钾肥对灌浆期冬小麦群体内叶片光合特性的影响

通过在连续6年施钾与不施钾处理的试验区内,对冬小麦(Triticum aestivum)灌浆期群体内旗叶叶片光合特性的研究表明,施用钾肥时,最大净光合速率(Pmax)增加,光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)提高,表观量子效率(α)降低,表观暗呼吸速率(Rd)略有上升;施钾与不施钾处理的净光合速率(Pn)日变化,晴天和阴天均呈单峰曲线,晴天午前与午后及阴天各时刻的瞬间净光合速率(Pn)下降的主要原因是“气孔因素”,而晴天中午前后则更主要是由于“非气孔因素”作用.     

天山西部野杏光合作用日变化特征与其生理生态因子的关系

在新疆天山西部伊犁野果林资源发展研究中心的野杏林选定野生成年杏树为样株,用Li-6400光合仪测定晴天和阴天两种天气状况下野杏的光合生理生态特性,并通过相关分析、通径分析、回归分析探讨其净光合速率与生理生态因子的关系。结果显示:(1)野杏的最大净光合速率(Pnmax)和光饱和点(LSP)分别为12.63和1 389.44μmol.m-2.s-1,属喜光的阳生树种。(2)晴天和多云天气下野杏的净光合速率(Pn)日变化最大值和日均值之间差异不显著,晴天Pn日变化为单峰型,而多云为双峰型,具典型的"午休"现象,而且是由非气孔限制因素造成,与叶温(Tl)的降低有关。(3)野杏气孔导度(Gs)与Pn和蒸腾速率(Tr)呈显著正相关;随着其Tl的增加,晴天Pn、Gs和Tr为单峰形;多云Pn和Tr呈线性增加,而Gs呈线性降低;Tl增加超过最适值后Gs的降低是晴天野杏产生严重光抑制的重要原因;气孔的快速关闭降低了Tr,造成Tl增加和Pn降低,在最大程度上控制了水分丢失。(4)晴天和多云天气下影响野杏叶片Pn日变化主导生理因子均为Gs,主要限制因子为胞间CO2浓度(Ci);主导生态因子为空气相对湿度(RH),限制因子为气温(Ta)。研究表明,野杏能够适应高光强环境条件,这是野杏主要分布在较为干旱阳坡上的重要原因之一;多云天气条件对野杏进行光合作用的抑制程度较弱,这为野杏种群天然更新环境条件的人工调节提供一定的理论依据。     

昆明高校园林植被光合及光谱特性研究

植物生理与光谱特性是植物生态学研究的重要内容之一, 利用GFS-3000 和SVC 对云南师范大学呈贡校区10种园林植物的光合特性和光谱特性进行测量, 并进行数据分析。结果表明: (1)气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)日变化相似, 呈现“单峰”或“双峰”的变化趋势, Pn 乔木高于藤本植物, 藤本植物略高于灌木; 胞间CO₂ 浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)整体上呈现不同程度波动变化; 正午乔木Pn 下降主要受气孔限制影响, 傍晚则主要受非气孔限制影响; 八角金盘(Fatsia japonica.)主要受气孔限制影响, 洒金叶珊瑚(Aucuba japonica)和常春藤(Hedera jelix)则受非气孔因素的影响。(2)最大净光合速率(Amax)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)总体上乔木大于灌木和藤本植物, 表观量子效率(AQE)整体上为灌木和藤本植物高于乔木。(3)PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)最大的是八角金盘, 最小的是广玉兰(Magnolia grandiflora), 荧光淬灭参数qP 和NPQ 最小的均为枇杷(Eriobotrya japonica)。(4)归一化植被指数(NDVI)、红边(λre)、光化学植被指数(PRI)与Pn、Gs、Tr 呈现较显著的相关性, 与Ci 相关性较低; 叶绿素归一化指数(chlNDI)、水波段指数(WBI)与Pn、Gs、Tr、Ci 之间表现出较低相关性; 植被衰老反射指数(PSRI)与Pn、Tr 之间相关性较高, 与Gs 和Ci 的相关性较低。光合特性与光谱特性的这种关系, 可为园林植被管理和生态监测提供参考。     

