辣椒不同紫色程度叶片的光合特性及光响应模型拟合研究

以紫色叶片辣椒‘CS3’与绿色叶片辣椒‘LS1’杂交F_2代分离群体为试验材料,比较研究了从浓紫到纯绿(Z-1、Z-2、Z-3、Z-4、Z-5、Z-6、Z-7)7个不同紫色程度辣椒的光合特性,同时运用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数方程模型和直角双曲线修正模型等4种模型进行光响应拟合,并通过比较拟合优度决定系数(R~2)、表观量子效率(α)、最大净光合速率(P_(n,max))、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)及暗呼吸速率(R_d)等参数,分析了4个模型的差异。结果表明:(1)当光合有效辐射(PAR)达到1 200μmol·m~(-2)·s~(-1)以后,紫色程度较高的辣椒(Z-1、Z-2、Z-3、Z-4、Z-5)的净光合速率—光响应曲线(P_n–PAR)仍然保持着上升趋势,没有出现光饱和或光抑制现象,且气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)迅速增大,胞间CO_2浓度(C_i)和水分利用效率(WUE)均维持在较高的水平;在PAR为2 000μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Z-4的P_n最高,为(20.16±0.58)μmol·m~(-2)·s~(-1),Z-5的WUE(CO_2/H_2O)最高,为(2.02±0.01)μmol·μmol~(-1)。(2)4种模型均能较好地拟合不同紫色程度辣椒叶片P_n的光响应曲线,决定系数(R~2)在0.964~1.000之间。比较R~2得出,拟合效果优劣顺序为,直角双曲线修正模型非直角双曲线模型直角双曲线模型指数方程模型,仅直角双曲线修正模型获得了Z-2、Z-4、Z-5、Z-6、Z-7辣椒的LSP。根据直角双曲线修正模型,Z-4的LSP最大,为(2 958.41±923.48)μmol·m~(-2)·s~(-1)。得出结论,(1)紫色辣椒弱光利用能力属于中上水平,对强光具有一定的适应能力,不容易出现光饱和或光抑制现象,光合潜力较大,且暗呼吸消耗较小,有利于积累有机物,在选育耐强光的高产品种方面具有潜在的利用价值;(2)叶片紫色程度浅的辣椒有利于筛选节水型材料;(3)直角双曲线修正模型的拟合结果与实测值更为接近,且能获得更多的光合参数信息,较适用于拟合紫色辣椒光响应曲线。     

几种模型下砂生槐叶绿素荧光-快速光响应曲线(RLC_S)拟合的比较

以西藏砂生槐(Sophora moorcroftiana)为试材,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、单指数方程、双指数方程和双曲线修正模型对2个种源砂生槐叶绿素荧光-快速光响应曲线进行拟合,研究了5种模型对砂生槐叶绿素荧光-快速光响应曲线的适用性,以期为筛选最优模型和深入研究砂生槐的生理生态提供参考。结果表明:直角双曲线模型、非直角双曲线模型和单指数方程无法拟合砂生槐PSⅡ动力学下调时(光抑制)的曲线,不能拟合砂生槐的饱和光强(PAR_(sat)),最大电子传递效率(J_(max))比实测值高。双指数方程和双曲线修正模型可以拟合砂生槐的主要荧光参数,但双指数方程拟合的最大电子传递效率(J_(max))低于实测值,饱和光强(PAR_(sat))高于实测值;双曲线修正模型拟合出的主要荧光参数,其拟合值与实测值相关性最强(R~2=0.998、R~2=0.994)。利用均方根误差(RMSE)、平均相对误差绝对值(MAE)和赤池信息量准则(AIC)评价5种光合模型,发现双曲线修正模型(MRH)拟合的光合参数可信性最高,显著优于其它4种光合模型。在5种光合模型中用双曲线修正模型拟合砂生槐叶绿素荧光-快速光曲线是最佳模型。     

