锡林浩特草原区27种植物净光合速率影响因素的多因子分析

植物净光合速率的关键影响因子关系到草原生产力的波动和稳定性。实地测定锡林浩特草原22个样地27种共82株植物的光合指标和环境影响因子,采用Pearson相关性分析、多元回归分析、通径分析、决策系数分析等方法,分析各因子与草原植物净光合速率的关系。结果表明:锡林浩特草原区植物净光合速率与气孔导度、蒸腾速率呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈显著负相关;净光合速率与水分利用效率呈线性相关;在影响草原植物的环境因子中,净光合速率随大气相对湿度的增加而增大,而空气温度对净光合速率的影响并不显著;由通径分析可知,水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和大气相对湿度成为影响净光合速率的主要因素。决策系数表明,锡林浩特草原区植物的蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度、胞间CO2浓度4个生理因子是净光合速率的主要决策变量,而环境参数中的空气温度和大气相对湿度,则成为净光合速率的限制性因素。影响草原植物净光合速率的因素有蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度和大气相对湿度。     

小麦光合特性对二氧化碳浓度升高的响应

通过采用美国便携式光合作用测定系统实地设置不同CO2浓度,分析了CO2浓度升高对小麦产量贡献较强的两个时期(扬花期和灌浆期)净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等光合特性的影响,预测了未来高二氧化碳浓度条件下小麦水分利用率的变化趋势.结果表明:小麦不同生育期(扬花期和灌浆期)随着CO2浓度增加,净光合速率,叶片胞间CO2浓度,叶片水分利用率总体呈现逐渐上升的趋势,叶片气孔导度和蒸腾速率都呈现先降后升再降的趋势,气孔限制值则呈现逐渐降低的趋势;小麦不同生育期(扬花和灌浆期)CO2浓度与净光合速率,叶片胞间CO2浓度,叶片水分利用率均呈现极显著的正相关,其中与叶片胞间CO2浓度的相关系数最高;与气孔导度和蒸腾速率在扬花期阶段呈现显著正相关,在灌浆期呈现负相关;而与气孔限制值在两个时期均呈现极显著负相关.     

大气CO_2浓度增高和施氮量对抽穗期春小麦光合参数及水分利用效率的影响

在开顶式小型温室内模拟大气CO2浓度增高,并在N0,N100,N200计3个氮素水平〔施N量分别为纯N0、0.1、0.2 g/kg(土)〕下盆栽小麦,研究小麦光合作用和水分利用效率(WUE)对大气CO2升高的响应及其氮素调控机制。结果表明,760μmol/molCO2浓度×N素小麦叶片的净光合速率、叶片胞间CO2浓度、气孔限制值及叶片水分利用效率较对照呈明显上升趋势,叶片气孔导度显著降低,蒸腾速率则呈先降后升的趋势;在400μmol/molCO2浓度下,N0和N100处理的小麦光合速率明显下降,但N200处理较当前CO2浓度处理明显升高;气孔导度,胞间CO2浓度以及蒸腾速率呈现下降的趋势,小麦的气孔限制值Ls和WUE在N200条件下表现最高,较各个处理均达到极显著水平。两种大气CO2浓度下的小麦叶片光合速率和气孔导度均随氮素水平的升高而明显升高,胞间CO2浓度和蒸腾速率表现均不一致。因此,长期高CO2浓度使得小麦叶片WUE和Ls值显著升高,在低中氮处理下产生明显的光合下调现象,但在高氮处理下却不发生。     

宁夏盐池干旱风沙区六种牧草的生产性能及光合特性研究

以沙打旺、紫花苜蓿、草木樨、扁穗冰草、蒙古冰草和披碱草6种牧草为研究对象,通过测定其生产性能和光合特征参数,研究其在宁夏盐池干旱风沙区的生产能力和光合能力.结果表明:豆科的干草产量显著高于禾本科,其中草木樨植株较高,分枝数多,叶面积指数及干草产量高,生产性能较强,其次是紫花苜蓿和沙打旺;禾本科披碱草的株高、密度和分蘖数显著大于扁穗冰草和蒙古冰草,生产性能一般,两种冰草的生产性能较差;豆科的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度和相对叶绿素含量均显著大于禾本科,草木樨和紫花苜蓿光合能力较强;禾本科披碱草的水分利用效率显著高于豆科.相关分析表明,株高与分枝(分蘖)数、茎叶比、叶面积指数和干草产量呈极显著正相关,与密度、鲜干比分别呈极显著和显著负相关,茎叶比、叶面积指数与干草产量呈极显著正相关,净光合速率、蒸腾速率与胞间CO2浓度、气孔导度、叶绿素含量呈极显著正相关,气孔导度与胞间CO2浓度呈极显著正相关,与水分利用效率呈极显著负相关.     

