竹林碳汇能力和生产力提升的林分结构调整等可持续栽培技术提供理论依据。结果表明:(1)出笋期,不同竹龄毛竹叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)的日均值呈现出冠层上部小于冠层下部的梯度变化趋势,且2a生毛竹不同冠层Pn日均值大于3a生毛竹;孕笋行鞭期,不同林龄毛竹各时间点Pn值和日均值、以及2年生毛竹各时间点的Tr值均为冠层上部大于冠层下部。各生长季节,不同林龄毛竹个体叶片的气孔导度(Gs)均与Tr的变化趋势一致。(2)2年生毛竹各季节仅冠层上部叶片会出现"光合午休",而3年生毛竹仅于出笋期时各冠层叶片出现"光合午休"现象。(3)出笋期毛竹叶片WUE日均值随着冠层高度增加而增加,这种变化趋势不受竹龄影响;而孕笋行鞭期,仅2年生毛竹叶片WUE日均值随着冠层高度增加而下降。不同冠层高度的孕笋行鞭期毛竹叶片WUE日均值都显著高于出笋期;冠层高度对毛竹叶片气体交换特性和WUE的影响受生长发育关键期的季节因素影响,且毛竹叶片WUE与Gs之间存在负相关关系,其不受毛竹个体年龄和叶片冠层高度影响。(4)不同生长季节各冠层叶绿素a/b值均随着冠层高度下降而降低,不同林龄毛竹叶片叶绿素含量基本随着冠层自上而下呈逐渐增加的趋势。各生长季节,不同林龄个体叶片氮素含量、比叶重随冠层高度垂直变化趋势与叶片Pn日均值的垂直变化趋势一致。研究认为,毛竹不同冠层部位叶片通过改变形态、氮素含量来适应不同生长季节生长环境的变化,以便充分利用光能提高光合能力。     

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.     

麦茬处理方式对夏玉米光合特性的影响

采用两年三点的大田试验,研究了麦茬处理方式（平茬、立茬、除茬）对机播夏玉米光合特性及其产量的影响。结果表明,不同麦茬处理方式的夏玉米光合参数存在明显差异。夏玉米Pn、Gs表现为吐丝期最大,处理间表现为平茬〉立茬〉除茬;Tr在处理间表现为除茬〉立茬〉平茬,叶片水平上的WUE表现为为平茬〉立茬〉除茬;不同麦茬处理夏玉米的产量差异显著。     

冬小麦对有限水分高效利用的生理机制

通过对不同土壤供水条件下的孕穗开花期的冬小麦叶片CO₂/H₂O气体交换参数的系统测定,研究了光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO₂浓度(Ci)、叶温(Tl)与水分利用效率(WUE)间的关系。结果表明,WUE并不随Pn的增长直线增长,而是呈现出二次曲线的变化趋势;只有当蒸腾达到一定程度时,Tr才对WUE产生影响,而Tr过大时WUE则有下降的趋势;WUE与Ci呈负相关,随Ci的增加WUE呈递减趋势;叶温升高对光合和蒸腾都有促进作用,当超过了某种限度则表现为抑制作用,表明在一定温度范围内,Tl升高对水分利用不利;随Gs的增大,WUE增大到一定程度则不再增加,甚至出现一种回落趋势.     

水分对胡杨幼苗光合及生长特性的影响

采用盆栽控制实验方法对不同水分条件下胡杨幼苗的光合日变化以及生长特性进行分析研究.结果显示:(1)不同水分条件下胡杨幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)日变化曲线均呈单峰型,峰值时间均在12:00;当土壤含水量为21.6%～24.0%时,幼苗的水分利用效率(WUE)日变化曲线呈不明显的双峰型,峰值时间分别在8:00和18:00,其他处理均为单峰型,但峰值时段有差异;随着土壤含水量的减小,胡杨幼苗的Pn、Gs、Ci和Tr日均值逐渐降低,当土壤含水量为12.0%～19.2%时,幼苗的WUE日均值显著高于其他处理.(2)幼苗的株高、基径、各器官的生物量及总生物量均随土壤含水量的减小而降低,当土壤含水量为12.0%～19.2%时,幼苗地下生物量的降低程度大于地上生物量,且幼苗的根冠比也增大.研究表明,土壤含水量对胡杨幼苗的光合特性及其生长具有显著影响,当土壤含水量大于12.0%时,幼苗能够通过增大水分利用效率,改变根冠比提高抗旱性;当土壤含水量小于9.6%时,幼苗自我调节能力减弱,生长受到抑制.     

