黄淮海平原冬小麦（Triticum aestivum）旗叶的生理生态特性

分别于2005年和2006年4、5月份,在中国科学院封丘农业生态试验站用Li-6400光合测定仪对田间冬小麦(Triticumaestivum)进行了净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日变化的测定,并同步测定了有效辐射(PAR)、气温(Ta)、叶温(Tl)、空气相对湿度(Rh)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等因子,研究了冬小麦旗叶的Pn、Tr与环境和生理因子之间的关系。结果表明,冬小麦旗叶的Pn随PAR的增加而升高,其光补偿点和光饱和点分别在50~60μmo.lm-.2s-1和1050~1100μmol.m-.2s-1左右;Tr随PAR呈线性升高。Ta与Tl的相关系数r=0.886**,达显著水平,冬小麦旗叶Pn随Ta、Tl的增加而升高,当Ta、Tl分别超过30℃、32℃左右时,Pn随两因素的增加反而下降;Tr随Ta、Tl的增加呈直线升高。冬小麦旗叶Pn、Tr与Gs的相关系数分别为r=0.407**和r=0.322**,二者均随Gs的增加而升高,当Gs超过0.2mo.lm-.2s-1左右时,Pn的速度就会减缓。冬小麦旗叶的Pn、Tr均随Ci的增加而下降。通过对生态、生理因子的多元回归分析表明,影响黄淮海平原冬小麦旗叶的Pn、Tr的主要因子是PAR、Gs,除此以外,Ci也是影响Pn的重要因子。     

无患子光合生理日变化及其与生理生态因子的关系

以8年生无患子植株为试验材料,采用便携式Li-6400光合测定仪,分别于花期和果期测定了其净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、空气温度(Ta)、叶片光合有效辐射(PAR)、空气相对湿度(RH)和空气CO2浓度(Ca)等参数的日变化,以揭示无患子光合特征及其与主要环境因子的关系。结果显示:(1)无患子Pn和Tr在花期和果期日变化均呈"M"型双峰曲线,并存在"光合午休"现象,第1和第2峰值分别出现在10:00和14:00左右。(2)无患子花期Pn、Tr、Gs、水分利用效率(WUE)日均值高于果期,而果期的Ci日均值高于花期。(3)在8:00~14:00,无患子花期光能利用效率(LUE)大于果期,并在10:00左右出现峰值,而在14:00~18:00其果期LUE大于花期。(4)无患子叶片Pn与Tr、Gs、PAR具有极显著正相关关系,且与Gs关系最为密切,与Ci呈极显著负相关关系,与Ca则表现为显著负相关关系。(5)影响无患子叶片Pn变化的决定生理因子是Gs和Tr,主要限制生理因子是Ci;主要决定生态因子是RH,主要限制生态因子是Ta,且Gs是影响无患子Pn的最重要的生理生态因子。研究表明,无患子对光强有较强的适应能力,是喜光植物,这为其人工林定向培育,以及花期和果期的管理提供了一定理论依据。     

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。     

冬小麦对有限水分高效利用的生理机制

通过对不同土壤供水条件下的孕穗开花期的冬小麦叶片CO₂/H₂O气体交换参数的系统测定,研究了光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、细胞间隙CO₂浓度(Ci)、叶温(Tl)与水分利用效率(WUE)间的关系。结果表明,WUE并不随Pn的增长直线增长,而是呈现出二次曲线的变化趋势;只有当蒸腾达到一定程度时,Tr才对WUE产生影响,而Tr过大时WUE则有下降的趋势;WUE与Ci呈负相关,随Ci的增加WUE呈递减趋势;叶温升高对光合和蒸腾都有促进作用,当超过了某种限度则表现为抑制作用,表明在一定温度范围内,Tl升高对水分利用不利;随Gs的增大,WUE增大到一定程度则不再增加,甚至出现一种回落趋势.     

