苎麻光合生理生态特性研究

以大田栽培的苎麻植株为材料,用TPS-2便携式光合作用测定系统测定自然条件下生长的苎麻叶片的光合气体交换参数,以及光响应曲线和CO2响应曲线,并通过回归和相关法分析探讨净光合速率与主要生理、生态因子间的关系.结果表明:(1)苎麻叶片的净光合速率(Pn)日变化曲线呈现双峰型,2个光合峰高度接近,其净光合速率具有典型的午休"现象;蒸腾速率(Tr)日变化曲线呈现单峰型,其走势与气孔导度(Gs)日变化一致.(2)苎麻叶片光合作用的光饱和点(LSP)为1 568.5μmol?m-2?s-1,光补偿点(LCP)为54.18μmol?m-2?s-1,表观量子效率(AQY)为0.025 8 mol?mol-1;而其CO2补偿点(CCP)、饱和点(CSP)和羧化效率(CE)分别为49.25、1 746.9μmol?mol-1和0.045;因此,苎麻属于喜光性阳生植物,且对强光有一定的耐受能力.(3)苎麻叶片Pn日变化的主要限制因子是胞间CO2浓度(Ci),主要决定生理因子是气孔导度(Gs).     

小青杨（populus pseud—simonii）生理生态特性的研究

在野外条件下,测定了小青杨树冠不同方向净光合速率和呼吸速率日进程呈双峰曲线形式,双峰出现在上午９时及下午１５时,低谷出现在１３时,即“午睡现象”,这与光照强度关系不大,而与环境因子有密切关系。     

冬小麦（Triticum aestivum）分蘖冗余生态学意义以及减少冗余对水分利用效率的影响

通过盆栽试验,以旱作冬小麦（Triticum aestivum）为材料,分别在拔节和抽穗期对分蘖进行人工干扰,来模拟不可预测的自然干扰,对冬小麦分蘖冗余的生态学意义以及减少这些冗余对水分利用效率影响进行研究。设置3个处理：从拔节期开始剪去所有小的分蘖,仅保留主茎和一个大的分蘖（A）;在拔节期剪去主茎和两个大的分蘖,保留所有小的分蘖（B）;在孕穗期剪去主茎和有效分蘖,保留无效分蘖（C）。没有被干扰的植物作为对照（CK）。通过花期测定叶片的叶绿素含量、叶绿素荧光参数、气孔导度和蒸腾速率等生理指标来评价植物的生理与生化活性。结果显示,在拔节期和抽穗期去除主茎和大蘖后,无效分蘖的生理活性被激活,开始执行有效分蘖的功能。到花期时,这些无效分蘖已经在生理活性上满足了补充和替代有效茎的要求。虽然株高和穗的整齐度、穗数和产量显著下降,但并没有防碍小麦的繁衍子代,因此,正是这些由早期“无效分蘖”补充而来的有效茎,避免了小麦绝种的风险。 而在拔节期去除无效分蘖后,对小麦产量没有显著影响,但提高了水分利用效率,和对照相比水分利用效率提高了10%。因此,可以认为小麦在分蘖上存在着对水分利用不利的生长冗余,减少这些冗余有望节约用水、提高作物的水分利用效率。     

不同发育时期冬小麦旗叶的荧光特性研究

首次对4种不同品种冬小麦（Triticum aestivumL.)的旗叶的诱导荧光动力学参数和最大净光合速率（Psat)进行了不同时期的比较,随着小麦从所花期到乳熟期的生长,旗叶的光系统II最大光量子效率（Fv/Fm)变化不大,在乳熟期略有下降,光化学淬灭（qP),光系统II量子产率（φPSII与）和Psat有较大的降低（＞15％）,非光化光学淬灭（qN)均有明显的增大（＞100％）,旗叶的φPSII与Psat的存线性关系（r=0.918),说明了在不同小麦品种中生长的衰老使得旗叶光合作用从能量转化到二氧化碳同化速率都降低。     

