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。     

秦艽与小秦艽光合日变化的研究

运用光合作用测定系统,对野生秦艽(Gentiana macrophylla Pall．)和小秦艽(G．dahurica Fisch．)的开花期的光合特性进行研究。结果表明,2种秦艽的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化曲线都呈双峰型,有明显的光合“午休”现象。小秦艽的光合速率、蒸腾速率、气孔导度照著高于秦艽,分别高出2．7 μmolCO2·m-2·s-1、1．5 mmol·m-2·s-1和140．7 mmol．m-2·s-1而叶温则低于秦艽2．8C。相关分析表明,开花期的温度、光照对2种秦艽的光合都有一定影响,蒸腾速率、气孔导度调节光合作用,而引起2种秦艽光合速率降低的主要因素为非气孔因素。     

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。     

红砂3个地理种群的光合特性及其影响因素

在自然条件下对分布于兰州九州台(LZJ)、张掖临泽(ZYL)和武威民勤(WWM)3个地理种群的红砂(Reaumuria soongorica)的光合特性进行了研究,并对其影响因素进行了分析。结果表明,红砂3个地理种群叶片的光合速率和蒸腾速率日变化规律相似,均为双峰型,光合有明显的"午休"现象。影响红砂光合的因素既有环境因子又有自身因素。在环境因子中,无论是对光合速率还是蒸腾速率,光照强度都是最重要的主导因子,其次是气温,大气湿度则与植物的蒸腾速率成负相关。各因素的影响程度因不同地理种群所处土壤含水量不同而有所不同。内在因素中气孔导度下降是光合速率下降的主要原因,外界因素又通过气孔调节来影响蒸腾速率。光抑制是影响红砂光合午休的非气孔因素之一,且干旱加重了光抑制。在干旱胁迫下,叶绿素含量也是影响光合速率的主要原因。所有这些因素协同作用于红砂的光合作用,处于极端干旱环境中的红砂则通过降低蒸腾,提高水分利用率和稳定性碳同位素等途径来响应环境胁迫,从而提高对环境的适应性。     

桂花光合特性的光温响应

对丹桂光合特性光温响应的研究结果表明：1）净光合速率最适温度为24～28℃,在22～42℃之间,净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和水分利用效率与温度的关系为二次多项式方程,暗呼吸速率和蒸腾速率与温度成线性关系;2）在控制条件下,随着温度的升高,光补偿点升高,光饱和点、表观量子效率、最大净光合速率下降.在自然条件下,丹桂光合日进程出现明显的光合“午休”,“午休”主要由非气孔限制引起,表观量子效率和光化学效率下降表明光抑制是午间非气孔限制形成和发展的深层原因.     

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。     

沈阳城市森林主要绿化树种——丁香的光合特性研究

应用LI-6400红外气体分析仪对城市森林典型树种丁香不同季节光合作用的日变化规律进行研究,采用相关分析和多元逐步回归统计分析方法,得出净光合速率与光合有效辐射、气温、大气湿度、气孔导度等生理生态因子间的相关关系．结果表明,丁香春季和夏季光合速率呈双峰曲线,秋季呈单峰曲线．春季影响光合速率的主要因子为光合有效辐射和气孔导度;夏季影响光合速率的主要因子为气孔导度和光合有效辐射;秋季为气孔导度和胞间CO2浓度,建立了相应的影响因子回归方程。     

小麦叶片气孔性状与产量和抗旱性的关系

以小麦旱选10号/鲁麦14 DH群体为试材,对干旱胁迫和正常灌溉条件下花后10 d和20d旗叶中部气孔密度、气孔大小、气孔导度、光合速率、蒸腾速率与产量和抗旱系数的关系进行相关和通径分析.结果表明:在两种水分条件下,花后10 d气孔密度、气孔大小、气孔导度、光合速率、蒸腾速率与产量和抗旱系数的相关性大多不显著;但花后20 d与千粒重呈极显著正相关,与穗粒数、单株产量和抗旱系数的相关性仍大多不显著.气孔导度、光合速率和蒸腾速率是影响单株产量和抗旱系数的主要因素,不仅对单株产量和抗旱系数的直接作用较大,间接作用也较大;气孔密度与气孔大小对单株产量和抗旱系数的直接作用和间接作用均较小.在两种水分条件下,花后10 d和20 d,气孔密度与气孔长度之间,气孔长度与气孔宽度、气孔导度、光合速率和蒸腾速率之间的相关性均显著或极显著,但气孔密度、气孔长度与气孔导度、光合速率和蒸腾速率间的相关性在不同水分条件和不同生育阶段存在差异,表明水分条件、生长发育阶段对这些性状之间的相关性影响较大.通过育种手段以叶片气孔密度和气孔大小为选择目标,来改善小麦气孔导度、光合速率和蒸腾速率,进而提高产量并不总是一种有效手段.     

