太阳辐射减弱对冬小麦叶片光合作用膜脂过氧化及同化物累积的影响

为了探究气溶胶的太阳辐射减弱效应对农作物叶片生理特性及同化物累积的影响,以扬麦13为供试材料,在大田试验条件下系统研究了不同辐射减弱处理（100%、60%、40%、20%、15%）对冬小麦叶片光合作用、膜脂过氧化水平和同化物积累的影响。结果表明：太阳辐射减弱至自然光的60%-15%时,冬小麦叶片净光合速率减少15.8%-70.1%,光合色素的含量（叶绿素a、b和类胡萝卜素）显著提高,其中叶绿素b含量的增加最明显。太阳辐射减弱会抑制冬小麦叶片膜脂过氧化程度,减少细胞膜透性,且辐射减弱的程度越高,影响越大。当太阳辐射为自然光的60%-15%时,冬小麦叶片的可溶性糖含量比对照降低了32.22%-76.45%,可溶性蛋白含量降低了19.02%-48.12%,但总游离氨基酸含量比对照增加了47.46%-177.87%。上述结果表明,太阳辐射减弱后会减弱冬小麦光合作用,增加光合色素含量,抑制膜脂过氧化程度,从而导致作物体内同化物的累积受阻,糖类及蛋白质的含量显著降低,必然会影响作物的产量及品质形成。     

全生育期UV-B辐射增强对棉花生长及光合作用的影响

植物光合系统是UV-B辐射最初和最重要的作用靶标。本文在大田条件下进行紫外灯照射处理,研究全生育期UV-B辐射增强(高于环境20%和40%)对棉花形态、干物质积累、光合色素和产量的影响,并通过分析棉花主茎功能叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数,探讨UV-B辐射增强影响棉花光合作用的机制。结果表明,UV-B辐射增强抑制了棉花生长和干物质积累,籽棉产量显著降低,且UV-B辐射越强,抑制作用越明显。随UV-B辐射的增强,棉花主茎功能叶的净光合速率(P_n)在各生育期均显著降低,叶绿素含量呈先升高后降低趋势,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)未发生变化,胞间CO_2浓度(Ci)反而升高,说明P_n下降主要由非气孔限制因素造成。对叶绿素荧光参数的分析表明,PSⅡ的最大光化学量子产率(F_v/F_m)、实际光化学量子效率(ΦPSII)、线性电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)随着UV-B辐射的增强而降低,非光化学猝灭系数(NPQ)则显著升高,且各叶绿素荧光参数与Pn变化均显著相关;慢速弛豫NPQ(NPQS)及其在NPQ中的比例均随UV-B辐射的增强而显著提高,表明PSⅡ反应中心受损,光化学效率降低。以上结果证明,全生育期UV-B辐射增强降低了棉花的光合叶面积、叶绿素含量和净光合速率,引起棉花生长与物质积累受抑,产量降低。UV-B辐射增强引起的光合速率下降与PSⅡ反应中心遭到破坏密切相关。     

镉胁迫对黄瓜幼苗光合和叶绿素荧光特性的影响

通过室内水培试验,研究了不同浓度镉处理（0,25,50,100,200μmol/L）对黄瓜幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性的影响。结果表明：镉胁迫第4天,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率已显著下降,但细胞间隙CO2浓度变化不大;叶绿素相对含量仅在200μmol/L镉胁迫时下降;叶绿素荧光参数Fv/Fm、Yield和ETR变化不大,表明200μmol/L以下镉处理光合下降的主要原因是气孔因素。在胁迫第8天,所有镉处理净光合速率、气孔导度、蒸腾速率进一步下降,细胞间隙CO2浓度上升,叶绿素相对含量和除NPQ外的所有荧光参数也显著下降,表明此时光合下降与非气孔因素如叶绿素相对含量下降和原初光化学反应受到伤害等有关。50μmol/L镉胁迫导致除NPQ外的所有荧光参数出现一低谷值,原因可能与镉胁迫引起的严重Fe缺乏有关。     

缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响1

为探明缺磷胁迫下草甘膦对抗草甘膦大豆（RR1）幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响,采用溶液培养方法,在大豆长出真叶时进行缺磷胁迫,第二复叶完全展开时进行草甘膦处理,5d后测定各生理指标。结果表明, 相对于正常供磷条件的清水处理,缺磷胁迫下4.98 mL/L草甘膦处理的大豆叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ的有效量子产量［Y(Ⅱ)］、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量［Y(NO)］、最大电子传递速率（ETRmax）和半饱和光强（Ik）均呈下降趋势。而气孔限制值（Ls）、叶绿素a（Chl a）、叶绿素b（Chl b）、叶绿素a/b（Chl a/b）、类胡萝卜素（Car）、总叶绿素（Chl）含量和PSⅡ调节性能量耗散的量子产量［Y(NPQ)］均呈升高趋势。说明缺磷胁迫条件下喷施草甘膦显著降低了抗草甘膦大豆的光合速率。缺磷引起的气孔因素可能是导致RR大豆光合速率下降的主要原因,而光合速率的下降导致其PSⅡ反应中心的开放程度降低,活性减弱,参与CO2固定的电子较少,光化学效率较低。     

干旱胁迫下硅对番茄叶片光合荧光特性的影响

【目的】研究干旱胁迫下不同硅水平对水培番茄(Lycopersicon esculentum)叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响,为番茄生产合理增施硅肥提供理论依据。【方法】以“金棚1号”番茄为试验材料,采用Hoagland营养液进行了水培试验。聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件进行预处理,筛选出适于本研究的PEG-6000干旱胁迫水平为1%; 之后以Na2SiO3·9H2O为硅源,以不添加PEG-6000和Na2SiO3·9H2O的Hoagland营养液为CK0,研究了1% PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,Hoagland营养液中分别添加Na2SiO3·9H2O 0(CK)、 0.6(T1)、 1.2(T2)、 1.8(T3)mmol/L,对番茄幼苗叶片色素含量、 水分状况、 气体交换参数及叶绿素荧光参数的影响。【结果】随干旱胁迫时间延长,不同硅水平处理的番茄叶片相对含水量(RWC)、 光合色素含量、 净光合速率(Pn)、 气孔导度(Gs)、 最大光化学效率(Fv/Fm)、 实际光化学效率(ΦPSⅡ)、 光化学淬灭系数(qP)等均持续下降,非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐上升,气孔限制值(Ls)先升高后降低,细胞间隙二氧化碳浓度(Ci)先降低后升高,但不同硅水平处理番茄叶片相关参数降低或升高的幅度存在显著差异。在处理第12 d时,0.6、 1.2 mmol/L硅水平处理的番茄叶片RWC较不施硅对照(CK)分别提高18.03%、 30.25%,叶绿素含量分别增加64.56%、 88.24%,Pn分别增加48.78%、 131.71%,ΦPSⅡ分别增加31.68%、 62.70%,qP分别增加18.92%、 40.54%,NPQ则分别降低9.54%、 13.35%。但1.8 mmol/L的硅水平处理12 d时相关参数除NPQ外,均较对照(CK)显著降低,如叶片RWC、 叶绿素含量、 Pn、 ΦPSⅡ和qP分别降低了17.53%、 21.79%、 21.95%、 10.16% 和5.41%。【结论】 1% PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,Hoagland营养液添加1.2 mmol/L Na2SiO3·9H2O显著改善了番茄叶片的水分状况,降低了光合色素的降解,提高了叶片色素光化学效率,减轻了光抑制程度,有利于维持较高的光合速率。     

