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。     

Diurnal photosynthetic changes of Hydrocotyle vulgaris in the ecological ditch

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(Ti))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(19.32 μmol·m-2·s-1)出现在15:00左右,次峰(16.21 μmol·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.     

蒺藜苜蓿叶片光合作用对盐胁迫的响应

为阐明蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)叶片光合效率对盐胁迫的响应规律,明确其土壤盐分阈值,该研究以盆栽蒺藜苜蓿幼苗为研究对象,采用加盐的方式人工模拟盐胁迫环境,设置不同浓度NaCl处理(0、50、100、150、200、250、300、400mmol·L-1),利用Li-6400便携式光合测定仪分析了蒺藜苜蓿幼苗光合效率参数对土壤盐分浓度的响应特征。结果表明:(1)蒺藜苜蓿叶片净光合速率(Pn)和光合作用特征参数等具有明显的土壤盐分临界效应。在NaCl浓度为100~200mmol·L-1时,蒺藜苜蓿可维持较高光合生产力,此盐分范围内适宜的光合有效辐射(PAR)为600~1 300μmol·m-2·s-1,出现Pn最大值(20.7μmol·m-2·s-1)的NaCl浓度为150mmol·L-1,对应PAR为1 200μmol·m-2·s-1左右。(2)在NaCl浓度150mmol·L-1时,随着NaCl浓度的增加,表观量子效率(AQY)、光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)和最大光合速率(Pnmax)逐渐增大;在NaCl浓度为150mmol·L-1时,AQY、Rd和Pnmax分别达到最大值0.030、0.605 7μmol·m-2·s-1、19.4μmol·m-2·s-1,而LCP达到最小值19.8μmol·m-2·s-1。(3)NaCl浓度为150mmol·L-1可作为导致蒺藜苜蓿净光合速率下降的气孔限制和非气孔限制因素的转折点,并且随着NaCl浓度升高,其光合速率由气孔限制转为非气孔限制的PAR降低。以上结果表明,蒺藜苜蓿对盐胁迫具有较强的适应性,在较高盐分浓度下可获得较高的光合生产力。     

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     

岩黄连光合与蒸腾特性及其对光照强度和CO_2浓度的响应

采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-CorInc.,USA)对岩黄连叶片的气体交换进行了测定。结果表明(1)岩黄连叶片的光饱和点(LSP)为329.18μmol.m-2.s-1左右,光补偿点(LCP)为12.76μmol.m-2.s-1,最大净光合速率为2.96μmol.m-2.s-1,暗呼吸速率(Rd)为0.17μmol.m-2.s-1。光饱和点和光补偿点都比效低,表明岩黄连对光照的要求不高,属于阴生植物。(2)4月份,岩黄连Pn随CO2浓度升高而逐渐增大。当CO2浓度由50μmol.mol-1增加到600μmol.mol-1,Pn几乎呈直线上升,600~1000μmol.mol-1范围内逐渐缓和,到1000μmol.mol-1以后Pn变化平稳。由曲线估算CO2饱和点(CSP)大约在1000μmol.mol-1左右。CO2的补偿点为68.80μmol.mol-1。羧化效率为0.0308μmol.m-2.s-1。(3)岩黄连叶片水分利用率(WUE)随有效光辐射强度(PAR)的增强呈抛物线状变化,PAR在200μmol.m-2.s-1内呈直线上升,到200μmol.m-2.s-1时WUE达最大值,大于200μmol.m-2.s-1后WUE呈逐渐下降趋势。     

