遮光处理对西葫芦幼苗形态特征及光合生理特性的影响

研究了不同遮光处理对西葫芦幼苗形态及光合生理特性的影响.结果表明,在60%透光率条件下,西葫芦幼苗具有较高的相对生长率、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、单叶水分利用效率、饱和蒸汽压、表观量子效率和叶绿素含量,而胞间CO₂浓度较低;西葫芦幼苗具有较高的光饱和点(1 125 μmol·m^-2·s^-1)、较低的光补偿点(15.2 μmol·m^-2·s^-1).弱光下西葫芦幼苗较耐低浓度CO₂,而强光下的幼苗较耐高浓度CO₂.60%透光率下西葫芦幼苗叶片丙二醛和脯氨酸含量最低,而过氧化物酶和过氧化氢酶活性则最高.     

杨树无性系光合特征的研究

对新培育的金科系列的4个杨树无性系（3^#、6^#、8^#、9^#）的光合特征及净光合速率、水分利用效率与主要影响因子的关系进行了研究。结果表明：不同月份4个无性系的净光合速率的日进程一般在10:00左右达到峰值,然后逐渐降低;蒸腾速率日进程不尽一致;气孔导度在7:00～9:00出现峰值后,缓慢下降。在6～8月,4个无性系的净光合速率的总平均值(μmol CO₂·m^-2·s^-1)排序为：无性系9^#（8.53）>6^#>（7.21）3^#（6.47）>8^#（4.98）;蒸腾速率的总平均值(mmol H₂O·m^-2·s^-1)排序为：无性系9^#（3.74）>3^#（2.76）>6^#（1.76）>8^#（1.47）;水分利用效率的总平均值(mmol CO₂·mol^-1 H₂O)排序为：无性系8^#（4.77）>6^#（4.35）>3^#（2.99）>9^#（2.40）。4个无性系的净光合速率与水分利用效率的排序并不一致。9^#属于高光合、高蒸腾、低水分利用效率类型,8^#属低光合、低蒸腾、高水分利用效率类型。在6月份6^#无性系的净光合速率和水分利用效率与温度、湿度显著相关,3^#、8^#、9^#无性系与光合有效辐射和气孔导度密切相关。     

热带季节雨林林冠上方和林内近地层CO2浓度的时空动态及其成因分析

 为探讨西双版纳独特地方气候背景下,热带季节雨林CO₂浓度的时空变化特征和不同时间尺度上环境因素对森林CO₂浓度时间分布的作用,以及 为研究热带季节雨林的碳通量、净生态系统交换量(Net ecosystem exchange, NEE)等提供支持,我们利用热带季节雨林林冠上方和林内近地层 CO₂浓度连续监测资料,结合同步气象资料进行了统计分析。研究结果表明：在植被生理活动、土壤呼吸以及林内湍流的共同作用下,西双版纳 热带季节雨林CO₂浓度表现出明显的日变化、季节变化和林冠上下差异。在日尺度上,林冠上方的CO₂浓度时间变化曲线为“单峰型”,林内近 地层CO₂浓度时间变化曲线为“双峰型”,造成林内近地层傍晚第二个峰值的主要因子是地形因子作用下形成的局地环流。在季节尺度上,林冠 上方CO₂浓度主要受林冠代谢作用的影响,呈现雨季低、干季高的特点,而林内近地层的CO₂浓度则主要受地表呼吸过程所控制,季节变化趋势 与林冠上方相反。林冠上方CO₂浓度低于林内近地层CO₂浓度,且差异较大;在日尺度上,各月（除12月外）CO₂浓度的最大差值皆大于80 mg·m ^－3,且出现在傍晚;在季节尺度上,最大值为-62.9 mg·m^－3,出现在10月,最小值为-8.4 mg·m^－3,出现在12月。     

