油蒿叶片氮分配对其最大净光合速率季节变异的影响

植物最大净光合速率的季节变异性及其氮调控机制是近年来植物生理生态领域研究热点,对荒漠植物光合最大净光合速率季节动态及其叶氮影响,特别是叶氮分配对最大净光合速率调控机制的了解仍非常有限。2018年5—10月在宁夏盐池毛乌素沙地,对当地主要建群种油蒿(Artemisia ordosica)进行生长季原位观测,测定其叶光合光响应曲线(A-PAR)、CO₂响应曲线(A-Ci)和叶氮含量,结合环境观测数据,分析A-PAR关键参数最大净光合速率(A_max)的季节变异和叶片氮分配相关参数对A_max的调控。结果表明,油蒿叶片A_max在生长期季节变异系数(Cv)为14%,在完全展叶中期,光合氮利用效率(PNUE)有最大值11.82μmolCO₂ gN^-1 s^-1,此时叶片氮素在光合系统中的分配比例最大,A_max有最大值29.48μmol CO₂ m^-2s^-1,油蒿光...     

甘蓝型油菜生殖生长期叶片和角果光合与产量关系的研究

以11个不同适生区甘蓝型油菜品种为材料,研究了油菜生殖生长期植株叶片和角果的光合气体交换参数、光合色素含量、光合关键酶蛋白含量、主要农艺性状及其与产量的关系,探讨影响叶片(角果)光合效率及单株籽粒产量的主要因子,为油菜高产高光效品种的系统评价提供理论依据。结果显示:(1)油菜植株叶片与角果的净光合速率间相关性较小,但叶片净光合速率远大于角果。(2)叶片净光合速率与其叶绿素a+b含量及气孔导度呈不显著的正相关关系(相关系数较大),与其光合关键酶PEPC、RuBisCO蛋白含量相关系数较小或呈不显著负相关;角果(皮)净光合速率与其叶绿素a、b含量、类胡萝卜素含量及气孔导度相关性较强;光合色素含量是影响叶片、角果净光合速率的第一主因子。(3)单株叶面积、角果数及角果表面积与籽粒产量显著正相关关系,是影响籽粒产量的第一主因子;叶片净光合速率和角粒数是影响籽粒产量的第二主因子;单株生物学产量与叶面积呈显著正相关关系,角果表面积、叶面积及叶片净光合速率是影响生物学产量的第一、二主要因子。研究表明,油菜高产高光效品种的综合评价指标应首选单株角果数、叶片面积,其次选择叶片净光合速率、叶片和角果皮的叶绿素含量以及角粒数。     

减少降水对长白山蒙古栎叶片生理生态特性的影响

以长白山针阔叶混交林优势树种蒙古栎为实验对象,研究了生长季(6-9月)减少降水30％(人工截留穿透雨30％)对蒙古栎叶光饱和光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率的影响.结果表明:在叶片生长初期(6月),减少降水使土壤含水量降低26.4％,减少降水条件下与对照条件下叶片的光饱和光合速率无明显差异,但明显下降的蒸腾作用使蒙古栎叶片的水分利用效率增加了40.3％;7-9月,较高的自然降水量导致不同降水处理条件下的土壤含水量无显著差异,因而叶片的光饱和光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率亦无明显影响;由此可见,无论是低雨量时期(6月)还是高雨量时期(7-9月),长白山地区降水减少30％不会影响成熟蒙古栎的光合能力;8月的高光合速率可能说明,较高的土壤高含水量并未形成对蒙古栎根系吸水的限制.研究结果认为,成熟蒙古栎能适应较广的土壤含水量范围,在未来气候变暖、降水量变化条件下仍能保持较强的生长和适应能力.     

