沙冬青几种光合特性的季节性变化的研究(英)

研究了沙冬青（Ammopiptanthusmongolicus（Maxim．）Chegf．）几种光合特性的季节性变化。在气温升高时,沙冬青净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和气孔限制值（Ls）均呈现下降趋势,而胞间CO2浓度（Ci）却呈上升趋势。根据Farquhar和Sharkey提出的关于区分气孔限制的两个标准,结果表明Pn的下降可能是非气孔限制因素导致。研究还证明,Rubisco大亚基的相对含量以及光化学活性与Pn的季节性变化相关,表明CO2同化的季节性变化主要取决于上述两种因素的变化。     

6种热带雨林木本植物幼苗光合诱导的研究

 在晴天上午适宜条件下,测定了生长在模拟林下光环境中的6种热带雨林木本植物幼苗的光合特性和光合诱导特征。6种植物分别为先锋树种大穗野桐(Mallotus macrostachys),冠层树种绒毛番龙眼(Pometia tomentosa)、玉蕊(Barringtonia pendala)、望天树(Shorea chinensis)、滇南插柚紫(Linociera insignis)和林下灌木睫毛粗叶木(Lasianthus hookeri)。研究结果表明：暗处理3 h的叶片经连续饱和强光照射后,6种植物的净光合速率呈s形到双曲线形。6种植物达到90%最大净光合速率的时间为4.4～12.5 min,这与所报道的其它热带雨林中一些阴生植物的诱导速率相近。大穗野桐和睫毛粗叶木的诱导速率最快,达到50%和90%最大净光合速率的时间为其它4种冠层植物幼苗的1/2至1/3。诱导过程中,最大气孔导度对强光的响应明显滞后于净光合速率。充分诱导的叶片在黑暗中20 min后,6种植物的诱导状态都较高。其中,大穗野桐的诱导状态消失相对较快,这可能与其气孔导度和羧化能力的快速降低有关。玉蕊诱导状态的消失主要与生化限制有关,因为此时它的气孔导度仍维持相对较高的值。而睫毛粗叶木较高的气孔导度和羧化能力的维持导致了很高的诱导状态。林下植物这种对强光的快速反应和黑暗中高的维持状态对有效利用光斑具有重要的意义,这与其一生中在林下生长和更新的特点是一致的。     

The Electrical Analogy Analysis and Simulation Testing of the Relationship Between Net Photosynthetic Rate and Stomatal Conductance

The hypothesis about the linear relationship between net photosynthetic rate and stomatal conductance, which had formed the basis of the empirical model proposed by Ball et al, was analyzed by analogy with electrical resistance and simulation testing. The results showed that the relationship between stomatal conductance and net photosynthetic rate was non-linear, but approaches a linear one when there was a large the boundary layer conductance of leaf. In addition, the way in which the ratio of CO2 concentrations in and out of the stomata changes with light and the influence of boundary layer conductance on the ratio had also been simulated.     

净光合速率与气孔导度相互关系的电学类比分析和模拟研究

对Ｂａｌｌ等的气孔模型所依据的实验事实之一（净光合速率与气孔导度呈线性关系）作了只考虑各阻力与总通量之间关系的电学类比分析和模拟检验。从电学类比分析得到的关系式可以看出,净光合速率与气孔导度的关系是非线性的,只有当叶片的边界层导度比较大时,两者的关系才接近线性。模拟得到的结论也是一样的。另外还模拟了气孔内外ＣＯ２ 浓度之比随光强的变化以及边界层导度的影响,模拟结果可以解释已有的实验结果     

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 .     