5种常见水土保持树种的气体交换特性研究

为了了解水土保持树种的气体交换特性,对无患子(Sapindus mukorossi)、南酸枣(Choerospondias axillaris)、香樟(Cinnamomum camphora)、秃瓣杜英(Elaeocarpus glabripetalus)和毛竹(Phyllostachys edulis)等常见树种的光合蒸腾特性进行研究。结果表明,香樟、无患子、南酸枣和毛竹的净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型,有明显的"光合午休"现象;秃瓣杜英的Pn日变化曲线则呈单峰型,未出现"光合午休"现象。5种树种的Pn以香樟毛竹无患子南酸枣秃瓣杜英;蒸腾速率(Tr)以香樟无患子毛竹南酸枣秃瓣杜英;水分利用效率(WUE)以秃瓣杜英毛竹南酸枣无患子香樟。单因素方差分析表明:不同树种间的Tr、气孔导度(Gs)和WUE存在显著差异,而Pn和胞间CO2浓度(Ci)的差异不显著。相关性分析表明,Pn与Tr、Gs和光合有效辐射(PAR)呈正相关关系;Tr与Gs呈正相关关系,与WUE呈负相关关系;Gs与WUE呈负相关关系;Ci与PAR和空气CO2浓度(Ta)呈负相关关系。香樟和无患子的Tr相对较大,而WUE较低,在养护过程应加强浇水及遮阴以降低其水分蒸腾的速率;秃瓣杜英、南酸枣和毛竹的Tr相对较低,而WUE相对较高,能够科学地利用土壤水分,可适应较干燥的外界环境。     

天山西部野杏光合作用日变化特征与其生理生态因子的关系

在新疆天山西部伊犁野果林资源发展研究中心的野杏林选定野生成年杏树为样株,用Li-6400光合仪测定晴天和阴天两种天气状况下野杏的光合生理生态特性,并通过相关分析、通径分析、回归分析探讨其净光合速率与生理生态因子的关系。结果显示:(1)野杏的最大净光合速率(Pnmax)和光饱和点(LSP)分别为12.63和1 389.44μmol.m-2.s-1,属喜光的阳生树种。(2)晴天和多云天气下野杏的净光合速率(Pn)日变化最大值和日均值之间差异不显著,晴天Pn日变化为单峰型,而多云为双峰型,具典型的"午休"现象,而且是由非气孔限制因素造成,与叶温(Tl)的降低有关。(3)野杏气孔导度(Gs)与Pn和蒸腾速率(Tr)呈显著正相关;随着其Tl的增加,晴天Pn、Gs和Tr为单峰形;多云Pn和Tr呈线性增加,而Gs呈线性降低;Tl增加超过最适值后Gs的降低是晴天野杏产生严重光抑制的重要原因;气孔的快速关闭降低了Tr,造成Tl增加和Pn降低,在最大程度上控制了水分丢失。(4)晴天和多云天气下影响野杏叶片Pn日变化主导生理因子均为Gs,主要限制因子为胞间CO2浓度(Ci);主导生态因子为空气相对湿度(RH),限制因子为气温(Ta)。研究表明,野杏能够适应高光强环境条件,这是野杏主要分布在较为干旱阳坡上的重要原因之一;多云天气条件对野杏进行光合作用的抑制程度较弱,这为野杏种群天然更新环境条件的人工调节提供一定的理论依据。     

土壤水分状况对花生和早稻叶片气体交换的影响

通过田间测坑试验研究了长期处于不同土壤水分状况下花生和早稻叶片气体交换的一些特点.结果表明,花生分枝期轻度和中度水分胁迫使气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)略有下降,净光合速率(Pn)和叶片水分利用效率(WUE)减小,轻度水分胁迫Gs/Tr略有上升而中度胁迫Gs/Tr变小.花生结荚期轻度和中度水分胁迫都使Gs、Tr、Gs/Tr和Pn显著降低,WUE大幅度上升.花生结荚期明显受土壤水分胁迫影响.早稻灌浆期轻度和中度水分胁迫Gs、Tr和Gs/Tr变化不显著,Pn和WUE增加,并且轻度水分胁迫下籽粒产量增加.Gs和Gs/Tr变化情况相结合可以作为作物水分胁迫程度的一个参考指标,即如果Gs和Gs/Tr同时下降则作物已经受到水分胁迫影响.     

