首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 203 毫秒
1.
植物通过提高光能利用能力和光保护途径以响应环境光强的增加, 但不同植物对环境光强增加的生理响应存在差异, 从而导致植物对光环境的适应性不一致。为探讨植物对光环境变化的生理响应及其适应机制, 该文以遮阴条件下培养1年的2种杜鹃属(Rhododendron)植物比利时杜鹃(R. hybrida)和杜鹃(R. simsii)为材料, 对其由遮阴后转入全光照下培养5天时的叶片叶绿素荧光参数及其快速光曲线变化进行了比较研究, 以期从叶片吸收光能分配和光保护机制的角度探讨这2种植物对光环境变化的适应机制。结果表明: 全光照降低了喜阴植物比利时杜鹃叶片的光化学反应和热耗散能力, 且其吸收光能分配于光化学反应和调节性能量耗散部分的比例减少, 导致光系统II反应中心过量激发能积累, 造成了叶片光抑制甚至光破坏。杜鹃作为耐阴喜光植物对光环境变化具有较强的适应性, 具有较高的光化学反应、热耗散和环式电子传递能力等内在生理特性; 在遮阴和全光照两种光环境下均能维持较高的吸收光能在光化学反应和调节性能量耗散部分的分配比例, 从而保护了光合机构的正常运行, 是其全光照强光未造成叶片光抑制的原因。  相似文献   

2.
本文分析了脉冲发光二极管(LED)光源的研究进展,制作了不同波长的脉冲LED光源面板;测量了灯面板下方25 cm处光合光子通量密度(PPFD)随光源波长、频率和占空比的变化;在固定光源工作周期条件下,研究了光合速率随频率的变化,发现在不同波长下,植物光合速率具有最佳频率;在固定光源频率条件下,研究了光合速率随占空比的变化,发现在不同的占空比下,植物的光合速率有其最佳的占空周期;由于在固定频率或固定占空比条件下,其PPFD不能随着占空比和频率的变化而保持恒定,因此提出了光碳能力的概念(光碳能力=光合速率·PPFD-1=Pn·PPFD-1,其中Pn为光合速率,其生物学意义是一个光子能量转换多少二氧化碳分子进行光合作用);在固定光源占空比条件下,研究了光碳能力随频率的变化。每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的光合速率;每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的PPFD;每种光源,均有对应优化的频率,对应得到此种光源下最大的光碳能力。本文通过提出光碳能力来衡量植物光照参数与碳减...  相似文献   

3.
光响应曲线的指数改进模型与常用模型比较   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
光响应曲线的参数是研究植物生理状态的重要指标, 常用的光响应曲线模型无法准确地计算出光饱和点和最大净光合速率。该文利用光响应曲线新模型——指数改进模型、直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型和指数模型, 拟合高粱(Sorghum bicolor)、苋(Amaranthus tricolor)、大麦(Hordeum vulgare)和半夏(Pinellia ternata)的光响应曲线, 并随机选取部分数据进行检验, 得到了各模型计算出的主要生理参数, 并对这些数据进行了比较分析, 讨论了各模型之间的优缺点和准确性, 描述了C3、C4植物光响应的适宜性。结果表明, 基于C3植物得到的指数改进模型和直角双曲线修正模型能较准确地计算出C3、C4植物饱和光强和最大净光合速率, 并在描述光响应曲线时比另外3个模型具有更高的精确性和适宜性。实验结果可为光响应曲线模型在C3和C4光合途径植物中的应用提供参考。  相似文献   

4.
春季太湖梅梁湾水体中藻类光量子产额的变化规律   总被引:1,自引:1,他引:0  
赵巧华  秦伯强 《生态学报》2009,29(9):4790-4797
藻类光量子产额是表征藻类对环境因素响应的重要参数之一.利用中国科学院太湖生态网络站栈桥头测定的水体初级生产力及水下辐照度数据,计算了4个观测时段藻类的光量子产额,结果表明,自表层至30 cm处,藻类的光量子产额随深度基本呈现线性增加的趋势,但随深度的进一步增加,光量子产额增加的趋势变缓,直至接近于平直状态(在到60~80 cm之间),该最大值也基本为0.12 mol(O2)/mol(光子),且该处的光量子产额是表层的10倍左右.春季,在太湖梅梁湾60 cm以上,光并不是藻类生长的限制条件,而在60 cm以下,由于光的衰减,使得光成为限制其光合作用的条件.  相似文献   