干旱胁迫下杨树无性系苗期光合与气孔形态变异研究

为了解不同干旱胁迫处理下,杨树叶片光合特性和气孔形态的变化规律,本研究以4个杨树无性系为材料,对其干旱胁迫下光合指标与气孔形态指标进行测定分析,方差分析结果表明：除气孔器长在处理间差异不显著外,其他性状在无性系间、处理间和无性系与处理交互作用间均达极显著差异水平。随着土壤相对含水量的逐渐降低,无性系净光合速率、蒸腾速率和气孔导度都呈现出不同程度的下降;而胞间二氧化碳浓度呈现为先降后升趋势,表明当土壤相对含水量大于40%时,光合作用的主要限制因子是气孔因素,当土壤相对含水量低于40%时,光合作用的主要限制因子转换为非气孔因素。气孔形态研究结果表明,各指标均随土壤相对含水量的持续降低呈现出持续下降趋势。利用隶属函数法对不同干旱胁迫下4个杨树无性系的抗旱性进行综合评价,结果表明：白城小青黑杨的抗旱性优于其他三个无性系。     

不同供钾水平对小麦旗叶光合速率日变化的影响

在田间栽培条件下,研究了不同供钾水平对小麦(Triticum aestivum)‘安农8903’旗叶光合速率日变化的影响。结果表明：从扬花期到灌浆中期（5月1～20日）,植株及叶片中钾含量随不同供钾水平的提高而增大,尤以施K 82.5 kg·hm-2的增幅较大（2.7倍）。在小麦籽粒的灌浆进程中,植株的含钾量不断增加,但叶片中的含钾量却呈下降趋势。扬花期到灌浆中期的小麦旗叶由于高光强、高温和较低的相对湿度,其气孔导度和净光合速率日变化均呈双峰曲线。两者皆在10∶00左右和15∶00左右各有一个峰值,前一峰值高于后一峰值,两峰之间的低谷在14∶00左右。胞间CO2浓度日变化则呈相反趋势,两个低谷出现于12∶00和15∶00,但灌浆中期时日变化曲线中只有一个低谷。土壤增施钾肥可增大小麦旗叶的气孔导度和净光合速率,减轻10%～37%由光合午休造成的CO2同化量损失,提高小麦产量。但施钾量与胞间CO2浓度之间相关性不显著。4种不同的钾素水平处理中以施用K2O 165 kg·hm-2的效果最佳。     

Stomatal limitation of photosynthesis as affected by water stress and CO2 concentration

A water stress effect on photosynthesis and transpiration of wheat seedlings at 50-500 µmol(CO2) mol-1 was measured in an open gas exchange system. The limitation of photosynthesis by stomatal conductance was quantified by a stomatal control coefficient of the net photosynthetic rate. The stomatal control coefficient increased linearly as the water potential of root media decreased to -1 MPa, and it decreased with increasing CO2 concentration.     

Differences in stomatal and photosynthetic characteristics of five diploidy wheat species

Five diploidy wheat species were chosen as research materials to determine the differences in stomatal and photosynthetic characteristics. The results of the study showed that species with S genomes (Ae. Sect. Sitopsis) had the largest values in stomatal length, girth and area, and the lowest values in stomatal width, density and index. On the contrary, the species with D genomes (Ae. Tauschii) had the highest values in stomatal width, density and index, and the lowest values in stomatal length, girth and area. The net photosynthetic rate (Pn) and stomatal conductance (Gs) were higher in species with D genomes (Ae. Tauschii) and lower in species with S genomes (Ae. Sect. Sitopsis), respectively. The net photosynthetic rate showed significant correlation with stomatal conductivity, and the changes in intercellular CO₂ content showed the opposite trend to the changes in stomatal limitation, indicating that the stomatal conductivity is the main factor limiting the photosynthetic rate. T. urartu with higher net photosynthetic ability showed higher values in stomatal conductivity and stomatal limitation, and lower values in intercellular CO₂ content. However, T. boeoticum showed the opposite trend. T. urartu had higher values of chlorophyll content in flag leaf area, while T. boeoticum had lower values, indicating that there might be higher chlorophyll content.     

