不同水分胁迫下水杨酸对分枝期扁蓿豆生长及光合生理的影响

为明确水杨酸对扁蓿豆分枝期抗旱性的调控作用,采用盆栽试验研究正常供水(80%田间持水量)、轻度水分胁迫(60%田间持水量)、中度水分胁迫(40%田间持水量)以及重度水分胁迫(20%田间持水量)条件下,不同浓度[0(对照),0.02,0.10,0.50,2.50 mmol/L]水杨酸处理对扁蓿豆分枝期生长、抗性生理及光合特性的影响。结果表明,轻度、中度水分胁迫下,0.10 mmol/L水杨酸显著提高了叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量,同时使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)得到显著提高,而气孔限制值(Ls)显著降低;重度水分胁迫下,0.50 mmol/L水杨酸显著提高了株高、一级分枝数、叶面积、叶片相对含水量、叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量,同时SOD、POD、CAT活性以及叶片Pn、Gs、水分利用效率(WUE)显著提高,而使电导率、丙二醛(MDA)含量以及LS显著降低。可见,适宜浓度水杨酸可以改善干旱胁迫下扁蓿豆分枝期的生长,提高其抗旱能力。     

不同土壤水分条件下施氮水平对紫花苜蓿苗期光合作用的影响

通过盆栽半控制试验,采用两因素随机区组设计,研究了在3个土壤水分水平(分别为田间最大持水量的50%、70%、90%)下,4个施氮水平(0、90、180和270kg/hm2)对紫花苜蓿净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、光呼吸速率(Rp)、暗呼吸速率(Rd)的影响。结果表明,在土壤水分含量较低时(50%田间最大持水量),90kg/hm2施氮水平的叶片Pn、Tr、Gs、Ci、AQY和CE均达到所有施氮水平的最大值;在土壤水分含量较高时(70%~90%田间最大持水量),180kg/hm2施氮水平可显著增大叶片的Pn、Tr、Gs、Ci、AQY和CE。因此,在土壤水分含量较低时施氮90kg/hm2,较高时施氮180kg/hm2可在扩大气孔开放度,减少气孔阻力,改善叶片组织内CO2的供给状况,提高叶片光能和CO2的利用率,增强光合强度,促进苗期生长等各方面发挥最大的效应。     

氮素对分蘖期干旱及复水柳枝稷光合生理特性的影响

为揭示引种禾草柳枝稷(Panicum virgatum L.)光合生理对短期干旱的敏感性与旱后恢复能力及施氮效应,采用盆栽控水试验,设置高水[HW,80%FC(田间持水量)],中水(MW,60%FC)和低水(LW,40%FC)3个水分水平,及两个氮肥处理(不施氮和0.1g N/Kg干土),研究了分蘖期柳枝稷叶片光合气孔交换参数和叶绿素荧光参数在土壤逐渐干旱及复水后的变化特点。结果表明:与高水相比,中水和低水下柳枝稷叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)均显著降低;随自然干旱时间延长,Pn、Gs、Tr、Fv/Fm和光化学淬灭系数(qP)值均呈下降趋势,且施氮处理的降幅较大,以低水施氮降低幅度最大,Pn下降由气孔限制转变为非气孔限制;非光化学淬灭系数(NPQ)值则呈相反的变化趋势;复水后,柳枝稷各光合生理指标均能恢复到水分降低前水平,施氮处理的恢复速度大于不施氮处理。上述表明,柳枝稷具有较强适应低水分条件的能力,一定土壤水分条件下施氮有利于提高其光合能力及复水后的恢复能力;在土壤水分低于40%FC施氮则加重柳枝稷受胁迫程度,降低柳枝稷光合性能。     

紫花苜蓿水分利用效率对水分胁迫的响应及其机理

采用盆栽试验,测定了3种紫花苜蓿品种的光合(Pn)、蒸腾(Tr)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔密度和叶片碳同位素组成(δ¹³C)等,探讨不同紫花苜蓿品种在水分胁迫下的水分利用效率(WUE)的变化。结果显示,陇东苜蓿和新疆大叶苜蓿叶片WUE在50%田间持水量(FWC)水分胁迫下最高,在75%FWC下最低,而阿尔冈金苜蓿则相反;以日为尺度,各品种在25%FWC下WUE最高,在75%和50%FWC下WUE大小则因品种不同而表现不同;Pn/Ci随水分胁迫增加而下降,而气孔密度上升;δ¹³C值也随水分胁迫的增加而增加。上述结果表明,水分胁迫可提高紫花苜蓿水分利用效率,但品种间有差异;气孔因素和叶片羧化效率共同影响紫花苜蓿的水分利用。     

