桂西南不同种源蚬木光合和生长特征的研究

为选择喀斯特特有树种蚬木(Excentrodendron hsienmu)优良种源,采用完全随机区组试验设计,研究了不同种源蚬木光合生理和生长特征的月动态变化。结果表明,蚬木光合生理特性在不同月份、不同种源间差异显著,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率表现出对气候变化的适应,均随月份发生变化。各种源蚬木净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均在8月份最高,4月份和12月份较低。水分利用效率则在8月份最低,4月份和12月份较高。相关分析表明,蚬木各种源苗高与地径、净光合速率均显著正相关,而净光合速率与地径也表现一定的正相关关系,说明净光合速率可作为蚬木生长过程中的指示性监测指标。蚬木大新、武鸣、隆安种源在整个生长季节均表现较高的净光合速率和生长量,以及较低的蒸腾速率,因此,这3个蚬木种源更适合在南宁地区引种种植。     

桃儿七光合生理特性的地理差异研究

对中国由南向北5个种源地桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)的光合生理生态特性进行了研究.结果表明:(1)北部宁夏六盘山地区植株的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)最高,表观光量子效率(AQY)、瞬时光能利用效率(ILUE)和最大光合速率(Pmax)最低,光合能力最差;最南部云南纳帕海植株的LSP和LCP很低,但因其AQY和ILUE最高,故其Pmax最大,强光下的光合能力最高.(2)最南部云南纳帕海和最北部甘肃兴隆山个体的羧化效率(CE)最高,且CO2补偿点(CCP)较低,因此CO2利用率较高;而较南部四川刷经寺个体的CE最低,且CCP最高,故CO2利用效率最低.(3)各种源植株叶片的叶绿素总量及叶绿素a含量无显著差异,而不同地区个体的Chla/Chlb值差异显著,最北部甘肃兴隆山植株的Chla/Chlb值最大,而南部四川刷经寺的Chla/Chlb值最小.(4)各种源地植株的水分利用效率(WUE)和蒸腾速率(Tr)对光量子通量密度(PFD)与CO2浓度的响应过程也表现出显著的地理分异.总的来看,桃儿七是一种喜光但又较耐阴植物,但不同分布区桃儿七的光合生理生态特征已经出现了较显著的地理分化.     

光照条件对高山杜鹃光合生理特性的影响

以高山杜鹃‘Furnivall’s Daughter’3年生植株为材料,采用遮阳网遮荫方法设置100%(L1)、53%(L2)、30%(L3)、17%(L4)全光照,研究不同光照对其光合特性及其相关生理特性的影响,探讨高山杜鹃对不同光强的响应及适应机制。结果表明:(1)与全光照条件相比,遮阴处理可有效提高光饱和点(LSP),降低光补偿点(LCP)和呼吸速率(Rd),从而具有较高的净光合速率(Pn);其中L3处理植株的LCP、Rd最低,而且其LSP和饱和光合速率(Pmax)最高,表明L3光照条件是其最适宜的生长光强。(2)随着光照强度的降低,叶片的叶绿素a呈轻微下降趋势,而叶绿素b、单位面积叶氮含量(LNCa)、光合氮利用效率(PNUE)则呈显著增加趋势,且光照强度对叶绿素b的影响较叶绿素a敏感,从而导致总叶绿素含量显著增加,而叶绿素a/b比值下降。(3)可塑性分析结果表明,高山杜鹃‘Furnivall’s Daughter’主要通过Pmax、LSP、LCP、Rd、PNUE和叶绿素含量的改变来适应光环境的变化,而比叶重(LMA)、LNCa、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)在其适应光环境的过程中作用较小。     

冠层部位和叶龄对红松光合蒸腾特性的影响

利用Li-6400便携式CO2/H2O红外气体分析仪测定了红松不同冠层部位和叶龄针叶的光合蒸腾特性及其环境影响因子.结果表明:冠层部位和叶龄显著地影响最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、表观最大量子效率(α)、蒸腾速率(Tr)和比叶面积(SLA),但对水分利用效率(WUE)影响不显著.随着冠层部位的下降和叶龄的增加,红松针叶的Pmax逐渐下降,其平均值变动在6·55～9·05μmol·m-2·s-1之间.不同冠层部位和叶龄针叶的LSP和LCP的差异很大,以树冠中部针叶对弱光和强光的利用能力最大.Tr随着冠层部位的下降而降低;不同叶龄针叶的Tr在1·37～1·59mmol·m-2·s-1之间变化.不同部位和叶龄红松针叶的Tr和光合有效辐射存在极显著正相关关系(R2=0·967).红松的WUE与净光合速率紧密相关(R2=0·860).随冠层部位的上升和叶龄的增大,红松针叶的SLA递减,分别在6·61～8·41m2·kg-1和6·65～8·38m2·kg-1之间波动.     

