夏季自然高温对桉树光合速率和暗呼吸速率的影响

在湖南夏季的自然高温下,所测7种桉树的日平均净光合速率在12.56～27.85mg·dm     

七子花幼苗光合特性的温度响应

对七子花苗期光合特性的温度响应的研究结果表明：（1）净光合速率的最适温度为26-30℃。在19-40℃之间,暗呼吸速率与温度呈乘幂关系。蒸膳速率与温度呈线性关系。（2）饱和光强,表观量子效率和净光合速率在29℃时最高,在39℃时最低,但光补偿点和蒸滕速率程式高,光抑制加剧。（3）高温使七子花叶片的羧化效率下降。CO2补偿点上升,从而引起光合能力下降。     

桉树无性系和华南乡土树种秋枫苗木耗水特性的比较

研究尾巨桉DH33-27、尾巨桉DH32-29、巨桉H1、红冠桉和秋枫5种苗木在正常土壤水分条件下的耗水量、耗水速率、叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE).结果表明:5种苗木的日平均耗水量大小顺序为:尾巨桉DH32-29(188.47±14.91)g尾巨桉DH33-27(169.27±16.26)g巨桉H1(118.65±5.32)g秋枫(38.12±1.46)g红冠桉(20.13±1.72)g,耗水量与苗木整株叶面积呈显著正相关.苗木耗水大多集中在白天,白天平均耗水量约为全天平均耗水量的90%.正常土壤水分条件下,5种苗木的耗水速率日变化均呈单峰曲线,峰值出现在12:00—14:00.桉树总体耗水能力强于秋枫.其中,红冠桉的耗水速率远高于其他4种苗木,大面积种植应充分考虑水分问题;尾巨桉DH33-27的耗水速率受环境温湿度影响最大,在白天高温低湿的情况下,其平均耗水速率在4种桉树苗木中最小.与秋枫相比,供试4个桉树无性系均表现出高光合、高蒸腾的特性.2个尾巨桉无性系表现出良好的节水性能.除尾巨桉DH33-27,桉树总体水分利用效率高于秋枫.     

桂花光合特性的光温响应

对丹桂光合特性光温响应的研究结果表明：1）净光合速率最适温度为24～28℃,在22～42℃之间,净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和水分利用效率与温度的关系为二次多项式方程,暗呼吸速率和蒸腾速率与温度成线性关系;2）在控制条件下,随着温度的升高,光补偿点升高,光饱和点、表观量子效率、最大净光合速率下降.在自然条件下,丹桂光合日进程出现明显的光合“午休”,“午休”主要由非气孔限制引起,表观量子效率和光化学效率下降表明光抑制是午间非气孔限制形成和发展的深层原因.     

七子花苗期光合日进程及光响应

对七子花苗期光合日进程及光响应进行了研究,结果表明:(1)净光合速率的日进程曲线呈双峰型,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。光能利用效率以上午7∶00为最高,中午最低,以后又逐渐上升。(2)净光合速率最适温度为25～30℃,高光合有效辐射和高温下光抑制加剧。(3)29℃下饱和光强为890μmolm 2s 1,表观量子效率为0.0325,光补偿点为44μmolm 2s 1;随着光合有效辐射的增强,气孔阻力减小,但光合有效辐射过高,气孔阻力却有所上升。(4)在29℃的饱和光强下,羧化效率为0.0351,CO2补偿点为173μmolmol 1,低于或高于饱和光强,羧化效率下降,CO2补偿点升高。     

土壤温度与气温对紫花雪山报春光合作用和蒸腾作用的影响

在气候箱中研究了土壤温度、气温对高山草本植物紫花雪山报春光合作用和蒸腾作用的影响。结果显示 :1 0℃～ 2 5℃土壤温度范围内 ,净光合速率和蒸腾速率及气孔导度和胞间CO2 浓度随土壤温度的变化为“单峰”曲线。“峰”值及其位置受气温影响。在 1 0℃～ 35℃气温范围内 ,净光合速率随气温的变化曲线为“单峰”型 ,蒸腾速率、气孔导度和胞间 CO2 浓度随气温升高既有增加又有减少 ,增加或是减少及变化速率与土壤温度有关。土壤温度和气温对光合作用和蒸腾作用都有影响 ,各因子对光合作用和蒸腾作用的影响受到另一因子的促进或制约。其中一因子处于不利状态 ,光合作用和蒸腾作用都将受到严重损害。土壤温度和气温分别为 2 0℃和 2 5℃时 ,紫花雪山报春叶片净光合速率最大 ,为 1 4 .67μmol CO2 · m-2 · s-1 。光合作用的最适温度范围是土壤温度 1 5℃～ 2 0℃ ,气温 2 0℃～ 2 5℃。经相关系数分析表明 :在不同气温条件下 ,土壤温度变化时净光合速率、蒸腾速率与气孔导度、胞间 CO2 浓度的相关性不同 ;在不同土壤温度条件下 ,气温变化时它们之间的相关性也不同。不同气温下土壤温度影响光合作用、蒸腾作用或不同土壤温度下气温影响光合作用、蒸腾作用的生理机制不完全相同     

