喷雾对小麦光合作用与籽粒产量的影响

在前文中我们报告了华北地区小麦灌浆期间光合作用有明显的“午睡”现象,并指出这种现象与中午前后较低空气湿度和较高温度所导致的大气饱和差的增加有关。我们设想,能否采取某种措施降低大气饱和差,     

冬小麦“午睡”现象田间实验研究

“午睡”现象是干旱、半干旱地区冬小麦增产潜力发挥的一个重要限制因素,据初步估算,小麦由此而使1/3左右的辐射光能未被充分利用。早在本世纪初就有许多学者对“午睡”现象进行了研究,并从不同角度提出了多种解释。许大全等人在华北农田对小麦的“午睡”现象作的较全面的分析研究发现,午间光合作用的降低与气孔午间关闭密切相关,通过增加空气湿度和缩小饱和差,不仅消除了小麦的“午睡”现象,而且显著地提高了     

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。     

田间大白菜光合速率日变化与“午睡”现象的研究

以“鲁白３号”为材料,对共结球初期的光合速率、气孔导度日变化“午睡”现象进行了研究,表明,田间大白菜ＰｎП日变化呈双峰曲线,两峰分别出现在上午１０时３０分－１１时和下午１４时－１４时３０分,１３时有一低谷（午睡）。中午光合作用的气孔限制是引起“午睡”的重要原因之一,光强和ＣＯ２浓度对“午睡”现象有较大影响,降低光强,增加叶室中的Ｃ２２不出现“午睡”现象,此外,叶片与大气间水蒸气压亏缺,叶温、大气相     

梨麦间作条件下的小麦光合“午睡”现象观察

在13年生的梨树(Pyrus bretschneideris,品种为鸭梨)园内,同时测定间作(株行距为3×25m)小麦(Triticum aestivum, 品种为衡麦一号)的净光合速率日变化。以及透过树体的光照强度和小麦冠层气温及空气湿度日变的结果表明:在自然光照条件下,上午和下午小麦的净光合速率较高,中午出现低谷,有明显的光合“午睡现象”,而树荫下小麦净光合速率的日变化曲线比较平缓,没有光合“午睡”现象(图1)。同时测定微气     

甘薯(Ipomoea batatas)叶光合作用“午睡”现象初探

在探讨叶片光合产物水平与光合机构运转关系时,我们曾观测到田间甘薯叶片干重增长速率日变化进程中有明显的中午降低即“午睡”现象(图1)。为了揭示这一现象的形成机理,在人工气候室作了以下一些研究。     

小麦光合作用“午休”的生态因子研究

在人工气候室内进行的小麦光合作用与生态因子关系的研究,得到了如下结果: 1.当空气中CO_2浓度为340至350ppm,土壤含水量适中的情况下,引起光合作用“午休”的重要因素之一是中午空气相对湿度明显下降。 2.当生态环境适宜,且较稳定的情况下,未观察到光合作用“午休”现象。认为光合作用“午休”不是一个生物钟现象。     

青海高原小麦叶片净光合速率日变化的中午降低现象对环境中生态因素的响应

以土培盆栽和大田栽培小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）为研究材料,探讨了青海高原小麦在正常生长的自然条件下,出现的土壤水分含量（ＳＷＣ）的变化所引起的植物叶片相对含水量（ＲＷＣ）和叶水势（ｗｌ）的变化以及自然强光（ＰＦＤ;Ｑ）导致的高温（Ｔａ）所产生较低的空气相对温度（ＲＨ）对小麦叶片净光合速率（Ｐｎ）日变化的中午降低现象的影响。结果表明,在大田小麦正常生长的自然条件下,当ＳＷＣ等于或低干３０％时,小麦叶片的ＲＷＣ和ｗｌ下降,气孔导度（Ｇｓ）变小,气孔阻力增大,ＣＯ＿２的供给受到了限制,从而也引起了小麦叶肉细胞进行光合作用的能力下降,Ｐｎ日变化就出现了明显的中午降低现象。当ＳＷＣ在８０％左右时,小麦叶片的ＲＷＣ和ｗｌ升高,Ｇｓ增大,气孔阻力变小,ＣＯ＿２供应充分,小麦叶肉细胞进行光合作用的能力增强,Ｐｎ日变化就没有出现中午降低现象（图１）,而青海高原偶然出现的自然强光（ＰＦＤ）导致较高的Ｔａ所产生较低的ＲＨ％和较低的ＳＷＣ一样也是晴天中午,小麦叶片Ｐｎ日变化产生中午降低现象的直接原因。所以说,晴天中午,青海高原大田ＳＷＣ的高低和ＲＨ％的大小是引起小麦叶片Ｐｎ日变化出现中午降低现象轻重与否的主要生态因素     