5.
三磷酸腺苷(ATP)不但分布在细胞内部, 而且广泛存在于动物和植物细胞的细胞外基质中。细胞外ATP (eATP)可与细胞膜表面相应的受体结合并激发细胞内的第二信使, 从而调节细胞的多种生理学功能。但目前对于eATP是否也能对植物的光合作用产生影响则研究较少。该文以菜豆(Phaseolus vulgaris)叶片为实验材料, 研究了在不同光强下eATP对菜豆叶片叶绿素荧光特性和光合放氧速率的影响。结果显示, 随着光强的增加, 叶片的光适应下最大光化学效率(Fv′/Fm′)、光系统II (PSII)实际光化学效率(Y(II))、光化学猝灭系数(qP)均呈现下降趋势, 而电子传递速率(ETR)、非光化学猝灭系数(qN)以及调节性能量耗散的量子产量(Y(NPQ))随着光强的增加呈上升趋势。与对照相比, eATP的处理可以显著提高菜豆叶片PSII的潜在最大光化学效率(Fv/Fm)、Y(II)、qP、ETR和光合放氧速率; 但eATP的处理对Fv′/Fm′、qN以及Y(NPQ)没有显著影响。AMP-PCP (β,γ-亚甲基三磷酸腺苷, eATP细胞外受体的抑制剂)的处理显著降低了Fv/FmFv′/Fm′、Y(II)、ETR和光合放氧速率, 同时也显著增加了qN以及Y(NPQ)的水平。以上结果显示, 植物eATP水平的变化对植物光合作用的光化学反应有着重要的影响。  相似文献   

6.
光照对光生物反应器中微藻高密度光自养培养的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
光生物反应器是实现微藻高密度培养的重要装置,其设计的关键技术之一是选择合适的光照方式。根据国内外近十年来的相关研究成果,重点介绍了入射光性质(光源、光强、光质和光暗循环)和光能分布对微藻生长的影响,评述了用于微藻高密度培养的光照技术,展望了进一步的研究方向,为高效光生物反应器的设计和优化提供参考。  相似文献   

7.
为了比较光系统II实际光化学量子效率(ΦPSII)对光的响应机理模型(简称机理模型)、负指数模型和指数模型的优缺点, 用LI-6400-40B光合作用测定仪控制CO2浓度和温度, 测量了剑叶金鸡菊(Coreopsis lanceolata)、黄荆(Vitex negundo)和大狼杷草(Bidens frondosa)的电子传递速率(ETR)对光的响应曲线(ETR-I)和ΦPSII对光的响应曲线(ΦPSII-I), 然后用这3个模型分别拟合了这些数据。拟合结果表明: 3个模型都可以较好地拟合这3种植物的ETR-I的响应数据和ΦPSII-I的响应数据, 但由指数模型拟合ETR-IΦPSII-I的响应数据得到相应的饱和光强(PARsat)和光系统II最大光能利用效率(Fv/Fm)之间存在显著差异, 且估算的饱和光强远低于实测值。由机理模型可知, ΦPSII不仅与光强的函数有关, 还与植物的内禀特性有关, 即与天线色素分子的本征光能吸收截面、激子的传递效率、能级的简并度、光化学反应常数、热耗散常数和处于最低激发态的平均寿命等参数有关。此外, 由机理模型还可知, ΦPSII随光强的增加而下降的原因是捕光色素分子的有效光能吸收截面随光强增加而降低。  相似文献   