水分胁迫和温度对夏蜡梅叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响

夏蜡梅是浙江省特有的濒危单种属物种.本文研究了不同程度土壤水分胁迫和不同温度处理对2年生盆栽夏蜡梅光合作用的影响.结果表明:轻度和中度水分胁迫下夏蜡梅净光合速率分别下降至对照的92.3%和74.3%,净光合速率的降低主要由气孔限制引起;重度水分胁迫下,净光合速率仅为对照的44.4%,主要由非气孔限制引起.夏季夏蜡梅的光合适宜温度范围在20 ℃～28 ℃,39 ℃下其净光合速率、水分利用效率和最大光化学效率显著降低,暗呼吸速率和蒸腾速率显著升高.随着水分胁迫的加重及处理温度的升高,夏蜡梅光补偿点上升,光饱和点、表观量子效率和最大净光合速率下降.重度水分胁迫及高温是制约夏蜡梅生存的重要环境因子.     

夜间低温对2种桉树幼苗光合特性的影响

以人工气候箱模拟夜间低温处理尾叶桉和邓恩桉幼苗,研究其对2种桉树的光合特性和叶绿体超微结构的影响.结果表明:夜间低温使尾叶桉和邓恩桉的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均降低;胞间CO2浓度和气孔限制值升高;2种桉树幼苗的水分利用率变化有一定的差异,邓恩桉的水分利用率随低温胁迫升高,而尾叶桉的水分利用率则先升高然后下降;同时,低温胁迫下尾叶桉和邓恩桉气孔导度与净光合速率和蒸腾速率均呈明显的线性关系.夜间低温导致2种桉树叶绿体肿胀变形,淀粉粒降解,对尾叶桉的影响要比邓恩桉的影响大.     

西藏高原田间冬小麦旗叶光合作用研究

 西藏高原冬小麦旗叶光合速率日变化曲线为平坦或单峰型,没有明显“午睡”现象。净光合速率日最高值可与平原接近。光合日总量最高值出现在灌浆中期,其值比平原低4％～34％。净光合速率达20μmolCO2·m-2·s-1以上的环境因子组合是光合有效辐射光量子通量密度2000μmol·m-2·s-1以上,气温25～29℃,近地层大气CO2密度0.41mg·dm-3以上,0cm地温18～23℃、5cm地温15～19℃。这样的因子组合在高原同时满足的机率不高,由于CO2浓度与光温因子高值出现时间不同步,更由于CO2密度比内陆平原低1/3,严重制约了光合日总量值,高原冬小麦旗叶光合作用的特点是净光合速率日最高值可与平原接近,但光合日总量却明显低于平原。     

盐度与体重对台湾红罗非鱼耗氧率的影响

在盐度为淡水、7、14、21、28和35的条件下,测定了3个体重组(1.57～4.87g,7.07～18.23g和31.50～52.41g)的台湾红罗非鱼的耗氧率,方差分析表明,盐度对台湾红罗非鱼的耗氧率有极显著的影响(P＜0.01).体重范围为1.57～18.24g时,盐度7实验组的耗氧率最高,分别为0.41mg O2*g-1*h-1(1.57～4.78g)和0.34mg O2*g-1*h-1(7.07～18.23g),体重范围为31.50～52.41g时,耗氧率最高值出现在盐度35组,为0.30mg O2*g-1*h-1.耗氧率最低值也因体重范围的不同而出现在不同的盐度,体重范围为1.57～4.78g时,盐度14组的耗氧率最低,为0.28mg O2*g-1*h-1,体重范围在7.07～52.41g时, 耗氧率的最低值均出现在盐度21组, 其中体重范围7.07～18.23g的最低值为0.22mg O2*g-1*h,而体重范围31.50～52.41g的最低耗氧率为0.13mg O2*g-1*h-1.协方差分析表明,盐度和体重对台湾红罗非鱼的耗氧率存在极显著的交互作用(P＜0.01).     