5种常见水土保持树种的气体交换特性研究

为了了解水土保持树种的气体交换特性,对无患子(Sapindus mukorossi)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、香樟(Cinnamomum camphora)、秃瓣杜英(Elaeocarpus glabripetalus)和毛竹(Phyllostachys edulis)等常见树种的光合蒸腾特性进行研究。结果表明,香樟、无患子、南酸枣和毛竹的净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型,有明显的"光合午休"现象;秃瓣杜英的Pn日变化曲线则呈单峰型,未出现"光合午休"现象。5种树种的Pn以香樟毛竹无患子南酸枣秃瓣杜英;蒸腾速率(Tr)以香樟无患子毛竹南酸枣秃瓣杜英;水分利用效率(WUE)以秃瓣杜英毛竹南酸枣无患子香樟。单因素方差分析表明:不同树种间的Tr、气孔导度(Gs)和WUE存在显著差异,而Pn和胞间CO2浓度(Ci)的差异不显著。相关性分析表明,Pn与Tr、Gs和光合有效辐射(PAR)呈正相关关系;Tr与Gs呈正相关关系,与WUE呈负相关关系;Gs与WUE呈负相关关系;Ci与PAR和空气CO2浓度(Ta)呈负相关关系。香樟和无患子的Tr相对较大,而WUE较低,在养护过程应加强浇水及遮阴以降低其水分蒸腾的速率;秃瓣杜英、南酸枣和毛竹的Tr相对较低,而WUE相对较高,能够科学地利用土壤水分,可适应较干燥的外界环境。     

独叶草的光合生理生态特性

应用CI-301PS便携式光合测定仪对独叶草(Kingdonia uniflora)营养叶的光合生理生态特征进行了研究.结果表明:独叶草的净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型,峰值出现在13:30和16:30左右,具有明显的光合"午休"现象;其叶片的蒸腾速率(Tr),水分利用率(WUE)的变化也呈双峰型.自然条件下,独叶草叶片净光合速率与光合有效辐射(PAR)、蒸腾速率、气孔导度(Gs)之间都具有多项式回归关系,R2分别为0.2082、0.2016和0.0582(n=129,P＜0.05),但独叶草叶片净光合速率与空气温度(Ta)相关性不显著(P＞0.05).独叶草叶片的光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)分别为14.93和215.76 μmol·m-2·s-1,只能适应较窄的光照环境.     

彰武松、樟子松光合生产与蒸腾耗水特性

本文采用Li-6400光合测定系统对性成熟(18a)阶段彰武松(Pinus densiflora var.zhangwuensis)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)光合及蒸腾指标不同季节日变化进行了测定,并采用切枝蒸腾法对两个树种叶片气孔蒸腾和角质层蒸腾进行对比测定,评价了气孔开闭敏感性,探讨了两个树种光合生产与蒸腾耗水特性。结果表明：在同样生境条件下,彰武松比樟子松有较大的光合速率(Pn)和较小的蒸腾速率(Tr)。在5月和7月,彰武松的Pn和Tr日变化呈现明显双峰型,其Pn和Tr“午休”现象均主要受气孔限制;在10月呈单峰型。樟子松的Pn和Tr日变化在整个生长季均呈单峰型,而且,彰武松日光合量(DAP)均高于樟子松,是樟子松的163.4%(5月)、211.1%(7月)和183.6%(10月)。光响应曲线参数表明：在不同月份,彰武松最大光合速率(Pmax)均大于樟子松,且光饱和点(LSP)较高,光补偿点(LCP)较低。在任意被测时刻,彰武松气孔导度(Gs)和Tr都小于樟子松。彰武松具有较小气孔和角质层蒸腾速度,并且在同样干旱条件下,彰武松气孔下陷,其气孔的开闭反应更加敏感。彰武松水分利用效率(WUE)较高,约是樟子松的2.29倍。这些结果暗示,彰武松以其高的光合速率和低的蒸腾耗水特性,提高水分利用效率,以其敏感的气孔开闭机制和旱生叶片结构进而实现在干旱半干旱地区的速生特性。     