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.     

水肥耦合对汉源花椒幼苗叶片光合作用的影响

以汉源花椒幼苗为试验材料,通过盆栽试验研究了不同水肥耦合处理对汉源花椒叶片气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和叶面饱和水汽压亏缺(Vpdl)日变化的影响,并探讨了汉源花椒光合特性与土壤田间持水量(FWC)、施肥量(包括施全量NPK、1/2NPK和不施肥,其中全量NPK含尿素150 kg N/hm~2、过磷酸钙60kg P_2O_5/hm~2和硫酸钾150 kg K_2O/hm~2)和环境因子间的关系。结果表明:各处理汉源花椒叶片Gs、Pn、Tr和Vpdl日变化均呈"单峰"型曲线,其峰值分别出现在10:00—12:00、10:00—12:00、14:00和14:00左右,没有出现光合"午休"现象;Ci最低值出现在10:00—12:00左右;WUE日变化呈"双峰"型曲线,峰值分别出现在10:00和16:00左右,但第2个峰值明显低于第1个峰值。NPK+50%FWC和1/2NPK+50%FWC两处理叶片Pn日变化峰值出现在12:00左右,而其他处理均出现在10:00左右。叶片Gs、Pn、Tr和WUE平均值均随施肥量的增加而增加,而Ci和V_(pdl)平均值随施肥量的增加而降低。叶片Gs、Pn和Tr平均值随土壤水分含量的增加总体上呈先增加后降低的趋势变化;Ci平均值总体上随土壤水分含量的增加而增加;WUE平均值随土壤水分含量的增加而降低;V_(pdl)平均值随土壤水分含量的增加呈先降低后增加的趋势变化。叶片Pn与地径(D)、苗高(H)、D~2H、叶绿素含量和chla/chlb比值呈显著正相关。为了促进植株生长和获得较高的叶片Pn和WUE,土壤水分应控制在35.9%—46.7%FWC。叶片Gs、Pn和Tr与光合有效辐射强度(PAR)呈显著正相关,Tr与气温的相关系数高于它与其他环境因子的相关系数,提高叶片Pn的最佳PAR为1263.6μmol m~(-2)s~(-1)。说明适宜的土壤水分含量和肥料施用量能延长汉源花椒叶片Pn达到峰值的时间,对提高叶片Pn和WUE及促进植株生长具有重要作用;PAR是影响叶片Gs和Pn的主要环境因子,气温是影响叶片Tr的首要环境因子。     

纳帕海流域五种优势乔木树种光合速率日变化特征

为了解纳帕海流域高山环境中优势乔木树种光合速率特征及其对环境因子的响应规律,运用LI-6400便携式光合测定仪,分别测定了香格里拉纳帕海流域5种优势乔木树种净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)等主要光合生理参数日变化,并对其与环境因子的相关性进行统计分析。结果表明:(1)所测定的5种优势树种中,除川滇高山栎以外,其他4个树种的Pn均呈双峰型;5种树种Pn峰值大小依次为云杉高山松山楂清溪杨川滇高山栎,分别为21.58、21.57、15.21、14.18、11.87μmol·m~(-2)·s~(-1)。(2)树种气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)在一天之内都呈现出早晚低、中午高的规律,胞间CO2浓度(Ci)与Pn基本呈相反趋势。(3)树种WUE和LUE日均值与Pn值表现出基本一致的顺序特征,云杉和高山松相对较高,WUE分别为3.27和5.82 mmol·m~(-2)·s~(-1),LUE分别为4.42%和2.99%,川滇高山栎最低,仅为0.92 mmol·m~(-2)·s~(-1)和0.74%。(4)树种Pn对PAR和Gs的变化具有显著的响应特征。该区域树种的Pn最大值高于低海拔区域的同类树种;区域内针叶树种的WUE和LUE显著大于阔叶树种,对高山区域内相对较高的辐射环境具有更高效的适应策略;当地环湖面山上种植的大面积云杉树对区域植被的恢复具有高效的现实意义。     

