露水草的光合特性及其生态学意义

用盆栽和遮阴试验研究了露水草（Ｃｙａｎｏｔｉｓ ａｒａｃｈｎｏｉｄｅａ Ｃｌａｒｋｅ） 的光合作用特征,比较了不同遮光水平对光合速率、光合器官特性及光合产量的影响。结果如下：１．露水草是一种耐阴偏阳的Ｃ３ 类草木植物,其光合作用的光饱和点约为６５０ μｍ ｏｌ·ｍ － ２·ｓ－ １,光补偿点约为１７ μｍ ｏｌ·ｍ － ２·ｓ－ １,且具有高达１３０×１０－ ６的ＣＯ２ 补偿点。２．露水草的最大净光合速率为１２．４５ μｍ ｏｌ·ｍ － ２·ｓ－ １。叶片净光合速率的日变化规律呈双峰曲线,主峰在１１～１２ 时,次峰在１５时左右。３．遮光２０％ ～５０％ 有利于露水草的生长。与对照相比,叶片中叶绿素ｂ 的含量增加了４７％ ～８３％ ,并且由于净光合速率（相对光合速率）的提高,使光合生产量增加了１２％ ～１８％ 。     

遮阴对石笔木苗木生长和保护酶活性的影响

为探讨石笔木Tutcheria championi苗木对遮阴环境的适应性,以全光照(无遮阴覆盖)为对照,研究遮阴30%、50%和70%对2年生石笔木苗生长和生理特性的影响。结果表明,全光照下石笔木苗木生长较为健壮,其苗高、地径生长优于遮阴处理;全光照下石笔木总生物量、根生物量比以及根冠比显著大于遮阴处理(P<0.05);50%遮阴处理苗木叶片叶绿素含量显著高于全光照和70%遮阴处理(P<0.05),叶绿素a/b值在各处理间无显著差异。丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性在各处理间无显著差异(P>0.05);70%遮阴处理的苗木叶片过氧化氢酶(CAT)活性最高,显著高于全光照和50%遮阴。由此表明,充足的光照环境有利于石笔木苗木生长。     

植酶Q9对大田遮阴夏玉米产量和衰老特性的调控作用

黄淮海夏季太阳辐射量降低以及种植密度增加引起了夏玉米冠层光照不足,产量大幅降低。本试验选用夏玉米品种‘登海605'(DH605)为试验材料,设置3个遮阴处理:花粒期遮阴(S₁)、穗期遮阴(S₂)和全生育期遮阴(S₃),以大田自然光照为对照(CK),并选用化控试剂植酶Q9(原液稀释100倍)对遮阴处理和CK进行外源调控,即花粒期遮阴-植酶Q9(S₁Q)、穗期遮阴-植酶Q9(S₂Q)、全生育期遮阴-植酶Q9(S₃Q)及大田自然光照-植酶Q9(CKQ),化控处理以同时期喷施清水为对照,探讨植酶Q9对大田遮阴夏玉米衰老特性的调控作用。结果表明: 遮阴显著降低了夏玉米的叶面积指数(LAI)、功能叶片叶绿素相对含量值(SPAD值)和净光合速率,进而显著降低了夏玉米产量。同时,遮阴夏玉米穗位叶的超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,丙二醛(MDA)、游离脯氨酸含量显著增加,可溶性蛋白含量显著降低。喷施植酶Q9后,S₃Q和S₂Q的LAI、功能叶片SPAD值和净光合速率显著提高;S₃Q、S₂Q、S₁Q的MDA和游离脯氨酸含量显著降低,可溶性蛋白含量和POD活性显著提高,S₂Q、S₃Q各时期的SOD和CAT活性显著提高;S₃Q、S₂Q、S₁Q的产量分别较S₃、S₂、S₁平均提高19%、8%、7%,CKQ与CK间无显著差异。因此,喷施植酶Q9通过提高弱光胁迫下夏玉米的光合能力,延缓叶片的衰老,增加产量,可有效缓解弱光胁迫导致的减产危害。     