北京松山油松当年生与往年生针叶光合生理特性

为探讨北京松山自然保护区油松固碳机制, 对松山不同叶龄油松针叶的光合、蒸腾特性及其与环境因子的关系进行探究。结果显示：(1)油松当年生叶的最大净光合速率、暗呼吸速率及光补偿点均高于往年生叶, 但表观量子效率却低于往年生叶; (2)油松当年生和往年生叶的净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰”曲线; 当年生叶的净光合速率日均值显著高于往年生(P<0.05); (3)气孔导度和光合有效辐射是影响油松当年生和往年生叶净光合速率的共同生态因子; 同时气孔导度和光合有效辐射共同影响不同叶龄针叶的蒸腾速率。结果表明当年生叶光合潜力较大, 而往年生叶利用弱光能力较强; 当年生叶净光合速率降低主要为非气孔因素, 而往年生叶则先后由气孔因素和非气孔素引起; 油松不同叶龄光合特性差异体现了油松不 同的生理调节和环境适应策略。     

竹节树光合特性不同季节日变化与其环境因子的相关性分析

为了探明竹节树净光合速率不同季节日变化及其生理生态因子的关系。以春季(4月)、夏季(7月)、秋季(10月)、冬季(1月)下3年生竹节树苗为试验材料, 使用LCi-SD便携式光合仪测定竹节树净光合速率日变化与生理生态因子日变化, 并运用生物统计学方法(简单相关分析、偏相关分析、多元线性回归分析)分析净光合速率与生理生态因子间的相互作用关系。结果表明: (1) 7月份净光合速率(Pn)呈“双峰型”曲线趋势, 具有“光合午休”现象, 1月、4月和10月无“光合午休”现象。(2)不同季节竹节树Pn日变化受到生理生态因子影响也不相同, 通过简单相关分析和偏相关分析, 春季主要生态因子空气CO2浓度(Ca), 生理因子主要胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs), 夏季主要生态因子有效光合辐射(PAR)和叶片温度(Ti), 生理因子Gs、蒸腾速率(Tr)和Ci, 秋季主要生理因子Tr, 冬季主要生理因子Tr和Gs。(3)进一步多元线性分析结果表明, 秋、冬两季Tr是影响净光合速率主要因子, 春季Ci是影响净光合速率主要因子, 夏季Gs和Ci是影响净光合速率主要因子。     

山椒子光合特性日变化与其环境因子的相关性分析

为探明山椒子光合速率变化规律及其与环境因子的关系, 使用LCi-SD便携式光合仪测定三年生山椒子叶片的净光合速率(Pn) 、蒸腾速率(Tr、X1) 、光合有效辐射(PAR、X2)、空气CO2浓度(Ca、X3)、叶片温度(Tl、X4)、空气相对湿度(RH、X5)、胞间CO2浓度 (Ci、X6) 、气孔导度(Gs、X7)的日变化进程。结果表明: 山椒子Pn日变化曲线为“双峰型”并存在明显的“光合午休”现象, 且主要由气孔限制因素引起; 利用多元线性逐步回归求得山椒子Pn的最优回归方程为: Y=-8.474+1.819X1-0.016X6+0.048X5+0.023X3(R2=0.988, 复相关系数R=0.994, 标准估计误差Se=0.203, F值=159.020, P<0.001); 通径分析结果表明, 影响山椒子Pn变化的主要因子是Tr、Ci、RH、Ca, 且各主要因子影响的直接效应顺序为Ci>Tr>Ca>RH, 总效应顺序为Tr>Ci>Ca>RH。     

温度对绿豆离体叶片光合作用的影响

绿豆离体叶片分别经25、30、35、40、45、50、55℃处理60 min后,发现净光合速率和光系统Ⅱ的最大量子效率(Fv/Fm)当温度分别高于35和40℃时明显下降;细胞间隙CO2浓度的变化趋势与净光合速率的基本相反.因此认为,Fv/Fm比净光合速率(Pn)更能耐受高温;气孔因素不是各种温度处理中净光合速率升高或降低的主要原因.     