黑龙江省次生林主要组成树种光合能力与叶片含氮量研究

以黑龙江省次生林主要组成树种蒙古栎、白桦、水曲柳、山杨、胡桃楸、黄波罗为研究对象,测定自然状态下这6个树种的光合能力,并分析光合能力与叶片含氮量之间的关系.研究结果表明,树种的光合能力存在明显的季节变化,不同树种间的光合能力、光合潜力存在差异.生长季中,胡桃楸具有最高的光合能力最大值,白桦具有最高的年平均光合能力,蒙古栎具有最大的光合潜力.蒙古栎叶片含氮量与光合能力线性正相关(r=0.97),白桦、水曲柳叶片含氮量与光合能力呈二次曲线相关(r=0.61,r=0.51).     

蒙古栎(Quercus mongolica)光合参数对水分胁迫的响应机理

针对当前植物光合机理模型中植物光合参数没有考虑干旱胁迫影响的不足,以东北地区蒙古栎为研究对象,基于蒙古栎对不同水分响应的植物生理生态模拟试验,探讨了蒙古栎光合参数对水分胁迫的定量响应.结果表明,水分胁迫严重影响蒙古栎叶片的光合参数.其最大净光合速率(Pmax)与土壤含水量呈抛物线关系(P<0.01),且在土壤体积含水量35.45%(相当于土壤质量含水量23.63%)接近田间持水量(27.4%)时达到最大值.蒙古栎幼苗叶片的最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)和磷酸丙糖利用率(TPU)均与土壤水分呈抛物线关系(P<0.01),即Vcmax、Jmax 、TPU对土壤水分具有相同的响应趋势,但各光合参数达到最大时的土壤水分阈值却不相同.同时,基于蒙古栎光合作用参数对水分变化响应的定量分析,建立了水热因子协同影响的植物光合参数模型,为最终建立适用于所有植物的水热因子协同影响的光合参数模型提供了依据与技术示范.     

干旱对红松和蒙古栎幼苗生长的影响及种间竞争

以红松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)和蒙古栎(Quercus mongolica Fisch.ex Ledeb.)幼苗为研究对象,针对东北地区未来可能的干暖气候条件,利用盆栽实验进行干旱条件下两种幼苗的生长与竞争研究,分析其光合生理参数和生物量变化。一个生长季的实验结果表明:(1)干旱致使红松和蒙古栎幼苗的光合速率均下降,蒙古栎降低幅度达到显著水平,红松下降不显著。干旱使蒙古栎的水分利用效率下降而红松却显著增加。干旱还导致蒙古栎幼苗的茎叶和侧根生物量以及全株叶面积下降,但却增加了红松的细根生物量和根冠比。(2)混栽栽植处理降低了蒙古栎幼苗的最大净光合速率和水分利用效率,进而减少了其茎和侧根生物量。而对于红松幼苗,混栽同样降低了其水分利用效率,但也增加了其比叶面积和全株叶面积,因而对幼苗生长影响较小。以上结果表明,蒙古栎对干旱反应更为敏感和迅速。种间竞争中红松幼苗比蒙古栎幼苗表现出更强的竞争能力。     

水稻叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的响应与适应

利用便携式光合气体分析系统 (LI 6 4 0 0 ) ,比较测定了高CO2 浓度 (FACE ,free airCO2 enrich ment)和普通空气CO2 浓度下生长的水稻叶片的净光合速率、水分利用率、表观量子效率和RuBP羧化效率等光合参数 .在各自生长CO2 浓度 (380vs 5 80 μmol·mol-1)下测定时 ,高CO2 浓度 (5 80 μmol·mol-1)下生长的水稻叶片的净光合速率、碳同化的表观量子效率和水分利用率明显高于普通空气 (380 μmol·mol-1)下生长的水稻叶片 .但是 ,随着FACE处理时间的延长 ,高CO2 浓度对净光合速率的促进作用逐渐减小 .在相同CO2 浓度下测定时 ,FACE条件下生长的水稻叶片净光合速率和羧化效率明显比普通空气下生长的对照低 .尽管高CO2 浓度下生长的水稻叶片的气孔导度明显低于普通空气中生长的水稻叶片 ,但两者胞间CO2 浓度差异不显著 ,因此高CO2 浓度下生长的水稻叶片光合下调似乎不是由气孔导度降低造成的 .     