3种豆科牧草不同月份光合特性分析

为了解豆科牧草在不同月份的光合特性,连续3个月观测扁蓿豆、达乌里胡枝子和紫花苜蓿生长环境的气温(Ta)以及叶片的光合有效辐射(PAR)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO_2浓度(Ci)、净光合速率(Pn),利用测定的相关指标计算瞬时水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)。结果表明,扁蓿豆属于低光合、低蒸腾、低光能利用效率型,提示其更适合于干旱低温地区种植;达乌里胡枝子叶片的Pn与Ci呈负相关,LUE与Gs呈极显著正相关、与WUE呈显著正相关,而WUE与Gs呈显著正相关,提示其对二氧化碳的吸收能力稳定;紫花苜蓿属于高光合、高蒸腾、高瞬时水分利用效率型,Pn与Tr呈显著正相关,提示其对于固定二氧化碳有显著效果,是改善温室效应的理想植物。     

4个紫花苜蓿品种分枝期光合速率、蒸腾速率日变化及其影响因子分析

在自然条件下,利用CIRAS-Ⅱ型便携式光合仪对分枝期的阿尔冈金、WL323高品质、WL414、大富豪4个紫花苜蓿品种(3龄1茬)的叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及相关的生理因子和生态因子的日变化进行测定,分析了4个紫花苜蓿品种的光合、蒸腾速率以及各影响因子对光合、蒸腾速率日变化的影响.结果表明,Pn、Tr及相关生理、生态因子的日变化趋势都呈单峰曲线或U型曲线,WL323高品质是高光合、高水分利用率和低蒸腾品种;4个苜蓿品种Pn的下降是由非气孔因素所致,Tr日变化与气温(Ta)、光合有效辐射(PAR)相关性最密切,且变化趋势一致;而Pn则主要受PAR和胞间CO2浓度(Ci)及气孔导度(Gs)的影响,其日变化趋势与PAR变化趋势相同,与Ci的变化趋势相反;生态因子PAR和Ta是4个紫花苜蓿品种Tr的主要决定因子,Ca是主要的限制因子,PAR是Pn的主要决定因子;生理因子Gs是Pn和Tr的主要决定因子,Ci是主要限制因子.     

外源水杨酸对不同水分胁迫下分枝期紫花苜蓿生长和生理特性的影响

采用盆栽法研究外施不同浓度水杨酸(0,0.02,0.10,0.50,2.50 mmol·L^-1)对不同水分条件下(正常供水-80%田间持水量,轻度胁迫-60%田间持水量,中度胁迫-40%田间持水量,重度胁迫-20%田间持水量)紫花苜蓿(Medicago sativa)分枝期生长和生理特性的影响。结果显示:在轻度水分胁迫下,水杨酸处理的紫花苜蓿与正常供水各指标差异不显著。中度和重度水分胁迫下,0.10和0.50 mmol·L^-1水杨酸可显著(P < 0.05)提高紫花苜蓿株高、茎粗、分枝数及叶片相对含水量,同时,显著提高紫花苜蓿中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。可见,适宜浓度水杨酸可增强紫花苜蓿抗旱能力。     

水分胁迫对紫花苜蓿根系吸水与光合特性的影响

变水条件下(利用PEG-6000模拟水分胁迫48 h,ψs=0.2MPa,之后复水48 h),测定紫花苜蓿(Medicago sattva L,品种阿尔冈金和陇东苜蓿)幼苗根系水力学导度与光合参数变化规律,旨在研究变水条件下紫花苜蓿光合作用的响应机制、植株水分吸收能力的变化规律及地上与地下部可能的相关关系.结果表明:干旱胁迫使得紫花苜蓿根系水力学导度(Lpr)受到显著影响.随着水分胁迫时间的延长,根系吸水能力呈现快速--缓慢下降趋势,即根系水力学导度逐渐下降,气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)和叶片水势亦随之而显著降低,胞间二氧化碳浓度(Ci)先随之降低但最终上升而累积.复水后,根系水导呈现缓慢--慢速的恢复趋势,Pn、Gs、Tr、叶片水势随着根系水导速率的增加而逐渐恢复;Ci则随复水时间的延长而逐渐下降.但各参数除Ci外,均没有恢复到胁迫前水平.紫花苜蓿根系水导与光合参数在复水后的恢复程度说明,紫花苜蓿对干旱逆境的抵御与适应能力相对较弱,但陇东苜蓿对水分胁迫的忍耐能力强于阿尔冈金.     

