珍稀蕨类植物扇蕨光合速率与环境因子的关系

利用CO2光合测定仪分析了引种栽培的扇蕨叶片的光合补偿点和饱和光强,通过控制叶室的光合有效辐射、CO2浓度、温度和相对湿度,分析了叶片的羧化效率和CO2补偿点,并进行光合有效辐射、温度或相对湿度对光合速率影响的研究。扇蕨叶片光补偿点的光强为5.8μmol·m-2·s-1,饱和光强约为1000μmol·m-2·s-1。叶片的羧化效率为0.02665,CO2补偿点为66.1μmol·mol-1。叶片光合速率在20℃时达到最大值,最适温度为17～27℃。相对湿度20%～80%的试验范围内,叶片光合速率随湿度增加而增大,最适相对湿度条件在60%以上。     

低温弱光对茄子幼苗光合特性的影响

以4～5叶的 二苠 茄幼苗为试材,研究了其在低温弱光 10℃/5℃昼/夜,光强60、120μmol·m-2·s-1 胁迫7d并恢复7d后的光合特性变化.结果表明,低温弱光胁迫后茄子幼苗的净光合速率、气孔导度和叶绿素含量显著降低;光补偿点、光饱和点、光饱和时的Pn、表观量子产额降低;CO2补偿点升高,CO2饱和点、CO2饱和时的Pn、光合能力、CO2羧化效率降低;以低温下较强光照时 120μmol·m-2·s-1 的变化幅度较大;恢复7d后各项指标仍然不能恢复到对照水平.试验条件已对茄子幼苗叶片光合机构的结构和活性造成了不可恢复的伤害.     

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。     

台湾桤木引种的光合生理特性研究

以台湾桤木 Alnusformosana 引种2年生苗木为研究对象,探讨了台湾桤木的光合生理生态特性.结果表明: 1 叶片净光合速率 Pn 具有明显的日变化.中部叶Pn日变化在生长中期表现为双峰曲线型,高峰分别出现在9:00和15:00左右,峰值分别为15.03μmol·m-2·s-1和12.97μmol·m-2·s-1;在生长初期和末期为单峰曲线型.不同部位叶片Pn大小为:中部叶>顶部叶>基部叶. 2 不同部位叶片Pn表现出不同的季节变化特征.中部叶和顶部叶一年有两个高峰,高峰均出现在6月和8月;基部叶只有一个高峰,出现在6月.光合作用具有较广的温度适应范围.自然条件下叶片最大净光合速率为17.67μmol·m-2·s-1;人工条件下为20.2μmol·m-2·s-1,在新的环境条件下表现出较强的光合适应能力. 3 叶片LCP为33.32～67.47μmol·m-2·s-1,LSP为1332～1656μmol·m-2·s-1,具有较低的光补偿点和较高的光饱和点,表现出较强的弱光利用能力和强光利用潜力. 4 台湾桤木CO2补偿点为54.17～74.98μmol·mol-1,CO2饱和点在800μmol·mol-1左右;羧化效率为0.0270～0.0468.表现出较大光合作用潜力和较广的生存适应能力. 5 通径系数分析表明,Cond、Ci、Vpdl和RH是影响叶片光合速率变化最主要的直接作用因子.     

几种野生银莲花生殖生长期的光合作用特性初探

采用LI-6400便携式光合仪对室外栽培的几种野生银莲花光合作用特性进行了研究.结果表明,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10:00～11:00时,后者的峰值出现在13:00时前后.在光强0～2000μmol·m-2·s-1条件下,Pn呈S曲线,光补偿点为60～80μmol·m-2·s-1,光饱和点为800μmol·m-2·s-1左右,但光强继续增加到1800μmol·m-2·s-1,Pn仍有少许提高;Tr随PAR的增加而缓慢增加.在环境CO2浓度为0～350μmol·mol-1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·mol-1左右;Tr在环境CO2浓度25～350μmol·mol-1范围内几乎呈水平线.野生银莲花的Pn和Tr表现出较明显的种间差异.     