二倍体小麦种间气孔与光合特征差异

选取5个二倍体小麦种为实验材料,利用数码图像显微镜处理系统、气体交换参数测定系统和叶绿素荧光动力学参数测定系统,研究了二倍体小麦种间气孔特征与光合特性的差异.结果表明,二倍体小麦种间气孔和光合特征存在较大的差异:其中S基因型(Ae.Sect.Sitopsis)的气孔长度、周长和面积最大,而其宽度、密度和气孔指数却是最小的;D基因型(Ae.Tauschii)的气孔宽度、密度和气孔指数最大,而其长度、周长和面积却是最小的;D基因型(Ae.Tauschii)的净光合速率最大,而S基因型(Ae.Sect.Sitopsis)的净光合速率最小.气孔周长与气孔面积呈显著正相关关系,而气孔密度与气孔面积呈显著负相关关系.二倍体小麦的净光合速率与气孔导度呈显著正相关关系,同时气孔限制值的变化趋势与细胞间隙CO2浓度的变化趋势相反,说明二倍体小麦的光合能力主要受气孔限制.在几个种中,乌拉尔图小麦(T.urartu)具有较高的净光合速率和气孔导度,同时细胞间隙CO2浓度最低,气孔限制值最大,在光合能力和耐光抑制方面有较明显的优势;而野生一粒小麦(T.boeoticum)则在光合能力和耐光抑制方面不存在优势.同时,乌拉尔图小麦(T.urartu)的叶绿素含量最高,而野生一粒小麦(T.boeoticum)最低,叶绿素含量可能也是造成二倍体种间光合能力差异的原因之一.     

沈阳城区五种乔木树种的光合特性

采用LI-6400红外气体分析仪和多元逐步回归统计分析方法,研究了沈阳城市森林中主要乔木树种—银中杨、旱柳、白榆、刺槐和山桃不同季节光合速率的日变化与季节变化.结果表明:各树种的光合速率日变化曲线多为单峰型;季节变化趋势均为夏季>秋季>春季;影响光合速率的主要因子是光合有效辐射、气孔导度和胞间CO2浓度.并建立了净光合速率与环境因子关系模型.     

北方粳稻光合速率、气孔导度对光强和CO2浓度的响应

 以东北地区主栽的粳稻（Oryza sativa var. japonica）品种为对象,用美国LI-cor公司生产的Li 6400光合作用测定仪控制光强、CO2浓度和温度等环境条件,阐述了光合作用和气孔导度对光和CO2浓度的响应特征及其耦合关系。结果表明,光合速率随光强或CO2浓度的提高而增大,均遵循米氏响应;在不同CO2浓度下,表观量子效率随CO2浓度的提高而增大,但CO2浓度达到800 μmol•mol－1以上时,表观量子效率有所减小;在不同光强下,表观羧化效率也随光的增强而增大,但光强达到1 600 μmol•m-2•s-1以上时,表观羧化效率也有所减小;在光强和CO2浓度协同作用下,光合速率的响应遵循双底物的米氏方程,在光强和CO2浓度均趋于饱和时,北方粳稻（品种：辽粳294）剑叶的潜在最大光合速率为71.737 8 μmol•m-2•s-1,表观量子效率为0.056 0 μmolCO2•μmol-1 photons,表观羧化效率为0.103 1 μmol•m-2•s-1/μmol•mol－1。气孔导度也随光的增强而增大,对光强的响应规律也可以用Michaelis-Menten曲线模拟,而叶面CO2浓度的提高会使气孔导度减小,气孔导度（Gs）对叶面CO2浓度（Cs）的响应可以用Gs=Gmax,c/(1+Cs/Cs0)的双曲线方程模拟。在光强(PFD)和CO2浓度协同作用下,气孔导度可以用式Gs=Gmax(PFD/PFDc)/［(1+PFD/PFDc)(1+Cs/Cs0)］+Gct估算,当CO2浓度趋于0而光强趋于饱和时,北方粳稻的潜在最大气孔导度（Gmax）为0.670 9 mol•m-2•s-1。在光强和CO2浓度协同作用下,Ball-Berry模型及其修正形式依然能很好地表达气孔导度-光合速率的耦合关系,并且用叶面饱和水汽压差（Ds）修正耦合关系中的相对湿度可以提高模拟精度。     