昆仑山北坡不同海拔塔里木沙拐枣的光合生理生态特性

在2008年7月25日-8月6日的连续晴天中,选择昆仑山北坡塔里木沙拐枣自然分布区3个海拔高度(2100,2300,2500m),利用便携式光合测定仪LI-6400测定塔里木沙拐枣的光合生理生态特性。结果表明:2100m处塔里木沙拐枣的光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)与2300m,2500m处差异分别达到显著,而3者间的最大净光合速率(P_max)差异均达显著。表观量子效率(AQY)在3个海拔之间差异均不显著,但在2100m处的羧化效率(CE)分别与2300m和2500m处的差异显著。相同海拔下塔里木沙拐枣的暗呼吸速率值(R_day)要高于光呼吸速率值(R_p),且2500m处的暗呼吸速率分别与2100m和2300m处的有显著的差异,2100m处的光呼吸速率分别与2300m和2500m差异显著。3个海拔塔里木沙拐枣的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)的日变化均为单峰曲线。随着海拔的升高,塔里木沙拐枣P_n,T_r,G_s和L_s的日均值降低,但光能利用率(LUE)和水分利用效率(WUE)却显著增加。塔里木沙拐枣的P_n与叶温(T_l)、大气温度(T_a)和光照强度(PPFD)具有极显著的正相关关系,与海拔呈显著负相关,与空气相对湿度(RH)和大气CO₂浓度(C_a)之间均不具有显著相关性。T_r与T_a,T_l和PPFD具有极显著的正相关性,与RH之间存在显著的负相关。G_s只与C_a之间呈极显著的负相关。P_n与T_r,L_s,G_s,WUE和V_pdl分别具有极显著的正相关性,与C_i呈极显著的负相关。通过对不同海拔高度塔里木沙拐枣光合生理参数与光、温等生态因子关系的对比分析表明:塔里木沙拐枣对山地荒漠草地自然环境变化的温度和光照有很好的生态适应性。     

遮光对香果树幼苗光合特性及叶片解剖结构的影响

设置了全光照(L0)、透光率60%(L1)、透光率25%(L2)、透光率10%(L3)4种光环境,研究了不同遮光处理对香果树幼苗光合作用及叶片解剖结构的影响。结果表明:(1)遮光对香果树幼苗净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸汽压亏缺(V_(pdl))均产生了显著影响。全光和L1处理下Pn和Tr日变化呈明显的双峰曲线,中午出现了明显的"午休",其余处理的变化相对缓和,双峰和"午休"现象不明显;G_s的日变化规律与Pn基本一致;C_i的日变化整体呈先期缓慢降低后期抬升的趋势,与对照相比遮光显著提高了叶片胞间CO_2浓度;Ls和V_(pdl)呈现出先升后降的弧形变化,并且遮光下L_s和V_(pdl)日均值显著低于全光照。一天中P_n和T_r的日均值大小排序为L1L0L2L3。(2)不同光环境下香果树幼苗的光合响应特征明显不同。全光下,香果树幼苗能够维持较高的净光合作用速率而未呈现明显的光抑制,表现出一定的光忍耐和喜光性。L1处理下的最大净光合速率(P_(max))、暗呼吸速率(R_d)和表观量子效率(AQY)显著增加,说明香果树对光强具有一定的可塑性,轻度遮光有利于光合效率提高;强度遮光(L2、L3)导致光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)显著降低,有利于充分利用弱光,但P_(max)、R_d明显下降,光合效率受到抑制。(3)遮光显著影响了香果树叶片的气孔分布。遮光条件下香果树叶片的气孔密度显著减小,气孔器长度、宽度与单个气孔器面积也呈现类似的变化。(4)遮光条件下香果树叶片厚度减小,上表皮增厚,下表/ST增加;维管束内单列导管数目和导管直径均有明显增大,促进了叶片水分传导运输。(5)在育苗生产中,为了适应香果树幼苗生长发育的需求,建议有效辐射强度保持在自然光强的60%以上。     