8.
茶树光合作用与光质的关系   总被引:21,自引:0,他引:21  
在相同辐射能下,茶树叶片光合速率高低依次为黄光>红光>绿光>蓝光>紫光;在相同光量子通量密度下,则依次为红光>蓝紫光>黄光>绿光。生长在不同光质光下的茶树叶片,其光合速率有很大差别,比叶重和气孔密度与光合作用无明显联系。茶叶品质成分(如茶多酚、氨基酸和咖啡碱等)也因光质不同而异。  相似文献   

9.
青藏高原几种典型高山植物的光合特性比较   总被引:31,自引:0,他引:31       下载免费PDF全文
选用西宁地区人工栽培的高山植物唐古特大黄(Rheum tanguticum)、山莨菪(Anisodus tanguticus)和麻花艽(Gentiana straminea),比较了3种高山植物之间光合作用的光响应和CO2响应特性,叶片光合色素以及UV-B吸收物质的差异;并以低海拔植物菘蓝(Isatis indigotica)为对比,分析了高山植物与低海拔植物的差异。结果表明:与低海拔植物菘蓝相比,3种高山植物光合作用的表观量子效率(AQY)都偏低;唐古特大黄叶片的AQY、羧化效率(CE)和光呼吸速率(Rp)都很低,净光合速率(Pn)的光响应曲线在全日照光辐射范围内并没有达到完全饱和,这与单位面积叶片具有较高的光合色素以及UV-B吸收物质有关;麻花艽植物与唐古特大黄一样,具有较高的UV-B吸收物质和光合色素含量,但其Rp较高,加之Pn受气孔限制较为明显,故其光合作用的饱和光强很低,Pn相对于其它3种植物也较低;山莨菪与低海拔植物菘蓝的光合特性很相似,都具有较高的AQYCE。这些结果表明,3种高山植物的光合特性有较大差异,但并没有一致的相对于低海拔植物的共性。4种植物Pn的胞间CO2浓度(Ci)响应曲线在CO2饱和点以后都表现为无机磷(Pi)再生限制,其Rp的变化与CO2饱和点以后的最大Pn的变化基本一致。  相似文献   

10.
运用LI-6400便携式光合作用系统测定了不同光强(2000、1500、1000和500 μmol·m-2·s-1)和两种O2浓度(21%和2%的O2)下冬小麦(Triticum aestivum)灌浆期旗叶的CO2响应曲线, 比较了现有CO2响应模型(生化模型、直角双曲线模型和直角双曲线修正模型)拟合给出光下(暗)呼吸与测量值之间的差异。结果显示, 直角双曲线修正模型所给出的光下呼吸速率拟合值与测量值最为接近。植物光合作用对大气CO2响应(A/Ca)的拟合结果优于光合作用对胞间CO2浓度(A/Ci)的拟合。然而, 所有模型基于A/Ca拟合的光下(暗)呼吸在整体上与测量值存在显著差异(p < 0.05), 推测与现有模型没有考虑CO2浓度对光呼吸和光下暗呼吸速率的影响有关。对小麦的试验结果表明, CO2浓度对光呼吸和光下暗呼吸均有显著影响: 随着CO2浓度的增加(0-1400 μmol·mol-1), 不同光强下的表观光呼吸变化范围分别为5.035-11.670、4.222-11.650、4.330-10.999和3.263-9.094 μmol COm-2·s-1; 光下暗呼吸的变化范围分别为0.491-2.987、0.457-2.955、0.545-3.139和0.448-3.139 μmol CO2·m-2·s-1。回归分析发现, 表观光呼吸和光下暗呼吸与CO2浓度之间均存在较好的相关性。然而, 将该回归关系整合到现有模型中, 是否会优化模型, 从而提高模型对相关光合参数估算的准确性尚有待于进一步研究。  相似文献   