黄土高原森林草原区6种植物光合特性研究

 对黄土高原森林草原区6种不同植物的生理生态学特性进行了一个生长季的野外观测。测定了2002年生长季早、中、晚期植物叶片的光合、蒸腾速率及相应的微气象因子和土壤水分的含量。在此基础上,采用机理性生理生态学模型对黄土高原森林草原区6种植物净光合速率和气孔导度与环境因子的关系进行了分析,净光合速率模型和气孔导度模型分别能够解释57%～79% 和40%～59% 生长季中净光合速率和气孔导度的日变化。在此基础上根据拟合得到的参数计算了典型7月份天气的净光合速率的日变化。模拟的结果表明：沙棘(Hippophae rhamnoides L. subsp. sinensis Rousi)的生物化学光合能力最强,茵陈蒿（Artemisia capillaris）的光呼吸速率最低,这两种植物的净光合速率高于其它植物种。刺槐（Robinia pseudoacacia）、铁杆蒿 (Artemisia gmelinii)、茵陈蒿和沙棘在午后出现的净光合速率下降主要是由气孔导度减小引起的,而苹果 (Malus pumila) 和柠条 (Caragana korshinskii)午后净光合速率的降低与叶肉细胞酶的活性降低有关。这些结论为未来的实验室测定提供了野外观测佐证。     

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。     

坡地和沼泽地野牡丹(Melastoma candidum)叶片的解剖特征与气孔气体交换特性

对在坡地和沼泽地生长的野牡丹叶的解剖特征与气孔气体交换特性的研究表明：两者在形态结构方面存在着一定的差异,坡地野牡丹叶较窄,上表皮细胞小而排列紧密,气孔密度较大,上表皮厚,沼泽地野牡丹整个叶片和海绵组织比较厚,最大导管直径和栅栏细胞长度／宽度比值大,但栅栏组织厚／海绵组织厚比值较小。坡地野牡丹与沼泽地野牡丹的叶绿素a、叶绿素b的含量和类胡萝卜素的含量以及叶绿素a,b比值的差异都很小。沼泽地野牡丹净光合速率、蒸腾速率及气孔导度较高,常用的水分利用效率(Pn／Tr)接近,沼泽地野牡丹的内在水分利用效率(Pn／Gs)略高于坡地,但差异不显著。综合分析其生境条件,土壤与野牡丹叶片解剖结构和生理生态特性相关性密切。但实验结果不足以确定两种生境下生长的野牡丹为不同的生态型。     

Seasonal changes in photosynthetic characteristics of Anemone raddeana,a spring-active geophyte,in the temperate region of Japan

Summary Seasonal changes in the photosynthetic characteristics of intact involucral leaves of Anemone raddeana were investigated under laboratory conditions. Net photosynthesis and constant water vapor pressure deficit showed almost the same seasonal trend. They increased rapidly from mid-April immediately after unfolding of the leaves and reached the maximum in late-April, before the maximum expansion of the leaves. They retained the maximum values until early-May and then decreased toward late-May with a progress of leaf senescence. The calculated values of intercellular CO₂ concentration and relative stomatal limitation of photosynthesis showed no significant change throughout the season. The carboxylation efficiency as assessed by the initial slope of Ci-photosynthesis curve and the net photosynthesis under a high Ci regime varied seasonally in parallel with the change of the light-saturated photosynthesis. The results indicate that the seasonal changes in light-saturated net photosynthesis are not due to a change of stomatal conductance, but to a change in the photosynthetic capacity of mesophyll. Nevertheless, leaf conductance changed concomitantly with photosynthetic capacity, indicating that the seasonal change in stomatal conductance is modulated by the mesophyll photosynthetic capacity such that the intercellular CO₂ concentrations is maintained constant. The shape of light-photosynthesis curve was similar to that of sun-leaf type. The quantum yield also changed simultaneously with the photosynthetic capacity throughout the season.Contribution No. 2965 from the Institute of Low Temperature Science     