Anthocyanin production in the hyperaccumulator plant Noccaea caerulescens in response to herbivory and zinc stress

Stomatal behavior in response to drought has been the focus of intensive research, but less attention has been paid to stomatal density. In this study, 5-week-old maize seedlings were exposed to different soil water contents. Stomatal density and size as well as leaf gas exchange were investigated after 2-, 4- and 6-week of treatment, which corresponded to the jointing, trumpeting, and filling stages of maize development. Results showed that new stomata were generated continually during leaf growth. Reduced soil water content significantly stimulated stomatal generation, resulting in a significant increase in stomatal density but a decrease in stomatal size and aperture. Independent of soil water conditions, stomatal density and length in the trumpeting and filling stages were greater than in the jointing stage. Irrespective of growth stage, severe water deficit significantly reduced stomatal conductance (G _s), decreasing the leaf transpiration rate (T _r) and net photosynthetic rate (P _n). Stomatal density was significantly negatively correlated with both P _n and T _r but more strongly with T _r, so the leaf instantaneous water use efficiency (WUE _i ) correlated positively with stomatal density. In conclusion, drought led to a significant increase in stomatal density and a reduction in stomatal size and aperture, resulting in decreased P _n and T _r. Because the negative correlation of stomatal density to T _r was stronger than that to P _n, leaf WUE _i tended to increase.     

水分对苜蓿叶片光合特性的影响

采用田间试验, 对每茬灌水3次(W₃)、2次(W₂)、1次(W₁)和不灌水(W₀)四种条件下的土壤水分, 苜蓿(Medicago sativa)叶片的叶绿素荧光参数、气孔导度(G_s)、净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)进行测定。结果表明, 灌水提高了苜蓿叶片的原初光能转换效率(F_v/F_m)、P_n和T_r, 并随着灌水量的增加而增加。苜蓿叶片的F_v/F_m、P_n和T_r的日均值与土壤含水量均呈极显著正相关关系。苜蓿叶片的P_n与F_v/F_m和光合有效辐射(PAR)的乘积呈正相关关系。灌水还改变了苜蓿叶片P_n的日变化格局。灌水较多的处理(W₃和W₂), 苜蓿叶片没有出现光合“午休”现象,P_n的日变化趋势呈现“单峰”型。而灌水较少和不灌水的处理(W₁和W₀), 苜蓿叶片出现了明显的光合“午休”现象, 其P_n的日变化进程呈现“双峰”型。在相同的水分条件下, 初花期苜蓿叶片的P_n高于再生期的, T_r则相反。     

不同秧苗素质和移栽密度条件下臭氧胁迫对水稻光合作用、物质生产和产量的影响

近地层臭氧浓度升高使水稻生长受抑进而使产量下降,但这种影响是否因不同栽培条件而异尚不清楚。2011年依托先进的稻田臭氧FACE(Free Air gas Concentration Enrichment)技术平台,以汕优63为供试材料,臭氧设置大气臭氧浓度(Ambient)和高臭氧浓度(比Ambient高50%),秧苗素质设置弱苗(移栽时无分蘖)和壮苗(移栽时带两个分蘖),移栽密度设置低密度(16穴/m2)、中密度(24穴/m2)和高密度(32穴/m2),研究不同秧苗素质和移栽密度条件下臭氧胁迫对水稻生长和产量的影响。结果表明:高浓度臭氧使水稻结实期叶片SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显下降,但胞间CO2浓度和叶温无显著变化。高浓度臭氧对水稻拔节前物质生产量没有影响,但使拔节至抽穗期、抽穗至成熟期物质生产量平均分别降低13%和29%,进而使成熟期生物产量和籽粒产量均显著下降。方差分析表明,臭氧与秧苗素质间没有互作效应,但臭氧与移栽密度的互作对最终产量的影响达显著水平。以上结果表明,臭氧胁迫使水稻生长后期光合受阻,导致物质生产和产量显著下降;适当增加移栽密度可能会减少臭氧胁迫下水稻产量的损失。     