氮磷肥配施对超高产冬小麦灌浆期光合日变化及产量的影响

在大田超高产条件下,研究了氮磷肥配施对超高产冬小麦济麦22灌浆期光合日变化及产量的影响.结果表明：对照(不施氮磷肥)和低氮低磷处理(N、P分别为225和75 kg·hm^-2)的净光合速率(P_n)日变化均呈双峰曲线,有明显的光合“午休”现象,而合理的氮磷处理(N₂P₂,N、P分别为300和150 kg·hm^-2)可以减弱甚至使光合“午休”现象消失;“午休”现象的产生是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果.随施肥量增加,小麦的P_n、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)和蒸腾速率(T_r)均逐渐增强.磷素对小麦光合作用的影响程度小于氮素,当施磷量超过150 kg·hm^-2时,小麦P_n随施磷量的增加程度有所减缓,甚至下降,各处理中以N₂P₂处理P_n、G_s和水分利用效率与对照差异最显著.表明氮肥对超高产小麦光合日变化有较大的调节作用,磷肥次之,而氮磷肥配施对P_n、G_s、T_r存在极显著的互作效应.当N、P分别为300和150 kg·hm^-2时有利于提高超高产冬小麦的P_n和产量.     

NaCl胁迫对黄瓜幼苗植株生长和光合特性的影响

采用营养液水培法,选用耐盐性不同的2个黄瓜品种,研究了不同浓度N aC l处理对黄瓜幼苗植株生长及叶片光合特性的影响。结果表明,在盐胁迫下,净光合速率(Pn)呈下降趋势,气孔导度(G s)变化趋势与Pn相一致;气孔限制值(L s)在处理的前4 d显著升高,随处理时间延长而下降;细胞间隙CO2浓度(C i)的变化趋势与L s相反;光合碳同化的量子效率(Φc)明显下降。耐盐性较弱的‘津春2号’各项光合参数变化幅度明显大于耐盐性较强的‘长春密刺’。短期N aC l处理,Pn下降以气孔限制因素为主,较长期N aC l处理,Pn下降转向非气孔限制因素。     

不同光强对越南抱茎茶光合及荧光特性日变化的影响

为研究不同光强对越南抱茎茶光合作用机理的影响,设置3种处理方式,即全光照(L1)、光强度45%(L2)、光强度15%(L3),分别在遮阴3个月后测定其光合荧光参数的变化。结果表明,不同光强处理下,净光合速率均呈单峰曲线,峰值出现在11:00左右;光合速率下降主要是气孔限制因素引起的;叶绿素荧光参数表明,强光条件下电子传递受阻,热耗散增加,PSII反应中心受到破坏,从而降低了茶花的光合效率;过度遮阴条件下受到光抑制,从而导致光合机构损伤;45%光照条件下光合效率较高。相关性分析表明,净光合速率(Pn)与空气温度(Ta)、相对湿度(RH)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、表观电子传递速率(ETR)呈极显著相关,与RH呈极显著负相关,与胞间CO2浓度(Ci)呈显著负相关。影响越南抱茎茶净光合速率的主要环境因子是空气温度和相对湿度。     

蜡梅光合与蒸腾速率日变化的初步研究

对野生蜡梅在不同天气中的净光合速率 (Pn)和蒸腾速率 (Tr)日变化及其与环境因子的关系进行了初步研究 ,结果如下 :(1)蜡梅在晴天和阴天的 Pn日进程均呈一双峰型曲线。但晴天的两个峰值比在阴天出现要早 ,Pn的总体水平要高于阴天 ,且在午后发生明显的光合“午休”现象。 (2 )Tr在晴天的日变化呈单峰型曲线 ,在午后强光和高温条件下 ,Tr可高达 10 mmol H2 O m-2 s-1以上。在阴天 ,Tr日进程波动很小 ,且蒸腾作用微弱 ,全天大多保持在 0 .8mmol H2 O m-2 s-1以下的水平。(3)在光合有效辐射 (PAR)为 80 0～ 90 0 μmol m-2 s-1、大气温度 (TA) 2 8℃左右、相对湿度 (RH)约75%的条件下 ,野生蜡梅的 Pn可高达 2 3.6 μmol CO2 m-2 s-1。但蜡梅的光饱和点与光补偿点均较低 ,分别约为 90 0μmol m-2 s-1和 2 0μmol m-2 s-1。 (4 ) PAR和 TA是影响蜡梅光合与蒸腾速率日进程的主导生态因子。蜡梅对强光和高温反应敏感 ,在超过光饱和点且气温高达 4 2℃以上时 ,其蒸腾作用强烈 ,能量转换与水分利用效率 (WUE)大大降低 ,光合能力减弱 ,导致 Pn急剧下降     

