黄土丘陵区不同立地条件下沙棘光合生理日变化特征比较

在自然状态下测定了不同立地条件下沙棘光合生理生态日变化特征。结果表明,沙棘光合速率日变化基本为双峰曲线,均有不同程度的“午休”现象,山地沙棘出现在14：00左右,而川地出现在12：00前后,两峰值出现的时间因立地条件和水分条件而变化,山地沙棘雨后峰值出现时间推迟,但“午休”时间未变,这可能是沙棘适应川地、山地不同环境条件的结果。蒸腾速率日变化也呈双峰曲线,最低点与光合“午休”点重合,水分利用效率基本为“V”字型,以光合”午休”点为转折点。对大气因子日变化的同步测定表明,川地气温日均值较高,相对湿度较低,因而在干旱季节里川地沙棘更可能较山地沙棘受到大气干旱影响。山地较高的相对湿度有利于缓解土壤干旱对沙棘光合的影响,在水分利用上趋向于效率的提高。     

北京杨水分生理生态特性研究

对北京杨水分生理生态的研究表明 ,生长期北京杨蒸腾速率的日变化呈早晚低、中午高的抛物线型。生长期北京杨蒸腾速率 ( Tr)的平均值为 598.8mg/ gld· h。蒸腾速率的日变化分别与光照强度 ( L)及光照强度 ( L)与气温 ( T)和相对湿度 ( H)的复合因子 ( L· T;L/ H)相关性极显著。生长期北京杨小枝水势 ( Wp)的平均值为 -1 .0 50 6MPa;早、晚高、午间低。小枝水势日变化与 L及复合因子 L· T、L/ H 相关性极显著。 8～ 1 0月光合速率 ( Pn)的平均值为 1 1 .94 mg/ dm2· h;光合速率日变化与 L日变化的关系显著。北京杨饱和含水时的最大渗透势 ( Ψsat)、膨压为零时的渗透势 ( Ψtlp)和质外体水相对含量 ( AWC)的变化规律表现为从生长期初到生长期末 (绝对值 )逐渐升高的趋势 ;而膨压为零时的渗透水相对含量( ROWCtlp)和膨压为零时的相对含水量 ( RWCtlp)呈波动变化 ,但仍具有生长活跃期 ( 5、6和 8月份 )较高的特点。     

不同生育期玉米叶片光合特性及水分利用效率对水分胁迫的响应

利用大型移动防雨棚开展了玉米水分胁迫及复水试验,通过分析玉米叶片光合数据,揭示了不同生育期水分胁迫及复水对玉米光合特性及水分利用效率的影响。结果表明:水分胁迫导致玉米叶片整体光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降以及光合速率日变化的峰值提前;水分胁迫后的玉米叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度为适应干旱缺水均较对照显著下降,从而提高了水分利用效率,缩小了与水分充足条件下玉米叶片的水分利用效率差值;在中度和重度水分胁迫条件下,玉米叶片的水分利用效率降幅低于光合速率、蒸腾速率和气孔导度的降幅, 有时甚至高于正常供水条件下的水分利用效率;适度的水分胁迫能提高玉米叶片的水分利用效率,从而增强叶片对水分的利用能力,抵御干旱的逆境;水分亏缺对玉米光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的影响具有较明显滞后效应,干旱后复水,光合作用受抑制仍然持续;水分胁迫时间越长、胁迫程度越重,叶片的光合作用越呈不可逆性;拔节-吐丝期水分胁迫对玉米叶片光合作用的逆制比三叶-拔节期更难恢复。     

Pb、Ni胁迫对大羽藓抗氧化酶系统的影响

研究了Pb、Ni单一及复合胁迫下大羽藓细胞活性氧自由基的累积与清除、光合系统和膜系统的受损情况及其抗氧化酶系统的变化.结果表明：在较低胁迫浓度(Pb<0.1 mmol·L^-1,Ni<0.01 mmol·L^-1)下,大羽藓叶绿素含量具有应激效应,在较高胁迫浓度(Pb>0.1 mmol·L^-1,Ni>0.01 mmol·L^-1)下则具有抑制效应;随Pb-Ni复合胁迫浓度的增加,苔藓活性氧自由基和丙二醛的累积量逐渐增大;大羽藓超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性降低,过氧化物酶活性增加,过氧化物酶在清除Pb、Ni胁迫产生的活性氧自由基的过程中起着重要作用.大羽藓丙二醛含量和过氧化氢酶活性对Pb、Ni胁迫具有浓度依赖性,可以将其作为监测该类重金属污染的生物标志物.     

