亚热带季风阔叶林不同林地几种植物光合作用的比较研究

比较了亚热带季风阔叶林不同林地几种植物的叶特性、叶含氮量、叶绿素含量、光合速率和气孔对CO2的传导率,表明疏林的桃金娘（Rhodomyrtus tomentoso）和荷树（Schima superba）的叶厚和栅栏组织厚度较九节（Psychotria rubra）小,但单位面积干重较九节大,叶含氮量（N mg/g干重）较密林的罗伞（Ardisia quinquegona）低,疏林的桃金娘和荷树的光合作用饱和光强为600和550 μmol 光量子m-2,S-1,光补偿点分别为12和20 μmol,光量子m-2,s-1,两种植物的平均最大光合速率分别为11.9±0.4和7.5±1.8 μol CO2,m-2,S-1,光合量子产率分别为0.056和0.048,而密林的罗伞光合速率变化对光强变化反应敏感,暗呼吸速率较低。光补偿点为5μmol,光量子m-2,S-1,显著低于疏林植物,疏林植物有着较高的Ci/Ca值和水分利用效率。亚热带季风阔叶林的不同林地的植物有着不同的光合作用特性,这可能与植物生境的光状况有关。     

了哥王(Wikstroemia indica)的生态生物学特征

对了哥王的生态生物学特征研究表明 ,了哥王分布区气候条件温暖湿润 ,生境主要为草坡和开旷林地 .了哥王耐贫瘠 ,是一种阳生性灌木 ,其光合速率平均为 7.33μmolCO2 ·m-2 ·s-1.其竞争力明显弱于同在灌草丛中分布的桃金娘 .因而在灌草丛阶段的演替过程中 ,其种群减少 ,桃金娘种群增长 .了哥王体内加权平均养分含量为N 0 .6 6 7% ,P 0 .0 81% ,K 0 .5 4 0 % ,Ca 0 .776 % ,Mg 0 .2 5 9% .种群生物量分析表明 ,荒坡上野生了哥王生物量较低 ,仅 0 .0 2 73t·hm2 .若要大量开发了哥王资源 ,需要人工种植以提高生产量 .     

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。     

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。     

柚树(Citrus grandis)叶片光合作用对补增UV-B辐射的响应

生长在人工光照 4 0 0μmol m- 2 s- 1 下的柚树幼树光合速率的最大值为 1 0 .2± 0 .5μmol m- 2 s- 1 ;而补增UV-B辐射 ( 3.8-4 .2μW cm- 2 ,2 4 5～ 2 97nm,4 5d)的叶片则为 6.4± 0 .8μmol m- 2 s- 1 ,较对照植株降低37.2 %。对照植物的表观量子产率 (固定 mol CO2 mol- 1量子 )为 0 .0 75± 0 .0 1 2 ,而经 UV-B辐射处理植株则为0 .0 4 1± 0 .0 0 8,明显较对照植株低。UV-B辐射处理使植株叶片的光呼吸和不包括光呼吸的 CO2 补偿点增高。对照植株叶片的最大值的 CO2 羧化速率 (μmol m- 2 s- 1 )为 57.1± 1 .5μmol m- 2 s- 1 ,较 UV-B辐射处理的高30 .9% ,而 UV-B辐射处理的植株的光合电子传递速率较对照低 30 %。同时 UV-B辐射植株叶片有较低的光能转化效率 ,其较对照低 39.1 % ,叶片亦含有较低的叶绿素含量。结果表明 ,UV-B辐射明显抑制叶片光合羧化速率和光合电子传递速率 ,UV-B辐射可能抑制包括 Rubisco羧化作用在内的多个光合生理过程 ,降低叶片光合速率。柚树叶片对 UV-B辐射敏感 ,选育抗 UV-B辐射的柚树品种势在必行。     

笋瓜光合特性研究

对 无杈早 笋瓜品种光合特性的研究表明:笋瓜单个真叶旺盛光合时期约4周,在展叶后7～35d;壮龄叶片在陆地自然条件下具有明显的光合 午休 现象; 无杈早 笋瓜壮龄叶片的光合适宜温度在24℃左右,CO2补偿点与CO2饱和点分别为16.2和1395μL·L-1,光补偿点与饱和点分别为40.3和1196μmolCO2·m-2·s-1;幼龄叶片的可利用光强范围与羧化效率明显小于壮龄叶片.着果能够明显增强笋瓜植株座果节位及邻近叶片的光合能力.     