Studies on Characteristics of Photosynthetic Ecology in Leymus chinensis

This paper deals with light-photosynthesis curve, temperature-photosynthesis curve, diurnal changes of photosynthesis, and effects of water content and nitrogen in soil on photosynthetic characteristics of leaves of Leymus chinensis. The results obtained are as follows: 1. Light-photosynthesis curve of Leymus chinensis approximates to a hyperbola below light saturation point, and the influence of light intensity on photosynthesis is expressed by light intensity coefficient of photosynthesis. When Leymus chinensis was grown in a good water condition, its light intensity coefficient was 1.33 mg CO2· dm-2· h-1 · klx-1 at 5 klx light intensity, and light saturation point was 50 klx, and net photosynthetic rate at light saturation condition was about 31 mgCO2 · dm-2 · h-1. Temperature-photosynthesis curve of Leymus chinensis was a parabola, and optimum temperature of photosynthesis was 26–29 ℃. CO2 compensation point of Leymus chinensis was about 35 ppm. According to aforesaid characteristics of photosynthetic ecology, Leymus chinensis is a sun plant of C3 type. 2. The curve of diurnal changes of photosyn thesis in Leymus chinensis shows as a two-peak type in typical steppe, when water content of soil is about 14%. Major ecological factor which caused midday depressing photosynthesis in Leymus chinensis is atmospheric humidity. 3. The photosynthetic characteristics of Leymus chinensis, especially the leaf area and aerial biomass are closely related with water and nitrogen in soil. Irrigation has greater influence on photosynthetic production as compared with fertilization. The efficiency of increasing production is more notable, combining the measures of irrigation with fertilization. Leymus chinensis may be regarded as a eurytopic xerophyte according to the relationship between some photosynthetic characteristics and soil water. 4. Compared photosynthetic rate with leaf area in Leymus chinensis, the influence of the leaf area change on photosynthetic production is greater and is more remarkable during arid conditions. Therefore, irrigation and fertilization during dry season are effective measures to develop photosynthetic organ and to raise aerial biomass of Leymus chinensis rapidly.     

紫茎泽兰的光合作用特征及其生态学意义

本文研究了紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng)光合作用强度的变化规律及其与环境主要生态因子的关系,比较了它与某些农作物叶片净光合速率的差异,得到如下结果: 1.紫茎泽兰是一种阳性偏阴的C_3类草本植物,其光合作用的光饱和点约为40000 lx,光补偿点约为700 lx,且具有80 ppm左右的CO_2补偿点。 2.紫茎泽兰的最大净光合速率能达到23毫克CO_2/平方分米·时左右,叶片净光合速率的日变化规律呈双峰曲线型(主峰在10时左右,次峰在16时左右)。在一年中有较长的时间,它的光合速率保持着较高的水平。 3.生长在一般菜园土上的紫茎泽兰,当土壤含水量降至17％左右时,叶片光合速率接近0:而且,受过干旱处理的紫茎泽兰植株,在恢复供水后的第三天,其光合速率只达到原来的53％。 根据以上结果,结合受紫茎泽兰危害地区干湿季分明的特点,提出干季是防除紫茎泽兰的最佳季节。     

温度变化对烟草光合作用光响应特征的影响

通过Li-6400光合测定系统控温,研究了大田条件下,烟草脚叶采烤期腰叶在17、20、25、30和35℃下的光合作用光响应特征。结果表明:随温度升高,净光合速率(Pn)、最大净光合速率(Pnmax)、初始斜率(α)和气孔导度(Gs)先上升后下降,在20℃下达最大值,35℃下净光合速率受强光的抑制作用明显;光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)随温度升高而上升,但35℃下二者较30℃时有所下降;光饱和点(LSP)随温度升高而呈下降-上升-下降的变化,30℃和17℃时LSP较高;蒸腾速率(Tr)随温度上升而增强,水分利用效率(WUE)则随温度升高而下降,但20℃时水分利用效率在强光下明显较其他温度下的高。结果说明,20℃最适合烟草光合作用,此温度下气孔的水、气调节能力最强,温度高于30℃则对烟草光合作用不利。     