11.
《植物生态学报》2015,39(9):917
The influence of light intensity and light quality on plants is highly concerned in the field of plant physiology and ecology. However, the calibrated quantum meter for measurement of light intensity cannot measure light quality, and vice versa. Here we developed an empirical formula to convert light energy to photon flux density, based on the measurement conditions of spectrometer. Under the guide of the formula, a portable spectrometer (AvaSpec-ULS2048×64) was calibrated by using four narrowband light emitting diode (LEDs) in combination with a calibrated quantum meter (LI-190SB). After calibration of the spectrometer, we can calculate photosynthetic photon flux density (PPFD or PAR) and measure spectrum of radiation flux simultaneously. Under natural light conditions, the errors between measured and calculated PPFDs are in the range from -2% to 5%, indicating the reliability of the method. With this new approach, the application of portable spectrometer can be greatly broadened: 1) the light intensity and quality of light source and plant growth light environment can be obtained simultaneously, 2) PPFD can be obtained within any specified wavelength range, and 3) there is no need to use standard light source to obtain the absolute light/radiation flux of a spectrum measured by spectrometer. In conclusion, this method has potential applications for the study of plant physiology and ecology.  相似文献   

12.
为了从量子角度探讨南京地区的太阳辐射资源,在理想大气条件下对2008年南京地区的光合有效辐射波段的量子辐射进行了计算.在2008年的366天中每隔20分钟计算一次量子照度,然后通过累积计算得到太阳直接辐射年总量.应用相关公式,计算出了散射辐射年总量,总辐射年总量和光合有效辐射年总量.经过与一些相关资料的对比分析,认为计算结果正确合理.  相似文献   

13.
The linear response of photosynthesis to light at low photon flux densities is known to change abruptly in the vicinity of the light compensation point so that the quantum yield seems to decrease as radiation increases. We studied this `Kok effect' in attached sunflower (Helianthus annuus L. cv IS894) leaves using gas exchange techniques. The effect was present even though respiration was constant in the dark. It was observed at a similar photon flux density (7 to 11 micromole photons per square meter per second absorbed photosynthetically active radiation) despite a wide range of light compensation points as well as rates of photosynthesis. The effect was not apparent when photorespiration was inhibited at low pO2 (1 kilopascal), but this result was complicated because dark respiration was quite O2-sensitive and was partially suppressed under these conditions. The Kok effect was observed at saturating pCO2 and, therefore, could not be explained by a change in photorespiration. Instead, the magnitude of the effect varied as dark respiration varied in a single leaf, and was minimized when dark respiration was minimized, indicating that a partial suppression of dark respiration by light is responsible. Quantum yields measured at photon flux densities between 0 and 7 to 11 micromole photons per square meter per second, therefore, represent the combined yields of photosynthesis and of the suppression of a component of dark respiration by light. This leads to an overestimate of the quantum yield of photosynthesis. In view of these results, quantum yields of photosynthesis must be measured (a) when respiration is constant in the dark, and (b) when dark respiration has been inhibited either at low pO2 to eliminate most of the light-induced suppression of dark respiration or at photon flux densities above that required to saturate the light-induced suppression of dark respiration. Significant errors in quantum yields of photosynthesis can result in leaves exhibiting this respiratory behavior if these principles are not followed.  相似文献   

14.
A simple actinometric method was evaluated formeasuring the photosynthetically active incidentphoton flux on outdoor photobioreactors. The method isbased on uranyl sulfate catalyzed photodecompositionof oxalic acid in presence of light. The uranyl–oxalate chemical actinometer absorbs radiation ofwavelengths below 535 nm. In the present work, thephotobioreactor wall material did not transmit lightenergy of wavelengths below 350 nm and the effectiveabsorptivity method was used to evaluate the photonflux between 350–535 nm. The standard solar spectrumof the American Society for Testing and Materials(ASTM) was employed for estimating the ratio betweenthe photosynthetically active radiation (400–700 nm)and the solar radiation in the 350–535 nm range. Thisratio (2.21) was taken to be equal to the quotientbetween the photosynthetically active radiation (PAR)and the incident photon flux on the photobioreactor'ssurface (for the solar radiation between 350–535 nm).PAR measurements with 4 spherical and 2quantum sensors were used to validate the method.  相似文献   