施氮量对超高产冬小麦灌浆期旗叶光响应曲线的影响

为冬小麦超高产栽培的氮肥管理提供技术支撑,在大田条件下研究了施氮量对超高产冬小麦灌浆期旗叶光响应曲线的影响.采用开放式气路测定了小麦旗叶的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率等相关指标,并运用"米式方程"对旗叶净光合速率进行了模拟,计算了光响应曲线的特征参数.结果表明,在0～300kg/hm2施氮范围内,随着光照强度的增加,各处理的旗叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均随之增加,而胞间二氧化碳浓度却随之降低,但是在375kg/hm2施氮水平下旗叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率的增加和胞间二氧化碳浓度的降低反而低于300kg/hm2施氮水平,表明合理的氮素水平对超高产小麦灌浆期旗叶的光响应曲线有明显的调节作用.在合理的施氮范围内,增施氮肥小麦旗叶在整个灌浆期内的最大净光合速率随之增加.在本试验条件下,超高产麦田的适宜施氮量为300kg/hm2.     

珙桐一年生苗光合特性的研究

采用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合作用测定仪的开放系统对一年生珙桐的光合生理特性进行了研究.结果表明:①在夏季晴朗的天气中,一年生珙桐苗期的光合速率日变化为双峰曲线,有明显的"午休"现象,光合"午休"是由于气孔因素造成.②一年生珙桐苗期光补偿点和光饱和点分别为57.27μmol·m^-2·s^-1和625.07μmol·m^-2·s^-1,说明珙桐是阳生植物但对光的适应范围窄.③一年生珙桐苗期叶片光能利用率较低,约为0.0705 mmolCO₂/mol photons.④逐步回归分析表明:光合有效辐射、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度对一年生珙桐苗期叶片光合速率影响较大.     

不同光强下单叶蔓荆的光合蒸腾与离子累积的关系

同步分析了生长在滨海滩涂沙地的灌木单叶蔓荆钠和钾离子的累积量与植物的水分累积消耗量与光合产物累积量的日变化特点和累积的关系,并比较了单叶蔓荆在晴天和阴天的木质部溶液离子浓度与植物水势的关系和水分利用效率的差别,结果表明:单叶蔓荆在光强度较高的晴天的水分利用效率高于阴天,在晴天的光合产物累积达到了阴天的约4倍,却只消耗了约为阴天3倍的水。随着植物体水势的降低,单叶蔓荆木质部溶液的钠离子的浓度和钾离子浓度呈降低趋势但不明显。木质部溶液的钾离子浓度和钾离子累积量无论在晴天和阴天都明显低于钠离子的浓度和累积量。单叶蔓荆的高浓度的钠离子吸收有可能在液泡累积并降低细胞的渗透势,增加细胞的吸水能力和植物的抗旱抗盐能力。     

与变化光环境关联的刺槐光合气体交换和复叶运动

在夏季的晴天阳生叶和阴生叶方位角和方向角的日变化均很小 ,但是叶片的中脉角存在显著的日变化差异 ,这种叶片垂直方向上的显著运动与躲避中午的强光胁迫有关。而在阴天 ,阳生叶和阴生叶方位角、方向角和中脉角的日变化均很小。这说明变化的光环境是引起刺槐复叶运动的主要原因 ,而节律性运动不是刺槐复叶运动的诱导因素。机械固定叶片的控制实验显示 :机械固定叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于对照叶片 ,而机械固定叶片温度明显高于对照叶片 ,这可能是由于机械固定叶片和对照叶片两者在光辐射接受量上的差异造成的。光诱导下的刺槐复叶运动是植株维持最佳生理状态的形态调节表现。     

Effects of Multi-Stage Continuous Drought on Photosynthetic Characteristics,Yield and Water Use Efficiency of Winter Wheat