松嫩草地羊草叶片光合作用生理生态特征分析

对松嫩平原盐碱化草地羊草叶片的光合生理生态特征分析表明,晴朗天气条件下,羊草叶片净光合速率日变化呈双峰型,蒸腾速率属单峰型,叶片的净光合速率、蒸腾速率及气孔阻力在整个生长季受到多个环境因子的共同影响,不同时期起主导作用的环境因子有所差异,同一环境因子在不同时间对净光合速率、蒸腾速率及气孔阻力的影响程度不同,净光合有效国徽是对羊草光合作用影响最为强烈的环境因子,受环境因子控制最为显著的生理特征是羊草叶片的蒸腾速度。     

油蒿光合参数季节动态及其与叶氮含量和比叶面积的关系

了解植物光合作用参数季节动态及其与叶性状的关系对于准确模拟生态系统碳循环具有重要的意义。本研究在生长季内原位测定了毛乌素沙地油蒿(Artemisia ordosica)光合作用CO_2响应和光响应曲线,分析了油蒿光合参数与叶氮含量(N_(mass))和比叶面积(SLA)的关系。结果表明:整个生长季内油蒿最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(α)和光饱和点(LSP)都是在春季后期和初秋时期值比较高,在夏季波动较大,光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)变化趋势不明显,P_(nmax)的变化范围为13.79~33.31μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1),平均值为23.77μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1),其中5月达到最大值,P_(nmax)季节变化显著;羧化速率(φ)、最大羧化速率(V_(cmax))、最大电子传递速率(J_(max))和光下暗呼吸(Rp)的季节动态变化也是呈现春季后期和初秋时期值比较高、在夏季波动较大的趋势,CO_2补偿点(Co)在整个生长季季节动态明显;CO_2饱和点(Cisat)的季节动态变化不明显;V_(cmax)在5月达到最大值(89.10μmol·m~(-2)·s~(-1)),在8月达到最小值(27.25μmol·m~(-2)·s~(-1)),平均值为56.29μmol·m~(-2)·s~(-1),J_(max)在9月达到最大值(78.86μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1)),在8月达到最小值(24.19μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1)),平均值为46.24μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1),V_(cmax)和J_(max)季节变化显著;P_(nmax)、V_(cmax)、J_(max)和Rp与N_(mass)存在显著线性正相关,P_(nmax)、V_(cmax)和J_(max)与SLA存在显著线性正相关。本研究结果进一步证实,叶氮含量和比叶面积是影响油蒿光合能力的重要因素。研究获得的光合参数与叶性状的关系可为构建参数化生态系统过程模型提供帮助。     

水分对番茄不同叶龄叶片光合作用的影响

以番茄品种"金棚1号"为材料,采用盆栽方式,按照蒸腾蒸发量(ET)的50%、75%、100%和125%作为补充灌溉量研究了不同水分下番茄结果期叶片气体交换特性和光响应特征参数随叶龄的变化。结果表明:番茄叶片随着叶龄的增加,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)逐渐降低,水分利用效率(WUE)呈先上升后下降趋势;叶龄为18 d和29 d的叶片最大净光合速率(Pmax)随灌溉量的增加均先增加后降低,分别在75%ET和100%ET处理达到最大值。叶龄为38 d和47 d的叶片Pmax均以125%ET处理最大。表观量子效率(α)随叶龄的增大也先升高后下降,在叶龄为38 d时最大;番茄叶片的光饱和点(LSP)随叶龄的加大而减小。不同水分处理下不同叶龄叶片的光响应特征参数为:叶片在叶龄为18 d时,Pmax为20.64—26.73μmol.m-.2s-1,α为0.0518—0.0556;叶龄为29 d时,Pmax为11.00—24.24μmol.m-.2s-1,α为0.0522—0.0594;叶龄为38 d时,Pmax为11.77—18.18μmol.m-.2s-1,α为0.0619—0.0693;叶龄为47 d时,Pmax为9.09—18.17μmol.m-.2s-1,α为0.0538—0.0606。随叶龄加大,增加补充灌溉量有利于延缓叶片光合能力的降低。气孔限制是水分影响番茄叶片光合作用的主要因素,气孔限制与非气孔限制因素是番茄叶片Pn随叶龄变化的原因。     

