不同LED光源对乌塌菜生长、光合特性及营养品质的影响

与传统光源相比,LED具有光谱可控、亮度高但发热量小、寿命长等优势.LED光源可实现光谱可控,通过调制光谱与植物的感光细胞最优结合来影响植物的生长发育与营养品质.本研究利用LED精量调制光源,以‘菊花小八叶’乌塌菜品种为试验材料,设红光、蓝光、红/蓝光(3/1)、红/蓝光(7/1)、白/红/蓝光(3/2/1)5个处理,以白光为对照,研究不同光质对乌塌菜生长、光合特性及品质的影响.结果表明： 红光有利于乌塌菜生物量和茎粗的增大,而蓝光有抑制作用;叶绿素含量以红/蓝光(7/1)处理最高,且叶绿素总量与红/蓝光比值呈正相关,虽然蓝光显著降低叶绿素含量,但提高了叶绿素 a/b 值;光合速率和蒸腾速率均以红光处理最高,与对照相比分别增加43.8%和55.1%,而蓝光处理下有较高的气孔导度及胞间CO₂浓度.不同光质处理对乌塌菜的荧光参数有较大影响,白光的F_v/F_m、F_v/F_o和Φ_PSⅡ均最大;红光可以提高可溶性糖含量,蓝光能提高可溶性蛋白含量,白光能增加维生素C含量.综合分析,红/蓝光(7/1)处理在增加叶片光合色素含量,提高光合速率,促进植株生长和改善营养品质方面为最优组合.     

土壤干旱对水稻叶片光合速率和碳酸酐酶活性的影响

以适应性广的水稻品种“汕优６３”为材料,具有较高的光合速率但适应性较差的品系“ＮＡＵ３０３”为对照,比较不同阶段的叶片光合机构对于干旱处理的适应性。结果表明“汕优６３”具有较广泛的适应性,在逆境条件下仍能维持较高的光合速率,这可能和叶片中碳酸酐酶活性对境的响应程度高有关。这种对干旱逆境的适应性反应只在叶片光合功能的可逆衰退阶段发生。     

间作对氮调控玉米光合速率和光合氮利用效率的影响

研究间作后作物光合碳同化和光合氮利用效率(PNUE)对氮投入的响应, 对阐释间作产量优势的氮调控效应, 指导间作氮肥管理有重要意义。本研究设置玉米(Zea mays)单作、玉米间作两种种植模式的4个氮水平(N0, 0 kg·hm ^-2; N1, 125 kg·hm ^-2; N2, 250 kg·hm ^-2; N3, 375 kg·hm ^-2), 分析间作与施氮量对玉米叶片特征、光合参数、PNUE和产量的影响。结果表明: 与单作相比, 间作显著增加玉米叶片的叶干质量和比叶质量; 各施氮水平(除N3)下, 间作中靠近马铃薯(Solanum tuberosum)侧的玉米叶面积均显著高于单作玉米。单间作对比发现, 间作提高了玉米光饱和点和暗呼吸速率。单作、间作靠玉米侧(I-M)、间作靠马铃薯侧(I-P)的玉米PNUE均随施氮量增加而降低, 降幅以I-P最大; 施氮量低于250 kg·hm ^-2时, 相同施氮量下的玉米PNUE和净光合速率(P_n)均以I-P最高, I-M和单作次之。间作显著提高了玉米产量(土地当量比>1)。该研究中当施氮量≤250 kg·hm ^-2时, 间作I-P的玉米叶片P_n和PNUE显著提高可能是间作玉米产量提高的重要原因。     

氮输入对植物光合固碳的影响研究进展

植物光合固碳(C)是生物固C的重要途径和生态系统C循环中的重要环节。在全球环境变化背景下,研究氮(N)输入对植物光合固C的影响,对于更好的认识C、N循环过程及生态系统对全球变化的响应过程等具有重要意义。N输入是否能够增加植物固C取决于生态系统类型以及生态系统的N饱和度;草原和湿地生态系统N输入的临界负荷值较高,干旱、半干旱荒漠地区较低;N输入可能改变植物光合固C在各器官的分配,主要由植物生理、自身生长节律和环境养分等决定。由于物种和生态系统类型的差异,N输入对植物固C的影响仍具有很大的不确定性,目前缺乏准确、定量表达N输入对生态系统光合和C同化物分配影响的数学表达方法和过程算法。未来应着重加强N输入下C同化物分配的生物地球化学模型和N、P富集下植物光合固C耦合模型研究,并应用同位素标记和分子生物学技术,从生态系统角度综合探讨N输入下植物光合固C的分配和转化特征。     

