自控玻璃温室冬季气候生态特征及调控策略

根据上海东海蔬菜示范基地荷兰型自控玻璃温室内监测的5年气象数据,采用数理统计方法,分析了冬季光照、温度、CO₂浓度和空气相对湿度的月际变化特征,揭示了不同天气型下适宜与不宜各级光照度持续时数、各级界限温度出现情况、CO₂欠缺量与持续时间特点、空气相对湿度变化特征,建立了白天温度、CO₂浓度、空气相对湿度与同期光照度间的统计关系式,明确了上海地区冬季温室内主要气候生态问题,并提出了调控建议.在本地区气候背景下在冬季要使温室作物获得高产,关键是要保证充足的光照;在夜间适当控制加温水平,重点提高晴天上午温度,增大昼夜温差,以增加蔬菜的净光合产物.分析结果为温室小气候的合理调控提供技术依据.     

什么是“植物工厂”

正植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统,是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境条件进行自动控制,使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段,是一种高投入、高技术、精装备的生产体系,集生物技术、工程技术和系统管理于一体,使农业生产从自然生态束缚中脱离出来,按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统,是农业产业化进程中吸收应     

小麦光合作用“午休”的生态因子研究

在人工气候室内进行的小麦光合作用与生态因子关系的研究,得到了如下结果: 1.当空气中CO_2浓度为340至350ppm,土壤含水量适中的情况下,引起光合作用“午休”的重要因素之一是中午空气相对湿度明显下降。 2.当生态环境适宜,且较稳定的情况下,未观察到光合作用“午休”现象。认为光合作用“午休”不是一个生物钟现象。     

问题解答(1)

问:绿色植物在有阳光时行光合作用吸二氧化碳放出氧气,在晚上没阳光时只有呼吸作用吸氧气放二氧化碳,为什么总说早晨到树林中散步空气好呢? 答:因为空气流动得很厉害,所以在一般树林中白天夜晚O_2及CO_2含量的改变是极小的.说早晨空气好,并不是植物起了什么作用,而是因为夜间人们的活动停止了,车马不在路上奔驰了,工厂的烟囱不冒烟了.加上树林中的湿度较大,尘土都降落在地上,空气就更为清洁了.我们夜间睡在屋中,屋中温度较高,不好气味的有机物(器物中发出或人呼出)空气中也很多,所以一到树林中,凉爽而清洁的空气,眼界的开朗就使我们心神为之一振.(吴相钰、董愚得答)     

CO_2电极法测定植物CO_2补偿点

光合作用是绿色植物重要的生命活动过程,光合产物是农产品产量的主要来源,因此提高光合作用强度对于提高农作物产量具有十分重要的意义。植物光合强度可以通过测定光合作用的任何一个方面如二氧化碳的吸收,氧的释放,有机物质的形成等来得到,由于二氧化碳浓度的相对变化最大,所以测定二氧化碳浓度是最常用方法,如电导法,红外线法、pH法(包括比色法)等。电导法是根据碱性溶液吸收CO_2后电导率降低,以其前后差值来计算CO_2量。碱性溶液吸收CO_2后成分的变化是不可逆的,反应后的电导液需经过强碱性阴离子     

大气CO2浓度升高对光合作用的影响

众多的事实表明,大气的CO_2浓度正不断地升高,从工业化革命时期的270—280ppm 上升到现在的350ppm 左右,平均每年以1.2—1.4ppm 的速率递增,预计21世纪中后期大气CO_2浓度将上升为现在的两倍。CO_2作为温室气体,必然给全球的生态环境带来深刻的变化,因此,植物如何对大气CO_2浓度的升高作出响应,已引起各国科学家的普遍关注,因此此课题已成为目前比较活跃的研究领域。CO_2是光合作用的原料,故弄清楚光合作用如何对大气CO_2浓度升高作出响应,对于了解未来大气CO_2浓度升高对植物的影响尤其重要。本文将讨论大气CO_2浓度升高对光合作用的影响,及其影响的机制。     

第六讲 光合作用生理生态的若干问题

一、二氧化碳的供应问题CO_2和水是光合作用的两个主要原料。对陆生植物来说,CO_2与水的不同之处是CO_2以气体状态存在和被利用。它分布很广,也颇均匀,但浓度极低。目前大气中约含340 ppm,相当于0.67毫克/升(标准状     

一种在野外自然光照条件下快速测定光合作用—光响应曲线的新方法

本文尝试了一种在野外自然状态下测定植物光合作用_光响应曲线的方法。传统的方法或费时费力 ,或依赖精密的光发生装置 ,在野外操作均不方便。本研究使用英国生产的便携式光合作用测定系统LCA4型对毛乌素沙地 8种优势植物在全自然条件下进行测定 ,仅通过改变叶室 (含光敏探头 )与入射光线之间的角度即可在自然光照条件下快速获得一系列植物的光合作用_光照速率的反应曲线。拟合曲线值与实测值之间显著相关。测定这种曲线过程中环境参数除叶面温度有较明显的变动外 ,其它参数如大气温度、CO2 浓度基本不变 ,在这种环境下测定的曲线基本反映植物光合作用真实的自然状态 ,且操作简便、快速、经济、实效。     