太行山南麓栓皮栎和刺槐叶片光合光响应模拟

植物光合作用-光响应模型研究是评价植物光合响应机制和获得光合参数的主要途径。本文以太行山南麓栓皮栎(Quercus variabilis)和刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林为研究对象,采用LI-6400XT光合测定系统测定了这两种人工林叶片光合作用-光响应曲线,利用直角双曲线模型(RH)、非直角双曲线模型(NRH)以及直角双曲线的修正模型-叶子飘模型(YZP)对光合-光响应曲线进行了拟合,对比了3种模型的最大净光合速率P_(max)、初始光能利用率α、暗呼吸速率R_d等光合参数。结果表明,RH模型的P_(max)、α和R_d均较大,并且无法直接得到光饱和点I_s。NRH模型不能很好地模拟光抑制现象,在P_(max)的模拟上明显偏大,但在α的模拟中比较接近真实值。YZP模型则具有更好的适用性,能较好地模拟光抑制现象。对栓皮栎和刺槐阴、阳叶光合作用-光响应曲线研究发现,阳叶的P_(max)大于阴叶(栓皮栎、刺槐的阳叶P_(max)分别高出阴叶的24.41%和18.28%),阴叶的α高于阳叶(栓皮栎、刺槐的阴叶α值分别平均高出阳叶的22.08%、15.41%),阴叶的R_d也高于阳叶,尤其在刺槐上表现明显(刺槐阴叶R_d高出阳叶的7.13%)。栓皮栎P_(max)、R_d和I_s主要受相对湿度和气孔导度的影响,α主要受相对湿度的影响。刺槐的P_(max)和I_s与相对湿度和气孔导度均呈显著正相关关系。     

水稻叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的响应与适应

利用便携式光合气体分析系统(LI-6400),比较测定了高CO₂浓度(FACE,free-airCO₂enrichment)和普通空气CO₂浓度下生长的水稻叶片的净光合速率、水分利用率、表观量子效率和RuBP羧化效率等光合参数.在各自生长CO₂浓度(380vs580μmol·mol^-1)下测定时,高CO₂浓度(580μmol·mol^-1)下生长的水稻叶片的净光合速率、碳同化的表观量子效率和水分利用率明显高于普通空气(380μmol·mol^-1)下生长的水稻叶片.但是,随着FACE处理时间的延长,高CO₂浓度对净光合速率的促进作用逐渐减小.在相同CO₂浓度下测定时,FACE条件下生长的水稻叶片净光合速率和羧化效率明显比普通空气下生长的对照低.尽管高CO₂浓度下生长的水稻叶片的气孔导度明显低于普通空气中生长的水稻叶片,但两者胞间CO₂浓度差异不显著,因此高CO₂浓度下生长的水稻叶片光合下调似乎不是由气孔导度降低造成的.     