水分胁迫对成年荔枝不同季节光合速率日变化的影响

以16a生‘糯米糍’荔枝(Litchi chinensis Sonn.cv.Nuomizi)为试材,研究了其在水分胁迫下不同季节的光合速率日变化。结果表明,保湿处理的净光合速率(Pn)日变化在秋、夏季呈单峰曲线,冬、春季为双峰曲线;干旱处理除在冬季出现双峰曲线外,其他季节均呈单峰曲线。两个处理的Pn日变化最大值或第1个峰值出现时间基本一致,冬季为9:00、春季和夏季为10:00、秋季为12:00。保湿处理的日最高Pn变化范围为6.25-8.14μmolm-2s-1,干旱处理的在4.35-6.56μmolm-2s-1;中度水分胁迫对田间成年荔枝树的光合速率具有较大的抑制作用,干旱对日净光合总量的抑制比例分别为:冬季18.6%,夏季21.3%,春季34.1%,秋季34.7%。在光合作用旺盛时段(8:00-16:00)中度水分胁迫导致叶片Pn的降低主要是由气孔因素所致。     

不同蔬菜种植方式对土壤固碳速率的影响

近年来蔬菜地面积快速增加已成为我国农田土壤碳库变化的重要驱动因素,研究蔬菜种植方式对农田土壤固碳影响,对于揭示我国农田土壤碳库变化具有重要意义。通过实地调查与采样分析,研究了山东省苍山县3种蔬菜种植方式(大田种植、季节性大棚和长年性大棚种植)对农田土壤固碳速率影响及其随种植时间的变化规律。结果表明,3种种植方式下蔬菜地土壤有机碳含量均随种植时间的增加而增加;长年性大棚、季节性大棚和大田种植方式下0—100 cm土层土壤平均固碳速率分别达到1.44、2.73、1.60 Mg.hm-2.a-1;表层土壤(0—20 cm)平均固碳速率依次为0.64 Mg.hm-2.a-1、0.36 Mg.hm-2.a-1、0.20Mg.hm-2.a-1,3种蔬菜种植方式的土壤固碳速率存在显著差异。同样为蔬菜地,选择合理种植方式是提高农田土壤固碳速率的重要途径。     

不同光质LED光源对草莓光合特性、产量及品质的影响

以‘妙香7号’草莓品种为材料,利用LED精量调制光源,设红光、蓝光、黄光、白光、红/蓝/黄(7/2/1)、红/蓝(7/2) 5个处理,以白光为对照,测定了草莓叶片的光合与荧光参数、色素含量、果实产量、品质和根系活力指标,研究 500 μmol·m^-2·s^-1光强下不同光质处理对草莓光合特性、果实产量及品质的影响.结果表明： 红光处理有利于提高草莓叶片的净光合速率与蒸腾速率,而蓝光有减弱作用;气孔导度与胞间CO₂浓度均以蓝光处理效果最为显著.叶绿素荧光参数(F_o、F_m、Φ_PSⅡ)均在红光处理下最大,而F_v/F_m、F_v/F_o、F_m/F_o均在红/蓝/黄处理下最大;红/蓝/黄处理下草莓色素含量、果实产量和根系活力均显著高于其他处理.红光处理的可溶性固形物和维生素C含量均最高,且与红/蓝/黄处理差异不显著;蓝光处理有利于提高可滴定酸和蛋白质含量,而红/蓝/黄处理的固酸比最大.红/蓝/黄处理最有利于增加光合色素含量,提高果实产量,促进部分品质改善.     