荒漠植物白麻气孔导度特征及其影响因子研究

依据2010年对干旱荒漠区白麻的观测资料,对白麻气孔运动及其影响因子进行了分析研究并揭示了荒漠植物白麻的水分利用特征。结果表明:(1)白麻气孔导度的整体下降过程中有少许周期性波动,与净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度的转折点基本一致。(2)白麻气孔导度与影响因子之间进行偏相关分析,多元回归分析,通径分析,最终得出白麻气孔导度主要受光合有效辐射(PAR)、水汽压亏缺(VPD)、叶气温差(ΔT)和空气温度(Ta)的影响。(3)白麻水分利用效率和气孔限制值的关系可以看出:水分利用效率随着气孔限制值的增大而增大,随着气孔限制值的减小而减小。     

高大气CO_2浓度下C3植物叶片水分利用效率升高的研究进展

大气CO2升高不仅造成一系列的气候变化反应,而且对植物的生理、生长等都有显著影响。本文对高大气CO2浓度下C3植物叶片的气孔密度、气孔导度以及植物的光合、蒸腾作用和水分利用效率影响的研究进展进行了论述,认为高大气CO2浓度下,植物叶片气孔密度明显降低,而气孔导度同样也下降了约30%左右。光合速率的增幅一般为50%~100%,不同植物蒸腾速率下降幅度表现极为不一致,约为10%~70%,水分利用效率则呈上升趋势,且氮肥处理充足下的WUE增加幅度比氮肥处理不充足的大。本文对它们之间的相互关系进行了分析,为培育高水分利用效率和节水作物品种提供理论依据。     

干旱对关中地区不同年代小麦品种旗叶光合特性的影响

以陕西关中地区70年间大面积推广的冬小麦品种为材料,研究了干旱胁迫对冬小麦花后旗叶光合特性和产量的影响。结果表明,随着小麦品种的更替,抗旱性逐步增强,干旱胁迫下20世纪50年代以前品种五指麦、碧蚂1号比适宜水分条件下分别减产18.2%、38.3%,而90年代后品种小偃22仅减产2.3%。不同品种小麦收获前期旗叶净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度受干旱影响均有所下降,但旗叶胞间CO2浓度则表现为增加趋势,碧蚂1号、小偃22号花后各阶段旗叶气孔导度平均降低了5%、18%,旗叶胞间CO2浓度则提高了9%、8%,说明干旱胁迫下花后旗叶净光合速率的降低并非是由气孔导度降低引起的。     

干旱对高产小麦宁麦9号旗叶光合特性的影响

通过土壤自然干旱法,以共有一亲本但产量较低的宁麦8号为对照,研究了高产小麦宁麦9号旗叶光合特性。结果表明,土壤相对含水量RWCS、叶片相对含水量RWCL、净光合速率Pn、气孔导度gs、蒸腾速率E以及叶肉导度gm在整个自然干旱过程中不断降低;在干旱前8d,胞间CO2浓度Ci降低,水分利用效率WUE增加,而在干旱的8～12d,Ci增加,WUE降低。Pn与gm的变化呈显著的正相关(R2=0.938,P<0.0001),而与gs无明显的相关性。因此,在土壤干旱胁迫下,叶肉导度gm是抑制Pn的主导因素,而gs的影响较小。和宁麦8号相比,宁麦9号具有较高的Pn、gs、gm、WUE和较低的E。因此,较高的光合能力、水分利用效率以及较强的抗旱性可能是宁麦9号高产的生理基础,而其抗旱性强可归结为水分利用效率较高。     

模拟酸雨对春小麦开花期叶片光合特性及产量的影响

本试验采用pH为1.5、2.5、3.5、4.5和5.6的模拟酸雨在春小麦开花期对其进行喷淋,测定不同pH模拟酸雨处理后春小麦叶片的光合参数与春小麦产量.研究结果表明:随着酸雨pH的下降,春小麦叶片净光合速率下降了24.20％～58.23％,气孔导度下降了35.90％ ～ 58.37％,蒸腾速率下降了36.70％ ～ 56.69％,胞间CO2浓度上升了73.26％～101.06％,叶绿素相对含量下降了1.96％ ～ 15.99％,产量下降了12.54％～32.53％.酸雨对春小麦叶片光合特性的影响随酸雨的氢离子浓度增大而愈显著.酸雨pH与净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素相对含量及春小麦最终产量均呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈显著负相关.     