三种松树的生理生态学特性研究

测定南亚热带丘陵地马尾松、湿地松和加勒比松光合速率、蒸腾速率、日同化量和水分利用效率的变化．结果表明,３种松树光合速率和蒸腾速率都具有明显的日变化和季节变化,夏季的光合速率和蒸腾速率最高,冬季最低;加勒比松的平均日同化量为９．３４ｇ·ｋｇ－１、平均水分利用效率为１５９．７５μｍｏｌＣＯ２·ｇ－１Ｈ２Ｏ,高于其它树种;湿地松最低．加勒比松是很好的引种树种,更适合在当地推广     

烤烟伸根期的光合特性及其对土壤水分的研究

烤烟NC89、LJ851、LJ911伸根期的生长中心在地下部分。合理地控制土壤水分含量,协调地上部分和地下部分的生长是此期生产管理的重要环节。土壤相对含水量在75%～85%的光合速率提高,但水分利用效率最高的土壤相对含水量在65%～75%之间,且此土壤水分含量有利于烤烟烟苗的蹲苗、壮苗,是烤烟生长的最佳土壤水分条件。     

新疆乌拉泊库区沙枣与胡杨光合特性比较

用Li-6400便携式光合测定仪,于2009年6~9月测定了新疆乌拉泊库区沙枣和胡杨2种荒漠树种的光合作用日变化,比较了它们光合与水分生理特性的季节动态变化.结果表明:(1)沙枣净光合速率(Pn)的日变化在6月份为典型双峰曲线,在8月和9月份也有微弱的双峰变化,7月份则表现为单峰曲线;胡杨的Pn日变化在6和9月份为双峰曲线,7和8月份为单峰曲线.(2)沙枣各月蒸腾速率(Tr)日变化均呈双峰曲线,胡杨的Tr日变化于6和7月份呈双峰曲线,在8和9月份呈单峰曲线.(3)沙枣水分利用效率(WUE)日变化规律不明显,胡杨各月WUE日变化表现为双峰曲线.(4)沙枣叶片的气孔导度(Gs)的日变化与其Pn的变化基本一致,而胡杨则没有这种现象.(5)气孔因素是引起沙枣光合午睡"的一个原因,但不是引起胡杨Pn降低的主要因素;叶片大气水汽压亏缺(VPD)和气温(Ta)是共同影响沙枣和胡杨Pn的主要生态因子;沙枣平均Pn和Tr明显低于胡杨,而WUE则相反.     

苋菜的光合特性

宽菜Amaranthus cruentus cv.生长在调控的温室条件。在光强0至800μmol.m~(-2)S~(-1),光合速率(PN,μmol.CO_2m~(-2)、s~(-1))随光强(PFD,μmol、m~(-2)、s~(-1))增高而增大,其关系为PN=56.82 PFD×10~(-3)—2.13。光补偿点为60μmol.m~(-2)、s~(-1)。叶片在1400 μmol.m~(-2)、s~(-1)达到光合光饱和点。在叶温35℃,叶片/空气水蒸汽压陡度20 m Pa、Pa~(-1)和外界CO_2浓度340μ1、1~(-1),光饱和光合速率为51.63±4.90μ mol.CO_2、m~(-2)、S~(-1)。在光强0至600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率随光强增高而增大。光强高于600μmol.m~(-2)、s~(-1),气孔传道率变化较小。细胞间CO_2浓度为120μ1.1~(-1)由于细胞间CO_2浓度在光合速率——CO_2关系曲线的转折点,可能表明光合作用不受气孔限制。结果表明,苋菜适于高光强环境生长,在干旱条件下具有高的光合速率。     

烤烟伸根期的光合特性及其对土壤水分的响应

烤烟NC89、LJ851、LJ911伸根期的生长中心在地下部分。合理地控制土壤水分含量,协调地上部分和地下部分的生长是此期生产管理的重要环节。土壤相对含水量在75%~85%的光合速率最高,但水分利用效率最高的土壤相对含水量在65%~75%之间,且此土壤水分含量有利于烤烟烟苗的蹲苗、壮苗,是烤烟生长的最佳土壤水分条件。     