叶龄及树冠不同部位光强对黄花梨光合速率的影响

笔者以黄花梨为试材,研究了叶龄及树冠不同部位光强对其光合速率的影响。结果表明:黄花梨叶片在展叶后约11天即有少量光合产物输出,25天时,单叶净光合速率接近最大值;密植梨树高光合叶幕厚度约125cm左右。     

自然光照下补照不同光质光对马蹄莲光合速率及生长的影响

刚发芽的马蹄莲除自然光照外,于每日18:00～24:00补照0、2、4和6h的不同光质的光[蓝光:(475±5)nm、黄光:(585±5)nm、红光:(660±5)nm、复合波长的白光].38 d后,补照红、蓝、白光的植株光合速率,从高到低依序为0h>2 h>4h>6h,补照黄光的依序为0h>2h>6h>4h.生长情况以补照6h黄光和2h蓝光的效果最好,补照2h红光或4h白光的次之,补照6h白光和6h蓝光的最差.     

钾营养对水稻光合速率（Pn）,Hill反应及SOD活力日变化的影响

晴天,田间水稻顶部完全展开叶最大的Ｐｎ出现在上午８时半左右。低钾营养加剧了“午睡”。８：３０￣１４：３０高光强期间Ｐｎ与气孔导度和Ｃｉ分别呈显著直线正相关。Ｈｉｌｌ反应活力午后最低,但该时低钾水稻的Ｈｉｌｌ反应活力较钾充足水稻高。ＳＯＤ活力早晨最低,中午该酶活力增加程度在低钾水稻中更为明显。上述各项均存在着品种间的差异。因此,低钾下水稻“午睡”的加剧由低气孔导度所致,较长时间的低Ｃｉ会诱发低的Ｈｉ     

长期增强UV-B辐射对高寒草甸植物光合速率和抗氧化系统的影响

研究了在野外自然条件下,长期增强UV-B辐射对高寒草甸3种典型植物矮嵩草（Kobresia humilis）、垂穗披碱草（Elymus nutans）和钉柱委陵菜（Potentilla saundersiana）光合放氧速率、光合色素和抗氧化系统的影响。结果表明：长期增强UV-B辐射对3种植物的净光合速率没有明显影响。增强UV-B辐射下,3种植物的叶绿素含量变化不同,Chla／b值,类胡萝卜素（Car）含量,Car／Chl值与对照相比都有升高,说明植物叶片的光合能力、吸收紫外线的能力增强以及忍受逆境能力均有增强,从而产生光保护,有利于光合作用正常进行。由于3种植物膜脂过氧化程度的不同及SOD活性的普遍抑制,植物经受了氧化胁迫。垂穗披碱草叶片GSH含量显著七升,矮嵩草的形态矮小及钉柱委陵菜GSH含量与POD活性显著上升,都能减轻它们所经受的氧化胁迫,使光合器官免受损伤。所以,这些保护性色素的积累和抗氧化系统内部的协同作用可能是高寒草甸植物光合作用正常进行的重要原因。     

水体无机碳条件对常见沉水植物生长和生理的影响

为了解水华引起的水体无机碳变化对沉水植物生长的影响,对8种沉水植物:金鱼藻、穗花狐尾藻、篦齿眼子菜、光叶眼子菜、微齿眼子菜、伊乐藻、菹草和黑藻在不同无机碳浓度下的生物量、株高、叶绿素以及光合和呼吸速率进行了比较研究.结果表明8种沉水植物均能利用HCO3-作为光合无机碳源,在1.5 mmoL/L外源HCO3-浓度下能促进金鱼藻、菹草和伊乐藻的生长,提高其光合速率;在2.5 mmol/L外源HCO3-浓度下能促进狐尾藻、光叶眼子菜、黑藻、微齿眼子菜和蓖齿眼子菜的生长,提高其光合速率.在CO32-为优势碳源时,8种沉水植物表现出不同的适应性,发现微齿眼子菜、篦齿眼子菜和黑藻在整个实验范围内生长未受抑制,且在不同浓度下表现生长和光合速率的促进,说明这三种沉水植物对[HCO3-]/[CO32-]比值和pH具有较广适应范围.而当CO32-成为优势碳源时,金鱼藻和伊乐藻的生长受到抑制,狐尾藻、菹草和光叶眼子菜均死亡,表明[HCO3-]/[CO32-]比值和pH是这5种沉水植物生长的重要限制因子.     