增强UV-B辐射和NaCl复合胁迫下绿豆光合作用的气孔和非气孔限制

研究了0.35 W/m2的UV-B辐射、0.4%NACl及其复合胁迫下绿豆(Phaseolus radiatus L.)幼苗光合作用的气孔和非气孔限制.发现各胁迫处理下,幼苗净光合速率、气孔导度、光合能力、羧化效率和Rubisco含量均明显降低;细胞间隙CO2浓度在各胁迫处理前期低于对照,后期高于对照;气孔限制值除复合处理第5天外,其余均高于对照;复合处理下上述指标的变化程度均大于两胁迫因子单独处理.表明各胁迫下光合速率的降低既有气孔因素也有非气孔因素,但前期以气孔限制为主,后期以非气孔限制为主;Rubisco含量的降低是各胁迫下光合速率降低的非气孔因素.     

香紫苏开花期蒸腾和光合作用日变化特征及其影响因子研究

对开花期香紫苏功能叶片的蒸腾作用、光合作用日变化规律以及二者与环境因子之间的相互作用进行了研究.结果表明:处于花期的香紫苏蒸腾速率和气孔导度的日变化总体趋势是先升高后降低;不同花期净光合速率的日变化之间则存在明显的差别,初花期的净光合速率明显高于盛花期和终花期;湿度和光合有效辐射是影响香紫苏蒸腾作用的最主要因素,而光合有效辐射和CO2浓度变化则对香紫苏的净光合速率影响最大.     

砂仁光合作用的CO2扩散限制与气孔限制分析

目前常用从气体交换参数计算的胞间CO₂浓度(C_i)来计算气孔限制值(L_s),但由于胁迫情况下计算的C_i偏高常导致结果不准确。该文引入扩散限制分析概念,以砂仁为例介绍了一种不需 C_i的计算扩散限制值(L_d)的新方法。同时通过叶绿素荧光参数间接估算受干旱胁迫植株的C_i(用C_i'表示)计算气孔限制值(L_s')。采用这3种方法分析了生长在100%和40%土壤相对湿度(RSM)下的砂仁(Amomum villosum)净光合速率的限制因素。结果表明两种水分状况下砂仁午后净光合速率的限制因素不同。100%RSM下,午后砂仁L_s没有升高,说明光合作用气孔限制并未增强;午后其L_d升高表明光合作用的CO₂扩散限制增强,这主要是由叶肉阻力相对增大所致。40%RSM下,午后砂仁L_s'升高比L_d升高明显,说明气孔阻力在所有扩散阻力中占主导作用,是限制净光合速率的主要原因;而其 L_s午后并未升高,暗示传统的气孔限制分析会得出非气孔限制的错误结论。C_i'低于C_i,说明干旱胁迫时传统的气体交换方法高估了C_i。上述结果都证明水分胁迫情况下传统方法不可靠,该文介绍的两种新方法比较准确可靠,同时使用两种新方法还可定性推测叶肉阻力的变化方向。     

两种生态型榕树的叶绿素含量、荧光特性和叶片气体交换日变化的比较研究

比较盆栽 生榕树和两栖型树的形态差异、叶片叶绿素含量、叶绿素荧光特性和气体交换的日变化。两栖型榕树具有较发达的气生根和水生不定根,叶片比陆生榕树宽,并有向中生性 倾向,陆生榕树的叶绿素含量比两栖榕树高,净光合速率略高于水培两栖型榕树,但明显高于土培两栖型榕树,蒸腾速率以水培两栖型树最高,陆生榕树次之,土培两栖型榕树最低,线性回归分析表明,三者的叶片气孔导度与净光合速率变化均呈正相关,气孔导度的变化