一种在野外自然光照条件下快速测定光合作用一光响应曲线的新方法

本文尝试了一种在野外自然状态下测定植物光合作用-光响应曲线的方法。传统的方法或费时费力,或依赖精密的光发生装置,在野外操作均不方便。本研究使用英国生产的便携式光合作用测定系统LCA4型对毛乌素沙地8种优势植物在全自然条件下进行测定,仅通过改变叶室(含光敏探头)与入射光线之间的角度即可在自然光照条件下快速获得一系列植物的光合作用—光照速率的反应曲线。拟合曲线值与实测值之间显著相关。测定这种曲线过程中环境参数除叶面温度有较明显的变动外,其它参数如大气温度、CO2浓度基本不变,在这种环境下测定的曲线基本反映植物光合作用真实的自然状态,且操作简便、快速、经济、实效。     

几种生态因子对菹草光合作用的影响

本文研究了光照、pH、温度对菹草光合作用的影响。在一定温度条件下,菹草的净产氧量与一定范围的光照强度呈直线相关。菹草的光补偿点随温度的上升而上升。在菹草自然生活的环境中,温度低于30℃时,升温有利于菹草的光合作用。高pH(PH>10.0)下碳源缺乏对菹草的光合作用影响较大。高pH与强光照射的协同作用严重影响菹草的光合作用。水温与氮、磷营养盐不足并非夏季自然水体中菹草死亡的主要原因。而不良光照(水表层光抑制,中、下层光饥饿)和高pH下缺乏光合碳源的协同作用便可能导致菹草夏季死亡。     

天有不测风云

2010年从全球范围来看,全球变暖现象仍在持续(2010年冬天欧洲和美洲东部等地区遭遇了罕见的寒潮);高山冰川连续20个年头继续萎缩;主要温室气体浓度继续上升,二氧化碳浓度增加了2.60ppm。在全球范围内,人们估计森林开采是将近20%的温室气体的来源,导致了全球变暖。气候变化已经导致每年150,000早产儿死亡。在非洲,干旱导致庄稼减产,使得遭受到水压力的人口增加到2.5亿。     

田间空气中的CO_2浓度与甘薯的光合作用

在作物高产的形成中,提高光合作用强度有重要意义。改善作物各层叶面的光照状况可以提高光合强度,另一方面,还可以从适当增加叶层附近空气中的CO_2濃度入手。一般植物进行光合作用的CO_2最适濃度约在0.1％左右;光照充分时,CO_2的饱和点约为O.3％;而     

利用低CO_2浓度培养箱筛选谷子(Setaria italica)C_4光合作用相关突变体

C_4光合作用和光呼吸研究是植物学界的研究热点,缺乏低CO_2浓度培养条件和相关突变体限制了相关工作的深入开展。本研究设计了一个低CO_2浓度培养箱,CO_2浓度、光照和温度等培养条件可稳定控制,试验数据可通过网络实时查看记录。以该培养箱为平台,本研究对54份谷子甲基磺酸乙酯(EMS)突变体进行了耐40 mg/L(正常空气中CO_2浓度范围是380~400 mg/L)CO_2浓度培养鉴定,根据死苗量将这些材料分为4类,其中敏感的Ⅲ级突变体19个和Ⅳ级突变体13个,对低CO_2浓度极度敏感的5个谷子突变体均为叶脉变异系,证实了低CO_2浓度培养箱筛选鉴定的实用性。对这些材料开展包括花环解剖结构观察和相关突变基因克隆的深入研究,将奠定谷子C_4光合作用的研究基础,所构建的低CO_2浓度培养箱也适用于其他作物光合作用和光呼吸的生理学研究。     

不同坡位沙棘光合日变化及其主要环境因子

沙棘是我国干旱半干旱地区重要的生态经济树种,被广泛应用于黄土高原造林活动中。为探明不同坡位沙棘光合特征及影响沙棘光合作用的主要环境因子,在沙棘生长旺盛期分坡位测定光合特性及环境因子日变化进程,并采用通径分析法分析各环境因子对沙棘净光合速率的直接和间接影响。结果表明：1、各环境因子之间存在相互作用,光合有效辐射是空气温度变化的主要驱动因子,而空气温度变化引起的空气密度变化对空气相对湿度和CO2浓度有显著影响。在上、中和下坡位环境变化可以分别解释85.6%、86.0%和 55.22%净光合速率的变异。2、下坡位沙棘净光合速率最小,日均值为9.38μmol/m2/s,上、中坡位分别为14.22μmol/m2/s,15.94μmol/m2/s。3、10:00之前中上坡位沙棘水分利用效率明显高于下坡位,但3坡位沙棘水分利用效率日均值无明显差异。4、上坡位净光合速率主要受到光合有效辐射、空气相对湿度的影响;中坡位光合有效辐射仍为主要环境因子,此外空气温度和空气湿度之间的相互作用对净光合速率也有一定影响,为主要限制因子;下坡位影响沙棘光合速率主导因素为光合有效辐射。5、沙棘在10:00之前光合有效辐射和空气湿度较高而空气温度较低的环境下,净光合速率和水分利用效率最高。作为阳生物种,沙棘需要足够的光照维持生长,而以往研究表明适度水分胁迫可以提高沙棘光合过程中对水的利用效率。本研究所选流域年降水量535mm,中上坡位水分胁迫并非十分严重。因此,种植于中上坡位的沙棘即可接受足够光照（特别是10:00以前的光照）进行光合保证生长速率,又能在光合过程中保持较高水分利用效率,符合干旱半干旱地区生态经济发展的需求。     