羊草叶片气体交换参数对温度和土壤水分的响应

 采用生长箱控制的方法研究了羊草(Leymus chinensis)幼苗叶片光合参数对5个温度和5个水分梯度的响应和适应。结果表明：轻度、中度土壤干旱并没有限制羊草叶片的生长,对气体交换参数亦无显著影响,反映了羊草幼苗对土壤水分胁迫的较高耐性。叶片生物量以26 ℃时最大,其它依次为23 ℃、20 ℃、29 ℃和32 ℃。温度升高使气孔导度和蒸腾速率增加, 却使光合速率和水分利用效率降低。水分和温度对叶片生物量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率存在显著的交互作用,表明高温加强了干旱对叶片生长和气体交换的影响, 降低了羊草对土壤干旱的适应能力。高温和干旱的交互作用将显著减少我国半干旱地区草原的羊草生产力。     

高温和低湿对干热河谷7个植被恢复树种光合参数的影响

采用人工气候室控制环境条件,研究了高温（30℃和40℃）对印楝（Azadirachta indica A．Juss．）、木豆[Cajanus cajan（Linn．）Huth]、赤桉（Eucalyptus camaldulensis Dehn．）、蓝桉（E．globulus Labillardiere）、柠檬桉（E．citriodoraHook．）、大叶相思（Acacia auriculiformis A．Cunn．）和麻风树（Jatropha curcas Linn．）7个干热河谷植被恢复树种幼苗叶片光合参数的影响,以及低湿条件对麻风树幼苗叶片光合参数的影响,并对高温及低湿条件下各树种叶片光合参数与叶片含水量的关系进行了探讨。结果表明：在高温条件下,供试树种叶片的净光合速率（Pn）和Fv／Fm值均随叶片含水量的提高逐渐增加,但在40℃条件下各树种的Pn以及刚nn值均明显降低,表明叶片含水量高有利于各树种叶片Pn和n／Fm的提高,而40℃高温则对其Pn和Fv／Frn有明显抑制作用。在非干旱条件下,高温对各树种幼苗的Pn、气孔导度（Gs）、胞间c0：浓度（ci）和蒸腾速率（Tr）均有不同程度影响。在40℃条件下,供试树种中印楝和赤桉幼苗的Pn降幅最小;大叶相思、蓝桉和木豆幼苗的Gs明显增加;各树种幼苗的ci均明显提高;除印楝外,其他6个树种幼苗的Tr明显加剧且叶片水分利用效率降低。在叶片含水量较高的状况下,供试7个树种中印楝和赤桉幼苗的FV／Fm值受高温的影响较小。在空气相对湿度20％的条件下,麻风树幼苗的Pn、Cs、ci及Tr均明显降低,且均随叶片含水量的提高而增加,表明叶片含水量下降是麻风树幼苗光合作用减弱的重要影响因素。研究结果表明：干热河谷地区的高温引起的植物光合限制以非气孔因素为主导;在供试的7个树种中,印楝和赤桉对干热河谷高温干旱生境的适应或忍耐能力较强。     

温度对七叶一枝花光合特性及皂苷含量的影响

该研究以珍稀濒危药用植物七叶一枝花(Paris polyphylla)为材料,利用人工气候箱设置3个温度条件,即低温(10℃/16℃)、适温(18℃/24℃)、高温(26℃/32℃),采用盆栽法分析了不同温度条件对七叶一枝花光合特性和主要有效成分皂苷含量的影响。结果表明:(1)适温条件下,七叶一枝花叶绿素含量、最大光合速率、光饱和点、表观量子效率均高于低温和高温处理,而光补偿点、暗呼吸速率则低于两者。(2)适温条件下,七叶一枝花根茎体内皂苷含量最大,达到了4.33%,低温和高温处理下皂苷含量分别只有适温的42.26%和33.49%,氨基酸含量同样表现为适温处理下最大。(3)七叶一枝花有效成分含量与叶片叶绿素含量、光合速率呈显著正相关,而与呼吸速率呈显著负相关,说明温度直接影响植株的光合作用、呼吸作用,进而影响有效成分的积累。温度对七叶一枝花光合特性及有效成分的积累影响显著,22℃左右的平均温度(18℃/24℃)是七叶一枝花栽培的适宜温度,此温度有利于其生长及有效成分的积累,该研究结果为七叶一枝花人工栽培中温度的科学管理提供了依据。     

EFFECTS OF LIGHT AND TEMPERATURE ON NET PHOTOSYNTHESIS AND DARK RESPIRATION OF GAMETOPHYTES AND EMBRYONIC SPOROPHYTES OF MACROCYSTIS PYRIFERA1