河北地区入侵植物黄顶菊与本地种苍耳光合特性比较

【目的】了解河北3个不同地区(邯郸、衡水和沧州)菊科入侵植物黄顶菊和其本地伴生植物苍耳光合特性的差异,探讨黄顶菊与本地种对环境光强变化产生的响应机制,综合分析入侵植物的光合特性及其与叶片特性之间的相关性。【方法】采用Li-6400便携式光合测定仪测定黄顶菊和苍耳叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等指标,并比较分析入侵植物与本地种光合特性及叶片特性的差异。【结果】3个地区的2种植物光饱和点均高于1200μmol·m~(-2)·s~(-1),且邯郸和衡水地区的黄顶菊光饱和点显著高于本地种苍耳达221.8%、122.9%;3个地区黄顶菊的光补偿点显著低于苍耳,而最大净光合效率则显著高于苍耳,但叶绿素含量差异并不显著;除邯郸地区外,黄顶菊的比叶面积、光合氮利用效率均要显著高于苍耳,各地区黄顶菊的叶片氮含量、叶片磷含量、光合能量利用效率均显著高于本地种。相关分析表明,叶片最大净光合速率与叶片建成成本、叶片氮含量、叶片磷含量、光合能量利用效率以及光合氮利用效率显著正相关(P0.05);比叶面积与光合能量利用效率呈显著正相关(P0.05),与光合氮利用效率呈极显著正相关(P0.01)。【结论】黄顶菊在同一环境条件下比苍耳有着更高的光合速率、光合能量利用效率以及光合氮利用效率,成为其具备高入侵性的生理基础。     

烤烟叶片光合气体交换参数对滤减UV-B辐射强度的响应

以烤烟品种'K326'为试验材料,通过覆盖不同的透明薄膜滤减UV-B辐射处理方式,并应用多元统计的岭回归分析方法,研究了100%(CK)、75%(A)、50% (B)、35%(C)自然UV-B辐射处理下烤烟成熟初期叶片的光合气体交换参数与50 cm和150 cm高度UV-B辐射强度的关系.结果表明:对于净光合速率,不同高度的UV-B辐射对A、B、C处理的抑制强度都是A>C>B;3个处理的瞬时水分利用效率(WUE)受UV-B辐射抑制强度为B>C>A;在A、C处理条件下,影响烟叶净光合速率变化的主要是气孔因素,而B处理条件下却主要是非气孔因素.可见,'K326'烤烟叶片的光合气体交换参数对不同的UV-B辐射强度响应区间的敏感性存在一定的差异.     

番茄叶片光合作用对快速水分胁迫的响应

采用聚乙二醇(PEG-6000)溶液控制番茄根际水势和叶片离体的方式设置了水分胁迫处理,测算了光合诱导过程中净光合速率、暗呼吸速率和CO2补偿点等光合参数的变化.结果表明:在1000μmol·m-2·s-1光诱导下,水分胁迫处理的番茄叶片净光合速率(Pn)达到最大值所需时间缩短为对照的1/3,气孔导度(gs)快速增大为对照的1.5倍.水分胁迫处理的番茄叶片光饱和点(LSP)比对照降低了65％～85％,而光补偿点(LCP)比对照增加了75％ ～100％,缩小了番茄叶片利用光能的有效范围.水分胁迫处理的番茄叶片最大光合能力(Amax)低于对照40％以上,暗呼吸速率(Rd)增大了约45％.可见,快速水分胁迫处理使番茄叶片气孔迅速开放,光合诱导初始阶段消失.水分胁迫导致植物利用光能的效率和潜力降低是植物生产力下降的重要原因,而气孔调节是番茄适应快速水分胁迫的重要生理机制.     

遮荫对甜瓜叶片光合特性的影响

以适宜不同栽培条件的3个甜瓜品种为材料,研究了遮荫对其光合色素含量、净光合速率及比叶重等叶片特性的影响。结果表明:与正常光照相比,遮光处理能诱使甜瓜叶片叶绿素和类胡萝卜素含量显著提高,叶绿素a/b显著降低。全光照条件下,3个甜瓜品种的净光合速率日变化曲线均呈双峰型,有明显的"光合午休"现象,而在遮荫条件下则呈单峰曲线变化,且光合峰值出现的时间比全光照下推迟;遮光条件下甜瓜叶片气孔导度日变化曲线与其净光合速率日变化类似。3个品种间比叶重在全光照条件下差异不显著,但遮荫显著降低了壮龄叶片的比叶重,且遮荫强度越重,比叶重越小;品种‘黄河蜜3号’壮龄叶的比叶重降幅(31.83%)显著大于‘银帝’(27.22%)和‘玉金香’(26.01%)。可见,遮荫降低了甜瓜叶片的净光合速率和功能叶片的比叶重,植株通过增加自身叶片光合色素含量以增强对环境的适应性,缓解遮荫对其的影响,品种‘银帝’表现出较强的耐弱光性。     