午间强光胁迫下SOD对大豆叶片光合机构的保护作用

晴天田间大豆叶片Ｐｎ与Ｐｒ均表现出明显的日变化,Ｐｎ日变化曲线里双峰型,中午前后降低。Ｐｒ随日照强度的增加而增加,至上午１１时左右达最大值,然后缓慢下降。普通空气及低氧空气中的ＡＱＹ均在中午前后降低。ＳＯＤ活性也有明显的日变化,最高值出现在下午１６时左右。强光下喷施ＳＯＤ抑制剂ＤＤＴＣ明显降低Ｐｎ及低氧空气中的ＡＱＹ;而在低于叶片光合作用饱和光强下喷施同样浓度ＤＤＴＣ则对Ｐｎ及低氧空气中的ＡＱＹ无明显影响。中午前后ＳＯＤ活性及Ｐｒ的增加对于保护光合机构免受强光的破坏具有重要意义。     

C_3植物光合效率的日变化

多种田间C_3植物在晴天的光合效率常有明显的日变化,中午前后光合效率降低。C_3植物大豆叶片光合效率中午降低的主要原因,不是空气CO_2浓度和气孔导度及光呼吸的变化,而可能是光抑制。因为:1.在饱和CO_2中测定仍可观测到这种中午降低;2.光合作用的饱和光强远低于晴天中午的太阳光强;3.用纱布预遮阴可以提高叶片的光合效率;4.阴天时叶片光合效率不发生中午降低。     

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。     

植物光效生态学研究 Ⅰ.小麦光合作用午休的原因

本文报道了用小麦作材料,从作物生理生态特性方面研究了小麦光合作用午休的原因。试验结果证明:在中午前后,小麦叶片气孔开关数目与光合作用午休密切相关;大部分小麦光合作用午休与生物节律无关;中午遮光后,光合作用加强和生物学产量提高,说明光合产物的累积是形成光合作用午休的重要因素之一。     

田间棉花叶片光合效率中午降低的原因

田间棉花叶片在受到中午强光或模拟的中午强光照射约３ｈ以后,光合效率和光系统Ⅱ的光化学效率下降,光呼吸速率增加,并且普通空气条件下测定的光合效率的降低幅度总是大于ＦＶ／ＦＭ的降低幅度。然而,若抑制叶片的光呼吸,强光引起的叶片光合效率的降低幅度与ＦＶ／ＦＭ的基本一致,这些结果说明,光合作用的光抑制和光呼吸的增强是棉花叶片光合效率中午降低的两个基本原因。     

田间棉花叶片光合效率中午降低的原因

田间棉花叶片在受到中午强光或模拟的中午强光照射约３ｈ以后,光合效率和光系统Ⅱ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）下降,光呼吸速率增加,并且普通空气条件下测定的光合效率的降低幅度总是大于Ｆｖ／Ｆｍ的降低幅度。然而,若抑制叶片的光呼吸,强光引起的叶片光合效率的降低幅度与Ｆｖ／Ｆｍ的基本一致。这些结果说明,光合作用的光抑制和光呼吸的增强是棉花叶片光合效率中午降低的两个基本原因。     

不同浇水量对毛乌素沙地沙柳幼苗气体交换过程及其光化学效率的影响

 利用毛乌素沙地优势灌木沙柳(Salix psammophila)幼苗,研究气体交换及其PSⅡ的光化学效率对4种浇水量响应。结果表明：不同浇水量明显影响沙柳幼苗净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和叶片温度日变化动态;除幼苗叶片温度随着浇水量的增加而降低外,其它以上因素均随浇水量的增加而增大。浇水量少时,幼苗净光合速率明显有“午睡”现象,而充足浇水能有效消除幼苗净光合速率的“午睡”现象;浇水量增加降低了沙柳幼苗光补偿点,提高了饱和光强和表观量子效率;浇水量显著影响幼苗的PSⅡ光化学效率,随着浇水量减少,幼苗的最大荧光、可变荧光、最大荧光比和最大光化学效率逐渐减小。相关分析反映了在不同施水量处理下,环境因子光合有效辐射、大气温度、大气饱和水汽压差及其生理变量气孔导度、叶片温度、胞间CO2浓度均显著影响幼苗净光合速率。     

杜仲光合特性的研究

杜仲（Ｅｕｃｏｍ ｍｉａ ｕｌｍ ｏｉｄｅｓＯｌｉｖ．）叶片的光饱和光合速率为６～１０ μｍ ｏｌＣＯ２·ｍ － ２·ｓ－ １,表观光合量子需要量最低约为１７。光合作用的ＣＯ２ 补偿点略大于１００ μｍ ｏｌＣＯ２·ｍ ｏｌ－ １,属Ｃ３ 型光合作用类型。其光合日变化有明显的中午降低现象,降低的原因除气孔限制外可能还有光抑制等其它因素。光合作用进行时光合产物只有约１４％ 输出叶片     