不同光合-光响应曲线模型对调亏灌溉条件下巨菌草的适应性

以巨菌草为试材，采用盆栽控水试验法，研究了光合-光响应曲线模型-指数模型、直角双曲线模型、非直角双曲线模型及直角双曲线修正模型对巨菌草光合-光响应的适应性，以期为巨菌草合理灌溉及水分亏缺时模型的准确选择提供参考依据。结果表明：光合-光响应曲线会随着调亏灌溉的程度和调亏灌溉处理后处理时间延长而发生变化，亏缺程度和亏缺时间对光合-光响应曲线有叠加效应。模型验证发现，适宜水分亏缺条件下巨菌草的光合-光响应曲线模型为非直角双曲线模型。     

寡照对设施黄瓜叶片光合参数及光响应曲线的影响

以"南杂二号"黄瓜为试材,利用遮光网对黄瓜幼苗连续寡照1、3、5h,均处理3、6、9、12d,研究了寡照条件下黄瓜叶片的光合特性;并利用非直角双曲线模型、指数模型、直角双曲线模型和直角双曲线修正模型4种模型模拟光响应曲线,选择最优的模型来模拟光合参数,以期为设施黄瓜种植光照优化控制提供科学依据。结果表明:直角双曲线修正模型最佳,其次为指数模型,非直角双曲线模型,直角双曲线模型,并利用最优的直角双曲线修正模型的模拟值计算出光合参数;寡照下净光合速率、最大光合速率、光饱和点、表观量子效率、气孔导度均降低,蒸腾速率先升高后降低,光补偿点、气孔限制值升高,水分利用率先减少后增加,连续寡照1、3、5h净光合速率较对照分别降低了23.56%、45.40%、62.60%。     

不同灌溉条件下葡萄叶片光合特性研究

为探究不同灌溉条件下葡萄叶片光合特性,从葡萄萌芽开始,利用充分灌溉(Full irrigation,FI)、部分根区干燥(Part root-zone irrigation,PRD)、前期干旱(Early deficit,ED)和后期干旱(Late deficit,LD)4种不同的灌溉模式,研究不同灌溉措施对葡萄成熟期叶片光合参数和光合特性的影响。结果表明:FI和ED处理的葡萄叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于PRD和LD处理,而水分利用效率则低于后者。FI和PRD处理的光补偿点和暗呼吸速率均低于ED和LD处理,而PRD的光饱和点最小,FI的最大净光合速率最大。直角双曲线修正模型对光合光响应曲线的拟合要优于直角双曲线和非直角双曲线,尤其是对光饱和点的结果来说。通过线性拟合获得的表观量子效率和暗呼吸速率要低于非线性拟合获得的,且非线性拟合所获得的值更接近于实测值。从经济和生态效益2个方面考虑,LD和PRD处理效果更好。     

盐碱胁迫对两个葡萄品种光合作用-光响应特性的影响

在3种不同盐碱胁迫:低度、中度、重度盐碱胁迫条件下,分析了葡萄品种“克瑞森”和“青提”2 a生叶片的光合作用-光响应特性、叶绿素含量及长势情况.结果表明:“克瑞森”、“青提”光合作用-光响应曲线符合非直角双曲线模型.盐碱胁迫没有降低2个葡萄品种的光合能力,而是增强其光合能力,表观量子效率AQY值的上升表明盐碱胁迫下2个葡萄品种对光的响应敏感性较强,对弱光的利用能力较高.净光合速率(Pn)、暗呼吸速率(Rd)、叶绿素含量及长势情况说明“青提”较“克瑞森”具有更强的盐碱适应性能力.同时,2种葡萄在受到盐碱胁迫后其净光合速率的降低不是由于气孔的关闭引起CO2供应不足造成的,而是受强光下光抑制的加强等非气孔限制因素的影响,包括叶肉阻力增大、羧化酶活性和RuBP再生速率降低等.     