不同品种小豆光合作用和生长发育对弱光的响应

为确定小豆作为林果行间套种作物的适宜性,通过田间试验和盆栽试验,测定全光和弱光处理(全光的48%)下3个小豆品种(阜南绿小豆、早熟黑小豆、晚熟黑小豆)在初花期的叶片光合特征参数、光合色素含量和RuBPCase活性,研究小豆生长发育对弱光的响应.结果表明: 弱光使3个品种小豆叶片的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点等光合参数不同程度地向耐荫的方向变化,净光合速率、水分利用效率和RuBPCase活性也显著下降;遮阴后,阜南绿小豆的叶绿素a和b含量显著增加,Chl a/b和类胡萝卜素含量显著降低,其他小豆的叶绿素和类胡萝卜素含量无明显变化;弱光使3个品种小豆的生物量和干物质积累效率降低,根冠比降低,根瘤量减少,叶片数和叶面积指数减小;弱光胁迫下,阜南绿小豆提前开花、提前成熟,早熟黑小豆推迟开花、延迟成熟,而晚熟黑小豆只开花不结实.从遮阴后小豆的光合特性变化和生长发育差异等方面综合考虑,3个小豆品种的耐阴能力大小为:阜南绿小豆>早熟黑小豆>晚熟黑小豆.     

草原生态动力学模式及其实际检验

基于物理定律、数学分析以及一些生态和气候学的简化, 建立了一个草原生态系统动力学模式. 该模式包括相互作用的3个变量, 即青草量、枯落物量和土壤水分. 主要生物及物理过程均用参数化方法表示, 而参数可由实测得到的宏观量反推出来. 用试算方法, 并用内蒙古草原的一些资料, 对模式参数先作标定; 然后用模式做计算, 结果与实况相吻合, 例如: 草原的存在要求年降水量大于一临界值(约300 mm), 产草量与年降水量有对应关系, 放牧过度会导致荒漠化等. 特别是, 青草和枯落物遮阴可以降低地表温度和减少蒸发, 这对维持草原、减少土壤水分损失是很重要的.     

遮阴和种植密度对东北春玉米穗部发育和植株生产力的影响

探讨遮阴对玉米穗部特性的影响及其产量效应,可以为应对气候变化与密植栽培条件下的玉米品种选育和高产栽培提供参考依据.本研究选用2个品种(紧凑型‘中单909’、平展型‘内单4’)和2个种植密度(4.5、9.0万株·hm^-2),在吉林省公主岭市开展田间遮阴试验,设置遮阴(遮阴度65%,小喇叭口期-成熟期)和不遮阴(对照)2个处理,研究遮阴和种植密度对不同株型玉米的穗部发育和植株生产力的影响.结果表明: 遮阴显著影响春玉米雌穗发育,造成散粉和吐丝期推迟,导致散粉吐丝间隔期延长3～15 d;遮阴显著降低春玉米干物质积累,籽粒产量下降50%以上(50.8%～87.0%);密植条件下春玉米穗部特性和产量性能受遮阴的影响显著高于稀植栽培;不同玉米品种相比,紧凑型品种的穗部特性和产量受遮阴和种植密度的影响低于平展型品种,紧凑型品种对生态环境变化的适应性较强,耐阴性和耐密性表现出一致性.     

骆驼刺在不同遮阴下的水分状况变化及其生理响应

为了研究骆驼刺(Alhagi sparsifolia)在不同遮阴环境下的生理适应性, 以塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲外围骆驼刺为试验材料, 设置正常光照、中度遮阴(70%自然光)、重度遮阴(30%自然光) 3种光照环境, 观测了遮阴90天后土壤含水率, 骆驼刺水势、气孔导度(G_s)、叶形态、叶绿素(Chl)含量、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量等在不同遮阴条件下的变化特征。结果显示: 随着遮阴强度的增大, 土壤含水率, 骆驼刺水势、G_s、比叶面积、Chl含量、类胡萝卜素含量有一定程度的增加; 骆驼刺叶片厚度、Pro含量、MDA含量、可溶性糖含量以及Chl a/Chl b有不同幅度的减少。结果表明: 一段时间内适度的遮阴在一定程度上降温增湿, 能够改善骆驼刺的生境, 从而避免高温强光和低水势对植物造成的伤害, 促进植物的生长, 但长期遮阴对植物的生长不利。因此建议通过短期的遮阴, 特别是在温度较高、光照较强的夏季正午前后对骆驼刺进行遮阴处理, 以达到对骆驼刺的逆境防护, 促进骆驼刺的生长。     