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。     

不同油松种源光合和荧光参数对水分胁迫的响应特征

采用盆栽控水试验方法,设置正常水分(T1,田间持水量的70％-80％)、轻度胁迫(T2,田间持水量的50％-60％)和严重胁迫(T3,田间持水量的30％-40％)3个水分梯度,对6个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)种源(陕西洛南LN,陕西桥山 QO,山西灵空山LK,辽宁千山QN,河北雾灵山WL和山西芦芽山LY)的光合参数和叶绿素荧光参数进行比较,探讨种源间光合和水分利用特征的差异及其与气孔导度和荧光参数的关系.结果表明,3个水分梯度下6个种源的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)、原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)差异均极显著(P＜0.01),在T1和T3下,各种源的实际光量子效率φPSⅡ和电子传递速率ETR差异显著(P＜0.05).在T2下,LK和WL的Pn达到最大,具有轻度胁迫下提高光合生产力的倾向.在T3下,QN种源的Pn和WUE较高(除LK的WUE最高外),而WL的Pn和WUE较低(除LK的Pn最低外);6个种源中QN的Pn、φPSⅡ和ETR最大,LY和QO的光合生产力仅次于QN,而LN、LK和WL的Pn、Gs、φPSⅡ和ETR比较低,其光合生产力及光量子产量受干旱胁迫影响较大.LK的WUE在各个水分梯度下均显著高于其它种源(P＜0.05).在T3下,各种源通过降低Tr提高WUE.在T1下,气孔限制是影响油松Pn的主要因素;在T2和T3下,Pn和WUE均与气孔导度、PSⅡ反应中心的光量子产量和电子传递速率密切相关.     

8种城市绿化攀缘植物的光合作用和水分关系特性

研究了华南地区有较好开发利用前景的8种城市绿化攀缘植物禾雀花(Mucuna birdwoodianauna)、炮仗花(Pyrostegia venusta)、鸡蛋果(Passiflora edulis)、使君子(Quisqualis indica)、蒜香藤(Pseudocalymma alliaceum)、小花青藤(Illigera paviflora)、龙吐珠(Clerodendron thomsonae)和砾叶粉藤(Cissus rhombifolia)盆栽植株叶片的光合速率-光强响应曲线,叶片部分形态特征和水分关系参数。结果表明,8种植物的Pmax(最大光合速率)、LSP(光合作用光饱和光强)、LCP(光合作用光补偿点)均较低,但在光合有效辐射(PAR)强度达1700μmolm-2s-1下未出现光抑制现象,显示其光合机构具有应对低光及高光强的可塑性。光强的提高会改变ILUE(瞬时光能利用效率)、Gs(气孔导度)、Tr(蒸腾速率)和Ci(细胞间隙CO2浓度)值,高光强下(PAR>500μmolm-2s-1)的Pn(净光合速率)与Gs呈正相关。低Gs和Ci是强光下限制Pn的主要因子。LT(叶片厚度)与水分关系参数(RWC相对含水量,IWUE瞬时水分利用效率,AWLR平均失水速率和RR复水率)之间没有明显的相关性。不同植物的Pmax,ILUE,LA,LT,IWUE和光合色素(Chl叶绿素,Car类胡萝卜素)含量等皆有显著的差别。禾雀花、炮仗花和鸡蛋果的光合作用和水分关系特性优于其余种类,而蒜香藤和小花青藤的这些参数的水平最低。     

不同光照环境下荷花叶片光合光响应模型比较

以上海荷花品种‘伯里夫人’为试验材料,设置全光照和林下遮荫(50%全光照)2种不同的光照环境,采用4种光响应模型拟合分析荷花叶片净光合速率光响应过程,比较不同光照下适宜的光响应模型,研究荷花品种对遮荫环境的适应规律.结果表明: 4种模型对荷花叶片光合作用光响应过程拟合效果的优劣顺序为：直角双曲线修正模型>指数模型>非直角双曲线模型>直角双曲线模型,后3种模型均为没有极值的函数,不能直接求得最大净光合速率(P_{n max})和光饱和点(LSP).直角双曲线修正模型对LSP、P_{n max}、暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(LCP)等光响应参数表现出最佳的拟合效果,拟合值与实测值相对误差最小.随光强减弱,荷花主要的光合生理参数均降低,其中,R_d下降幅度显著,其他参数变化不显著.说明荷花对适度弱光环境具备一定的适应能力,表现出良好的光合适应性反应与调节,能够维持植株的正常生长.
     