不同生育期榆树净光合速率对生态因子和生理因子的响应

利用Li-6400便携式光合作用系统,观测了内蒙古浑善达克沙地榆树(Ulmus pumila)的净光合速率(Pn)、上表皮气孔导度(Gs-u)、下表皮气孔导度(Gs-l)等生理因子及大气温度(Ta)、光合有效辐射(PAR)、大气二氧化碳浓度(Ca)和空气相对湿度(RH)等生态因子,应用相关分析、通径分析、决策系数分析及灰色关联分析,系统的研究了榆树Pn在不同生育期的日变化特征及其与生态因子和生理因子间的关系,为深入揭示其生理特征及浑善达克沙地榆树规范化种植提供理论依据。研究表明:1榆树Pn日变化在各生育期均呈双峰型曲线,表现出不同程度的光合"午休"。2榆树Pn在各生育期大小顺序为8月7月9月,其值分别为8.18、7.92μmol CO2m-2s-1和6.52μmol CO2m-2s-1。37、8、9月份PAR、Gs-u与榆树Pn呈显著正相关,且PAR的直接作用和决策系数均最大,Gs-u的直接作用大于其他因子的间接作用,且决策系数仅次于PAR,其他因子在各生育期也表现出对榆树Pn不同程度的影响。4不同生育期榆树对各生态因子和生理因子的响应有所不同,7月份Ta为Pn主要限制变量,8月份RH为Pn主要限制变量,9月份各因子均起增进作用。5不同生育期榆树Pn的变化主要受PAR和Gs-u的影响,但不存在简单的线性相关关系,是所有因子综合影响的结果。     

秦岭佛坪国家级自然保护区亚高山草甸30种草本植物的光合生理特征

秦岭是我国陆地生物多样性保护关键区域之一,其亚高山草甸植被对环境变化具有良好的指示作用。为了探索草甸植物对高山环境的适应策略,对陕西佛坪秦岭亚高山草甸30种草本植物的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率和胞间CO2浓度特征进行分析。结果表明:30种草木植物的光合生理特征表现各异。净光合速率最大者为细茎橐吾(18.75μmol.m-2.s-1),最小者为轮叶马先蒿(0.73μmol.m-2.s-1);气孔导度最大者为卵叶银莲花(2.99 mol.m-2.s-1),最小者为湖北大戟(0.04 mol.m-2.s-1);蒸腾速率最大者为东方草莓(6.14 mmol.m-2.s-1),最小者为紫苞鸢尾(0.44 mmol.m-2.s-1)。Pearson相关分析表明净光合速率与气孔导度、蒸腾速率之间表现出极显著的正相关(p<0.01)。对各物种的光合特征进行聚类分析,结果将30个物种划分为4个组群,各物种间光合特征的差异反映了不同物种在生态系统中的相对重要性。     

湛江5种红树林树种光合作用特性及光合固碳能力研究

应用Li-6400便携式光合作用测定系统,对湛江市特呈岛5种红树林树种的净光合速率日变化和光合作用—光响应曲线进行了测定,探讨了各树种的光合作用特性以及主要影响因子并评估其固碳能力大小。结果表明:在自然光照条件下,秋茄和红海榄叶片净光合速率(Pn)的日变化曲线呈单峰型,白骨壤、木榄和桐花树为双峰型,光合"午休"现象明显,而且峰值分别出现在10:00和14:00左右。其中,白骨壤和木榄的光合午休主要由气孔限制因素引起,桐花树主要由非气孔限制因素引起。通径分析表明,光合有效辐射(PAR)是影响白骨壤和桐花树叶片Pn的主要决策因子,而叶面大气蒸汽压亏缺(VPD)是主要限制因子;影响秋茄和红海榄叶片Pn的主要决策因子是气孔导度(Gs),主要限制因子是叶温(Tl);影响木榄叶片Pn的主要决策因子是气孔导度(Gs)。基于叶片净光合作用速率的各树种日净固碳量存在显著性差异(P0.01),秋茄的日净固碳量最大(13.83 g·m-2·d-1),其次为白骨壤和桐花树(9.48和8.24 g·m-2·d-1),木榄和红海榄的较小(6.72和6.30 g·m-2·d-1)。5种红树林树种的光补偿点(LCP)介于28.3~137.0μmol·m-2·s-1之间,显示了阳生植物的特性。光饱和点(LSP)介于169.3~1189.3μmol·m-2·s-1之间,桐花树最大,红海榄最小。5种红树林树种的表观量子效率(AQY)存在极显著差异(P0.01),白骨壤最高为0.064 mol·mol-1,木榄最低,仅为0.005 mol·mol-1。5种红树林植物叶片的光响应参数与日净固碳量的关联度大小顺序为最大净光合速率(Pmax)、LSP-LCP、AQY、LSP、LCP。     