榨菜胞质雄性不育系瘤状茎形成期间植株叶片生长与光合速率的变化

榨菜胞质雄性不育系在瘤状茎形成时期植株的生长速率、叶片厚度 ,比叶重及叶绿素含量明显低于保持系 ,叶面积发育速度也较慢。光合速率比保持系的低 ,但二者的变化趋势相似。榨菜的单叶净光合速率以第 2、3、4叶片最强。不育系和保持系的光饱和点分别为 180 0 μmol光量子·m- 2 ·s- 1和140 0 μmol光量子·m- 2 ·s- 1,而光补偿点分别为 130μmol光量子·m- 2 ·s- 1和 50 μmol光量子·m- 2 ·s- 1。     

3种石斛光合作用和叶绿素荧光特性的比较研究

以美花石斛、春石斛和铁皮石斛为材料,对它们的叶片进行光合作用、叶绿素含量和叶绿素荧光等参数的测定.结果表明:3种石斛的光饱和点都低于300 μmol·m-2·s-1,且美花石斛具有较高的净光合速率和较低的光饱和点,容易引起光抑制;美花石斛的羧化效率高于春石斛和铁皮石斛,其净光合速率随着CO2浓度的升高而迅速升高,并在CO2浓度达到500 μmol·m-2·s-1时达到最大值;美花石斛的非循环电子传递速率(ETR)、实际光化学反应量子效率(Yield)和光化学猝灭系数(qP)都明显高于铁皮石斛和春石斛,而春石斛具有较高的非光化学猝灭系数(qN),其光合机构的自我保护能力较强;美花石斛的叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量都较低.研究发现,3种石斛的光饱和点均比较低,具有石斛喜阴的生活习性,都表现出对密林和悬崖等独特生长环境的适应,并以美花石斛的这种特性更为突出.     

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.     

液体悬浮培养条件下发菜细胞的光合速率与呼吸速率

用液相氧电极测定离体悬浮生长发菜细胞的光合速率和呼吸速率的结果表明,发菜细胞的光补偿点为15￣16μmol·m-2·s-1,光饱和点为90μmol·m-2·s-1,光抑制点为190μmol·m-2·s-1。25℃下发菜细胞光合速率最高,呼吸速率则在10￣50℃范围内随温度升高而增强。发菜细胞光合作用的最适pH值为7.0￣7.5,呼吸作用最适pH值为9.0。BG110无氮培养基中添加30mmol·L-1NaNO3,发菜细胞的光合速率增加约20%。培养基中Na2HPO4浓度为1.75mmol·L-1时,细胞光合速率和呼吸速率最大,随后保持稳定。钾盐浓度变化对发菜细胞光合速率和呼吸速率的影响不显著。     

广东中部两种常见灌木的生态学比较

 通过对广东中部的阳生性灌木桃金娘和阴生性灌木九节的形态学、解剖学、植物生态学以及植物生理学等方面的比较发现：处于强光照下的桃金娘通过大的根系、多的枝叶和小的叶片在水分和养分竞争中处于优势,并利用小的枝角和叶毛来避免强光的伤害,而九节则是通过其叶、枝的最经济数量和最佳位置排列来充分利用阴暗不足的光线;桃金娘通过叶片和栅栏组织厚度以及短的小脉间距在强光下能继续进行光合作用并尽快运出光合产物,而九节的叶片则可充分利用森林底层有限的光照;在南亚热带,30％左右的透光率是林下耐荫性树种九节入侵和阳生性灌木桃金娘消亡的辐射条件;九节的生态对策为K对策,而桃金娘遵循r对策;九节和桃金娘的平均光合速率分别为5.9±1.6μmol CO2·m-2·s-1和11.9±0.4μmol CO2·m-2·s-1,光补偿点分别为0.005和0.012mmol·m-2·s-1,光饱和点分别为0.04和0.39μmol CO2·m-2·s-1,气孔传导率分别为0.053±0.037μmolCO2·m-2·s-1和0.101±0.013 mol·m-2·s-l,暗呼吸速率分别为0.42±0.0lμmol CO2·m-2·s-1和0.16±0.15μmolCO2·m-2·s-1,这些生理学差异、形态解剖学差异等与其生境差异有密切的关系。     

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。     

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.     

两种土壤含水率下匙羹藤的光合及水分利用率的初步研究

采用便携式LI-6400光合测定系统,对生长于两种土壤含水率下的当年生匙羹藤光合特性及其水分利用率进行研究。结果表明:(1)匙羹藤叶片的光饱和点(LSP)200～400μmol.m-2.s-1,光补偿点(LCP)12.1880～12.5593μmol.m-2.s-1,表观量子利用效率(α)0.0472～0.0508mol.mol-1,为阳生植物,但具有较强的弱光利用能力。(2)叶片CO2补偿点为70.97～73.75μmol.mol-1,CO2饱和点在1115.51～1687.99μmol.mol-1,羧化效率7.35×10-3～8.64×10-3μmol.m-2.s-1,表明匙羹藤为C3型植物。(3)上午10:00左右和下午4:00左右是匙羹藤水分利用率的最高时段。(4)含水率高时饱和净光合速率(Pm)、表观光合量子利用效率(α)、光饱和点都比含水率低时高,但光补偿点却比含水率低时低,说明匙羹藤利用弱光的能力较强,能有效地利用全日照的强光,光合潜力较大,生长较好;含水率低时匙羹藤的CO2补偿点较低,说明匙羹藤能利用较低的外界CO2浓度;最大水分利用效率较高,表明含水率低时匙羹藤的节水潜力较大。     