15.
王艳杰  国庆喜 《生态学报》2023,43(3):1185-1193
天然林林下光质对乔木幼苗以及灌草的组成与更新具有重要的生态学意义。但目前对于林下光质的研究仍然有限。以吉林东部地区天然林为例,通过调查乔木数据和林下光质数据,基于移动窗口法分析不同空间尺度森林冠层结构与林下光质的关系。结果表明:不同林型下红光光子通量密度(R)与蓝光光子通量密度(B)存在差异。其中沙松-千金榆-花楷槭混交林林下蓝光光子通量密度最小,而沙松-紫椴-臭冷杉混交林和长白落叶松纯林林下最大。随着尺度的增大,天然林乔木胸高断面积与R/PFD(红光/光子通量密度比值)和B/PFD(蓝光/光子通量密度比值)的比值呈显著正相关(P<0.05)。并且随着尺度的增加,相关系数总体逐渐增大,在35m处达到峰值。在此基础上在南向、东向和西向各延伸10m时呈现显著正相关(P<0.05)。在该尺度下分析优势树种对林下R/PFD和B/PFD比值的影响时发现:R/PFD与B/PFD比值随着针叶林胸高断面积的增加而增加。相对于阔叶林来说,多数林型针叶林下的冠层结构与林下R/PFD和B/PFD比值之间显著正相关(P<0.05)。在不同树种下,乔木冠层结构对R/PFD和B/PFD比值的影响...  相似文献   

16.
光照、温度和氮对竹叶眼子菜生长的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
实验选择长江中下游常见沉水植物竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus Mig.),利用正交试验设计,通过室内静态模拟实验研究3种主要环境因子光照强度、温度、总氮浓度及其互作对竹叶眼子菜分苗生长的影响。结果表明:光照强度和温度为影响竹叶眼子菜生长的主效环境因子,且它们的交互作用对竹叶眼子菜生长有较为显著的影响;在2~8mg·L-1的总氮浓度下,竹叶眼子菜均可以正常生长。观察结果可知,竹叶眼子菜在5320~12000lx光照强度、30℃、4~8mg·L-1水体总氮浓度的条件下生长良好,竹叶眼子菜生长虽然对光照强度的要求较高,但其叶往往集中在水体表面形成冠层,能在透明度较低的水体中生长,加上对高温及高营养盐的耐受性较好,故推测竹叶眼子菜可作为夏季富营养化水体中恢复和重建沉水植被的先锋工具种。  相似文献   

17.
A simple and inexpensive feedback control system that provides continuous and precise control of photosynthetic photon flux density (PPFD) in a whole plant cuvette is described. A ‘Plexiglass’ tank is interposed between a light source and cuvette and PPFD changed by varying the level of dyed liquid in the tank. The amount of liquid pumped into or drained from the tank is a function of the difference (error) between a defined set point value of PPFD and that measured in the cuvette. The set point can be varied as a function of time, can follow the output of a quantum sensor measuring ambient PPFD or can be driven by values of PPFD read from a data file. Within the 0.4 to 0.64 μm waveband, the dye acts as a neutral density filter so that there is no change in spectral distribution with PPFD. Photosynthetic photon flux density in the cuvette was controlled to better than 20 μmol m−2s−1 when the set point was varied from 200 to 1100 μmol m−2s−1 over 3 min. When the set point was held constant or changed less rapidly, errors did not exceed 5 μmol m−2s−1. Net photosynthesis of Western redcedar (Thuja plicata Donn.) seedlings held at 18 °C closely followed rapid changes in PPFD.  相似文献   