干旱胁迫对夏蜡梅光合特性的影响

以2年生夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)苗木为材料,通过盆栽试验,研究土壤干旱胁迫对夏蜡梅叶片光合特性的影响,结果显示:随着干旱胁迫程度的加重,夏蜡梅叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低;胞间CO2浓度在轻度和中度胁迫下显著低于对照,但在重度胁迫下显著高于对照;水分利用效率在胁迫下提高,且以中度胁迫为最大.温度升高使叶片净光合速率和水分利用效率降低、蒸腾速率升高,加重了干旱对光合作用的不利影响.对照及轻度和中度干旱胁迫处理的净光合速率、气孔导度和水分利用效率日变化曲线均为双峰型,但重度胁迫下净光合速率和气孔导度日变化转变为峰值很小的单峰型;各处理的蒸腾速率日变化曲线为单峰型并以午间最高.表明夏蜡梅光合作用对干旱胁迫有一定的适应能力,但重度胁迫对其造成严重影响.     

田间不同水肥管理下小粒咖啡的生长和光合特性

通过云南5年生田间小粒咖啡(Coffea arabica)进行2种施肥(低肥和高肥)和在干季秸秆覆盖、滴灌、秸秆覆盖+滴灌、对照4种水分处理对植株生长和叶片光合特性影响的测定研究．结果表明,小粒咖啡一年生长周期中最高峰期在雨季始期,次高峰期在雨季中期．水分处理对生长高峰期株高和分枝长度的相对生长率没有显著作用,高施肥量则加大了其相对生长率．干季水分处理提高了叶片的Pn、gs、Tr和WUE,而叶绿素的荧光特征没有受到影响．在湿季,高施肥量使叶片含氮量Pn增加,对gs和Tr的影响较小,从而导致WUE提高,高施肥量显著减小日间光抑制程度,加大了光合机构的实际光化学效率和热耗散能力,提高了对强光环境的适应性,研究表明,小粒咖啡需要高养分的投入和良好的水分管理,湿季是小粒咖啡进行光合和生长的最优季节,干季田间秸秆覆盖+滴灌的效果较好,滴灌和秸秆覆盖的效果相近。     

不同施肥条件下玉米田土壤养分淋溶规律的原位研究

利用排水采集器法结合田间原位试验,研究了夏玉米不同施肥处理对棕壤土养分淋失的影响.结果表明:在夏玉米生长期内,影响玉米田土壤水分淋溶的主要因素是大量降雨和灌溉,夏玉米生长前期的土壤淋溶水量较大,但随夏玉米生育进程的推进而递减,各处理差异也逐渐减小;与施氮肥处理相比,秸秆还田配施氮肥处理可加剧土壤水淋溶.在夏玉米生长期内,施肥处理的土壤淋溶水硝态氮浓度均呈"双峰"曲线变化趋势,而铵态氮浓度则呈先升后降的变化趋势.玉米田土壤氮素淋失以硝态氮形式为主,其累计淋失量为12.90～46.53 kg·hm-2,铵态氮的累计淋仅为1.66～5.11 kg·hm-2,两种形态氮的淋失量都随施氮量的增加而升高.秸秆还田配施氮肥处理的氮素淋失率比单施氮肥处理高6.53%～13.07%,低氮处理的氮素淋失率比高氮处理高3.66%～10.10%;玉米田土壤速效磷的累计淋失量较小,仅为0.148～0.235 kg·hm-2,而速效钾的累计淋失量较大,为7.08～13.00 kg·hm-2.在夏玉米生长后期,秸秆还田配施氮肥处理使土壤速效磷淋失量升高,并可加剧土壤速效钾的淋失,而单施氮肥处理作用不明显.     

南方岩榆光合作用日变化及其影响因子研究

以引自美国的南方岩榆1年生大田苗为研究对象,测定叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)等日变化及其与生理生态因子的关系。结果表明,不同部位叶片的Pn日变化均呈单峰曲线,峰值出现在11:00,影响Pn的主要生理生态因子为叶面水气压亏缺(Vpdl)、温度和光强;不同部位叶片的Tr日变化均呈明显的单峰曲线,中部叶和基部叶峰值出现在13:00,顶部叶峰值出现在15:00,且中部叶> 基部叶> 顶部叶;不同部位叶片的WUE日变化均呈单边下降的单峰曲线,中部叶和基部叶均低于顶部叶;影响榆树Tr和WUE的主要生理生态因子均是温度和Vpdl。     

干旱胁迫对毛竹幼苗生理特性的影响

以1年生毛竹为试验材料,采用盆栽方式,设置对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)和重度干旱胁迫(HS)4个不同处理,研究不同水分条件下毛竹幼苗生理响应。结果表明:随着水分胁迫程度的加强,毛竹幼苗净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)显著下降(P<0.01),降幅分别达54.7%和49.7%,水分利用效率(WUE)在轻度胁迫条件下明显提高,但在中度和重度胁迫下又有一定程度下降;叶绿素a和叶绿素b含量显著下降(P<0.05和P<0.01),降幅分别为42.1%和28.2%,水分胁迫对叶绿素a/b(Chl-a/Chl-b)影响不显著;SOD活性、CAT活性和MDA含量显著上升(P<0.01、P<0.05和P<0.01);各生理指标间存在着相关性,经主成分分析,可将9个单项耐旱生理指标综合成为2个相互独立的综合指标,为评价毛竹苗期抗旱性提供参考。