沙尘和遮阴复合胁迫对西梅叶片光合作用的影响

以5a生西梅为研究材料,对其叶片进行轻度沙尘+遮阴复合（1mg·cm-2沙尘+白色纱网1层）和重度沙尘+遮阴复合（5mg·cm-2沙尘+白色纱网3层）两种处理,分别在胁迫10、20、30和40d时测定其光合、叶绿素荧光等参数,探讨长时间沙尘和遮阴复合胁迫下西梅（Prunus domestica L．）叶片光合性能的变化机制。结果表明,两种处理下,随着胁迫时间的延长,总叶绿素（Chl）、叶绿素a（Chl-a）及叶绿素b（Chl-b）含量均表现为降低趋势。净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）随处理时间的延长而下降,胞间CO2浓度（Ci）呈现先下降后上升的趋势,最大荧光（Fm）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、潜在活性（Fv/F0）、光化学淬灭（qP）呈下降趋势,初始荧光（F0）、非光学淬灭（NPQ）呈上升趋势。说明沙尘和遮阴复合处理前期气孔因素是西梅光合作用的主要限制因素,处理后期复合胁迫使光合机构受到损伤,非气孔因素成为主要限制因素。复合胁迫影响了西梅叶片的光合参数,但并未对西梅叶片光反应系统造成不可逆的破坏。     

增强紫外线-B辐射冬小麦产量和光合特性的影响

为了研究紫外线-B（ultraviolet-B UV-B, 280-320nm）辐射增强20%对保护性耕作冬小麦产量及光合特性的影响,在中国南京开展了2 a的田间试验研究。试验采用常规耕作（耕深25 cm）、少耕（耕深10 cm）和免耕（土壤不耕作）3种耕作处理种植冬小麦,采用人工增加紫外辐射的方法模拟UV-B辐射增强。试验测定了冬小麦旗叶的光合速率、光合-光响应曲线、叶绿素质量分数、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）活性、丙二醛（malonaldehyde, MDA）质量分数和可溶性蛋白质量分数等指标。结果表明：在UV-B辐射增强20%条件下,与常规耕作相比,少耕和免耕2种保护性耕作处理可显著提高冬小麦的产量,分别比常规耕处理作高1632.12和952.15 kg/hm2。从叶片光合生理特性来看,在UV-B辐射增强20%条件下,从冬小麦籽粒灌浆中期开始,少耕和免耕处理旗叶的光合速率、表观量子效率（apparent quantum yield, AQY）、最大净光合速率（Pmax）、叶绿素质量分数、SOD活性、可溶性蛋白质的质量分数显著高于常规耕作处理,MDA质量分数显著低于常规耕作处理,2种处理冬小麦的叶片衰老显著低于常规耕作处理。在UV-B辐射增强20%条件下,少耕和免耕2种保护性耕作处理冬小麦旗叶在籽粒灌浆中期及以后保持高的光合能力和低的衰老程度,是其产量高于常规耕作处理的原因。该文可为制定UV-B辐射增强条件下的冬小麦栽培措施提供参考。     

冬小麦叶片叶绿素含量及光合速率变化规律的研究

试验研究不同水分条件下冬小麦叶片叶绿素含量及光合速率的变化结果表明,随水分胁迫的加剧冬小麦叶片叶绿素含量降低,且叶绿素b比叶绿素a含量下降速度快,不同水分条件下冬小麦叶片叶绿素含量及光合速率季节变化趋势基本一致,拔节~抽穗期迅速上升,灌浆期后迅速下降,且叶绿素含量与光合速率呈显著正相关。随水分胁迫的加重冬小麦产量和经济系数均有所降低。     

