光合速率,光合效率与作物产量

简要论述了光合速率,光合效率与作物产量的关系及光合效率研究的重要性,预计到２０３０年,要满足我国１６亿人口的需求,粮食单产必须比现在增加５０％左右,为此,要充分挖掘作物的生产潜力,不断选育光合效率更高,产量更高的作物新品种,这需要作物光合效率调节控制理论研究上的突破,深入研究作物光合人用过程中光能转换和利用及耗散的分子机理与调控规律,确定光合效率改善的主要限制位点与相应对策,就可为通过其因工程定向     

小麦旗叶发育过程中光合效率的变化

作物的产量基本上取决于光合机构的大小和效率（Ｇａｒｄｎｅｒ等１９８５）。要不断提高作物的单位面积产量,除了尽可能满足水、肥供应以获得足够大的光合机构从而接受足够多的光能外,还必须提高叶片的光合效率。这是增加作物产量的一条必由之路。因此,很有必要深入开展光合效率调节控制机理的研究。关于叶片生长发育期间光合速率与叶片结构的变化,已经有大量的研究报告,并且有全面的综合评述（ˇＣａｔｓｋｙ和ˇＳｅｓｔàｋ１９９７）。然而,关于叶片生长发育期间光合效率特别是荧光参数如何变化的报告却很少。虽然ˇＣａｔｓｋｙ…     

C_3植物光合效率的日变化

多种田间C_3植物在晴天的光合效率常有明显的日变化,中午前后光合效率降低。C_3植物大豆叶片光合效率中午降低的主要原因,不是空气CO_2浓度和气孔导度及光呼吸的变化,而可能是光抑制。因为:1.在饱和CO_2中测定仍可观测到这种中午降低;2.光合作用的饱和光强远低于晴天中午的太阳光强;3.用纱布预遮阴可以提高叶片的光合效率;4.阴天时叶片光合效率不发生中午降低。     

田间棉花叶片光合效率中午降低的原因

田间棉花叶片在受到中午强光或模拟的中午强光照射约３ｈ以后,光合效率和光系统Ⅱ的光化学效率下降,光呼吸速率增加,并且普通空气条件下测定的光合效率的降低幅度总是大于ＦＶ／ＦＭ的降低幅度。然而,若抑制叶片的光呼吸,强光引起的叶片光合效率的降低幅度与ＦＶ／ＦＭ的基本一致,这些结果说明,光合作用的光抑制和光呼吸的增强是棉花叶片光合效率中午降低的两个基本原因。     

温州蜜柑（Citrus unshiu Marc．）叶片光合效率的日变化

在５～１０月的晴天,以最大表观量子产量Φｉ表示的温州蜜柑光合效率上午从测定开始时起持续下降,下午逐渐回升,与光强和叶温的日变化大致是镜象反相关。这与净光合速率峰谷交替的日变化明显不同。自然条件下遮荫或控制测定时的叶温得到的Φｉ的日变化主要取决于测定时的对温,叶温高则Φｉ低。不同时间在相近叶温下测得的Φｉ;没有显著差异。测定前叶片的光照强度对Φｉ不起决定作用。低Ｏ２可以消除升温的不利影响。光呼吸相对于光合的增强是升温导致Φｉ下降的主要原因。光合效率日变化的生理原因也部分地提供了对净光合日变化的解释。     

在分组会上宣读和送交会议交流的论文目录

作物光合与相关性状两个不同光合效率的水稻品种的叶片形态解剖结构的比较吕荣章等(华南农学院) 水稻品种光的合速率及其相关性状胡延玉(四川农学院) 不同株型水稻光合特性的研究刘贞琦(贵州农学院) 水稻分蘖期的碳氮代谢与分藻形成的关系水稻成熟期叶片氮素变化动态及其与光合能力和经济产量的关系     

田间棉花叶片光合效率中午降低的原因

田间棉花叶片在受到中午强光或模拟的中午强光照射约３ｈ以后,光合效率和光系统Ⅱ的光化学效率（Ｆｖ／Ｆｍ）下降,光呼吸速率增加,并且普通空气条件下测定的光合效率的降低幅度总是大于Ｆｖ／Ｆｍ的降低幅度。然而,若抑制叶片的光呼吸,强光引起的叶片光合效率的降低幅度与Ｆｖ／Ｆｍ的基本一致。这些结果说明,光合作用的光抑制和光呼吸的增强是棉花叶片光合效率中午降低的两个基本原因。     