吉林不同生境防风夏季光合特性

采用LCpro+全自动便携式光合仪同时测定了长春、长岭和白城3个生境防风的光合作用及环境因子,研究不同生境防风净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率等日变化特征及其与生态因子之间关系,并采用通径分析法分析各环境因子对防风净光合速率的直接和间接影响,探讨防风的光合生理规律,为进一步研究防风的光合生理提供依据。结果表明,各环境因子之间存在相互作用,在影响防风光合作用的环境因子中,光合有效辐射(PAR)是驱动因子,它的变化驱动了大气温度(Ta)、叶片温度(Tl)变化,Ta升高引起空气密度的变化是午间相对湿度(RH)和大气浓度CO2(Ca)降低的一个重要原因。环境因子中对Pn直接作用由大到小长春为TlTaPARCaRH,长岭为PARTlRHCaTa,白城为TaTlRHPARCa。长春、长岭PAR与Pn相关系数最大,而白城地区Ca与Pn相关系数最大,说明防风叶片对不同环境因子的反应有所不同。8月份3个地区防风净光合速率日变化均呈双峰型曲线,具有明显的光合"午休"现象。长春、长岭地区防风光合"午休"现象主要由气孔因素引起,白城地区防风光合"午休"现象主要由非气孔因素引起的。3个生境防风的Pn与Gs之间均呈显著的正相关关系,白城的Gs比长春、长岭地区的低44%左右,这是防风为适应高温干旱的环境而形成的生理反应。不同生境土壤含水量间差异显著,白城地区土壤水分含量很低,只有20.35%,仅是长春土壤含水量的56.50%,而空气温度较高,强辐射使气孔叶片蒸腾失水加剧,导致叶片含水量也很低,仅仅为56.60%,高温干旱使防风叶温升高,防风磷酸化、电子传递、酶活性等受到抑制,导致光合速率降低。因此,白城地区长期高温胁迫是限制防风Pn的主要原因。     

Effects of nitrogen spraying on the post-anthesis stage of winter wheat under waterlogging stress

Waterlogging is a main stress factor during the late growing stage of winter wheat (Triticum aestivum L.) in the southern Huanghuai and Yangtze Valley regions of China. The effects of nitrogen spraying on post-anthesis of winter wheat under waterlogging stress were studied in continuous growing seasons from 2009 to 2011. The results showed that waterlogging after the anthesis stage significantly reduced root respiratory activity, leaf greenness (SPAD reading), photosynthetic rate (P _n), stomatal conductance (G _s) and transpiration rate (T _r) by averages of 11.09, 10.75, 15.18, 8.97 and 8.82 %, respectively, increased intercellular CO₂ concentration (C _i) by 9.74 % and decreased grain number per spike, 1,000-grain weight and grain yield by 8.07, 12.68 and 20.11 %, respectively. Nitrogen spraying significantly improved root respiratory activity, leaf greenness (SPAD reading), photosynthetic rate (P _n), stomatal conductance (G _s) and transpiration rate (T _r) by 4.96, 7.35, 7.01, 5.09 and 5.09 %, respectively, reduced intercellular CO₂ concentration (C _i) by 9.74 % and increased grain number per spike, 1,000-grain weight and grain yield by 4.71, 6.45 and 11.48 %, respectively. However, neither nitrogen spraying nor waterlogging had significant effects on spike number. There was significant interaction between waterlogging and nitrogen spraying. Our results suggest that nitrogen spraying is an effective way to alleviate the negative effects of waterlogging stress after anthesis stage in winter wheat.     