水分胁迫对小麦叶片光合作用的影响及其与抗旱性的关系

在水分胁迫初期,两个小麦品种叶片光合速率,气孔导度和细胞间隙CO_2浓度降低,气孔限制值增加,光合速率的降低主要是气孔因素的限制。中度到严重水分胁迫使叶片光合速率、气孔导度和气孔限制值降低,细胞间隙CO_2浓度明显增加,且叶圆片放氧能力,叶绿体Hill反应、叶绿素荧光强度和表观量子产额降低,此时光合速率的降低主要是叶肉细胞光合活性的下降引起的。抗旱性弱的郑引一号叶肉细胞光合活性比抗旱性强的丰抗13更容易受到水分胁迫的影响。     

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。     

桂林岩溶区青冈栎光合速率与环境因子关系初步研究

在自然条件下,对桂林岩溶区青冈栎光合速率与环境因子的关系研究表明,初夏季节青冈栎蒸腾速率日变化为"单峰"曲线,光合速率日变化为"双峰"型曲线,午间光合速率明显降低。青冈栎光合"午休"主要由气孔导度降低引起;通径分析表明,环境因子中空气相对湿度和空气温度对青冈栎光合速率直接影响最大;光合有效辐射对青冈栎光合速率直接影响不显著,而主要是通过其它因子间接影响光合速率。     

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。     

盐碱地马蔺光合生理特性的研究

研究了盐碱地生长的马蔺叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和水分利用效率（WUE）以及环境因素的日变化。结果表明,马蔺叶片Pn和Tr均呈现双峰曲线,具有光合午休现象。这种现象出现的原因是由于较高的太阳辐射引起叶片温度的升高,叶片的羧化效率(CE)和表观量子产额(AQY)的下降造成的。     

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。     

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。     

大田威廉斯香蕉叶片光合特性研究

用Li-6400型便携式光合作用测定系统研究大田威廉斯香蕉叶片光合日变化、光响应曲线和CO₂响应曲线,运用非直角双曲线模型并结合SPSS软件的非线性回归估算其光合作用参数。结果表明,香蕉叶片光合日进程呈单峰曲线,没有明显的午休现象,最大净光合速率出现在10:20左右;光饱和点与光补偿点分别为778.19和61.09μmol/m²·s,表观量子效率为0.0414;CO₂饱和点与补偿点分别为608.97和72.13μmol/mol,羧化效率为0.094。此外,对影响香蕉光合速率的主要环境因子分析表明,在土壤供水充分的条件下,限制光合速率的因子是光合有效辐射而非气孔导度。     

冬小麦叶片气孔导度模型水分响应函数的参数化

植物气孔导度模型的水分响应函数用来模拟水分胁迫对气孔导度的影响过程, 是模拟缺水环境下植物与大气间水、碳交换过程的关键算法。水分响应函数包括空气湿度响应函数和土壤湿度(或植物水势)响应函数, 该研究基于田间实验观测, 分析了冬小麦(Triticum aestivum)叶片气孔导度对不同空气饱和差和不同土壤体积含水量或叶水势的响应规律。一个土壤水分梯度的田间处理在中国科学院禹城综合试验站实施, 不同水分胁迫下的冬小麦叶片气体交换过程和气孔导度以及其他的温湿度数据被观测, 同时观测了土壤含水量和叶水势。实验数据表明, 冬小麦叶片气孔导度对空气饱和差的响应呈现双曲线规律, 变化趋势显示大约1 kPa空气饱和差是一个有用的阈值, 在小于1 kPa时, 冬小麦气孔导度对空气饱和差变化反应敏感, 而大于1 kPa后则反应缓慢; 分析土壤体积含水量与中午叶片气孔导度的关系发现, 中午叶片气孔导度随土壤含水量增加大致呈现线性增加趋势, 但在平均土壤体积含水量大于大约25%以后, 气孔导度不再明显增加, 而是维持在较高导度值上下波动; 冬小麦中午叶片水势与相应的气孔导度之间, 随着叶水势的增加, 气孔导度呈现增加趋势。根据冬小麦气孔导度对空气湿度、土壤湿度和叶水势的响应规律, 研究分别采用双曲线和幂指数形式拟合了水汽响应函数, 用三段线性方程拟合了土壤湿度响应函数和植物水势响应函数, 得到的参数可以为模型模拟冬小麦的各类水、热、碳交换过程采用。     

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。     

豆科复叶和单叶树种的光合-水分关系分析

以豆科（Fabaceae）11个复叶树种和6个单叶树种为材料,测定他们的气孔导度、叶片水力导度、水势、相对含水量等指标,分析叶型对枝叶光合水分关系的影响。结果显示,复叶树种正午叶轴水势（-0.91 MPa）与单叶树种正午枝条水势（-0.88 MPa）间无显著差异,但正午枝条水势（-0.60 MPa）显著高于单叶树种。复叶树种正午气孔导度降低的百分比（55.3%）显著高于单叶树种（34.1%）。叶片、叶轴和枝条正午水势两两之间均显著正相关,但与正午气孔导度之间均不存在相关性。本研究中,17个树种的正午叶片水力导度与气孔导度间显著正相关（r=0.79,P<0.001）,但他们与气孔导度降低百分比间呈负相关（r=-0.81,P<0.001）,说明叶片导水率对日间气孔导度的维持具有重要作用。研究结果表明单叶和复叶树种在光合水分关系上存在明显差异,说明他们对环境条件具有不同的适应策略。