叶片含氮量与光合作用

各种农作物的产品主要由有机物组成,这些有机物的原始来源,是作物绿色组织的光合产物。目前,一般认为作物的光合作用与产量有密切的关系,因而提高作物叶片的光合能力一直是品种改良和高产栽培的一个重要内容。叶片的光合能力是光化学过程、CO_2向固定位置扩散的阻抗和生物合成过程共同作     

六种叶状体苔藓植物叶绿素含量和光合效率研究

以六种叶状体苔藓为材料,通过测定叶绿素含量及实际光合量子产量,检验叶状体苔藓植物叶绿素含量与实际光合量子产量之间的关系。结果表明,六种叶状体苔藓总叶绿素含量中值6.06 mg·g-1,其中花叶溪苔Pellia endiviifolia最高(9.72 mg·g-1),楔瓣地钱Marchantia emarginata最低(4.46 mg·g-1);叶绿素a/b值变化范围1.61～2.04,林氏黄角苔Phaeoceros carolinianus最高,毛地钱Dumortiera hirsuta最低;紫背苔Plagiochasma rupestre、楔瓣地钱和蛇苔Conocephalum conicum实际光合量子产量明显高于毛地钱、花叶溪苔和林氏黄角苔。叶状体苔藓叶绿素含量与其实际光合量子产量之间并非简单的线性关系,气室结构及生境可能影响其实际光合效率。这一结论进一步丰富了苔藓植物对光照的生态适应理论。     

秦王川盐沼湿地芦苇叶片比叶面积与光合效率的关联分析

植物比叶面积(SLA)与光合效率的关联性分析,有助于理解植物叶片的光合产物分配与能量分配之间的权衡机制。该研究以秦王川国家湿地公园芦苇(Phragmites australis)种群为研究对象,沿芦苇群落末端至水域边缘分别依次设置:(I:土壤电导率(EC) 2.3—2.8 ms/cm)、(II:1.8—2.2 ms/cm)、(III:0.8—1.5 ms/cm) 3个试验样地,研究了秦王川盐沼湿地不同土壤盐分条件下芦苇叶片SLA与光合效率的关系。结果表明:随着土壤盐分含量的降低,湿地群落的高度、地上生物量逐渐增大,密度、光合有效辐射(PAR)呈逐渐减小的趋势;叶面积、株高、净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)和蒸腾速率(T_r)均呈逐渐增大的趋势,叶厚度逐渐减小,比叶面积呈先增加后减少的变化趋势,叶干重的变化趋势与比叶面积完全相反;芦苇叶片实际光合效率(Y(II))、光化学淬灭系数(Q_P)和电子传递速率(ETR)呈先减少后增大的变化趋势,非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和最大光化学效率(F_v/F_m)呈先增加后减少的变化趋势,非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))呈逐渐增大的变化趋势。在3个样地中,芦苇SLA与Y(II)和ETR之间均呈极显著负相关关系(P0.01),SMA斜率的绝对值均呈先增大后减少的变化趋势。随土壤含盐量的梯度性变化,芦苇种群适时调整叶片构件模式以改变叶片电子传递速率和实际光化学效率,实现植物光合效率的最大化,反映了盐沼湿地植物的特殊生存策略和叶片构件模式。     

C_4植物玉米叶片光合效率的日变化

在没有水分、温度和营养等环境胁迫的田间条件下,晴天C_4植物玉米叶片光合效率的日变化方式明显地不同于许多C_3植物,即中午光合效率不降低,而是略有提高。日间玉米叶片的光合效率大体上随着光量子通量密度的变化而变化。从上午8时至下午14时用纱布遮荫6h,叶片的光合效率下降。用强光预照光可以提高在温度、水分和CO_2浓度恒定条件下离体叶片的光合效率。另外,即使在全日光强下玉米叶片的净光合速率也不饱和。这些表明,晴天中午玉米叶片光合效率的提高依赖于强光。用强光预照光引起玉米叶片叶绿素荧光参数F_v/F_m的轻微下降,表明强光引起的光合效率提高不是由于光系统Ⅱ光化学效率的改善。     

光斑期间人参叶片的碳同化作用和光合效率（简报）

未诱导的人参叶片碳同化和光合效率在间断光斑下呈持续增加,并达到稳态光合状态。叶片光合碳同化随光斑持续时间的增加而增加,但光合效率下降。光斑持续时间越短,光量子密度越大,光合效率越高。与强光下叶片相比,弱光下生长的叶片在光斑期间的光合效率大些。     

作物分枝的分子调控研究进展

分枝的数量及角度是决定作物株型的重要农艺性状.有效分枝数决定着作物的穗数或荚果数,进而决定着作物的产量;而分枝角度与光合效率、种植密度和抗病性密切相关,不仅影响作物的产量,也会影响作物的品质.由于分枝在作物生产中具有十分重要的作用,吸引了越来越多的研究者的注意,多个与分枝性状相关的关键基因被鉴定,分枝数目调控的分子机制...     