不同浓度NaCl对苋菜幼苗生长、光合速率、离子吸收和甜菜碱含量的影响

生长40d的苋菜幼苗用0、150、300和500mmol·L~(-1)NaCl处理5d后,其生长、光合速率、蒸腾速率和气孔导度均受到不同程度的抑制。苋菜的叶和根中蓄积的Na~+和Cl~-含量随着NaCl浓度的增加而显著增加。经各种浓度NaCl处理的甜菜碱含量均增加。     

不同非生物胁迫对麻疯树幼苗光合速率等生理指标的影响

对麻疯树(Jatropha curcas L.)幼苗在不同非生物胁迫下的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)等生理指标的变化进行了研究。结果表明,在缺磷处理中,麻疯树叶片Pn保持在对照的90%左右,气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)在处理2 d后显著增加,Gs上升20%～40%,Ci升高4%～16%,Tr变化不大;处理17 d时,麻疯树的P含量下降55%～85%,而干重只下降3%。缺氮处理9 d时麻疯树叶片的Pn下降到最低,之后维持在对照的64%左右,Gs在处理2～7 d显著高出对照15%～57%,处理9～16 d恢复到对照水平,Ci从第2天开始上升,高出对照4%～24%,Tr变化不大;处理17 d时组织中N含量显著下降47%～78%,植株干重下降23%。盐胁迫处理5 d后,麻疯树叶片Pn降低到对照的54%,之后维持在对照的48%左右,Gs、Ci和Tr与Pn的变化一致,均呈下降趋势;处理17 d,叶柄和茎中P含量增加37%～54%,组织中K+/Na+下降87%～96%,植株干重下降18%。干旱胁迫处理6 d,叶片Pn快速下降至29%,Gs、Ci和Tr与Pn整体变化趋势一致;处理第7天,叶片细胞膜透性增加67%,停止浇水17 d后植株干重下降55%,同时叶片卷曲下垂,老叶脱落。麻疯树植株Pn在缺磷胁迫过程中最早达到相对稳定状态,其次为盐胁迫和缺氮胁迫。这说明麻疯树植株对缺磷环境具有良好的适应性,而对缺氮环境适应性相对较差;耐盐类型可能属于逃避盐害中的聚盐植物,适应干旱环境的机制属于御旱性类型。     

青藏高原高寒草地地上植物碳积累速率对生态系统多功能性的影响机制

在全球气候变暖的背景下, 草地作为陆地生态系统碳库的重要组成部分, 其较小幅度的波动, 会影响整个陆地生态系统碳循环和生态系统多功能性(EMF)。地上植物碳积累速率(CAR)表示从生长季初始到生长季生物量峰值的群落地上部分碳累积速率, 能够很好地表征固碳功能、固碳潜力和效率。因此, 植物CAR的变化会改变地上和地下群落维持EMF的能力。目前EMF的相关报道多探讨地上群落多样性和EMF的关系, 而缺乏高寒草地生态系统植被地上CAR对EMF的影响机制研究。该研究目的是探究高寒草地群落CAR对EMF的调控作用、机理和过程, 这将对草地生态系统管理提供理论支持, 并推进对生态系统多功能性维持机制的理解。2015年7-8月, 在青藏高原地区进行草地样带调查, 共计取115个样点。综合土壤有机碳、全氮、全磷、地上和地下生物量以及微生物生物量碳等13种生态系统参数计算生态系统多功能性指数(M)。利用归一化植被指数(NDVI, 1982-2013年)计算并提取2015年物候数据, 最终获得CAR。采用薄盘光滑样条插值法插值气象数据, 提取样点2011-2015年年降水量和年平均气温, 以供分析CAR对EMF的调控机理。主要结果: 地下生物量、土壤有机碳、全磷和微生物生物量碳含量对CAR和M有较高的权重(0.58、0.80、0.83和0.79; 1.05、0.98、1.02和0.97), CAR和M呈显著线性正相关关系(R² = 0.45, p < 0.01)。在降水和气温要素的影响下, 植物地上群落和地下土壤要素的协同作用, 影响植被CAR, 进一步调控EMF。     

土壤干旱条件下不同施钾水平对烟草光合速率和蒸腾效率的影响

研究了土壤干旱条件下,不同的施钾水平对烟草光合速率,胞间CO2浓度,气孔导度,蒸腾速率,蒸腾效率及生物量的影响。结果表明：在土壤干旱条件下适量施钾可以减少叶肉细胞光合活性的下降,消弱非气孔因素对光合的限制,增强气孔调节能力,提高蒸腾效率,并获得较高的生物量。     