独叶草的光合生理生态特性

应用CI-301PS便携式光合测定仪对独叶草(Kingdonia uniflora)营养叶的光合生理生态特征进行了研究.结果表明:独叶草的净光合速率(Pn)日变化曲线呈双峰型,峰值出现在13:30和16:30左右,具有明显的光合"午休"现象;其叶片的蒸腾速率(Tr),水分利用率(WUE)的变化也呈双峰型.自然条件下,独叶草叶片净光合速率与光合有效辐射(PAR)、蒸腾速率、气孔导度(Gs)之间都具有多项式回归关系,R2分别为0.2082、0.2016和0.0582(n=129,P＜0.05),但独叶草叶片净光合速率与空气温度(Ta)相关性不显著(P＞0.05).独叶草叶片的光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)分别为14.93和215.76 μmol·m-2·s-1,只能适应较窄的光照环境.     

土壤水分状况对长白山阔叶红松林主要树种叶片生理生态特性的影响

现在水资源缺乏已成为全球性问题 ,对植物产生极大的影响 ,水分亏缺影响植物的整个生长过程 ,不论是外部形态还是内部结构以及各种代谢过程均受到影响。一般认为 ,植物的不同程度水分亏缺都对其生长不利 ,但也有的研究表明 ,适度的水分亏缺能促进植物的生长[13 ,15] ,这主要是由于不同植物在不同程度水分亏缺条件下碳同化与水分利用机制间存在差异的结果[6,7,14 ] 。本研究以温带典型森林类型阔叶红松林主要树种为研究对象 ,通过观察不同树种光合能力、水分利用率等生理生态特性对不同土壤水分条件响应程度和耐干旱程度 ,为进一步分析未来气…     

黄淮海平原冬小麦-春玉米-夏玉米复合种植模式生理生态效应研究

研究结果表明,与冬小麦－夏玉米平作和春玉米单作相比,冬小麦－春玉米－夏玉米复合种植模式各作物生残生长时期均处于高空间生态位,田间光、温、气等生态条件得以改善,改平面受光为立体受光,作物群体内相对光强明显提高,而且各作物行间地温升高种植带内风速加大,均有利于提高籽粒灌浆的强度和速度。同时,在籽粒灌浆过程中,各作物功能叶片内叶绿素含量和光合速率均比冬小麦夏玉米一年两熟平作或玉米单作有所提高,这是冬小麦－春玉米复合种植模式主要增产原因之一。     

温室油桃光合作用与生理生态因子的关系

以日光温室栽培4年生油桃品种'艳光'为试材,采用LI-6400光合仪测定了成熟期的叶片净光合速率(Pn)以及气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、光合有效辐射(PAR)、叶片温度(Tl)和CO2浓度(Ca)等生理生态因子的日变化,并运用数理统计方法分析了Pn与各因子的关系,为温室油桃合理栽培选择提供理论依据.结果表明:'艳光'油桃成熟期叶片的Pn日变化为"双峰"曲线,最高峰出现在12:00左右,次高峰出现在16:00左右,存在"午休"现象,非气孔因素是导致"午休"现象的主要原因;Pn与Gs、Tr和Ca均存在显著的二次曲线关系,与PAR有显著双曲线关系,与Tl有显著"S"型曲线关系;温室油桃光合作用的最适温度为25℃,光饱和点和光补偿点分别为860和26 μmol·m-2·s-1;二氧化碳饱和点和补偿点分别为1 340和54 μmol/mol.因此,在本实验条件下,温室油桃果实成熟期应当保证充足水分供应,并在正午前后适当采取降温措施,尽量减轻叶片气孔导度和蒸腾速率下降及光合'午休'现象发生程度,保证正午光合作用的正常进行,提高油桃的光能利用率.     