黄瓜单叶净光合速率对二氧化碳浓度、温度和光照强度响应模型

以日光温室黄瓜品种津优一号和露地品种津研四号为试材，在人工气候室内测定了特定环境条件（CO₂浓度、光照强度和温度等）下的黄瓜单叶净光合速率（P_n），结合数学方法，建立了模拟黄瓜单叶P_n(y)对CO₂浓度(x₁)、光照强度(x₂)和温度(x₃)3因子响应的数学模型: 津优一号y=exp(-242.1217/x₁)［61.0202-0.11(x₂-30.926)²］exp(-272.8874/x₃)+0.9355；津研四号y=exp(-179.8803/x₁)［50.0771-0.0609(x₂-34.3455)²］exp(-267.9653/x₃)+0.7377.由模型可知，P_n对温度的响应为二次曲线，对CO₂浓度和光照强度的响应为指数函数.     

铜毒对海州香薷（Elsholtzia splendens）不同种群光合作用和蒸腾作用的影响

通过水培实验,对种子分别来自湖北省铜绿山、赤马山铜矿区和红安非矿区的海州香薷种群在铜胁迫下的光合作用和蒸腾作用进行了比较研究。结果发现, 矿区两个种群在铜胁迫下的光合能力明显比非矿区种群强,尤其在高Cu(100μmol/M)处理更为显著：如铜绿山和赤马山叶片净光合速率分别为13.15μmol CO₂ m^-2 s^-1和12.59μmolCO₂ m^-2 s^-1,为红安种群(1.07μmol CO₂ m^-2 s^-1)的13倍;铜绿山和赤马山种群的光能利用效率分别为0.0221μmol CO₂ μmol^-1和0.0224μmol CO₂ μmol^-1 photon,为红安种群(0.003μmolCO₂ μmol^-1 photon)的7倍。表观量子产额在两个矿区种群中没有明显的变化,低Cu (5和20μmol/L)处理促进了矿区种群叶绿素（Chl a 和Chl b）含量的增加,而非矿区种群的这两个指标则随处理浓度的增加而迅速下降。来自矿区两个种群的蒸腾速率受铜的胁迫影响较小,而来自非矿区种群随处理浓度的加大而明显降低,其叶片的蒸腾速率在5、20μmol/L和100μmol/L浓度处理时迅速下降为对照的62.74%、50.96%和42.6%;水分利用效率在矿区两个种群中随处理水平的增大而提高,在100μmol/L处理时铜绿山和赤马山种群分别是对照的161.83%和130.41%,而非矿区种群随处理浓度的增加而急剧降低。另外,矿区两个种群的呼吸速率和气孔阻力随处理浓度的降低和升高的幅度明显比非矿区小。总之,在铜污染胁迫下,矿区种群保持的这种生理生态特性是其能在这种环境中正常生长定居的重要原因,是其长期进化的结果。     

浓度的时空动态及其成因分析

为探讨西双版纳独特地方气候背景下,热带季节雨林CO₂浓度的时空变化特征和不同时间尺度上环境因素对森林CO₂浓度时间分布的作用,以及 为研究热带季节雨林的碳通量、净生态系统交换量(Net ecosystem exchange, NEE)等提供支持,我们利用热带季节雨林林冠上方和林内近地层 CO₂浓度连续监测资料,结合同步气象资料进行了统计分析。研究结果表明：在植被生理活动、土壤呼吸以及林内湍流的共同作用下,西双版纳 热带季节雨林CO₂浓度表现出明显的日变化、季节变化和林冠上下差异。在日尺度上,林冠上方的CO₂浓度时间变化曲线为“单峰型”,林内近 地层CO₂浓度时间变化曲线为“双峰型”,造成林内近地层傍晚第二个峰值的主要因子是地形因子作用下形成的局地环流。在季节尺度上,林冠 上方CO₂浓度主要受林冠代谢作用的影响,呈现雨季低、干季高的特点,而林内近地层的CO₂浓度则主要受地表呼吸过程所控制,季节变化趋势 与林冠上方相反。林冠上方CO₂浓度低于林内近地层CO₂浓度,且差异较大;在日尺度上,各月（除12月外）CO₂浓度的最大差值皆大于80 mg·m ^－3,且出现在傍晚;在季节尺度上,最大值为-62.9 mg·m^－3,出现在10月,最小值为-8.4 mg·m^－3,出现在12月。     