拔节期干旱和复水对春玉米物候的影响及其生理生态机制

物候不仅是气候变化的指示指标,也是作物模型的关键参数。现有研究主要关注物候变化与气候环境因子的关系,关于植物物候变化的生理生态机制研究很少。基于春玉米拔节期干旱与不同时间(抽雄期和吐丝期)复水的田间模拟试验分析表明:(1)不同时间复水均使灌浆期延长,乳熟期推迟(9d),表明物候对前期水分胁迫存在记忆。(2)干旱条件下叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和相对叶绿素含量(SPAD)均随物候进程呈先降后升再降趋势,且均在抽雄期达到极小值;不同时间复水均使P_n、T_r和G_s在吐丝期达到极大值,而SPAD则在灌浆期达到极大值;叶水势(LWP)随干旱进程整体呈下降趋势,不同时间复水均只是减缓了其下降速度,表明LWP可用于描述物候对前期水分胁迫的记忆。(3)通径分析和决策系数分析表明,P_n是最主要的物候影响因子,而影响LWP的土壤相对湿度(RSWC)则是物候的主要控制因子,物候的变化是由P_n的累积变化引起,表明存在P_n的物候触发阈值。研究结果为春玉米物候变化的准确预测提供了依据。     

Effects of low nocturnal temperature on photosynthetic characteristics and chloroplast ultrastructure of winter rapeseed

We investigated the effects of low nocturnal temperature on photosynthetic apparatus of winter rapeseed (Brassica campestris L.). An artificial climate chamber was used to simulate the effects of low nocturnal temperature on seedling and stomatal morphology, chloroplast ultrastructure, photosynthetic parameters, and dry matter distribution and accumulation in two winter rapeseed cultivars, Longyou-7 (ultra coldresistant) and Tianyou-2 (weak cold resistance). Compared with those at diurnal/nocturnal temperatures of 20°/10°C (control), rapeseed seedlings at 20°/5°C had increased leaf chlorophyll content, deepened green leaf color, decreased stomatal conductance (G_s), intercellular CO₂ concentration (C_i), and photosynthetic rate (P_n), and improved root/shoot ratio; the majority of stomata remained open in Longyou-7 while those in Tianyou-2 were mostly closed or semi-closed. At diurnal/nocturnal temperatures of 20°/–5°C, rapeseed seedlings had decreased leaf chlorophyll content with increased C_i but decreased G_s and P_n; Tianyou-2 exhibited ruptured chloroplast membrane, dissolved grana, broken stroma lamella, and decreased root/shoot ratio, whereas Longyou-7 had chloroplasts retaining partial structure of grana with a small amount of starch granules in guard cells. Low nocturnal temperature damaged the photosynthetic membrane of chloroplasts and reduced P_n in the leaves of winter rapeseed influencing photosynthetic processes in this crop. The reduction of P_n was mainly related to stomatal limitation at diurnal/nocturnal temperatures of 20°/5°C and non-stomatal limitation at diurnal/nocturnal temperatures of 20°/–5°C.     

桂西南岩溶区八种适生植物光合性状的变异与关联

为探究岩溶植物的光合生理适应机制，采用Li-6400XT便携式光合作用测量系统，对广西平果市岩溶区8种适生植物的叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)和气孔限制值(L_s)等光合特征参数进行了测定分析。结果表明：(1)6个光合特征参数在种内和种间均存在不同程度的变异，并且种内变异均大于种间变异。(2)G_s和T_r的变化主要来源于种间变异(46.72%～49.76%),而P_n、C_i、WUE和L_s变化主要来源于种内变异(48.66%～64.50%)。在生活型水平上，P_n、G_s和T_r的种内变异表现为常绿植物小于落叶植物，而C_i、WUE和L_s则相反。(3)各参数的种间变异均表现为落叶植...