大豆高光效育种光合生理研究进展

作物生理学研究证明,光合作用是决定作物产量的最重要因素,因此,光合能力大小將直接影响作物产量的高低缭?0年代初,有人曾提出提高作物的光合效率可使产量提高的设想。与此同时,植物生理学的研究又在高等植物中发现了光呼吸及C_4双羧酸途径,给人们以新的启迪,开始认识到提高光能利用尚有巨大的潜力。自70年代以来,世界上一些国家开始把提高作物光合能力的遗传改进研究列为重点课题。美国一直对筛选、利用、创造同化CO_2能力强的作物品种十分重视。英国研究了小麦的净光合速率     

田间小麦叶片光合效率日变化与光合“午睡”的关系

小麦灌浆初期叶片(旗叶)晴天中午光合速率下降(“午睡”)伴随了气孔导度、胞间CO_2浓度下降,而气孔限制值中午升高,进一步证实气孑L中午关闭是光合“午睡”的一个重要原因。叶片光合效率的中午下降并非都伴随着光合“午睡”现象。当两者同时发生时,胞间CO_2浓度降低,而光合速率与气孔导度、胞间CO_2浓度之间的相关性高于光合速率与光合效率之间的相关性。这些事实表明。即使光合效率中午下降是光合“午睡”的部分原因,但较之气孔中午关闭只是一个次要原因。     

冠层光能利用效率改良的理论、分子途径及展望

当前作物的冠层光合效率仅仅是理论冠层光能利用效率的30%甚至更低,提高冠层光能利用效率是未来高光效改良的关键。由于冠层内部光环境和叶片生理状态的巨大差异,三维冠层光合模型是解析控制冠层光合效率的关键因子的重要理论手段。通过光合系统生物学手段,目前一系列提高光线、CO_2供给及改良光合器官效率的手段已经得以明确。在不同作物中,确立改良冠层光合效率的有效途径、建立实现高光效的有效分子模块及其组合方式、建立分子改造的分子工具包及设计工具是当前冠层光合效率研究的核心内容。     

论提高光能利用率的途径与种植改革

提高作物光能利用率的潜力很大,其途径不外乎三条,即:提高单位面积的光合效率,增加光合面积,加长光合时间。此外,作物的经济产量还要决定于光合产物在植物中的转移分配与贮藏能力(库);除了作物本身遗传特性外,这种转移分配与贮藏能力(库)的大小在很大程度上也受制于上述的光能利用率的三个要素及其环境条件。许多世纪以来,人们曾设想通过提高单位叶面积的光合速率来增加产量。事实证明,     

研究植物群体的结构和光合作用的一些方法

作物的产量都是通过光合作用制造出来的有机物积累起来的。一切增加产量的措施都不外乎增加光合作用的总量和使这些产物尽量运输到有用的部分中去成为“经济产量”。决定光合产物总量的有下列几个因素(1956):(1)作物的同化作用面积,首先是叶面积,其他绿色部分也在不同程度上对光合作用有所贡献;(2)植物进行光合作用的时间长短;(3)光合作     

作物产量的模拟模型

产量模拟模型研究的重点是作物产量与生态因子间的关系。根据农业生态系统中限定产量的主要生态因子不同, 可将作物生产划为不同的生产水平, 并建立相应的生产力模型。各生态因子对预测不同范围的生产力都有其固有的适用性。动态模型是在长期定位观测基础上建立的, 空间变异模型用于农田产量预测, 宏观统计模型则用于区域性产量预测。本文在简要评述各类产量模型及其应用后, 提出了对产量模拟模型研究发展的看法。     

水稻蔗糖转运及其与产量形成的关系

蔗糖是植物体内主要的光合产物和运输形式,在叶片中合成并经过维管组织向库器官转运,在库组织中水解并用于合成淀粉、蛋白质和纤维素等有机物。水稻蔗糖转运对调控作物生长发育和产量形成,特别是在逆境条件下的产量稳定,都具有十分重要的作用。本文重点综述了水稻蔗糖韧皮部装载、运输和卸载机制以及关键酶的活性和基因表达调控,并讨论了其与水稻产量形成的关系。