贝壳堤岛旱柳光合效率的土壤水分临界效应及其阈值分级

为阐明黄河三角洲贝壳堤岛旱柳(Salix matsudana)叶片光合效率对土壤水分的适应机制, 明确其水分阈值效应, 以二年生旱柳为材料, 采用人工给水与自然耗水相结合获取系列水分梯度的方法, 测定分析贝壳砂生境下旱柳叶片光合效率参数对土壤水分的响应特征及其生产力分级。结果表明: 旱柳叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)及光合光响应参数具有明显的水分临界效应。(1) P_n、T_r、WUE和潜在水分利用效率均随土壤水分的降低先升高后下降, 但各指标水分临界值表现不同步, 其中P_n水分气孔限制转折点和水分补偿点分别出现在相对含水量(W_r)为42.9%和14.4%时; P_n和T_r的水分饱和点为73.1%和68.9%, WUE水分高效点为80.1%; (2)水分胁迫下旱柳叶片具有明显的光抑制现象, 可通过减弱对光的利用来适应水分逆境。随土壤水分的增加, 表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)和最大净光合速率(P_nmax)表现为先升高后降低, 但光补偿点(LCP)相反。P_n、AQY、LSP、P_nmax和暗呼吸速率(R_d)均表现为渍水胁迫明显高于干旱胁迫。W_r为69.1%时, LCP达到较低值(18.6 µmol∙m ^-2∙s^-1), AQY最高(0.05), 利用弱光能力较强。W_r为80.9%时, LSP达到最高(1775 µmol∙m ^-2∙s^-1), 光照生态幅最宽, 光能利用效率最高, 水分对光强的补偿效应显著; (3)采用临界值分类法确定出贝壳砂生境下旱柳光合效率的5级水分阈值, 73.1%_r<80.1%范围内为高产高效水, 此时旱柳具有较高的光合能力和高效生理用水特性。贝壳砂生境内旱柳表现出一定的耐水湿而不耐干旱的适应特性, 在干旱缺水的贝壳堤岛滩脊地带栽植时需充分考虑其水分环境。     

不同水分条件下胡杨光响应曲线拟合模型比较

本研究通过测量不同水分条件下胡杨（Populus euphratica Oliv.）叶片的光响应曲线,并采用4种光响应模型对其光合特征参数拟合值与实测值进行比较,分析了不同水分条件下光响应曲线模型对胡杨适用性的影响机制。结果表明,当水分供应充足时,胡杨非直角双曲线模型对暗呼吸速率（R_d）的拟合效果最优,直角双曲线修正模型拟合光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_nmax）、光补偿点（LCP）的结果与实测值较接近;但当胡杨受到水分亏缺后,直角双曲线修正模型对P_nmax和光饱和点（LSP）的拟合效果最优,直角双曲线模型对R_d和LCP的拟合效果最佳。因此,水分条件有利时胡杨应用直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型较好;水分亏缺条件下采用直角双曲线修正模型、直角双曲线模型更为适合。     

温度变化对烟草光合作用光响应特征的影响

通过Li-6400光合测定系统控温,研究了大田条件下,烟草脚叶采烤期腰叶在17、20、25、30和35℃下的光合作用光响应特征。结果表明:随温度升高,净光合速率(Pn)、最大净光合速率(Pnmax)、初始斜率(α)和气孔导度(Gs)先上升后下降,在20℃下达最大值,35℃下净光合速率受强光的抑制作用明显;光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)随温度升高而上升,但35℃下二者较30℃时有所下降;光饱和点(LSP)随温度升高而呈下降-上升-下降的变化,30℃和17℃时LSP较高;蒸腾速率(Tr)随温度上升而增强,水分利用效率(WUE)则随温度升高而下降,但20℃时水分利用效率在强光下明显较其他温度下的高。结果说明,20℃最适合烟草光合作用,此温度下气孔的水、气调节能力最强,温度高于30℃则对烟草光合作用不利。     