光慈姑叶片光合速率日变化规律的研究

以野生和栽培光慈姑植株为材料,研究了光慈姑叶片光合速率日变化规律和环境因子对其的影响,比较了不同生育期光合速率的大小。结果表明:3月份结果的光慈姑叶片净光合速率日变化呈单峰曲线,4月结果的光慈姑叶片净光合速率日变化呈双峰曲线,光合“午睡”现象明显;开花期与结果期的净光合速率日变化差异显著,开花期的净光合速率大于结果期的净光合速率。栽培条件下,叶片净光合速率大于野生状态下的光合速率。     

喀斯特石漠化地区土壤养分对泡核桃功能性状的影响

为了探究喀斯特石漠化地区植物叶片功能性状及影响因素,以及揭示其对石漠化环境的适应机理,该文以中国南方喀斯特高原峡谷地区的泡核桃(Juglans sigillata)为对象,揭示土壤养分对叶片结构和光合性状的影响效应。结果表明：(1)泡核桃叶功能性状随石漠化等级增加,叶面积减小,比叶面积增大,叶干物质含量和叶组织密度先降后升,蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度和光能利用率先下降后升高,其他性状变化趋势不显著。(2)冗余分析表明土壤养分能够解释37.4%的光合性状变异与53.4%的结构性状变异,其中全磷和溶解性有机碳对光合性状影响最大,而对结构性状影响最显著的是碱解氮和速效磷。(3)比叶面积分别与叶干物质含量极显著负相关,与净光合速率极显著正相关,叶厚度与叶组织密度极显著负相关,蒸腾速率与胞间CO₂浓度、气孔导度极显著正相关,水分利用速率与蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度极显著负相关,光能利用率与净光合速率显著正相关。研究结果表明,泡核桃为适应喀斯特石漠化的特殊生境采取增强生长功能性状,同时提高资源获取能力的开拓型生长策略...     

小麦拔节期淹水对叶片光合特性的影响

为研究拔节期涝害对小麦叶片光合特性的影响, 以小麦品种烟农19 为试验材料, 采用盆栽试验, 于小麦拔节 期进行淹水(涝害)处理, 分析小麦叶片光合气体交换参数的变化。结果表明, 拔节期淹水6 d 后小麦叶片SPAD 值较对照显著下降。在淹水3–9 d 内, 随着小麦叶片净光合速率逐渐下降, 叶片气孔导度和胞间CO2 浓度亦显著下降, 说明烟农19 光合速率下降主要是叶片气孔限制引起的。而在淹水后期(9 d 之后), 净光合速率持续下降, 而叶片胞间CO2浓度却升高, 说明在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。在小麦拔节期涝害前期叶片光合速率下降主要是由叶片气孔限制引起的, 而在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。     

缺硫对脐橙叶片光合特性和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液培养的方法,对缺硫脐橙叶片的光合特性进行了研究。结果表明,在缺硫情况下,脐橙叶片的净光合速率(Pn)、光呼吸速率(Pr)、光合色素含量、可溶性蛋白质含量、初始荧光(Fo)、光化学效率(Fv/Fm)、最大荧光(Fm)和电子传递速率(ETR)显著下降,而光呼吸/光合比(Pr/Pn)显著升高。缺硫脐橙植株的光合能力降低,可能是叶绿体发育不全或特性功能蛋白含量不足所致。