红松无性系光合特性比较研究

为了解红松光合特性的遗传变异规律,本研究利用Lico-6400光合仪,对50个红松无性系的光合指标进行测定和分析。对PK27无性系进行光合指标日变化测定分析,发现PK27的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)日变化曲线均呈现典型双峰曲线,胞间CO2浓度(Ci)日变化曲线呈"V"字型曲线。对3个红松无性系的光响应和二氧化碳响应曲线测定表明,各曲线均呈"S"型,并且符合二次曲线模型。在饱和光强下,3个无性系的最大Pn变化范围为P27(15.00μmol·m~(-2)·s~(-1))~PK15(15.99μmol·m~(-2)·s~(-1))。饱和光强和饱和环境二氧化碳条件下(Ca),3个无性系最大Pn变化范围为25.08~27.35μmol·m~(-2)·s~(-1)。对50个红松无性系瞬时光合指标测定结果表明,50个无性系间Pn、Gs、Ci和Tr间均达极显著差异水平(p0.01),各光合指标表型变异系数变化范围为9.04%~38.25%,重复力变化范围为0.57~0.94,属于高重复力。相关性分析表明红松无性系光合指标间、光合指标与环境因子间均呈现极显著相关水平。该研究为红松遗传改良提供了理论依据。     

苎麻光合生理生态特性研究

以大田栽培的苎麻植株为材料,用TPS-2便携式光合作用测定系统测定自然条件下生长的苎麻叶片的光合气体交换参数,以及光响应曲线和CO2响应曲线,并通过回归和相关法分析探讨净光合速率与主要生理、生态因子间的关系.结果表明:(1)苎麻叶片的净光合速率(Pn)日变化曲线呈现双峰型,2个光合峰高度接近,其净光合速率具有典型的午休"现象;蒸腾速率(Tr)日变化曲线呈现单峰型,其走势与气孔导度(Gs)日变化一致.(2)苎麻叶片光合作用的光饱和点(LSP)为1 568.5μmol?m-2?s-1,光补偿点(LCP)为54.18μmol?m-2?s-1,表观量子效率(AQY)为0.025 8 mol?mol-1;而其CO2补偿点(CCP)、饱和点(CSP)和羧化效率(CE)分别为49.25、1 746.9μmol?mol-1和0.045;因此,苎麻属于喜光性阳生植物,且对强光有一定的耐受能力.(3)苎麻叶片Pn日变化的主要限制因子是胞间CO2浓度(Ci),主要决定生理因子是气孔导度(Gs).     

Photosynthetic Characteristics of Cyanotis arachnoidea and Their Ecological Significance

The photosynthetic characteristics of Cyanotis arachnoidea Clarke was studied through shading experimentation in pot culture. The effect of different shade level on the photosynthetic rate, the characteristics of photosynthetic organs and the bio-production of C. arachnoidea were compared. The main results are as follows: 1. C. arachnoidea was a C3 type solaphilic and shade tolerant herb. Its light saturation point was about 650 μmol · m-2 · s-1 and the light compensation point was about 17 μmol · m-2 · s-1. Its CO2 compensation point was about 130× 10-6. 2. The maximum net photosynthetic rate of C. arachnoidea was about 12.45 μmol · m-2 · s-1. The diurnal variation regularity of its photosynthetic rates exhibited a double peak curve in which the main peak appeared during 11: 00～12: 00, and the second around 15: 00. 3. 20%～50% shading favored the growth of C. arachnoidea. In comparison with those with control treatment, the content of chlorophyll b with 20%～50% of shading treatment increased by 47 %～83%, and the photosynthetic production increased by 12 %～18 % as a result of increase in the net photosynthetic rate (relative photosynthetic rate).     