越冬期遮阴条件下3个不同秋眠型紫花苜蓿品种叶片解剖结构与其光生态适应性

在我国南北气候过渡地区, 采用遮阴试验和石蜡切片法, 研究越冬期不同光强对3个不同秋眠型紫花苜蓿(Medicago sativa)品种(‘维多利亚’、 ‘巨人201’和‘游客’)叶片解剖结构的影响。结果表明: 随着光强减弱, 各紫花苜蓿品种表皮结构中上、下表皮角质层厚度, 气孔密度和气孔开度明显下降; 上、下表皮厚度呈上升趋势。随着遮阴强度增加, 叶肉组织中海绵组织细胞宽度显著上升, 栅栏组织厚度、栅栏组织细胞层数、栅栏组织厚度/海绵组织厚度显著下降; 品种间海绵组织厚度和栅栏组织细胞宽度变化趋势不一致。叶片结构整体特征中叶片厚度、叶肉厚度、中脉厚度、组织结构紧密度随光强减弱而显著下降, 组织结构疏松度明显上升, 叶脉突起度变化不明显。品种间各叶片解剖性状变幅及可塑性指数具有明显的差异, 表明其对弱光适应方式不同。Pearson相关分析表明, 各紫花苜蓿品种叶片气孔密度、栅栏组织厚度、叶肉厚度、叶片厚度及栅栏组织厚度/海绵组织厚度与光强呈显著正相关, 可能是紫花苜蓿叶片解剖结构光强敏感特征参数, 其中, ‘维多利亚’叶片敏感特征参数与光强相关程度较低, 与光强相关的性状较少。综合各项分析结果, 初步确定越冬期紫花苜蓿耐阴性与其秋眠性相关, 半秋眠型品种‘维多利亚’ >秋眠型品种‘巨人201’≥非秋眠型品种‘游客’。     

花粒期光照对夏玉米干物质积累和养分吸收的影响

选用登海605(DH605)为试验材料,在大田条件下通过花粒期遮阴(S)和增光(L)研究不同光照对花后夏玉米产量、干物质积累和氮、磷、钾养分吸收与运转特性的影响.结果表明: 遮阴后夏玉米产量、干物质积累量及氮、磷、钾养分吸收量均显著降低;而增光有利于夏玉米干物质积累量及氮、磷、钾养分吸收量和产量的提高.2011-2013年,遮阴处理的产量较对照(自然光下)分别降低了59.4%、79.0%、60.6%;增光后产量分别增加16.3%、12.9%、6.8%.遮阴对干物质积累的影响大于其对植株氮、磷吸收量的影响,植株体内氮、磷等养分含量有所上升,而钾吸收量的下降幅度大于干物质积累,钾素相对含量降低,氮、磷、钾向籽粒的分配比例降低.增光后干物质积累和氮、磷吸收量显著上升,但对氮、磷吸收的影响更大;增光条件下,氮、磷、钾等养分向籽粒的分配比例增加.
     

四种豆科作物的光合生理和生长发育对弱光的响应

为了确定豆科作物作为林果行间套种作物的适宜性, 于2014年通过田间试验和盆栽试验对4种豆科作物的耐阴能力及其光合生理进行了研究。测定全光和弱光处理(全光的48%)下豆科作物在初花期的叶片光合特征参数、光合色素含量与核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性, 监测其生长发育对弱光的响应。结果表明: 弱光使供试作物的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、表观量子效率和暗呼吸速率不同程度地向耐阴植物变化; 弱光还使供试作物的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、瞬时水分利用效率和RuBPCase活性不同程度地下降, 而胞间CO₂浓度显著上升; 遮阴后, 乌豇豆(Vigna cylindrica)和绿豆(Vigna radiata)的叶绿素(Chl) a和Chl b含量显著增加, Chl a/b值显著降低, 大猪屎豆(Crotalaria assamica)和望江南(Senna occidentalis)的光合色素含量也有不同程度的变化; 弱光使供试作物茎变细, 侧枝数减少, 生物量和干物质积累效率降低, 根冠比降低, 根瘤量减少, 叶片变小变薄, 叶片数减少, 叶面积指数降低; 弱光胁迫下, 大猪屎豆不开花, 望江南只开花不结实, 而绿豆和乌豇豆开花数减少, 花期缩短, 种子产量显著降低。根据供试作物的光合特性和生长发育对弱光的响应, 得出它们的耐阴能力排序是: 乌豇豆>绿豆>望江南>大猪屎豆, 其中乌豇豆和绿豆适宜与林果套种, 而望江南和大猪屎豆不适宜套种。