不同坡位胡枝子光合特性及其影响因子研究

采用Li-6400光合分析仪,在自然条件下对不同坡位胡枝子叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及其相关环境因子的日进程进行了观测。结果表明:在5月份晴天条件下,不同坡位胡枝子叶片Pn、Tr日变化均呈单峰曲线,而水分利用效率(WUE)表现出早晚高、中午低的变化趋势。它们的叶片Pn峰值不同坡位均出现在11:00,而且上坡位峰值和日平均值略高于下坡位和平地(P>0.05);Tr峰值上坡位出现在11:00,下坡位和平地均出现在13:00,且上坡位峰值和日平均值显著低于下坡位和平地(P<0.01);上坡和平地WUE均在15:00达到最大值,但下坡位推迟到17:00,而且上坡位峰值和日平均值略高于下坡和平地(P>0.05)。胡枝子叶片Pn与PAR、Ca、RH等生态因子间的拟合方程分别为:Y上pn=-26.148 0.002 3xPAR 0.11xCa-0.84xRH,Y平pn=-19.148 0.001 9xPAR 0.106xCa 0.86xRH,Y下pn=-27.148 0.002xPAR-1.16xRH,其主要生态影响因子及其大小顺序为XPAR>XRH>XCa。研究发现,不同坡位胡枝子叶片主要光合指标日变化趋势相似,但其峰值出现时间和高低有别,其主要生态影响因子为光合有效辐射、大气相对湿度和大气二氧化碳浓度。     

准噶尔荒漠3种短命植物气体交换特征的日变化

采用LI-6400便携式光合测定仪,在晴天条件下对准噶尔荒漠3种典型短命植物东方旱麦草(Eremopyrum orientale)、卷果涩芥(Malcolmia scorpioides)和四齿芥(Tetracme quadricormis)的气体交换特征的日变化规律进行了研究.结果表明:①东方旱麦草和卷果涩芥的净光合速率(简称Pn,后同)的日变化呈"双峰"型,14:00(采用时间均为北京时间,后同)左右存在明显的光合"午休"现象,四齿芥Pn的日变化呈"单峰"型,峰值出现在12:00与前两者的第一峰值出现时刻相同.3种植物蒸腾速率(简称E,后同)的日变化均呈"单峰"型,但不同植物的峰谷值出现时刻不同.水分利用效率(WUE)日变化,四齿芥呈"单峰"型,东方旱麦草和卷果涩芥呈"双峰"型,峰值分别出现在8:00～10:00之间,后两者第二峰值分别出现在16:00和18:00.②根据Pn、胞间CO2浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)的变化方向,推测3种短命植物的光合"午休",东方旱麦草和卷果涩芥主要受非气孔因素限制,而四齿芥主要受气孔因素限制.③卷果涩芥和四齿芥两种十字花科草本日平均Pn、E 和WUE 均高于禾本科东方旱麦草,尤其卷果涩芥是一种高光合、高蒸腾、高水分利用率的物种.④相关分析结果表明,对Pn影响最显著的环境因子是光合有效辐射(PAR),对E影响最显著的因子3种植物各不相同.     

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。     

巨桉与5种木本植物幼树的耗水特性及水分利用效率的比较

巨桉因生长迅速且经济效益高,在我国南方被广泛用于营造短周期工业原料林,但其蒸腾耗水状况与其他常见或乡土树种存在怎样的差异,大面积种植是否会改变栽培区原有的水分平衡,是一个尚未明确的问题。利用LI-6400光合作用仪测定了巨桉与其他5种木本植物在不同光强、温度、湿度下的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE),用称重法测定了参试植物载叶量、生物量和耗水量,并对这些树种的蒸腾耗水特性进行了评价。结果表明:(1)相同环境条件下,巨桉的Tr最大,WUE最低,单位质量耗水量最多,单株蒸腾耗水量远高于其他树种,其明显较大的叶面积可能是重要原因之一,虽然其Pn仅次于杨树,生物量积累最大,因此为高光合、高蒸腾、低水分利用效率植物。(2)阔叶树种的Pn和Tr明显高于针叶树种,而WUE低于针叶树种。(3)环境因子(光照强度、温度和湿度)对植物Pn、Tr和WUE的影响较大,其中Pn主要受光照强度影响,Tr对湿度最为敏感,一般情况下WUE随湿度的增大而升高。在试验设置的温度范围(24—32℃)内,光合作用变化幅度不大。光照强度800μmol.m-.2s-1和温度28℃最有利于参试植物的光合作用。(4)巨桉等速生树种较强的光合作用使其生长迅速,固碳潜力大,但其高蒸腾和低水分利用效率的特点意味着在栽培区替代原有植被进行大规模造林时,可能会消耗更多的水资源而对生态环境造成一定的不利影响,因此在发展巨桉人工林时应选择水分条件好的区域(尤其是年降雨量充沛且季节间分配相对均匀的地区),并进行科学的经营管理。     