10个秋菊品种的光合特性及净光合速率与部分生理生态因子的相关性分析

用CIRAS-2便携式光合测定系统测定了9月至10月10个秋菊[Dendranthema morifolium (Ramat.) Tvzel.]品种叶片的光合特征参数;在此基础上,对叶片光响应参数和CO2响应参数以及部分光合特征参数的日变化进行了比较分析;此外,还对净光合速率(Pn)与部分生理生态因子的相关性进行了分析.结果表明:10个秋菊品种的光补偿点(LCP)为92.83～167.37 μmol·m-2·s-1,光饱和点(LSP)为962.51～1 077.53 μmol·m-2·s-1,说明它们均为喜光植物;10个秋菊品种的CO2饱和点为1 060.46 ～1 485.48μmol·mol-1,CO2补偿点为77.62 ～ 133.16μmo1·mol-1,远大于一般的C3植物;各品种Pn的日变化呈典型的双峰型曲线,首峰(11～19μmol·m-2·s-1)出现在10:00左右,次峰出现在16:00左右,有明显的“午休”现象.相关分析结果表明:10个品种的Pn与气孔导度呈极显著正相关,与蒸腾速率呈显著或极显著正相关(品种‘关东新侠’、‘云龙凤舞’和‘日本黄’除外),与胞间CO2浓度呈显著或极显著负相关,与光合有效辐射强度和大气温度呈不显著正相关,与大气相对湿度和大气CO2浓度呈不显著负相关.早花品种‘太平的小鼓’和‘铜雀春深’具有较高的LSP以及较低的LCP和表观量子效率(AQY),对光照强度的适应范围较大,可栽培在光照较强的环境中;品种‘早粉盘’和‘檀香狮子’具有较高的LCP、AQY和LSP,对强光的利用能力较强;晚花品种‘关东新侠’、‘绿牡丹’和‘星光灿烂’具有较高的LCP和AQY以及较低的LSP,具有一定的耐阴能力,可种植在光照较弱的环境中.     

引种地被石竹光合特征与生理生态因子的关系

以上海地区引种的一年生地被石竹实生苗为材料,研究其苗高生长变化、生物量积累和分配、光合特性及其变化规律,并分析主要生理生态因子对其净光合速率的影响。结果表明:(1)3～6月份为地被石竹苗高生长速生期,生长量为年生长量的65.93%,实生苗各部分器官的生物量总体呈现上升的趋势;3～6月份苗木以地上部分生物量积累为主,其占总生物量的比例从46.89%升至65.60%,6月份以后地下部分生物量所占比例从34.40%升至53.11%。(2)地被石竹叶片净光合速率(Pn)日变化在春季和秋季呈单峰曲线型,而在夏季表现为双峰曲线,且具有典型的光合"午睡"现象。(3)影响光合变化的主要决定生理生态因子:春季为蒸腾速率和气温,夏季为气孔导度和大气CO2摩尔分数,秋季为胞间CO2摩尔分数和光合有效辐射;限制地被石竹Pn日变化生理生态因子:春季为胞间CO2摩尔分数和光合有效辐射,夏季为蒸腾速率和空气相对湿度,秋季为气孔导度和气温。(4)地被石竹具有较高水平的光补偿点(56.94μmol·m-2·s-1)和光饱和点(780.07μmol·m-2·s-1),应属于喜光植物。     

巨尾桉在岩溶石山生境中的适应性研究（Ⅰ）：春季光合生理生态学特性

以岩溶石山生境的3年生巨尾桉人工林为研究对象,采用LI-6400型便携式光合仪测定巨尾桉在春季的叶片净光合速率(Pn)及其他生理生态因子日变化,同时测定巨尾桉光合-光响应曲线,并通过相关分析和通径分析探讨净光合速率与其他生理生态因子的关系。结果表明:巨尾桉光合-光响应曲线符合Walker的非直线双曲线模型。巨尾桉的光饱和点为1 340μmol.m-2.s-1,光补偿点为14.68μmol.m-2.s-1,表观量子效率(AQY)为0.06mol.mol-1,具有阳生植物的特点。净光合速率日变化呈现"单峰型"的特点。蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和大气CO2浓度(Ca)是影响巨尾桉叶片净光合速率日变化的重要因子。巨尾桉有较高的水分利用效率,说明巨尾桉具有适应岩溶石山干旱的特征或避旱策略。     

西藏高原田间冬小麦旗叶光合作用研究

 西藏高原冬小麦旗叶光合速率日变化曲线为平坦或单峰型,没有明显“午睡”现象。净光合速率日最高值可与平原接近。光合日总量最高值出现在灌浆中期,其值比平原低4％～34％。净光合速率达20μmolCO2·m-2·s-1以上的环境因子组合是光合有效辐射光量子通量密度2000μmol·m-2·s-1以上,气温25～29℃,近地层大气CO2密度0.41mg·dm-3以上,0cm地温18～23℃、5cm地温15～19℃。这样的因子组合在高原同时满足的机率不高,由于CO2浓度与光温因子高值出现时间不同步,更由于CO2密度比内陆平原低1/3,严重制约了光合日总量值,高原冬小麦旗叶光合作用的特点是净光合速率日最高值可与平原接近,但光合日总量却明显低于平原。     