The rates of net photosynthesis as a function of irradiance and temperature were determined for gametophytes and embryonic sporophytes of the kelp, Macrocystis pyrifera (L.) C. Ag. Gametophytes exhibited higher net photosynthetic rates based on oxygen and pH measurements than their derived embryonic sporophytes, but reached light saturation at comparable irradiance levels. The net photosynthesis of gametophytes reached a maximum of 66.4 mg O₂ g dry wt^?1 h^?1 (86.5 mg CO₂ g dry wt^?1 h^?1), a value approximately seven times the rate reported previously for the adult sporophyte blades. Gametophytes were light saturated at 70 μE m^?2 s^?1 and exhibited a significant decline in photosynthetic performance at irradiances 140 μE m^?1 s^?1. Embryonic sporophytes revealed a maximum photosynthetic capacity of 20.6 mg O₂ g dry wt^?1 h^?1 (25.3 mg CO₂ g dry wt^?1 h^?1), a rate about twice that reported for adult sporophyte blades. Embryonic sporophytes also became light saturated at 70 μE m^?2 s^?1, but unlike their parental gametophytes, failed to exhibit lesser photosynthetic rates at the highest irradiance levels studied; light compensation occurred at 2.8 μE m^?2 s^?1. Light-saturated net photosynthetic rates of gametophytes and embryonic sporophytes varied significantly with temperature. Gametophytes exhibited maximal photosynthesis at 15° to 20° C, whereas embryonic sporophytes maintained comparable rates between 10° and 20° C. Both gametophytes and embryonic sporophytes declined in photosynthetic capacity at 30° C. Dark respiration of gametophytes was uniform from 10° to 25° C, but increased six-fold at 30° C; the rates for embryonic sporophytes were comparable over the entire range of temperatures examined. The broader light and temperature tolerances of the embryonic sporophytes suggest that this stage in the life history of M. pyrifera is well suited for the subtidal benthic environment and for the conditions in the upper levels of the water column.     

在水生与气生状态下石莼光合作用对光照和温度的响应

如何对付由于高潮时的水生状态与低潮时的气生状态高频率循环所导致的不同环境条件,是潮间带海藻的光合作用所面临的独特问题。对采自汕头沿岸的石莼(Ulva lactuca)在水生和气生不同状态下光合作用对光照和温度的响应特性进行了测定,以探讨这种常见的潮间带绿藻在潮汐循环背景下的光合特性。在气生状态下,光饱和净光合速率(Pmax)随气生暴露时间的变化模式可以很好地用三次方程进行描述,而温度影响方程的系数;当水分损失为15％时,石莼的Pmax增加至最大值,然后Pmax随进一步脱水而下降,在水分损失为80％时下降至0。温度对Pmax的影响在水生状态下比在气生状态下更大。气生状态下（充分水化）Pmax在10℃时显著小于水生状态下的值,而在30℃时则相反。在10℃时,气生干出时间在6 h 以内,或在20℃时,气生干出时间在2.2 h 以内,石莼的净碳固定量在气生状态下比在水生状态下要大;而在30℃时,在气生状态下的净碳固定量比总是小于在水生状态下的净碳固定量。认为石莼在低潮气生状态下与在高潮水生状态下光合特性及净碳固定存在差异,但这种差异与环境温度及叶状体的水分状态有关。     

The Effects of Temperature, Soil-Water Potential, Irradiance, and their Interactions on CO2 Exchange Rates of two Sub-dominant Tropical Weeds

The effects of soil-water potential, temperature, and visibleirradiance interactions on net photo-synthetic and dark respirationrates of Pennisetum purpureum Schumach., a tropical C₄ grassand Calopogonium mucunoides Desv., a C₃ leguminous herb werestudied. The net photosynthetic rates of the two species decreased withdecreasing soil water potential and at all levels of irradianceconsidered. Similarly, the net photosynthetic rates of the twospecies decreased as soil water potential decreased at all temperatures. The C₄ species reached light saturation at very high irradiancewhereas the light saturation of the C₃ species occurred at relativelylow irradiance at high temperatures and low soil water potential. The dark respiration rates decreased with decreasing soil waterpotential and increased as temperature increased from 20 °Cto 40 °C. Key words: Soil water potential, Temperature, Irradiance, Photosynthesis, Respiration, Tropical weeds