湿地生态系统土壤温度对气温的响应特征及对CO2排放的影响

通过2年的野外定位观测,研究了沼泽湿地土壤温度对气温变化的响应特征,以及土壤温度对沼泽湿地植物 土壤系统CO₂排放的影响,并对CO₂排放的季节性变化进行模拟计算.结果表明,随融冻作用开始,沼泽湿地土壤温度对气温变化的响应强度不断增大,根层土壤温度与气温间呈显著指数关系（R²=0.94,P<0.01）,但不同深度土壤温度对气温变化的响应强度存在一定的差异,表现为随土壤深度的增加,二者之间的相关系数变小,土壤温度对气温的响应强度减弱.沼泽湿地植物 土壤系统CO₂排放与根层土壤温度有关,二者呈显著指数相关关系（R²=0.84,P<0.01）,利用模型模拟计算出沼泽湿地2003年生长季植物 土壤系统CO₂排放通量平均值为664.5±213.9 mg·m^-2·h^-1,野外定位观测值为634.0±227.7 mg·m^-2·h^-1,二者之间差值不大,表明利用此方法可以对沼泽湿地生长季CO₂排放进行估算.     

大豆对臭氧、二氧化碳及其复合效应的响应

以大豆‘中黄14'为试验材料,首次模拟研究大气中O₃、CO₂浓度增加,及其逐渐和持续增加O₃、CO₂浓度复合效应对大豆的影响.结果表明,CO₂浓度增加可缓解O₃对叶片的伤害程度,受害时间推迟,受害症状无实质性变化.熏气20 d测定各处理叶片生理参数发现,在本底大气环境下,叶片气孔阻力和蒸腾速率与对照差异较小,熏气时O₃、CO₂浓度增加诱导叶片气孔关闭,气孔阻力明显增加,蒸腾速率显著降低.与对照相比,O₃浓度增加,大豆干物质积累、产量和收获指数明显降低,籽粒粗脂肪含量明显减少,粗蛋白含量显著增加;CO₂浓度增加,干物质积累和产量显著提高,收获指数无明显差异,籽粒粗脂肪和粗蛋白含量均明显减少;逐渐和持续增加O₃和CO₂浓度复合效应处理下,大豆干物质积累、产量和收获指数差异不明显,籽粒粗蛋白含量不同程度地减少,粗脂肪含量显著增加.     

不同植物叶片水分利用效率对光和CO2的响应与模拟

植物叶片水分利用效率的高低取决于气孔控制的光合作用和蒸腾作用两个相互耦合的过程,模拟水分利用效率对环境变化的响应特征和机制是理解生态系统碳循环和水循环及其耦合关系的基础。研究通过人工控制光强和CO₂浓度,对叶片水分利用效率进行了研究。提出了植物水分利用效率在光强和CO₂浓度共同作用下的估算模型。数据分析表明,该模型在包括C3和C4植物、草本和木本植物在内的9种植物上能很好地模拟水分利用效率对光强和CO₂浓度共同作用的响应。该模型可以用于估算CO₂浓度升高条件下光合速率的提高和蒸腾速率的降低对水分利用效率提高的贡献量。CO₂浓度变化条件下,水分利用效率在不同植物之间有巨大差异,研究区域尺度植物的水分利用效率时至少需要将植物区分为C4植物和C3植物,其中C3植物区分为草本和木本植物3种生态功能型才能较为准确地估算植物的整体水分利用效率。应用本研究提出的水分利用效率估算模型和植物水分利用效率生态功能型分类标准,可以为建立以植物的水分利用效率为基本参数的陆地生态系统水循环模型和陆地生态系统生产力模型提供重要依据。     