小黑麦对高寒地区的适应性研究

对3个小黑麦品种在高寒牧区不同生育时期生理指标和生物量进行了测定。结果表明:品种83P-91的综合性状最优,其最大生长速率2.34 cm/d,茎叶比1.2~1.8,分蘖数3.3,单穗重量1.48 g,鲜草产量4 642 g/m2,抽穗期叶片上、中、下部平均光合速率(Pn)9.4 CO2 mg/(dm2.h)、蒸腾速率(Tr)158 H2O mg/(dm2.h)、水分利用率67.3 mg/g、气孔阴抗(SR)2.0 cm/s。综合表明83P-91具有丰产栽培推广价值。     

不同土壤水分条件下生长的巨桉对紫花苜蓿的化感作用

为了了解紫花苜蓿对不同水分条件下生长的巨桉化感作用的响应,采用生物检测法研究了生长在不同水分[75％,55％,40％和30％田间持水量(FC)]条件下的巨桉幼树叶片水浸液对紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长特征的影响。结果表明,不同水分条件下生长的巨桉均对紫花苜蓿表现出明显的化感作用。巨桉叶片水浸液显著降低了紫花苜蓿的发芽指数,且随着巨桉生长土壤水分的减少,降低作用增强。生长在较差水分(40%和30％FC)条件下的巨桉,其高浓度叶片水浸液显著抑制紫花苜蓿幼苗生长,但其低浓度叶片水浸液促进种子发芽;而生长在较好水分(75%和55％FC)条件下的巨桉,其低浓度叶片水浸液促进紫花苜蓿幼苗生长,高浓度叶片水浸液提高了种子发芽率。高浓度巨桉叶片水浸液降低了紫花苜蓿叶片叶绿素含量和根系活力。另外,紫花苜蓿对巨桉叶片水浸液处理表现出一定程度的抗性。紫花苜蓿对巨桉化感作用的这些响应特征表明紫花苜蓿可以作为巨桉林下植被优选物种。     

北京地区公农1号紫花苜蓿叶片光合作用日变化特征

在自然状态下,利用Licor-6400便携式光合测定系统观测了公农1号紫花苜蓿Medicago sativa在北京地区的光合作用日变化规律.结果表明:公农1号叶片的净光合速率日变化呈典型双峰曲线,表现出明显的光合"午睡"现象,光合效率午间明显降低;蒸腾速率日变化趋势与净光合速率相似,胞间CO2浓度的日进程基本与净光合速率相反;气孔导度日变化与净光合速率日变化相似但并不完全同步,两者最大值出现的时间相同,但最低值出现的时间气孔导度较净光合速率晚约2h.经分析,公农1号紫花苜蓿表现出的光合"午睡"现象属于非气孔限制.     

黄土高原地区紫花苜蓿不同叶位光合日变化特征研究

为了解紫花苜蓿(Medicago sativa L.)冠层同化能力的差异及影响因子,为其品种改良和田间管理提供依据,用LI-6400型便携式光合测定仪于2006年观测了不同叶位叶片光合作用日变化特征。结果表明:现蕾期苜蓿不同叶位叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日变化均呈现"三峰"曲线,有明显的光合"午休"现象;不同叶位之间Pn存在极显著差异(P<0.01),高低表现为上位叶>中位叶>下位叶;且胞间CO₂浓度(Ci)存在显著差异(P<0.05),表现为下叶位>中位叶>上位叶,气孔限制值(Ls)与Ci表现出相反趋势,即上位叶>中位叶>下位叶,Tr差异不显著;根据Pn、Ci、Ls的变化方向,苜蓿上、中、下叶位光合速率的下降在光合有效辐射(PAR)达到全天最大值之前受气孔因素限制,之后受非气孔因素限制;苜蓿叶片的光合速率具有分层的特点:上层强光区为高光合速率层,下层弱光区为低光合速率维持层,中层为中光区,光合速率介于上层与下层之间。     

海拉尔地区苜蓿生产性能及影响因子研究

使用 Li-6400光合测定系统田间实地测定在海拉尔地区广泛种植的4个苜蓿品种（黄花苜蓿、杂花苜蓿、肇东苜蓿和龙牧801）的光合因子,并进行了相应产量因子的测定,分析影响苜蓿产量的主要因素。结果表明：不同苜蓿品种的净光合速率（P n ）、蒸腾速率（T r ）、水分利用效率（WUE ）、胞间二氧化碳浓度（C i ）和气孔导度（Gs）日变化曲线并不完全呈双峰曲线,出现峰值的时间也存在差异性;P n 和 Tr 与气孔导度、叶绿素呈显著正相关性（P 〈0.05）,与水分利用效率、相对湿度和气温呈负相关（P 〈0.05）。产量与光合因子、环境因子相关性较低;通过主成分分析,株高、有效辐射、宽幅、单株干重、茎干重、叶干重、鲜干比能够较好的反映和预测苜蓿产量;杂花苜蓿在海拉尔地区表现出较好的适应性。     