羌活光合作用日变化及其与生理生态因子的关系

以大田引种栽培的羌活植株为材料,用Li-6400便携式光合作用测定系统原位测定自然条件下生长的羌活孕蕾期叶片的光合速率光响应、净光合速率及生理生态因子日变化,并通过相关分析、通径分析和逐步回归分析探讨净光合速率与生理生态因子的关系.结果表明:(1)羌活净光合速率(P_n)、 蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)日变化均呈双峰曲线,其净光合速率具有典型的"午休"现象,并主要由非气孔限制因素造成;(2)影响羌活叶片Pn日变化的主要决定生理因子是G_s,主要限制因子是胞间CO_2浓度(C_i);主要决定生态因子是空气相对湿度(RH),限制因子是气温(T_a); G_s是影响净光合速率最重要的生理生态因子.研究发现,羌活有较强的适应弱光环境的能力,属于阳性耐荫植物,宜选择海拔和荫蔽度均较高的环境进行引种驯化栽培,以利于其生长和存活.     

灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响

于2009—2011年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W0)、灌拔节水(W1)、灌拔节水+开花水(W2)、灌拔节水+开花水+灌浆水(W3)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm),研究不同灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性和产量的影响.结果表明:随冬小麦灌水量的增加,3种种植方式下小麦花后旗叶叶面积和光合速率均增加,光系统Ⅱ最大光化学效率和实际光化学效率也增加;与W0处理相比,各灌水处理提高了小麦籽粒产量,但水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式小麦花后旗叶光合速率、光系统Ⅱ最大光能转化效率和实际光化学效率均较高,且W2处理籽粒产量显著高于其他处理.统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,沟播结合灌拔节水+开花水是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.     

冬小麦旗叶旱促衰老过程中氧化伤害与抗氧化系统的尖

研究了土壤缓慢干旱胁迫下抗旱性不同的２个冬小麦品种旗叶老过程中氧化丰以及酶促与硕果发现,在抗旱性强的品种中,冬泪科叶片旱个衰老与膜脂过氧化程度之间并无直接的联系。超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性在不同抗旱性品种中均呈现持志下降的趋势,但在生强的品种中下降幅度较小,过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性在胁迫初期基本不变,至中后期明显下降,且在抗旱性弱的品种中下降幅度较大,抗坏血酸过氧化物酶（ＡＰ）和谷胱甘肽还原酶（     

灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性及产量的影响

于2009—2011年通过田间试验,以高产中筋冬小麦品种济麦22为材料,设等行距平作、宽窄行平作、沟播3种种植方式,每种种植方式下设不灌水(W₀)、灌拔节水(W₁)、灌拔节水+开花水(W₂)、灌拔节水+开花水+灌浆水(W₃)4种灌溉处理(每次灌水量为60 mm),研究不同灌溉和种植方式对冬小麦生育后期旗叶光合特性和产量的影响.结果表明: 随冬小麦灌水量的增加,3种种植方式下小麦花后旗叶叶面积和光合速率均增加,光系统Ⅱ最大光化学效率和实际光化学效率也增加;与W₀处理相比,各灌水处理提高了小麦籽粒产量,但水分利用效率(WUE)降低.同一灌溉条件下,与其他两种种植方式相比,沟播方式小麦花后旗叶光合速率、光系统Ⅱ最大光能转化效率和实际光化学效率均较高,且W₂处理籽粒产量显著高于其他处理.统筹考虑冬小麦的籽粒产量和WUE,沟播结合灌拔节水+开花水是华北平原冬麦区较适宜的节水种植方式.     

太阳辐射减弱对冬小麦旗叶光合速率的影响

以冬小麦扬麦13号为供试材料,设计了15%(T₁₅)、20%(T₂₀)、40%(T₄₀)、60%(T₆₀)和100%（CK）自然光5个处理,在大田条件下研究了模拟太阳辐射减弱对
冬小麦旗叶光合速率日变化及其影响因素的影响.结果表明：太阳辐射减弱显著提高了冬小麦叶绿素和叶黄素含量,降低了光合速率（P_n）.不同辐射减弱条件下冬小麦P_n日变化差异较大,日最高值表现为CK＞60%自然光＞40%自然光＞20%自然光＞15%自然光,其中CK呈双峰曲线变化,有明显的“午休”现象,其他各处理均呈单峰型曲线变化,“午休”现象不明显,但峰值出现时间滞后.相关分析表明,太阳辐射减弱是影响P_n日变化的主导因子,但其他因子也显著影响P_n.与CK相比,60%和40%自然光处理中光合有效辐射（PAR）、叶温（T_l）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）与P_n均呈显著正相关,表明上述因子对P_n有正效应;冬小麦叶片胞间二氧化碳浓度（C_i）和气孔导度限制值（L_s）在60%和40%自然光处理中与P_n呈显著负相关,但在20%和15%自然光处理中与P_n呈显著正相关,说明太阳辐射强度高于40%自然光时C_i和L_s对P_n有负效应,太阳辐射强度低于40%自然光时则为正效应.     