18.
环境强光诱导玉簪叶片光抑制的机制   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
为进一步阐述光抑制的强光诱导和发生机制, 该文以喜阴植物玉簪(Hosta spp.)为材料研究其光抑制发生规律及其与环境光强的关系。结果表明, 全日照和遮阴条件下玉簪叶片发育分别形成适应强光和弱光的形态特征; 与遮阴处理相比, 强光下生长的玉簪光合速率和叶绿素含量较低, 但两种处理叶片最大光化学效率差异很小, 证明强光下植株可以正常生长且光合机构未发生严重的光抑制。将遮阴处生长的植株转移到全日照下, 光合速率和最大光化学效率急剧下降; 荧光诱导动力学曲线发生明显改变, 而且光系统II供体侧和受体侧荧光产量的变化幅度分别达到24.3%和34.2%, 表明玉簪由弱光转入强光后光系统II发生不可逆失活, 且受体侧受到的伤害较供体侧更严重。因此, 作者认为环境光强骤然提高并超过玉簪生长光强时很容易诱导其光合机构发生严重的光抑制。该研究对于理解植物适应光环境的策略以及喜阴植物的优质栽培有重要意义。  相似文献   

19.
《植物生态学报》2014,38(8):868
气孔是植物与大气环境进行气体交换的重要通道, 在调控植物碳水平衡方面发挥着重要作用。为探讨生境和植物类型对气孔形态特征的影响以及气孔对光强变化的响应格局在不同植物间和不同生境条件下的变异, 选取开阔生境和林下生境的5种蕨类植物和4种被子植物, 测定了它们的气孔形态特征和气孔导度对光强变化的响应。此外, 还收集了8篇文献中开阔和林下生境的45种蕨类植物和70种被子植物的气孔密度和气孔长度数据, 以增大样本量从而更好地探讨不同生境条件下蕨类和被子植物气孔密度及长度的变异格局, 并通过分析生境和植物类型对气孔形态特征的影响来推测生境和植物类型对气孔响应行为的可能影响。实验结果表明, 与林下植物相比, 开阔环境下的植物气孔密度更大, 气孔长度更小, 气孔对光强降低的响应更敏感; 但植物类型对气孔形态特征的影响以及对气孔响应光强的敏感程度的影响均不显著。对文献数据的分析表明, 生境和植物类型对气孔形态特征均有显著影响。考虑到气孔响应快慢与气孔形态特征密切相关, 与蕨类植物相比, 被子植物小而密的气孔可能为其更快地响应环境变化提供了基础。研究表明生境和植物类型对气孔响应行为均有显著影响。  相似文献   

20.
The light utilization efficiency and relative photon requirement of photosynthesis in pulsed and continuous light from light emitting diodes (LEDs) has been measured. First, we chacterized the photon requirement of photosynthesis from light of LEDs that differ in spectral quality. A photon requirement of 10.3±0.4 was measured using light from a 658 nm peak wavelength (22 nm half band width) LED over the range of 0–50 mol photons m–2 s–1 in 2 kPa O2 in leaves of tomato (Lycopersicon esculentum Mill., cv. VF36). Because the conversion of electrical power to photons increased with wavelength, LED lamps with peak photon output of 668 nm were most efficient for converting electricity to photosynthetically fixed carbon. The effect of pulsed irradiation on photosynthesis was then measured. When all of the light to make the equivalent of 50 mol photons m–2 s–1 was provided during 1.5 s pulses of 5000 mol photons m–2 s–1 followed by 148.5 s dark periods, photosynthesis was the same as in continuous 50 mol photons m–2 s–1. When the pulse light and dark periods were lengthened to 200 s and 19.8 ms, respectively, photosynthesis was reduced, although the averaged photon flux density was unchanged. Under these conditions, the light pulses delivered 1017 photons m–2, which we calculate to be equivalent to the capacitance of PS I or PS II. Data support the theory that photons in pulses of 100 s or shorter are absorbed and stored in the reaction centers to be used in electron transport during the dark period. When light/dark pulses were lengthened to 2 ms light and 198 ms dark, net photosynthesis was reduced to half of that measured in continuous light. Pigments of the xanthophyll cycle were not affected by any of these pulsed light treatments even though zeaxanthin formation occurred when leaves were forced to dissipate an equal amount of continuous light.Abbreviations CWF cool white fluorescent - EPS xanthophyll epoxidation state - LED light emitting diode - LUE light utilization efficiency - PFD photon flux density - PR photon requirement (for CO2 fixation) - PS II primary donor in Photosystem II - RPR relative photon requirement  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号