太子参光合速率变化特征初探

为探明太子参Radix pseudostellariae光合速率变化特征,采用Li 6400光合测定系统,在晴朗的天气测定了太子参倒二叶的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gc)的日变化和不同生长期的变化。研究结果表明：太子参的光合作用日变化呈单峰型,不存在“光合午休”现象,光合速率和蒸腾速率都在很大程度上决定于气孔导度,气孔导度与光合速率和蒸腾速率均表现为极显著（P<0.01）的正相关关系。太子参光合速率和蒸腾速率都随着整个生长期的推进,先缓慢升高后在倒苗期间急剧降低。     

栽培型多年生香豌豆不同生育期的光合日动态

通过活体测定3年生香豌豆(Lathyrus pratensis L.)分枝期和初花期的光合蒸腾日变化特征,分析其与生理生态因子间的关系,以期阐明生理生态因子在多年生香豌豆光合蒸腾中的作用机制。结果表明:分枝期与初花期多年生香豌豆叶片净光合速率(P_n)日变化均呈"双峰"型,存在明显的光合"午休"现象,分枝期的光合"午休"主要受气孔因素限制,初花期的光合"午休"主要受非气孔因素限制;分枝期和初花期叶片P_n均与大气湿度(RH)(r=0.7695,r=0.6955)显著正相关,分枝期叶片蒸腾速率(T_r)与大气CO₂浓度(C_a)(r=-0.6643)显著负相关;初花期叶片T_r主要影响因子是大气温度(T_a)(r=0.9362);气孔的自我调节能力成为多年生香豌豆光合能力强弱的决定因素。     

苜蓿光合速率日变化及其与环境因子的关系

利用LI-6400光合仪测定苜蓿叶片净光合速率,研究其日变化及与环境因子的关系。结果表明:苜蓿叶片净光合速率、蒸腾速率日变化均呈现"双峰"曲线,有明显的光合"午休"现象;净光合速率峰值出现在10:00和13:00,分别为33.55和27.88μmol CO₂·m^-2·s^-1,第1峰值大于第2峰值;蒸腾速率的峰值出现在11:00和14:00,比光合速率滞后1小时;相关分析表明,苜蓿净光合速率与光合有效辐射、气孔导度呈极显著正相关(r=0.8433^**、0.8223^**),与田间CO₂浓度呈极显著负相关(r=-0.8125^**);在光照强度、CO₂浓度、气温和空气湿度4个环境因子中,影响净光合速率日变化的主要因子是田间CO₂浓度。     

不同居群白羊草光合特性比较

为了比较不同居群白羊草(Bothriochloa ischaemum)不同生育期的光合特性,筛选出光合特性较好的居群及其最佳利用时期,运用Li-6400光合仪测定了平鲁、平定、代县、太谷4个居群的白羊草在不同生育期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用率(WUE)等参数。运用灰色关联度法对4个居群在5个时期的光合指标进行综合评价,结果表明,平鲁、平定、代县、太谷4个居群的P_n、T_r、G_s在不同生育期的表现存在显著差异(P<0.05),太谷居群5个生育期的Ci及Gs(除结实期外)均大于其他3个居群,4个居群各个时期P_n、T_r、G_s、C_i、WUE的均值,均以太谷居群最高。除平定居群开花期及4个居群结实期综合光合特性表现较差外(综合排序较低),平定、代县居群以孕穗期各指标综合特性表现最好,太谷居群以开花期综合光合特性最优,平鲁居群整体具中等光合特性,其他时期也表现中等。从生育期看,白羊草以抽穗期光合特性表现良好。     