干旱胁迫下冬小麦(Triticum aestivum)高光谱特征和生理生态响应

2006年于冬小麦(Triticum aestivum)孕穗期、开花期和灌浆期,采用ASD Fieldspec HH光谱仪测定了不同水分胁迫下冬小麦高光谱反射率、红边参数和对应的冬小麦生理生态参数叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素a b(Chla b),叶片水分含量(LWC),叶面积指数(LAI).结果表明,冬小麦生理生态参数随生长发育呈现先上升后下降趋势,Chla、Chlb和Chla b开花期达最大值;LWC和LAI孕穗期达最大值.随干旱胁迫程度增加,Chla、Chlb和Chla b、LWC和LAI减少.不同水分处理下冬小麦高光谱反射率具有绿色植物特征.用红边一阶微分光谱特征参数分析,冬小麦孕穗期和开花期红边(λred)位于728～730nm,灌浆期红边(λred)移到734nm.Chla、Chlb和Chla b与Dλ730:Dλ702、Dλ730:Dλ718,LWC与Dλred、Dλ718以及LAI与Dλ718、Dλred、Sred均呈正相关,相关系数大于0.5(p<0.05).经回归分析,Chl与Dλ730:Dλ702、LWC与Dλred呈线性关系(R2=0.87),LAI与Sred呈二次关系(R2=0.68).因此,用冬小麦高光谱特征及红边参数能判断冬小麦生育后期长势和农田水分胁迫程度.     

不同水分处理对耐旱性不同小麦品种旗叶衰老的影响

在防雨池栽条件下,研究了不同土壤水分处理对不同耐旱性小麦品种旗叶衰老的影响。结果表明,开花后小麦旗叶叶绿素含量、iPAs含量和光合速率均随土壤水分含量降低而降低,而MDA和ABA含量升高,旗叶衰老进程加快,产量降低。旱地品种菜农8834比水浇地品种鲁麦7号上述指标随土壤水分含量降低而下降或升高的幅度小,这是旱地小麦品种莱农8834在水分亏缺条件下产量较高的内在生理基础。     

三种栽培模式下不同基因型冬小麦旗叶衰老代谢比较

为了探索冬小麦在不同栽培模式下功能叶片衰老代谢的生理机制,以cp02(213)、cp99(1)和陕农512为材料,比较研究了常规栽培、覆草栽培、地膜覆盖3种栽培模式下小麦旗叶衰老代谢特性.结果表明,覆草栽培叶面积、旗叶功能期、叶绿素含量、叶片保护酶活性(SOD、POD、CAT)显著高于常规栽培,膜脂过氧化程度较低,叶片衰老速度缓慢,代谢强度旺盛,有利于籽粒灌浆和光合产物的积累.灌浆前期,地膜覆盖叶面积、旗叶功能期、叶绿素含量、叶片保护性酶活性(SOD、POD、CAT)显著高于常规栽培,膜脂过氧化程度低于常规栽培;灌浆后期,叶绿素含量急剧下降,叶片衰老速度加快,膜脂过氧化程度加剧.参试品种(系)中陕农512叶片衰老速度缓慢,保绿性好.     