豌豆彩潜蝇为害猫爪草后对其光合作用影响的初步研究

豌豆彩潜蝇为害猫爪草后对其光合作用的正常进行产生影响。通过对田间不同为害程度猫爪草群体叶室进行的闭路系统测量,获得其叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等光合作用的相关生理指标表明:猫爪草叶片在零星受害后,其净光合速率变化不明显,但随受害程度的加重,其自身调整作用开始发挥,气孔导度显著增加,胞间CO2浓度上升,到为害后期,叶片组织达到较高被害程度时,净光合速率受到影响,迅速增加。     

土壤水分有效性对梨枣叶片光合参数和抗旱性的影响

利用自动称量和补水系统,对三年生梨枣树进行适宜水分、轻度和重度干旱三种土壤水分处理(土壤含水量分别为田间持水量的75%±5%、60%±5%和45%±5%),旨在探究不同土壤水分对梨枣叶片光合参数和抗旱性的影响。结果表明:(1)轻度干旱对梨枣叶片的光合参数没有显著影响,但重度干旱引起净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和光能利用率(LUE)明显降低,而水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls)增加。(2)轻度干旱对梨枣叶片丙二醛(MDA)含量影响不大,过氧化氢酶(CAT)活性则显著上升;而重度干旱下MDA含量显著上升,同时超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量明显升高,但仍不能消除重度干旱对梨枣叶片膜系统造成的严重伤害。因此,轻度干旱并未引发梨枣叶片显著的生物学胁迫,而在重度干旱条件下梨枣叶片的光合能力和膜系统均受到严重影响。     

黄土高原丘陵沟壑区川地和梯田茄子光合特性比较

采用Li-6400便携式光合系统仪,对黄土高原丘陵沟壑区川地和梯田茄子在覆膜与不覆膜两种栽培方式下的光合特性日变化进行了测定。结果表明:(1)茄子在川地与梯田不同栽培模式下光合速率、蒸腾速率和气孔导度的日变化均表现为"双峰"曲线,都具有明显的"午休"现象;引起川地茄子产生光合"午休"现象的主要原因是气孔因素;引起梯田茄子产生光合"午休"现象的一个重要原因是非气孔因素;(2)梯田茄子在不同栽培方式下的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度日均值均显著高于川地茄子(P<0.01),而叶片水平水分利用效率日均值却显著低于川地茄子(P<0.01);(3)茄子在覆膜与不覆膜两种栽培方式下的光合特性日变化参数没有显著性差别(P>0.05)。     

Ecophysiological attributes of Mikania micrantha,an exotic invasive weed,at two different elevations in the tropical forest regions of the Western Ghats,South India

Mikania micrantha H.B.K. is a fast‐growing, perennial vine and one of the world's worst alien invasive weeds. It is a major threat to agro‐ecosystems, plantation crops and agro‐forestry systems. An attempt was made to understand the physiological adaptation and ecological amplitude of M. micrantha at two different altitudes and seasons in the Western Ghats of south India. The relationships between the net photosynthetic rate (P_N) and other physiological parameters, like stomatal conductance (g_s), transpiration rate, intercellular CO₂ concentration, vapor pressure deficit and water use efficiency, and environmental factors, like photosynthetically active radiation (PAR), leaf temperature and air temperature, were analyzed in order to understand their physiological adaptabilities. The P_N exhibited a peak at 10.00 hours and declined gradually at both elevations; however, the populations at the lower elevation had a significantly greater P_N than the populations at the higher elevation in November. The P_N and g_s were positively correlated with the PAR. Under significantly different PAR levels, the difference in the average P_N was not significant for summer but was significant for winter between the two elevations. It suggested that the photosynthetic ability of M. micrantha is not affected by a difference in altitude (451 m and 912 m), as the differences in the environmental parameters were inconspicuous between the two elevations. These results indicated that this weed possesses great phenotypic plasticity and thrives better at lower elevations.     

基于控墒补灌的春小麦滴灌制度研究

为优化北疆绿洲区滴灌春小麦的灌溉制度,采用控墒补灌法研究了不同灌水量对滴灌春小麦光合特征、干物质分配及水分利用效率的影响。结果表明,拔节～开花期小麦株高、干物质积累量和叶面积指数均随着灌水量的增加显著（P＜0．05）升高。小麦旗叶各时期净光合（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）增加显著（P＜0．05）升高,而胞间CO2浓度（ Ci ）变化趋势相反;过量灌溉T5各时期 Gs均有所降低,Pn和Tr成熟期下降显著（ P＜0．05）;亏缺灌溉（T1） Pn峰值提前至孕穗期,各时期WUE均最低、LS最高。干物质向籽粒的分配、花前同化物转运率和对籽粒的贡献率随墒度随灌水量增加显著（ P＜0．05）降低。二次曲线拟合表明,灌水量为371 mm时可取得7450 kg·hm－2的高产,灌溉频率约每7 d灌1次是本地区春小麦的最佳灌溉方案。     