不同遮荫条件下梓叶槭幼苗生长与光合特征的种源差异

梓叶槭是我国特有的野生濒危植物,目前尚缺乏对其光合特性及濒危机制的研究.以梓叶槭集中分布地都江堰、大邑、峨眉山和雷波当年生梓叶槭幼苗为材料,分析在遮光率为50%、80%的遮阴条件下幼苗的光合作用能力和生长量.结果表明:不同种源梓叶槭幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)随着光照强度的下降而显著降低.光照强度减弱时,都江堰和峨眉山幼苗光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)均降低,而大邑幼苗均提高,雷波幼苗无显著变化.P_n、WUE与株高和冠幅生长量均呈显著正相关.不同遮光条件下梓叶槭幼苗的光合作用和生长量差异显著,光照不足可能是大邑梓叶槭幼苗林下自然更新的限制因子.雷波地区梓叶槭幼苗较其他地区幼苗喜荫,而都江堰和峨眉山幼苗具有较好的光适应能力,生长性状表现良好,可作为移植保护的优质种源.     

林下与全光下地枫皮叶片形态和光合特性的比较

测量了林下与全光下地枫皮的叶片形态和光合-光响应曲线,探讨光强对地枫皮的形态和生理特性的影响。结果表明：林下与全光下地枫皮叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和水分利用效率（WUE）对光强的响应趋势均基本一致,但全光下的Pn、Gs和Tr值较高,林下WUE值较高。全光下地枫皮的最大净光合速率、光饱和点和光补偿点均极显著高于林下,但弱光下的量子效率无显著差异;林下地枫皮的叶长、叶宽、干物质重、叶面积和比叶面积等叶片形态参数均极显著大于全光。推断地枫皮为耐阴性较弱的阳生植物,其光合能力和光饱和点较低,是对干旱环境的适应性反应;全光下地枫皮叶片狭小降低了吸光面积,有利于避免过高光强对叶光合器官的损伤。     

辽东楤木光合和蒸腾作用对光照和土壤水分的响应过程

应用CIRAS-2型便携式光合作用系统,测定了不同土壤含水量下辽东楤木光合作用与蒸腾作用的光响应过程,探讨了辽东楤木对光照环境和土壤水分的适应性.结果表明:辽东楤木的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和叶片水分利用效率(WUE)对光量子通量密度(PFD)的响应过程不同;在强光范围内(PFD 800～1 800 μmol·m^-2·s^-1),随着光强增加,辽东楤木的P_n变化较小,而T_r逐渐减小,WUE明显提高.辽东楤木的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)分别在800和30 μmol·m^-2·s^-1左右,且受土壤含水量变化的影响较小;但其光合量子效率(Ф)和暗呼吸速率(R_d)受土壤含水量变化的影响较大.辽东楤木的P_n和WUE对土壤含水量的变化有明显的阈值响应,其高效用水的土壤相对含水量(RWC)在44％～79％;在此范围内,辽东楤木能同时获得较高的光合速率和水分利用效率.     

大豆杂优豆1号及双亲的光合特性分析

以夏大豆杂交种杂优豆1号及亲本(W931A和WR016)为材料,进行了光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2值、水分利用效率(WUE)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、光合势等光合特性的测定,以探究杂优豆1号光合特性方面的杂种优势规律,为大豆的高光效育种提供理论指导。结果表明:杂优豆1号的净光合速率日变化呈现单峰曲线,在8:00时净光合速率显著高于W931A和WR016;杂优豆1号与亲本相比具有较低的光补偿点和较高的光饱和点,从而说明杂优豆1号较强利用强光和弱光的能力;从群体光合势分析,杂优豆1号的叶面积指数和光合势在盛花期、结荚期、鼓粒期3个不同时期都显著高于W931A和WR016,从盛花期到结荚期、结荚期到鼓粒期叶面积指数和光合势都呈现逐渐上升的趋势。杂优豆1号较强的光利用能力、较高的叶面积指数和光合势有利于产量的提高。