红豆草与土壤氮含量对大气二氧化碳浓度升高的响应

在封闭的植物培养箱中,通过盆栽实验,研究了红豆草和土壤氮含量对CO₂浓度增加的响应.结果表明,与正常CO₂浓度(355～370 μmol·mol^-1)相比,CO₂浓度升高(700 μmol·mol^-1),植物生物量增加25.1%(P＜0.01),但植物体氮浓度降低25.3%(P＜0.001),植物全氮没有显著的变化.经3个月盆栽实验后,与原始土壤相比,两种CO₂浓度处理土壤全N、NO₃^--N和NH₄⁺-N都有所降低,而土壤微生物氮则显著增加,这可能与植物生长有关.不同CO₂浓度处理土壤NH₄⁺-N浓度基本一致,但在高CO₂浓度下,土壤NO₃^--N浓度显著降低,而微生物生物氮显著增加.对整个土壤-植物系统而言,盆栽实验后,整个系统全氮有少量增加,但变化不显著,特别是在高CO₂浓度条件下,土壤-植物系统全氮最大,这可能与培养材料红豆草为豆科植物,而且在高CO₂浓度下生物量增加,导致氮的固定量增加有关.     

镉胁迫对草莓光合的影响

通过盆栽试验,研究了Cd胁迫对草莓叶片叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度的影响.结果表明,Cd降低草莓叶片中的叶绿素总量,并改变叶绿素a和叶绿素b的比例;Cd降低草莓叶的光合速率和气孔导度,但在Cd胁迫初期,低浓度的Cd对草莓叶的光合速率和气孔导度有促进作用;Cd还降低草莓叶片的蒸腾速率和胞间CO₂浓度,其中,胞间CO₂浓度的降低幅度相对较小.     

不同栽培基质下碧玉兰光合指标日变化研究

探讨5种不同栽培基质对碧玉兰光合指标日变化的影响。结果表明：5种基质栽培的碧玉兰,其净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度及气孔导度的日变化趋势基本呈“双峰”曲线。在基质Ⅳ（1/4树皮+1/4泥炭+1/4水苔+1/4陶粒）中栽培的碧玉兰净光合速率、胞间CO₂浓度及气孔导度变化值相对较大,其次是基质Ⅲ（1/2树皮+1/4泥炭+1/4水苔）,两者与对照差异显著（p<0.05）。综合来看,基质Ⅳ最适宜碧玉兰的生长。     

模拟大气硫酸铵污染对香樟幼苗生长及光合特性的影响

通过室内盆栽实验研究了大气颗粒污染物硫酸铵对香樟幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,香樟幼苗叶片涂抹硫酸铵处理对植物生长无显著影响;低浓度硫酸铵(2 g·L^-1)提高了叶片叶绿素含量,而高浓度(4 g·L^-1)却降低了叶片叶绿素含量;与对照相比,低浓度处理的香樟叶片净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度与蒸腾速率无显著差异;高浓度处理的香樟叶片净光合速率与蒸腾速率高于对照,而气孔导度与胞间二氧化碳浓度与对照无显著差异。机理分析表明,硫酸铵颗粒物主要通过影响叶片气孔导度来影响植物光合特性。     