不同渍水时间对苗期和花期大豆生长及碳氮代谢的影响

以大豆品种南农99.6为材料,通过盆栽试验研究了苗期和花期渍水对大豆生长及碳氮代谢的影响.结果表明: 渍水显著抑制了大豆的生长,植株生物量、叶面积、叶片色素含量和光合速率均显著下降,而丙二醛(MDA)含量显著升高;随着渍水时间的延长,各生理指标的变化幅度增大;渍水胁迫解除后有一定的恢复,渍水10 d处理后恢复能力较渍水20 d处理强.可溶性碳、氮物质及关键酶对渍水反应不同,可溶性糖含量以及叶片谷氨酰胺合成酶和蔗糖合成酶的活性上升,而可溶性蛋白含量下降.渍水对苗期大豆植株生物量、叶面积和MDA含量的影响比花期小.苗期和花期渍水时间越短,大豆受到的伤害越小,其恢复能力也越强.渍水时间在10 d内,大豆植株能够通过自身的调节逐渐恢复.     

小麦不同品种光合速率和14 C同化物分配对源库比改变的影响

 选用千粒重大小不同的小麦品种,研究了去除顶端两个小穗对两类品种(大粒品种和小粒品种)穗部性状、籽粒平均灌浆速率、单穗平均增重速率、植株光合速率及14C同化物运输分配的影响。试验结果表明,去除顶端两个小穗后,两类品种的籽粒平均灌浆速率和单穗平均增重速率(分别表征籽粒库容活性和穗粒库容活性)相应提高,穗粒重表现为补偿性增长。两类品种比较,小粒品种的增长幅度大于大粒品种。穗粒库容活性增强使得小粒品种灌浆中后期的植株光合速率提高,使两类品种分配到籽粒中的14C同化物比例增加。从而表明,无论是植株光合速率还是同化物的运转分配皆受库容活性的调控,调控方式和幅度因品种类型而不同。     

不同渍水时间对苗期和花期大豆生长及碳氮代谢的影响

以大豆品种南农99.6为材料,通过盆栽试验研究了苗期和花期渍水对大豆生长及碳氮代谢的影响.结果表明: 渍水显著抑制了大豆的生长,植株生物量、叶面积、叶片色素含量和光合速率均显著下降,而丙二醛(MDA)含量显著升高;随着渍水时间的延长,各生理指标的变化幅度增大;渍水胁迫解除后有一定的恢复,渍水10 d处理后恢复能力较渍水20 d处理强.可溶性碳、氮物质及关键酶对渍水反应不同,可溶性糖含量以及叶片谷氨酰胺合成酶和蔗糖合成酶的活性上升,而可溶性蛋白含量下降.渍水对苗期大豆植株生物量、叶面积和MDA含量的影响比花期小.苗期和花期渍水时间越短,大豆受到的伤害越小,其恢复能力也越强.渍水时间在10 d内,大豆植株能够通过自身的调节逐渐恢复.     

遮荫对风箱果幼苗光合能力和碳水化合物积累的影响

以1年生风箱果幼苗为材料,采用人工遮荫方式设置CK （全光）、轻度遮荫L1（60%全光）和重度遮荫L2（20%全光）3种光环境,测定不同光环境下风箱果幼苗的光合特性、光合色素含量、非结构性碳水化合物（NSC）积累等,分析风箱果幼苗对不同遮荫环境的适应性。结果表明：风箱果属于阳生树种,对光环境的变化非常敏感;遮荫显著降低了表观量子效率（AQY）、最大净光合速率（P_max）、暗呼吸速率（R_d）、光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）和类胡萝卜素含量（Car）（P<0.05）,显著提高了叶绿素a （Chla）、叶绿素b （Chlb）、总叶绿素（Chl）含量和叶绿素/类胡萝卜素（P<0.05）;遮荫显著减少了根、茎、叶中NSC含量（P<0.05）,尤其是L2时,分别比CK减少了52.5%、44.9%和43.9%。综上所述,风箱果幼苗对于遮荫环境的适应和调节能力较差,生产实践中应栽植在阳光充足的环境中。