CO2 stimulation and response mechanisms vary with light supply in boreal conifers

北方针叶树CO₂ 的刺激和响应机制随光强而变化 黑云杉(Picea mariana [Mill.] B.S.P.)和白云杉(Picea glauca [Moench] Voss.)是同属物种,两者都是适度耐阴,并且在北美北方针叶林中广泛分布。为了了解光照对CO₂ 浓度升高的生理生态反应的影响,在三种光照条件下(温室中光照设置为100%、50%和30%)将一年生的两种幼苗暴露在360和720 µmol mol^–1 浓度的CO₂环境中,测定了其中后期叶面气体交换量。研究结果表明,CO₂的浓度升高提高了净光合速率 (P_n)和光合水分利用效率,但降低了气孔导度和蒸腾作用。CO₂对光合作用的刺激在50%光照下最大, 在100%光照下最小。光合作用、最大羧化速率(V_cmax)和光饱和电子传递速率(J_max)均随光照强度的 降低而降低。升高的CO₂在所有光照处理中显著降低了V_cmax,在生长季节中期,两种云杉的V_cmax均显著 降低,但在生长季节后期,当光照达到30%时,这一影响变得不明显,而且黑云杉的响应大于白云杉。CO₂ 浓度升高也降低了白云杉的J_max,但在生长季后期30%光照时,这种影响变得不显著。但CO₂ 浓度升高对 黑云杉的影响随时间而变化。在所有光照处理中,CO₂ 浓度升高降低了黑云杉生长中期的J_max,且在生长后 期30%光照时影响不显著,但在100%和50%光照时,J_max升高。这些研究结果表明,两个树种植物都受益于CO₂ 浓度的升高,但它们的响应机制随着光照的增加而变化：即在100%和50%光照下,它们的响应主要是生理上的,而在30%光照下,它们的响应主要是形态上的。     

田间小麦叶片光合作用“午睡”现象的研究

小麦叶片的光合作用有明显的“午睡”(即“中午降低”现象)。 光合作用的“中午降低”只是在较小的程度上与大气CO_2浓度下降有关,而与中午前后颇低的空气相对湿度和较高的温度引起的饱和差的增加有很大的关系。通过增加空气湿度(伴随降温)缩小饱和差,不仅消除了小麦叶片的“午睡”现象,而且显著地提高了净光合作用速率。 提出了一个解释光合作用“午睡”机理的图解。     

浅谈光合作用在农业生产上的应用

从以下８个方面对植物的光合作用在农业生产上的应用进行了概述,利用间作套种;增施二氧化碳”气肥”;延长光合作用时间;培育高光效作物品种;选育有利于光合作用进行了株型;避免或减轻农作物“午休”期间的影响;合理应用生长调节物质;利用不同色光改善光合产物品质。     

农药污染对生物的危害

在农业生产中,农药虽然杀死了许多对农作物有害的昆虫等,为农业生产做出了贡献,但是,也产生了一些长期的、潜在性的生态影响,直接影响着生物的正常生长与发育过程。１　农药对环境的污染直接危害着生物的正常生长１．１　对大气的污染　大气中的农药污染来源于农业对病虫害的防治,其中以飞机喷洒农药危害最大。因为农药可被空气中的微小灰尘吸附而漂浮在空气中。人及动物在呼吸过程中就会把这些被农药污染的空气吸入身体,从而导致各种疾病。另外,在植物的整个生长过程中,其光合作用、呼吸作用等也离不开空气的参与,被污染了的空气…     

大豆光合日变化与内生节奏的关系(简报)

在光照、温度、温度和CO_2浓度都相对恒定的条件下,大豆的光合速率、气孔导度和蒸腾速率都显现出早晚低,中午高的周期性变化。这是由大豆内生节奏造成的,能为环境因素所调整,与光合作用的午休并没有关系。     

化石燃料——二氧化碳排放的元凶

在燃烧过程中,化石燃料中的碳转变为二氧化碳进入大气,使大气中二氧化碳浓度增大。而二氧化碳作为一种温室气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩,使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散,其结果是地球表面变热起来,加重了温室效应。