冬小麦对不同海拔气候条件的反应——Ⅰ.叶片特征和产量构成因素的比较

对海拔2150米(高地)和480米(低地)种植的冬小麦“凤麦13”的叶片持续时间,单叶面积,每株总叶面积,光合作用强度和产量构成因素作了比较。结果表明高地小麦和低地的相比,叶片持续时间更长,单叶面积和每株总叶面积较小,光合作用强度前期较低,生育中期相差不大,灌浆后明显地较高。千粒重高地小麦较高,而每穗粒数则比低地的少。从光合作用产量的角度讨论了产量构成因素的差异,并提出增加高地小麦穗粒数的意见。     

饱和白光引起的光系统II捕光复合体(LHCII)从反应中心复合体脱离不同于弱红光引起的状态1向状态2的转换

我们观测了不同光照预处理对拟南芥、小麦和大豆叶片光合作用和低温(77K) 叶绿素荧光参数F685、F735和F685/F735的影响.野生型拟南芥叶片光合作用对饱和光到有限光转变的响应曲线是V型,而缺乏叶绿体蛋白激酶的突变体STN7的这一曲线为L型. 饱和白光可以引起拟南芥叶片F685/F735的明显降低,但是F735没有明显增高,而弱红光可以导致拟南芥叶片F685/F735的明显降低和F735的明显增高,表明弱红光可以引起状态1向状态2的转变,同时伴随从光系统II脱离的LHC II与光系统I的结合,而饱和白光只能引起LHC II从光系统II反应中心复合体脱离.并且,低温叶绿素荧光分析结果证明,饱和白光可以引起大豆叶片LHC II脱离,但是不能引起小麦叶片LHC II脱离,而弱红光可以引起小麦叶片的这种状态转换,却不能引起大豆叶片的这种状态转换.因此,饱和白光引起的野生型拟南芥和大豆叶片的LHC II脱离不是一个典型的状态转换现象.     

田间小麦叶片光合作用的光抑制不伴随D1蛋白的净降解

通过测定田间小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ ）叶片Ｄ１蛋白的含量、光合放氧和叶绿素ａ 荧光,探讨了叶片光合作用的光抑制与Ｄ１蛋白净降解的关系。田间的小麦叶片受到晴天中午光照约３ ｈ 以后,表观光合量子效率（Φ）、光系统Ⅱ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ ）和初始荧光（Ｆ０）明显下降;若将叶片转入弱光下,这３个指标可在１ ｈ 内基本恢复;强光照射过程中Ｄ１蛋白的含量没有显著变化;Ｄ１蛋白合成抑制剂ＳＭ 使强光下叶片的慢驰豫的非光化学荧光猝灭（ｑＥ－ｓｌｏｗ ）明显增加;在弱光下恢复时引入链霉素（ＳＭ）不影响叶片光合功能的恢复;用二硫苏糖醇（ＤＴＴ）抑制叶黄素循环使中午强光照射后的叶片中Ｄ１蛋白的含量降低３０％ 左右。这些结果都表明,田间小麦叶片光合作用的光抑制不是由于Ｄ１蛋白的净降解,而是由于非辐射能量耗散的增加引起的。     

饱和白光引起的光系统II 捕光复合体(LHCII ) 从反应中心复合体脱离不同于弱红光引起的状态1 向状态2 的转换

我们观测了不同光照预处理对拟南芥、小麦和大豆叶片光合作用和低温( 77K) 叶绿素荧光参数F685、F735 和F685􊄯F735 的影响。野生型拟南芥叶片光合作用对饱和光到有限光转变的响应曲线是V 型,而缺乏叶绿体蛋白激酶的突变体STN7 的这一曲线为L 型。饱和白光可以引起拟南芥叶片F685􊄯F735 的明显降低, 但是F735 没有明显增高, 而弱红光可以导致拟南芥叶片F685􊄯F735 的明显降低和F735 的明显增高, 表明弱红光可以引起状态1 向状态2 的转变, 同时伴随从光系统II 脱离的LHC II 与光系统I 的结合, 而饱和白光只能引起LHC II 从光系统II 反应中心复合体脱离。并且, 低温叶绿素荧光分析结果证明, 饱和白光可以引起大豆叶片LHC II 脱离, 但是不能引起小麦叶片LHC II 脱离, 而弱红光可以引起小麦叶片的这种状态转换, 却不能引起大豆叶片的这种状态转换。因此, 饱和白光引起的野生型拟南芥和大豆叶片的LHC II 脱离不是一个典型的状态转换现象。