贝加尔针茅光合特征与叶片功能特性对长期氮添加的响应

以贝加尔针茅草甸草原建群种贝加尔针茅为研究对象,通过一个连续6年氮添加野外控制试验,设置5个氮素处理:N₀(0 kg N/hm²)、N₃₀ (30 kg N/hm²)、N₅₀ (50 kg N/hm²)、N₁₀₀ (100 kg N/hm²)、N₁₅₀ (150 kg N/hm²),探讨氮沉降变化对贝加尔针茅种群光合特性与叶片功能特性变化规律及其影响因子。结果表明,氮素添加变化显著影响贝加尔针茅的净光合速率等光合特性,氮素添加处理净光合速率(net photosynthetic rate, P_n)、气孔导度(stomatal conductance, G_s)、蒸腾速率(transpiration rate, T_r)、光合氮利用效率(photosynthetic nitrogen use efficiency, PNUE)和光合能量利用效率(photosynthetic energy use efficiency, PEUE)均低于或显著低于无氮素添加处理。氮素添加处理叶片比叶面积(specific leaf area, SLA)、叶片N含量(leaf N content, N_mass)、建成成本(leaf construction cost, CC_mass)、叶片N∶P均高于或显著高于无氮素添加处理。相关分析表明,5个氮素处理的P_n与G_s、T_r、PNUE、PEUE、叶片P含量(leaf P content, P_mass)、土壤N∶P呈显著正相关,与叶片比叶面积(SLA)、N_mass、CC_mass、土壤含水量、土壤pH值呈极显著负相关;叶片N_mass与SLA、CC_mass、土壤N∶P呈显著正相关,与PNUE、PEUE、P_mass、土壤含水量、土壤pH值呈显著负相关。综合以上研究表明,长期氮添加会降低贝加尔针茅净光合速率、养分利用效率,提高叶片建成成本和叶片N∶P,土壤含水量和土壤pH值是引起这种改变发生的主要因子。     

施氮对苜蓿初花期光合日变化、叶片形态及干物质产量的影响

通过研究不同氮素水平下滴灌苜蓿叶片形态特征、光合日变化规律,分析不同施氮水平下滴灌苜蓿光合日变化、叶片形态与干物质产量的关系,以期进一步揭示施氮对紫花苜蓿干物质及产量形成的影响机制,进而为优化实际生产中紫花苜蓿的氮管理策略提供理论依据。采用单因素随机区组设计,设置0（CK）、60（N₁）、120（N₂）和180 kg·hm^-2（N₃）共4个施氮水平,在紫花苜蓿初花期对光合日变化、叶片形态、叶片氮含量和苜蓿产量构成进行测定。结果表明,施氮处理下苜蓿的叶片净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均高于不施氮处理,施氮处理的苜蓿叶片胞间CO₂浓度低于不施氮处理。对净光合速率和蒸腾速率综合影响最大的环境因子是光合有效辐射。随着施氮量的增加,紫花苜蓿的叶长、叶宽、叶面积、比叶重,以及叶片干重、茎秆干重、干物质产量、叶片氮含量、淀粉和可溶性糖含量均呈先增加后降低的趋势。不同施氮水平下,对叶片形态结构影响最大的为叶面积,其次分别为比叶重、叶长和叶宽,对苜蓿干物质产量影响从大到小依次为叶片氮含量>净光合速率>叶面积>蒸腾速率>比叶重。不施氮和高氮处理下光合速率下降主要是因为光合活性受到抑制,属于非气孔因素。基于主成分分析,干物质产量、叶片形态以及光合作用综合得分最高的为N₂处理,其次分别为N₃、N₁和CK处理。因此,施氮肥有助于紫花苜蓿光合面积和光合速率的协同改进,有利于光合产物的生成,从而促进苜蓿干物质产量的增加,在施氮量为120 kg·hm^-2时提升效果最为明显。     

不同灌溉处理下紫花苜蓿光合特性、叶绿素荧光参数及生物量的变化

为了在永昌荒漠化灌区获得紫花苜蓿（Medicago sative）的高产节水技术,本研究以甘农3号紫花苜蓿为试验材料,在地下滴灌方式下,采取人工控制土壤水分的方法,对不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性、叶绿素荧光参数及地上生物量进行研究。结果表明：随着水分胁迫的加剧,影响紫花苜蓿的光合特性的因素由气孔限制逐渐转变为非气孔限制,水分利用效率（water use efficiency,WUE）呈先上升后下降趋势,在10：00和16：00左右时轻度水分胁迫的WUE显著大于充分灌溉的;随着水分胁迫的加剧,叶绿素总含量均先升高后降低,表明在轻度水分胁迫下更有利于叶绿素的合成;随着水分胁迫的加剧,紫花苜蓿的叶绿素荧光参数下降幅度逐渐加大,干草产量也逐渐下降,严重的水分胁迫会抑制了PSⅡ的光化学活性,从而影响了紫花苜蓿的干草产量;轻度水分胁迫与充分灌溉之间无显著差异,这体现了在轻度水分胁迫下也能够达到高产的目的。