冬小麦光合特征及叶绿素含量对保水剂和氮肥的响应

以不施保水剂和氮（N）肥为对照,测定了保水剂（60 kg·hm^-2）与不同N肥水平（0、225、450 kg·hm^-2）及其配施条件下大田小麦的光合特征、叶绿素含量和水分利用效率等指标,研究了冬小麦拔节期和灌浆期光合生理特征、叶绿素含量及水分利用对保水剂和N肥的响应.结果表明：灌浆期各处理的光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、叶片水分利用效率及叶绿素含量均大于拔节期.在拔节期,单施N肥条件下,随施N量的增加,单叶水分利用效率提高,光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度及蒸腾速率均先增后减;225 kg·hm^-2 N肥处理的叶绿素含量最高.施用保水剂后,随施N量的增加,胞间CO₂浓度降低,而光合速率等均提高;单施保水剂及其与N肥配施提高了叶绿素含量,而过多N肥效果不显著在灌浆期,单施N肥显著提高了小麦的光合速率及水分利用效率,降低了气孔导度、胞间CO₂浓度及蒸腾速率;叶绿素含量随N肥用量的增加而增加.施用保水剂后,随N肥用量的增加,光合速率和叶片水分利用效率均先增后减,而胞间CO₂浓度和蒸腾速率先减后增,但均低于对照,气孔导度随施N量的增加而提高.单施保水剂的叶绿素含量显著提高,但其与N肥配施叶绿素含量有所降低.保水剂与N肥配合施用显著提高了小麦的千粒重、产量及水分生产效率.其中,保水剂与225 kg·hm^-2N肥配施处理的产量及水分生产效率均最高.     

水稻矮杆多分蘖突变体CA648的光合生理特性分析

本研究分析了水稻矮杆多分蘖突变体丛矮648 (CA648)及对照中花11 (ZH11)在分蘖期叶片的叶绿素含量、光合速率,还原糖、蔗糖含量以及POD酶活力。结果表明,分蘖期ZH11剑叶中叶绿素含量高于CA648。水稻分蘖前期,CA648的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率都低于ZH11,胞间CO2浓度高于ZH11;而在分蘖盛期(分蘖期后20 d)两种材料的净光合速率差异显著,ZH11净光合速率比CA648高17.5%,同时CA648的气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率都低于ZH11;而分蘖后期ZH11与CA648净光合速率几乎相同。分蘖盛期CA648叶片还原糖含量明显比对照高;而茎杆还原糖含量与对照无差异。CA648叶片蔗糖含量低于对照,约为ZH11的77.5%;而茎杆的蔗糖含量高于对照,比ZH11高30.7%。两种材料POD酶活力差异明显,其中在分蘖盛期,CA648叶、茎中的POD酶活力分别比ZH11高73.0%、16.8%。     

中国北方杂草稻光合与水分生理特性

杂草稻是一类重要的稻属种质资源,具有耐寒、耐旱、耐瘠薄等优良特性.本文以88份中国北方杂草稻资源和4份栽培稻为材料,研究了中国北方杂草稻的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等光合与水分生理特性及其相互关系.结果表明: 北方杂草稻资源的光合和水分生理特性存在较大差异,具有丰富的多样性.杂草稻的光合速率变化范围在12.47～28.67 μmol CO₂·m^-2·s^-1,瞬时水分利用效率的变化范围在1.39～3.40 mg·g^-1.光合参数中,胞间CO₂浓度的变异系数最小,气孔导度的变异系数最大.光合速率与蒸腾速率、气孔导度呈极显著的二次曲线关系,光合速率与胞间CO₂浓度呈显著的直线关系,瞬时水分利用效率与蒸腾速率、气孔导度呈极显著的二次曲线关系.可用杂草稻材料的优越性能对栽培稻进行品种改良.     

盐胁迫对沙拐枣光合生理特性的影响

以采自甘肃民勤一年生的沙拐枣幼苗为试材,对不同NaCl浓度(0、50、100、200、300mmol·L~(-1))处理下沙拐枣光合生理特性进行分析,并对各生理指标与地上生物量进行灰色关联度分析,以探讨荒漠植物沙拐枣的抗盐机理,为沙拐枣的保护及其恢复荒漠生态系统稳定提供理论依据。结果显示:随着NaCl浓度的升高,沙拐枣同化枝内脯氨酸含量逐渐增大,而其可溶性糖含量逐渐减小;在低浓度NaCl(50mmol·L~(-1) NaCl)处理下,同化枝光合参数均增加,且净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均达到最大值,比对照分别显著增加了33.3%、68.0%、60.8%;与50mmol·L~(-1) NaCl相比,处理浓度超过50mmol·L~(-1) NaCl时,Pn、Gs、Tr均降低;同化枝叶绿素b含量随着NaCl浓度的增加而降低,而叶绿素a和总叶绿素含量均呈先增加后降低的趋势。灰色关联度分析发现,同化枝的Tr、Gs、Ci以及叶绿素b与地上生物量的关联度较大。研究表明,低盐浓度NaCl激活了沙拐枣的某些生理机制,有利于植株的光合作用和生长,而植物在高盐浓度胁迫时能通过调节脯氨酸和可溶性糖的含量,减少叶绿素含量、Pn和Tr等维持自身的生长。     