Growth and Leaf Gas Exchange Characteristics in Dalbergia sissoo Roxb. and D. latifolia Roxb. Under Water Deficit

Forty two-month-old plants of Dalbergia sissoo and D. latifolia were subjected for 56 d to water deficit induced by withholding water. Drought stress caused a significant reduction in plant height, stem diameter, net photosynthetic rate (P _N), transpiration rate (E), and stomatal conductance (g _s) in both species, but the reduction was greater in D. sissoo than in D. latifolia. Water use efficiency (P _N/E) was adversely affected due to water stress only in D. latifolia, and intrinsic water use efficiency (P _N/g _s) was increased in both species. There was a slight effect of water stress on variable to maximum fluorescence (F_v/F_m) (quantum yield of photosystem 2) in both species, but the species did not differ significantly in this attribute.     

岩黄连光合与蒸腾特性及其对光照强度和CO2浓度的响应

采用LI-6400便携式光合测定系统(Li-CorInc.,USA)对岩黄连叶片的气体交换进行了测定。结果表明(1)岩黄连叶片的光饱和点(LSP)为329.18μmol.m-2.s-1左右,光补偿点(LCP)为12.76μmol.m-2.s-1,最大净光合速率为2.96μmol.m-2.s-1,暗呼吸速率(Rd)为0.17μmol.m-2.s-1。光饱和点和光补偿点都比效低,表明岩黄连对光照的要求不高,属于阴生植物。(2)4月份,岩黄连Pn随CO2浓度升高而逐渐增大。当CO2浓度由50μmol.mol-1增加到600μmol.mol-1,Pn几乎呈直线上升,600~1000μmol.mol-1范围内逐渐缓和,到1000μmol.mol-1以后Pn变化平稳。由曲线估算CO2饱和点(CSP)大约在1000μmol.mol-1左右。CO2的补偿点为68.80μmol.mol-1。羧化效率为0.0308μmol.m-2.s-1。(3)岩黄连叶片水分利用率(WUE)随有效光辐射强度(PAR)的增强呈抛物线状变化,PAR在200μmol.m-2.s-1内呈直线上升,到200μmol.m-2.s-1时WUE达最大值,大于200μmol.m-2.s-1后WUE呈逐渐下降趋势。     

Effects of Reddening of Cotton (Gossypium hirsutum L.) Leaves on Functional Activity of Photosynthetic Apparatus

Strong inhibition of rates of CO₂ assimilation and transpiration, stomatal conductance, and water use efficiency as well as photosystem 2 (PS2) photochemical activity were related to the severity of reddening. The inhibition of photosynthesis in red cotton leaves was due to both decreased photochemical activity and stomatal limitation. Lowered photosynthetic capacity could be one of the main factors of reduced yield in reddening cotton.     

塔克拉玛干沙漠南缘防护林和自然群落中多枝柽柳的光合特征及水分利用效率

干旱区植物的生长和生存主要受水分限制,采用滴灌方式对防护林植物进行水分补给是维持人工生态屏障稳定性的重要手段.本研究通过测定塔克拉玛干沙漠南缘防护林和自然群落多枝柽柳的气体交换参数和稳定性碳同位素值,研究不同水分来源多枝柽柳的光合特征和水分利用效率.结果表明: 滴灌群落多枝柽柳受灌溉和土壤盐分的影响水势普遍较低;自然群落多枝柽柳清晨和正午水势较其他植物低,表明其遭受到严重的水分胁迫;滴灌群落多枝柽柳叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和最大光合速率(P_{n max})均明显低于自然群落多枝柽柳,表明滴灌群落多枝柽柳光合能力弱于自然群落多枝柽柳;灌溉造成的盐分胁迫导致滴灌群落多枝柽柳比自然群落拥有较高的长期水分利用效率.总之,现行的灌溉模式虽能提供防护林植物生长所需水分,但技术的缺陷和土壤盐分的积累可能会影响防护林体系的长期稳定性.