灌水对小麦旗叶光合功能衰退的影响

利用田间小区试验研究了不同灌水对冬小麦旗叶光合功能衰退的影响。研究表明：小麦旗叶光合衰退初期引起光合下降的原因主要是气孔限制,后期则为非气孔限制。灌水可提高旗叶光合速率,并使由气孔限制非气孔转变的时间推后,同时,还可增加叶绿素含量,增强根活力,使小麦旗叶光合功能持续期延长,过量灌水改善旗叶光合速衰的效果主要表现在后期,对产量提高的意义并不大。     

FACE条件下大气O3浓度增高对小麦花后剑叶显微结构的影响

2008-2009年,应用FACE研究平台,采用烟农19、扬麦16、嘉兴002和扬辐麦2号4个小麦品种,以O3自然浓度为对照,研究了大气O3浓度增高50％对不同基因型小麦剑叶显微结构、叶绿素含量和粒重的影响.结果表明:在开花期,大气O3浓度增高对小麦产生轻微伤害,剑叶的叶肉细胞和叶绿体结构开始遭到破坏,基粒片层断裂并且开始松散;花后21 d,与对照的叶片微结构差异显著增大,剑叶内膜系统基本解体,叶绿体基本解散,基粒片层消失,加速了剑叶的衰老进程,剑叶的叶绿素含量、净光合速率和成熟期粒重均低于对照.小麦剑叶微结构和光合功能对大气O3浓度增高的响应存在明显的基因型差异,嘉兴002对O3胁迫的耐受性较好,而扬辐麦2号对O3胁迫的反应较敏感.     

FACE条件下大气O3浓度增高对小麦剑叶光合色素含量的影响

应用FACE研究平台,采用烟农19、扬麦16、嘉兴002、扬麦15和扬辐麦2号等5个小麦品种,以O3自然浓度为对照,研究了大气O3浓度增高50％对不同小麦品种剑叶光合色素含量的影响.结果表明:开放式大气O3浓度增高条件下,小麦剑叶叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素总量Chl(a+b)和类胡萝卜素含量在孕穗期和开花期与对照差异不显著,而花后各时期均不同程度的降低,其中,Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量下降达显著水平,说明大气O3浓度增高对叶绿素合成影响较小,但加速了其衰降过程.不同品种小麦剑叶光合色素含量对大气O3浓度增高的反应存在基因型差异,扬麦15和嘉兴002对大气O3浓度增高的敏感性弱于扬麦16、扬辐麦2号和烟农19.在籽粒灌浆盛期(花后21 d左右),剑叶Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量与千粒重呈显著正相关.     

渭河平原农田冬小麦土壤呼吸及其影响因素

基于对半湿润易旱区的渭河平原农田2013—2014年冬小麦生长期土壤呼吸(SR)及环境因子和生物因子的观测,研究了冬小麦土壤呼吸日变化、季节变化特征,综合分析了温度(T)、土壤含水量(W)、总初级生产力(GPP)和叶面积指数(LAI)对土壤呼吸的影响.结果表明: 冬小麦土壤呼吸日变化呈单峰型,呼吸速率变化范围为1.5～6.94 μmol CO₂·m^-2·s^-1,最大值出现在12:00—14:00;温度是影响土壤呼吸日变化的驱动因子,其中地表温度(T_s)能解释土壤呼吸时间变异的80.9%;土壤呼吸速率与温度的昼夜变化对应关系呈顺时针近椭圆曲线.冬小麦土壤呼吸速率从出苗后到冬季呈下降趋势,在冬季时保持较低水平,进入返青期后迅速增加,在抽穗期和灌浆期达到最大,成熟期后有所下降,变化范围为0.65～4.85 μmol CO₂·m^-2·s^-1;土壤呼吸季节变化与温度、土壤含水量、GPP、LAI均呈显著(P<0.01)正相关关系;土壤温度和水分是影响土壤呼吸季节变化的关键因素,使用复合模型SR=e^{(a+bT_{5 cm}}+cW10 cm+dW_{10 cm²}),可以解释土壤呼吸时间变异的82.6%,比单因子模型(不超过65.7%)的解释能力显著提高.经模型计算,该区域2013—2014年冬小麦生长期平均土壤呼吸速率为1.67 μmol CO₂·m^-2·s^-1.