A drought event can cause entire crops to fail or yield loss. In order to study the effects of continuous drought on photosynthetic characteristics, yield, and water use efficiency (WUE) of winter wheat (Triticum aestivum L.), the winter wheat variety “Aikang 58” was selected as test material with controlling the water of the pot-planted winter wheat under a mobile rainout shelter. Based on foot planting and safe wintering, winter wheat was evaluated under different drought conditions, including light, moderate and severe drought at the jointing (B), heading (C), and filling (G) stages. The soil water content was controlled in a range of 60% to 70%, 50% to 60%, and 40% to 50% of the field capacity, respectively. In the experiment, there were 9 single-stage droughts, 3 three-stage droughts, and 1 test control (totaling 13 trials). The results are as follows: Under a single-stage drought, the change of net photosynthetic rate (Pn) and stomatal conductance (Gs) have similar trends, and they both decrease significantly with the severity of the drought. Under three-stage continuous droughts, the change curve of Gs shows a constant downward trend; the change curve of Pn showed a “valley shape,” and the minimum value of Pn appeared at the heading stage. All droughts will reduce the yield of winter wheat. Under the three-stage continuous drought conditions, except for light drought, moderate drought and severe drought will cause significant yield reduction, mainly due to lack of water at the jointing and heading stages. Continuous drought will reduce the WUE, and the difference will reach a significant level under moderate and severe drought. The present results suggested that when water resources are scarce, it is a better irrigation model to save water and achieve high grain yield by applying appropriate water stress (60%–70% FC) during the critical growth period of winter wheat.     

不同立地条件罗汉果组培苗的光合特性

比较了三种不同立地条件罗汉果组培苗的光合光响应特性以及主要环境因子和光合生理参数的日变化,从光合作用的角度探讨影响罗汉果组培苗生长的关健生态因子。结果显示:罗汉果组培苗的光饱和点和补偿点均随海拔的增高而增大;丘陵的最大净光合速率最高,山地最低。丘陵和山地罗汉果组培苗的净光合速率(Pn)日变化曲线呈"双峰"型,在12:30～13:30时出现轻微的非气孔限制,平地受云层遮挡,无第二峰出现;9:00～15:30时之间的罗汉果组培苗Pn与气孔导度(Gs)正相关,而Pn和Gs均与光量子通量密度(PFD)、叶温(TL)和叶片内外水汽压差(VPD)负相关,并随TL和VPD的增大下降幅度更大。丘陵环境条件最适合罗汉果组培苗的生长,中午前后Pn的下降与此时的强光、高温和低湿度有关,是气孔限制和非气孔限制同时作用的结果。     

云锦杜鹃叶片光合作用日变化特征

自然条件下, 对云锦杜鹃光合作用日进程和光响应进行了观测, 结果表明:夏季晴天云锦杜鹃阳叶净光合速率日进程曲线为"双峰"型, 光合效率午间明显降低。胞间CO₂ 浓度的日进程基本与净光合速率相反, 中午胞间CO₂ 浓度增高表明净光合速率午间降低主要受非气孔限制因素的影响。暗呼吸速率日进程呈单峰曲线, 中午最高。阴叶净光合速率在一天的大部分时间里变化不大。一天分时段光响应试验表明, 阳叶饱和光强和表观量子效率上午较高, 下午有所降低, 而光补偿点下午有所上升。阴叶的这些光合参数在上午和下午没有明显的变化。这些研究结果表明, 强光下光抑制的发生是引起云锦杜鹃阳叶光合效率午间降低的重要原因。逐步多元回归和通径分析表明, 光合有效辐射和空气温度是直接影响净光合速率日变化的主要因子。     

Photosynthesis in the fleeting shadows: an overlooked opportunity for increasing crop productivity?

Photosynthesis measurements are traditionally taken under steady‐state conditions; however, leaves in crop fields experience frequent fluctuations in light and take time to respond. This slow response reduces the efficiency of carbon assimilation. Transitions from low to high light require photosynthetic induction, including the activation of Rubisco and the opening of stomata, whereas transitions from high to low light require the relaxation of dissipative energy processes, collectively known as non‐photochemical quenching (NPQ). Previous attempts to assess the impact of these delays on net carbon assimilation have used simplified models of crop canopies, limiting the accuracy of predictions. Here, we use ray tracing to predict the spatial and temporal dynamics of lighting for a rendered mature Glycine max (soybean) canopy to review the relative importance of these delays on net cumulative assimilation over the course of both a sunny and a cloudy summer day. Combined limitations result in a 13% reduction in crop carbon assimilation on both sunny and cloudy days, with induction being more important on cloudy than on sunny days. Genetic variation in NPQ relaxation rates and photosynthetic induction in parental lines of a soybean nested association mapping (NAM) population was assessed. Short‐term NPQ relaxation (<30 min) showed little variation across the NAM lines, but substantial variation was found in the speeds of photosynthetic induction, attributable to Rubisco activation. Over the course of a sunny and an intermittently cloudy day these would translate to substantial differences in total crop carbon assimilation. These findings suggest an unexplored potential for breeding improved photosynthetic potential in our major crops.