金桔秋季光合特性初步研究

采用Li-6400型便携式光合测定系统对多年生金桔的光合特性进行研究。结果表明,金桔净光合速率日变化呈双峰曲线,存在光合"午休"现象,最高峰出现在11:00左右,次峰出现在14:00,日最大净光合速率为3.4467 μmol/m²·s。净光合速率与蒸腾速率、气孔导度之间呈正相关,与胞间CO₂浓度呈负相关;在400 μmol/mol CO₂浓度下,光补偿点为67 μmol/m²·s,光饱和点为672 μmol/m²·s。金桔的光合特性表现为典型的阳性耐荫植物,对光照的适应性较强。     

崖柏与侧柏光合特性和叶绿素荧光参数的比较研究

以盆栽的中国特有濒危植物崖柏及其近缘广布种侧柏幼苗为材料,测定了二者的光照和二氧化碳响应特征参数、光合作用气体交换参数和叶绿素荧光参数,比较分析两者间差异并探讨崖柏异地保存的可行性。结果显示:(1)在光响应参数方面,崖柏和侧柏的表观量子效率分别为0.039和0.027 mol.mol-1,但二者差异不显著;崖柏的光补偿点(81.04μmol.m-2.s-1)显著高于侧柏(59.72μmol.m-2.s-1),但二者的最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均无显著差异;崖柏的CO2补偿点(129.17μmol.mol-1)显著高于侧柏(95.86μmol.mol-1),而光呼吸速率则崖柏略高于侧柏,但二者的羧化效率相当。(2)气体交换参数方面,崖柏的叶片气孔导度和蒸腾速率均低于侧柏,而瞬时水分利用效率和气孔限制值则略高于侧柏;随着光照强度增加,崖柏和侧柏的净光合速率和胞间CO2浓度增加,而气孔限制值则降低。(3)2个树种的叶绿素荧光参数,如初始荧光、最大荧光、可变荧光、光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ实际光化学量子效率、非光化学猝灭等均无显著差异,但崖柏光化学猝灭系数(0.218)显著低于侧柏(0.322)。研究表明,崖柏与侧柏在光合特性和叶绿素荧光参数方面具有较大的相似性,也表明崖柏在生长季对北迁环境具有较强的适应性。     

Structure and Photosynthetic Characteristics of Awns of Wheat and Barley

The surface and the cross section of awns of wheat and barley were examined by scanning electron microscopy,ultrastructure of cells were observed under a transmisson electron microscope and the photosynthetic rates were measured with an oxygen, electrode and infra-red CO2 analyser. The main results were as follows :The cross section of wheat awn appeared to be acutely trianglular whereas that of barley awn was obtusely triangular. There were rows of stomota on either side of epidermis in both wheat and barley awns. Under the stomatic band there were green tissues. The green cells in the awn were differentiated from the parenchyma cells . The mature green cells possessed papillae which were rich in chloroplasts and mitochondria. The tamella system in chloroplasts was well developed and contained many starch grains. There were three vascular bundles in each awn. The sheath cells near the green tissues contained chloroplasts. The photosynthate in the green cells might pass through the sheath cells and companion cells to sieve elements. The highest photosynthetic rate of the awn was seen at the flowering stage ,reaching about 20 μmol CO2·m-2·s-1. The light compensation point was 70—80 μE·m-2· s-1. The light saturation point was about 1500 μE·m-2·s-1. The CO2 compensation point was 50—60 ppm and the CO2 saturation point was about 900ppm . The photosynthetic rate and stomatal conductance were easily effected by CO2 concentration, light intensity and the duration of illumination . There was a positive correlation between the photosynthetic rate and the chloro-phyll content in the awns. The CO2-releasing rate in photorespiration of awn was about 4–5 μmol CO2·m-2·s-1.