六种高丛越橘的光合特征及水分利用效率研究

以辽南地区种植的6个品种南北高丛越橘为研究对象,使用LI-6400XT便携光合仪测量其在0、20、50、100、200、500、800、1 000、1 200、1 500、1 800μmol·m-2·s-1光合有效辐射梯度下的光合-光响应曲线,采用直角双曲线修正模型进行拟合,计算光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和表观量子效率(AQY)等参数,并用光合参数分析高丛越橘的水分利用情况。结果表明:利用光强和适应强光的能力南高丛品种高于北高丛品种,依次为"库帕""奥扎克蓝""蓝脊""蓝鸟""卡拉""大粒蓝金",利用弱光的能力和表观量子效率多数北高丛品种高于南高丛品种,为"大粒蓝金"库帕"卡拉""蓝鸟""蓝脊""奥扎克蓝";多数南高丛越橘的水分利用效率高于北高丛品种,为"蓝脊""库帕""卡拉""大粒蓝金""奥扎克蓝""蓝鸟",北高丛品种"大粒蓝金"和"卡拉"蒸腾速率小且水分利用效率较高,是节水耐旱的品种;研究结论旨在为我国种植高丛越橘提供试验依据。     

台湾青枣品种及野生种的光合作用日变化及光响应特征

 在冬季田间条件下,对3个台湾青枣品种与野生种的光合作用日变化和光响应进行观测。结果表明：4种青枣的净光合速率日变化曲线均为“双峰”型,其中‘大脆蜜’的日平均光合速率、蒸腾速率和水分利用率在3个经济栽培品种中表现最高;午间光合速率和气孔限制值出现降低,胞间CO2浓度略有升高,表明光合速率午间降低主要是受非气孔限制因素影响。这几种青枣品种的光补偿点在21.2～51.6 (mol·m^-2·s^-1之间,光饱和点在 800～1800 (mol·m^-2·s^-1之间,表观量子效率在0.032～0.057之间,说明这几个品种均属喜阳植物。‘大脆蜜'和野生种具有较高的光饱和点,表现出较强的喜光性,‘五千’的光补偿点和光饱和点相对于其他两个品种和野生种都比较低,显示喜光耐荫植物特性。建议在青枣生产中,应根据光合速率、水分利用率、蒸腾速率等不同光合特性来选种和管理。     

大球盖菇1号的分离纯化及其液体培养基优化

为缩短大球盖菇(Stropharia rugoso-annulata)1号液体种生长周期,提高菌丝体产量,为大球盖菇液体种工业化生产提供参考和依据。试验以大球盖菇1号菌丝球干质量(Y)为指标,通过Plackett-Burman设计试验,得出玉米粉、MgSO4和VB1对大球盖菇的生物量有显著影响,通过最陡爬坡试验和Box-Behnken响应面分析法对大球盖菇液体培养基组成进行优化,得到大球盖菇1号最适液体培养基为蔗糖20 g·L^-1、蛋白胨6 g·L^-1、酵母膏2 g·L^-1、KH2PO43 g·L^-1、MgSO44.56 g·L^-1、玉米粉4.25 g·L^-1、VB12.43 g·L^-1,通过对模型进行验证试验,大球盖菇1号菌丝生物量为1.2154 g·150-1mL-1,较基础培养基相比生物量提高36.2%,且数学模型的预测值与试验观察值相符,相对误差约为1.9%,证明响应面法优化大球盖菇1号液体培养基可行。     

九种木兰科常绿树种的光合与固碳特性研究

以杭州植物园栽植的9种木兰科常绿树种为研究对象,利用LI-6400XT便携式光合仪测定其光合日变化和光响应曲线,计算日净固碳量,拟合和比较光响应参数,并进行因子分析,计算综合得分,全面对比和分析其适应性。结果表明:杂交金叶含笑的日净固碳量最大为12.944g·m~(-2)·d~(-1),云南拟单性木兰(9.543g·m~(-2)·d~(-1))和川含笑(6.333g·m~(-2)·d~(-1))也较大,而峨眉含笑最小(2.223g·m~(-2)·d~(-1));光响应参数进一步反映了其适应性和固碳潜能,并依据因子分析的结果得出,杂交金叶含笑、川含笑和云南拟单性木兰适应性较强。建议在杭州城市园林中,选用杂交金叶含笑、川含笑和云南拟单性木兰营造碳汇林。