氮钙互作对设施栽培油桃叶片光合特性及叶绿素荧光参数的影响

以设施栽培油桃中油5号为试材,采用营养液浇灌方式,研究了氮钙互作对设施油桃叶片光合色素含量、 光合特性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,在不同氮水平处理下,随钙水平的提高,设施油桃叶片叶绿素a、 叶绿素b、 叶绿素a/b,叶片净光合速率（Pn）、 气孔导度（Gs）、 蒸腾速率（Tr）、 胞间二氧化碳浓度（Ci）, PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、 光化学猝灭系数（qP）、 表观光合电子传递速率（ETR）和实际光化学效率（PSⅡ）均呈先增加后降低的趋势,初始荧光（F0）、 非光化学猝灭系数（NPQ）则均呈先降低后增加的趋势。其中在低氮水平（5 mmol/L）下,以4 mmol/L钙水平处理对改善低氮水平时设施油桃光合作用效果最好,与其它钙水平处理差异显著（P0.05）;而在高氮水平（25 mmol/L）下,以8 mmol/L钙水平处理对改善高氮水平时设施油桃光合作用效果最好,与其它钙水平处理差异显著 (P0.05)。     

不同肥料对生姜产量及叶片光合作用和叶绿素荧光特性的影响

为探讨生物有机肥对生姜的增产效果,以‘莱芜大姜’为试材,研究了不同肥料配比对生姜生长及叶片光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,增施生物有机肥可显著提高生姜叶片色素含量及净光合速率,促进生姜生长,且随生长的进行,生物有机肥的作用效果日趋明显。生姜旺盛生长期(9月22日),生物有机肥处理的生姜叶片叶绿素含量分别比普通有机肥及化肥处理高5.5%和13.1%;叶片净光合速率分别高8.2%和17.8%。尽管各处理生姜叶片的光化学效率在午间高温强光下均降低,但生物有机肥处理的生姜叶片原初光能转换效率（Fv/Fm）、光合电子传递量子效率（φPSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）较高,而非光化学猝灭系数（NPQ）较低,表明增施生物有机肥可提高生姜叶片光能利用效率。生物有机肥处理的生姜产量分别比普通有机肥及化肥处理高9%和24%左右。     

限水灌溉和不同施肥方式对冬小麦旗叶某些光合功能的影响

用荧光诱导动力学技术研究了限水灌溉和不同施肥方式对冬小麦不同品种旗叶某些光合功能的影响。结果表明 ,在总施肥量相同的情况下 ,与春后不浇水和所有肥料作底肥的处理相比 ,春后浇两水 (拔节和灌浆水 )和一部分尿素 (150kg/hm2)用作拔节肥有利于 76选系 ,尤其是4041提高旗叶的PSⅡ活性、PSⅡ原初光能转化效率和总的光化学量子产量 ,光化学猝灭系数 (qN) ,表观光合电子传递速率 (ETR)而降低非辐射能量耗散。但是 ,春后浇两水和部分尿素作拔节肥并不改善抗旱品种山农45的光合功能。文中讨论了减少冬小麦春后的灌溉次数和全部肥料作为底肥施用的可能性。     

施氮量对超高产小麦开花期旗叶光合功能的影响

在田间条件下,采用开放式气路测定了小麦旗叶的光合功能的相关指标,研究了施氮量对超高产小麦旗叶开花期荧光动力学参数的影响。结果表明,氮素对超高产小麦开花期的荧光动力学参数和光合特性有较大的调节作用。随着光照时间的延长,小麦旗叶的荧光参数ΦPSII（作用光存在时PSII实际的光化学量子效率）、qP（光化学猝灭系数）、F’v/F’m（开放的PSII反应中心的激发能捕获效率）、NPQ（非光化学猝灭系数）、ETR（电子传递速率）逐渐上升并在20 min左右趋于稳定,与光合同步;但在高氮条件下ΦPSII和qP反而较低氮处理的降低。表明在合理的施氮范围内,施氮能通过提高F’v/F’m、NPQ、ETR来增强光合机构对环境的适应能力,进而保护光合器官。在本试验条件下,超高产麦田的适宜施氮量为N 300 kg/hm2。     