不同砧木嫁接番茄光合特性的研究

采用LI-6400便携式光合作用系统对田间条件下嫁接番茄(珍红/砧木1号,珍红/桂砧1号)以及接穗(珍红)的光合作用特性进行了系统研究。结果表明:自根苗的光饱和点显著高于嫁接苗;自根苗和嫁接苗的光补偿点差异不显著,以珍红/桂砧1号最高(31.8μmolphotons·m-2·s-1),珍红/砧木1号最低(17.6μmolphotons·m-2·s-1);嫁接苗的CO2补偿点显著低于自根苗,且珍红/桂砧1号与自根苗的差异达极显著水平;表观量子效率变化范围为0.062~0.073;CO2饱和点在844~971μmolCO2·mol-1左右,CO2羧化效率变化范围为0.055~0.086molCO2·m-2·S-1;光合作用CO2补偿点珍红、珍红/砧木1号和珍红/桂砧1号分别为74.0、60.8和50μmolCO2·mol-1。嫁接苗的日平均光合速率和蒸腾速率高于自根苗,但两者的日进程曲线均为“单峰型”,其光合作用不存在“午休现象”。     

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.     

灌溉植被梭梭、白刺光合蒸腾特性及影响因素研究

通过灌溉植被梭梭、白刺光合生理特性测定结果显示:梭梭、白刺光合、蒸腾日变化均呈单峰曲线,上午主要进行光合作用,10:00达到峰值,下午蒸腾作用较强,14:00～16∶00达到高峰期;灌溉植被光合速率随灌水量的增加而增大,灌溉梭梭平均光合速率相对免灌对照增加量为1.8～4.2μmolCO2·m-2·s-1,灌溉白刺相对增加量为1.5～2.3μmolCO2·m-2·s-1,梭梭光合增加量较高;灌溉梭梭蒸腾速率高于对照,增量为2.4～6.8mmolH2O·m-2·s-1,灌溉白刺蒸腾速率低于对照,减量为6.2～12.0mmolH2O·m-2·s-1;相关分析表明:光量子密度、胞间CO2浓度是影响梭梭、白刺光合作用的主要因子,大气温度、水汽压是影响其蒸腾作用的因子,叶片温度对灌溉植被梭梭、白刺的光合和蒸腾速率变化反应特别敏感,是影响其生理进程的重要因素之一.     

荒漠植物梭梭和沙拐枣光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了梭梭(Haloxylonammodendron)和沙拐枣(Calligonummongolicum)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)及水分利用效率(WUE)特征。结果表明:梭梭和沙拐枣在湿润状况下的Pn日变化呈单峰型,梭梭低于沙拐枣,日平均分别为19.60±0.12μmol·m-2·s-1和24.06±0.50μmol·m-2·s-1;E也是梭梭低于沙拐枣,日平均分别为5.53±0.08mmol·m-2·s-1和8.21±0.26mmol·m-2·s-1;WUE则不同,日平均梭梭高于沙拐枣,分别为3.28±0.05mmolCO2·mol-1H2O和2.84±0.06mmolCO2·mol-1H2O。WUE年均值也是梭梭高于沙拐枣,二者最高值都出现在9月,次高值出现在7月,WUE的高低变化与年降水量的高低分布一致。在湿润和干燥两种状况下,梭梭和沙拐枣Pn对光强的响应表明,水分条件好时Pn明显增大,光能利用率提高。从湿润状况时的净光合速率、光饱和点和CO2补偿点,以及干燥状况时也具有低CO2补偿点,确定梭梭和沙拐枣具有C4光合途径。     

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。     

苋菜的光合特性

宽菜Amaranthus cruentus cv.生长在调控的温室条件。在光强0至800μmol.m~(-2)S~(-1),光合速率(PN,μmol.CO_2m~(-2)、s~(-1))随光强(PFD,μmol、m~(-2)、s~(-1))增高而增大,其关系为PN=56.82 PFD×10~(-3)—2.13。光补偿点为60μmol.m~(-2)、s~(-1)。叶片在1400 μmol.m~(-2)、s~(-1)达到光合光饱和点。在叶温35℃,叶片/空气水蒸汽压陡度20 m Pa、Pa~(-1)和外界CO_2浓度340μ1、1~(-1),光饱和光合速率为51.63±4.90μ mol.CO_2、m~(-2)、S~(-1)。在光强0至600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率随光强增高而增大。光强高于600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率变化较小。细胞间CO_2浓度为120μ1.1~(-1)由于细胞间CO_2浓度在光合速率——CO_2关系曲线的转折点,可能表明光合作用不受气孔限制。结果表明,苋菜适于高光强环境生长,在干旱条件下具有高的光合速率。     

亚热带季风阔叶林不同林地几种植物光合作用的比较研究

比较了亚热带季风阔叶林不同林地几种植物的叶特性、叶含氮量、叶绿素含量、光合速率和气孔对CO_2的传导率,表明疏林的桃金娘(Rhodomyrtus tomentoso)和荷树(Schima superba)的叶厚和栅栏组织厚度较九节(Psychotria rubra)小,但单位面积干重较九节大,叶含氮量(N mg/g干重)较密林的罗伞(Ardisia quinquegona)低,疏林的桃金娘和荷树的光合作用饱和光强为600和550 μmol 光量子m~(-2),S~(-1),光补偿点分别为12和20 μmol,光量子m~(-2),s~(-1),两种植物的平均最大光合速率分别为11.9±0.4和7.5±1.8 μol CO_2,m~(-2),S~(-1),光合量子产率分别为0.056和0.048,而密林的罗伞光合速率变化对光强变化反应敏感,暗呼吸速率较低。光补偿点为5μmol,光量子m~(-2),S~(-1),显著低于疏林植物,疏林植物有着较高的Ci/Ca值和水分利用效率。亚热带季风阔叶林的不同林地的植物有着不同的光合作用特性,这可能与植物生境的光状况有关。     