Water use efficiency and photosynthesis of glyphosate-resistant soybean as affected by glyphosate

Previous studies comparing cultivars of different maturity groups in different soils demonstrated that early maturity group cultivars were more sensitive to glyphosate injury than those of other maturity groups. In this work, we evaluated the effect of increasing rates of glyphosate on water absorption and photosynthetic parameters in early maturity group cultivar BRS 242 GR soybean. Plants were grown in a complete nutrient solution and subjected to a range of glyphosate rates either as a single or sequential leaf application. Net photosynthesis, transpiration rate, stomatal conductance, sub-stomatal CO₂, carboxylation efficiency, fluorescence, maximal fluorescence and chlorophyll content were monitored right before and at different stages after herbicide application; water absorption was measured daily. All photosynthetic parameters were affected by glyphosate. Total water absorbed and biomass production by plants were also decreased as glyphosate rates increased, with the affect being more intense with a single full rate than half the rate applied in two sequential applications. Water use efficiency (WUE) was significantly reduced with increasing rates of glyphosate.     

CO2浓度升高与增温对马铃薯产量 及品质的复合影响

于2016—2017年在黄土高原半干旱区,利用新型开顶式气室（OTC）,开展CO₂浓度升高与大气增温对马铃薯产量及品质的影响试验,研究CO₂浓度增加和温度升高对马铃薯发育过程、产量及品质的复合影响。结果表明：增温+CO₂浓度升高复合处理的叶片净光合速率比增温处理高36.3%,较对照高34.7%;马铃薯叶片的水分利用率表现为增温+CO₂浓度升高复合处理高于对照47.4%,高于单独增温处理43.4%;马铃薯实际产量和块茎蛋白质含量表现为CO₂浓度上升+增温处理高于对照12.9%、37.0%,高于单独增温处理59.7%、6.3%。在增温的同时增加CO₂浓度,使得马铃薯叶片净光合速率增加,水分利用率增大,有机物积累增多,经济产量提高。     

限根条件下供氮对玉米光合作用有关生理特性的影响

以玉米为供试作物,在遮雨棚内进行了微区田间试验,在不同水分与供氮条件下,分期测定了玉米自由水与束缚水比值和细胞汁液浓度、气孔导度和细胞间隙CO2浓度、核酮糖-1,5二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性和叶绿素含量、以及叶片的光合速率和作物产量,研究供氮对玉米光合作用有关生理特性的影响。结果表明,氮素对光合生理特性的影响受水分供应状况的制约:水分供应较好时,供氮提高了叶片自由水与束缚水比值,降低了叶肉细胞汁液和细胞间隙CO2浓度;增加了气孔导度,提高了RuBPCase活性和叶绿素含量,既有利于改善气孔因素,也有利于改善非气孔因素,显著提高光合速率和作物产量。水分胁迫较轻时,供氮降低了气孔导度,增加了CO2进入气孔的阻力,不利于光合作用,但却提高了叶片自由水与束缚水比值,降低了叶肉细胞汁液和细胞间隙CO2浓度,增加了RuBPCase活性和叶绿素含量。在这种情况下,光合作用的气孔因素受到影响,非气孔因素不但没有减弱,反而有所增强,因而光合速率和产量都有所提高。水分胁迫严重时,供氮不但抑制了光合作用的气孔因素,还更严重地抑制了非气孔因素,导致光合速率和作物产量严重下降。供氮对光合作用影响的水分依赖性为调控氮素营养提供了有力依据。     

秸秆覆盖和根系互作对间作玉米生理特性及产量的影响

通过盆栽试验研究了不同秸秆覆盖水平和玉米/大豆间作系统中根系互作对玉米的影响。结果表明：秸秆覆盖 和根系互作可增加玉米成熟期单株绿叶面积和不同生育时期的叶绿素含量,且根系互作的作用随覆盖水平的提高而增强;玉米成熟期的植株含水量和根伤流显著受到覆盖的影响,而受根系互作的影响不显著(P＞0.05);覆盖和根系互作可提高玉米光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而降低胞间CO₂浓度,其中相同隔根处理下,T1和T0间的差异显著;覆盖和根系互作可改善玉米产量各构成因素,并提高成熟期单株生物产量和经济产量。相关分析发现,玉米单株绿叶面积、叶绿素含量、根伤流速度、光合速率均与产量存在直线正相关关系。得出,覆盖和根系互作有利于改善玉米生理特性,提高产量,且根系互作的优势作用随覆盖水平的提高而增强。