Changes in leaf physiology caused by Calacarus heveae (Acari, Eriophyidae) on rubber tree

The influence of Calacarus heveae Feres on physiological processes was evaluated in two rubber tree clones. Experiments were conducted in a greenhouse with 5-month-old potted seedlings of RRIM 600 and GT 1 clones, that were either infested with C. heveae or not (non-infested control). The level of photosynthetic pigments, net photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate, changes in relative humidity between leaf surface and ambient air (Δw) and intercellular CO(2) concentration (Ci CO(2)) were evaluated. Infested plants showed significant reductions in the rate of transpiration, the rate of photosynthesis, stomatal conductance and Δw. RRIM 600 seedlings showed more pronounced physiological damage than GT 1 seedlings, indicating a lower physiological tolerance of the former clone to the mite. However, carotenoid levels were reduced only in GT 1 seedlings. Photosynthesis was probably reduced due to a decrease in stomatal opening, as indicated by reductions in transpiration rate and stomatal conductance and by the absence of differences in chlorophyll levels between treatments. Our results indicate that populations of C. heveae reduce the productivity of rubber trees. Thus, farmers must to be aware to control this mite pest in rubber tree plantations.     

干旱对烟草旺长期光合作用的影响

以盆栽的两个推广品种K326和红花大金元(Hongda)为材料,探讨干旱胁迫对烟草光合作用的影响。结果显示,干旱胁迫导致烟草净光合速率、气孔导度、蒸腾速率降低,胞间CO₂浓度在轻度和中度胁迫时降低而在重度胁迫时升高;K326(较抗旱)的光合作用出现降低的时间较红花大金元(不抗旱)晚,变化的幅度也相对较小。实验表明,烟草光合作用对干旱胁迫非常敏感,而抗旱品种受到的伤害相对较轻。     

等渗NaCl和KCl胁迫对高粱幼苗生长和气体交换的影响

本文比较研究了等渗ＮａＣｌ和ＫＣｌ胁迫下,高粱幼苗生长及叶片离子含量、质膜相对透性和有关气体交换参数的变化。结果表明,在低浓度ＮａＣｌ和ＫＣｌ胁迫７天时,高粱生长、含水量和质膜相对透性与对照相比没有明显变化,而净光合速率、蒸腾速率和气孔导度已明显下降,叶肉细胞间隙ＣＯ２浓度明显增加。ＮａＣｌ胁迫下叶片Ｎａ＋含量成倍增加,而Ｋ＋和Ｃａ２＋含量无明显变化。ＫＣｌ胁迫时叶片Ｋ＋含量明显增加,Ｃａ２＋含量明显下降,而Ｎａ＋含量没有明显变化。随着ＮａＣｌ或ＫＣｌ浓度的增加,幼苗生长和叶片含水量明显下降,质膜透性和细胞间隙ＣＯ２浓度明显增加,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度进一步下降。ＮａＣｌ胁迫下叶片Ｎａ＋含量进一步增加,Ｋ＋和Ｃａ２＋进一步下降,而ＫＣｌ胁迫下叶片Ｋ＋含量进一步增加,Ｎａ＋和Ｃａ２＋含量进一步下降。ＫＣｌ对高粱生长抑制、质膜透性、Ｃａ２＋含量下降及光合气体交换参数的影响均明显大于等渗的ＮａＣｌ。