铁皮石斛叶片光合作用的碳代谢途径

 利用LI-6400光合测定系统测定了不同天气条件下铁皮石斛（Dendrobium officinale）叶片24h CO2吸收的动态以及CO2吸收对光强和温度的响应。晴天的白天和夜间铁皮石斛都能吸收CO2,中午CO2吸收速率为负值, CO2的交换方式具景天酸代谢途径(CAM)的特点。阴雨天,只有白天吸收CO2,夜间表现为暗呼吸,光合作用碳代谢的途径为C3途径。在多云的天气条件下,白天吸收CO2,并持续至日落后。夜间21∶00仍有CO2吸收,23∶00以后至次日凌晨处于暗呼吸状态。在500 μmol·m-2·s-1光照件下,20℃出现最大CO2吸收值。在夜间,25℃时CO2的吸收速率最高。有光和无光条件下,低温或高温引起CO2吸收速率下降均为非气孔因素所致。晴天上午,铁皮石斛叶片的表观量子产额为0.035,光合补偿点为2.9μmol·m-2·s-1,饱和光强为500μmol·m-2·s-1,强光下出现光抑制现象。叶片受到强光预先照射后,即使光照减弱光抑制效应仍保持一段时间,致使光合补偿点升高,表观量子产额下降,相同光强下的CO2吸收效率降低。结果表明：铁皮石斛为兼性CAM植物,随着环境条件的变化,其光合作用在景天酸代谢途径(CAM)与C3途径间变化。     

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。     

补增UV-B辐射对香蕉叶片光合作用和叶氮在光合碳循环组分中分配的影响

补增UV－B辐射的香蕉叶片光下呼吸速率（Rd））和不包括光下呼吸的CO2补偿点（г*）,分别为0.33μmol·m-2·s-1和46.5μl·L-1,较对照植株分别高5.6％和10.0％。在较高CO2浓度（>340μl·L-1）条件下的An/θp关系最初直线部分斜率,即表观量子产率(α-A)为0.023±0.007,而补增UV-B辐射处理的植株则降低13.0％,光能转换效率（δ）亦降低28.6％,表明UV-B辐射明显降低αA和δ。在高θp（1100μmol·m-2·s-1）和Ci<200μl·L-1条件下,对照植株的An/Ci关系为An=0.028Ci+1.44,补增UV-B辐射处理的植株则为An=0.021Ci+1.01,UV-B辐射降低羧化限制速率。最大羧化速率（Vcmax）和电子传导速率的光饱和值（Jmax）亦较低,补增UV-B辐射的叶片,叶氮在Rubisco的分配系数（PR）和叶氮在生物力能学组分的分配系数（PB）分别较对照低8.1％和3.0％,叶氮分配到类囊体膜捕光色素蛋白组分的则略见增高,UV-B辐射降低叶氮在光合循环组分的分配。     

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。     

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。     

亚热带季雨林植物罗伞气体交换对光质的反应

亚热带季雨林林下阴生植物罗伞(Ardisia quinquegona)叶片的气体交换速率(PN.μmol.m~(-2),s~(-1))随光强(PFD,μmol,m~(-2),s~(-1))增高而增大。在光强低于80μmol,m~(-2),s~(-1),PN=29.21PFD×10~(-3)+0.36。在光强150μmol,m~(-2),s~(-1)对出现气体交换的光饱和现象。在低光强下,气孔传导率(G,m mol,m~(-2),s~(-1)与光强(m mol,m~(-2),s~(-1)的关系为G=265.6 PFD+4.6。在低光强下。开阔地的阳生灌木桃金娘(Rhodmyrtus tomentosa)的气体交换速率和气孔传导率与光强关系曲线的直线部分斜率皆较罗伞的低,在红光上,罗伞叶片气体交换速率(μmol,m~(-2),s~(-1)与光强(μmol,m~(-2),s~(-1)的关系为PN=32.4 PFD×10~(-3)-0.04。气孔传导率(m mol,m~(-2),s~(-1)与光强(m mol,m~(-2),s~(-1)的关系为G=339.08 PFD+7.37。同时气体交换速率的饱和红光光强亦较白光的高。在蓝光光强低时,气体交换速率(μmol,m~(-2),s~(-1))与光强(μmol,m~(-2),s~(-1))的关系为PN=13.54 PFD×10~(-3)—0.17,而气孔传导率(m mol,m~(-2),s~(-1))与光强(mμmol,m~(-2),s~(-1))的关系为G=80.5 PFD+4.35。在低的蓝光下,体交换速率和气孔传导率与光强关系曲线的直线部分斜率显著较在白光和红光下的低。罗伞叶片气体交换对红光的反应敏感。