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。     

蜡梅光合与蒸腾速率日变化的初步研究

对野生蜡梅在不同天气中的净光合速率 (Pn)和蒸腾速率 (Tr)日变化及其与环境因子的关系进行了初步研究 ,结果如下 :(1)蜡梅在晴天和阴天的 Pn日进程均呈一双峰型曲线。但晴天的两个峰值比在阴天出现要早 ,Pn的总体水平要高于阴天 ,且在午后发生明显的光合“午休”现象。 (2 )Tr在晴天的日变化呈单峰型曲线 ,在午后强光和高温条件下 ,Tr可高达 10 mmol H2 O m-2 s-1以上。在阴天 ,Tr日进程波动很小 ,且蒸腾作用微弱 ,全天大多保持在 0 .8mmol H2 O m-2 s-1以下的水平。(3)在光合有效辐射 (PAR)为 80 0～ 90 0 μmol m-2 s-1、大气温度 (TA) 2 8℃左右、相对湿度 (RH)约75%的条件下 ,野生蜡梅的 Pn可高达 2 3.6 μmol CO2 m-2 s-1。但蜡梅的光饱和点与光补偿点均较低 ,分别约为 90 0μmol m-2 s-1和 2 0μmol m-2 s-1。 (4 ) PAR和 TA是影响蜡梅光合与蒸腾速率日进程的主导生态因子。蜡梅对强光和高温反应敏感 ,在超过光饱和点且气温高达 4 2℃以上时 ,其蒸腾作用强烈 ,能量转换与水分利用效率 (WUE)大大降低 ,光合能力减弱 ,导致 Pn急剧下降     

高山植物短管兔儿草光合作用特性及其对冰冻胁迫的反应

短管兔儿草为典型的高山植物,具较强的光合能力,但光合效率较低。叶片具有发达的通气贮气组织;栅栏组织发达,叶绿体基粒片层较少。短管兔儿草光合作用特性易受生长环境因素的影响。低温胁迫使短管兔儿草光合速率、光合量子产额降低。低温下的光照加剧了光合作用受抑制的程度。本研究表明,短管兔儿草具较强的抗冻能力,是研究植物抗冻机理及筛选抗冻基因的理想材料。     

北方粳稻光合速率、气孔导度对光强和CO2浓度的响应

 以东北地区主栽的粳稻（Oryza sativa var. japonica）品种为对象,用美国LI-cor公司生产的Li 6400光合作用测定仪控制光强、CO2浓度和温度等环境条件,阐述了光合作用和气孔导度对光和CO2浓度的响应特征及其耦合关系。结果表明,光合速率随光强或CO2浓度的提高而增大,均遵循米氏响应;在不同CO2浓度下,表观量子效率随CO2浓度的提高而增大,但CO2浓度达到800 μmol•mol－1以上时,表观量子效率有所减小;在不同光强下,表观羧化效率也随光的增强而增大,但光强达到1 600 μmol•m-2•s-1以上时,表观羧化效率也有所减小;在光强和CO2浓度协同作用下,光合速率的响应遵循双底物的米氏方程,在光强和CO2浓度均趋于饱和时,北方粳稻（品种：辽粳294）剑叶的潜在最大光合速率为71.737 8 μmol•m-2•s-1,表观量子效率为0.056 0 μmolCO2•μmol-1 photons,表观羧化效率为0.103 1 μmol•m-2•s-1/μmol•mol－1。气孔导度也随光的增强而增大,对光强的响应规律也可以用Michaelis-Menten曲线模拟,而叶面CO2浓度的提高会使气孔导度减小,气孔导度（Gs）对叶面CO2浓度（Cs）的响应可以用Gs=Gmax,c/(1+Cs/Cs0)的双曲线方程模拟。在光强(PFD)和CO2浓度协同作用下,气孔导度可以用式Gs=Gmax(PFD/PFDc)/［(1+PFD/PFDc)(1+Cs/Cs0)］+Gct估算,当CO2浓度趋于0而光强趋于饱和时,北方粳稻的潜在最大气孔导度（Gmax）为0.670 9 mol•m-2•s-1。在光强和CO2浓度协同作用下,Ball-Berry模型及其修正形式依然能很好地表达气孔导度-光合速率的耦合关系,并且用叶面饱和水汽压差（Ds）修正耦合关系中的相对湿度可以提高模拟精度。     

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。