遮阴和施氮对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响

为了探明弱光条件下小麦光合速率降低的原因,为黄淮海麦区小麦生产中合理施氮和高产高效栽培提供理论依据,通过田间试验研究了拔节期至成熟期弱光胁迫(透光率为50%的黑色遮阳网遮阴)和氮素水平[N0,0 kg(N)×hm~(-2);N1,120 kg(N)×hm~(-2);N2,240 kg(N)×hm~(-2)]对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响。结果表明:冬小麦拔节期至成熟期长期遮阴,导致旗叶叶绿素含量、PSⅡ荧光光化学猝灭系数(q P)和实际光化学量子产量(ΦPSII)在3个施氮水平下均显著增加,其中以N2施氮水平下增幅最大,同时显著降低了叶绿素a/b和荧光非光化学猝灭系数(q N),进而提高了旗叶光化学效率,降低了热能耗散,提高光能利用率。在开花期至灌浆中期,由于光能不足造成小麦旗叶净光合速率Pn降低,而在灌浆后期,遮阴处理较正常光照能维持较高的叶绿素含量和光能转化效率,从而Pn高于正常光照。在相同光照条件下,随施氮量增加,小麦旗叶净光合速率Pn、叶绿素含量、PSⅡ荧光光化学猝灭系数(q P)和实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)显著提高,这有利于植株充分利用光能,增强光合作用。弱光导致穗数、穗粒数及千粒重显著降低(P0.05),穗粒数降低幅度最大(13%~46.8%),千粒重降低幅度最小(3.4%~8.5%),穗数的降低幅度为8.6%~22.5%,严重影响氮肥的增产效应。遮阴和施氮水平间交互显著影响了叶绿素含量、穗粒数和产量,但对其他指标影响并不显著。综合而言,增施氮肥缓解了弱光胁迫对光合作用的不利影响,遮阴条件下施氮处理(N1、N2)净光合速率Pn较对照(N0)增幅为11.5%~27.4%,其中以N2[240 kg(N)×hm~(-2)]水平增幅最大。在不同施氮水平下,遮阴处理均提高了光能转化效率,但遮阴显著降低了植株光合速率及产量构成因素,导致产量显著降低(P0.05)。     

潮土区灌浆水和施磷对冬小麦光合作用和产量的影响

利用防雨微区试验,研究了灌浆水和施磷对缺磷潮土区冬小麦灌浆期光合速率、荧光动力学参数、灌浆过程和产量等的影响。结果表明,全生育期不灌水,灌浆期冬小麦光合作用将受到气孔胁迫,光合速率下降,但水分利用效率提高;灌浆水提高小麦的光合速率和表观量子效率,在同样土壤水分条件下,小麦的光合速率和表观量子效率随施磷量的增加而提高。灌水处理小麦的PSⅡ、Fv/Fm较大,NPQ较小。水、磷都能促进小麦灌浆,提高小麦千粒重,其中磷的作用尤其重要。施磷水平越高,灌浆强度越大,灌浆水对子粒灌浆促进作用也越大。施磷处理的株高、穗长、穗粒数较大,成穗数提高,最终产量受施磷水平影响更为明显。经济系数有随供水和施磷水平提高而降低的趋势。从节水角度,在潮土区,施足磷肥有重要意义。     

冬小麦光合功能对盐胁迫的响应

研究了冬小麦 (Triticum aestivum L. )光合功能对盐胁迫的响应。结果表明 ,盐胁迫 ,尤其是高浓度NaCl(400mmol/L)的胁迫 ,大大降低单位面积叶绿素 (Chl)的含量、叶绿体对光能的吸收能力、PSII电子传递速率、原初光能转化效率以及光化学荧光猝灭系数 (qP) ,同时降低光合放氧速率及其光饱和点 ,使植物更易受到光抑制。这些结果加剧光合放氧和碳同化能力的下降 ,不利于光合产物的积累 ,是生长在盐碱地上作物低产的重要生理原因之一。