葡萄光合速率对光及CO_2浓度的响应特征

为深入研究吐鲁番地区葡萄管理和节水灌溉技术,采用CIRAS-3型便携式光合仪对新疆吐鲁番地区葡萄光合作用进行的测定。结果表明:当光合有效辐射在0~600μmol·m-2·s-1时,净光合速率迅速上升;光合有效辐射在600~1 500μmol·m-2·s-1时,净光合速率升幅减弱;而光强在1 500~2 000μmol·m-2·s-1时,净光合速率随着光照强度的增加而出现下降。CO2浓度在800μmol·m-2·s-1之前,光合速率迅速增加;在800μmol·m-2·s-1之后,光合速率缓慢上升。利用非直角双曲线模型和直角双曲线模型拟合葡萄光响应曲线和CO2响应曲线,决定系数分别为0.996 2和0.988 5。     

桫椤对光照和CO2的响应曲线及其模型拟合研究

以濒危植物桫椤为研究材料,使用Li-6400便携式光合测定系统测定光合-光响应曲线,应用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和修正的直角双曲线模型3种模型进行模拟研究,并探讨不同模型对桫椤光响应及CO_2响应中的适用性。结果表明:采用修正直角双曲线模型拟合的桫椤光响应参数为0.077,Pnmax、Iisat、Ic、Rd分别为8.162、917.96、16.021、-0.975μmol/m2·s,CO_2响应参数为0.035,Cisat、Pmax、Γ、RP分别为1577.624、14.170、61.666、-2.028μmol/m2·s。修正直角双曲线模型能很好地拟合桫椤的光响应及CO_2响应数据,并能较准确地直接计算出光合参数,同时能很好地处理桫椤产生光抑制部分的光响应数据,高光强下直角双曲线模型和非直角双曲线模型不能处理光抑制问题。修正直角双曲线模型下光饱和点和CO_2饱和点高于直角双曲线模型和非直角双曲线模型,最大净光合速率表现相反。光补偿点、暗呼吸速率、光呼吸速率和CO_2补偿点介于直角双曲线和非直角双曲线模型之间,修正直角双曲线模型模拟值与实测值最接近。桫椤具有一定的耐阴性,能适应一定低光照的环境条件,对CO_2的适应范围较宽。修正直角双曲线模型是拟合桫椤光合-光响应曲线的理想模型,该模型能较好地对桫椤植物光能利用效率进行模拟,为桫椤植物的有效保护提供参考。     

夹竹桃与珊瑚树光合光响应及PSⅡ叶绿素荧光特性比较

采用LI-6400型便携式光合测定仪,对夹竹桃和珊瑚树进行光合光响应拟合和叶绿素荧光光响应测定,分析Pn与荧光参数之间的联系.结果表明:夹竹桃和珊瑚树的光合光响应曲线变化趋势基本一致,采用非直角双曲线模型拟合良好.在同等光合有效辐射下珊瑚树的净光合速率(Pn)大于夹竹桃,夹竹桃的光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)分别为82.67μmol·m-2·s-1和824.35μmol·m-2·s-1,珊瑚树的LCP和LSP分别为33.93μmol·m-2·s-1和757.19μmol·m-2·s-1,珊瑚树的耐阴能力大于夹竹桃,夹竹桃的光强适应范围稍大于珊瑚树.在相同光照条件下夹竹桃的实际光化学效率(ΦPSⅡ)大于珊瑚树,夹竹桃通过光化学猝灭(qP)转换光能的作用高于珊瑚树,而以非光化学猝灭(NPQ)耗散光能的作用小于珊瑚树.两种灌木ETR和PCR光响应曲线变化的"拐点"可能与光饱和点有关.在园林应用中夹竹桃适合全光环境,珊瑚树适合适度遮阴环境.     

涝渍胁迫下厚皮香幼苗光响应特征

以1年生厚皮香幼苗为材料,分别进行涝害与渍害处理,使用Li-6400光合仪,测定不同光照强度下的净光合速率Pn,并采用直角双曲线、非直角双曲线和直角双曲线修正3种数学模型对叶片光响应曲线进行拟合,探讨其在不同水淹程度下的光能利用能力。结果表明:随着光合有效辐射的增加,对照组在PAR≈800μmol·m~(-2)·s~(-1)、渍害组在PAR≈500μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Pn增减趋势变得平缓。渍害组、涝害组与对照组相比初始量子效率和最大净光合速率Pnmax都下降,暗呼吸速率Rd则上升;涝渍胁迫对厚皮香幼苗有光合抑制作用,直角双曲线修正模型对厚皮香幼苗叶片光响应过程拟合精确度高于直角双曲线和非直角双曲线2种模型;对照组厚皮香幼苗叶片由数学模型拟合的光合参数值与渍害和涝害2组相比,更为准确。     

异质生境中山东银莲花光响应曲线模型的优选及光合生理特性分析

为推断不同生境中山东银莲花不同光强下光合参数的变化规律,在相同的CO_2浓度、水分、气压等条件下,设定有效光辐射强度梯度,用光合测定仪测定光合参数,并对多种光响应模型拟合光曲线进行分析。结果表明:山顶灌丛的山东银莲花根据光合参数实测值与预测值的标准误、残差平方和、判定系数大小确定了各模型的拟合效果为直角双曲线修正模型非直角双曲线模型指数函数模型直角双曲线模型;针阔混交林下山东银莲花4个模型拟合效果区别不大,其中直角双曲线修正模型最佳。山顶灌丛山东银莲花光强大于1 200μmol·m~(-2)·s~(-1)时,出现了光抑制,表现为气孔导度变小、蒸腾速率下降,光合速率降低,混交林下生境的则表现为一直上升的稳定趋势,充分体现该种在不同环境下都具有良好的适应性。     

不同光合光响应模型在雷公藤研究中的应用

应用非直角与直角双曲线模型、二项式回归方法及叶子飘光响应曲线模型拟合了雷公藤幼苗的测量数据.结果表明,雷公藤幼苗光合速率与光强之间存在非线性关系.叶子飘光响应曲线模型的拟合效果最佳,相关系数最大,模拟值与实测值最符合;利用该模型重新拟合出雷公藤幼苗的饱和光强为468.98μmol.m-2.s-1,最大光合速率为21.41μmol.m-2.s-1,这些数据与试验测量值较符合;其内禀量子效率为0.076,表观量子效率为0.069,在光补偿点处的量子效率为0.072.     

不同光质下杉木幼苗叶片光合作用的光响应

以2年生杉木幼苗为试验材料,采用便携式光合测定仪Li6400-XT测定了人工光源下白、红、蓝、黄和绿光5种光质下不同光强对杉木幼苗叶片光合光响应曲线、光合生理指标的影响,从而比较不同光质条件下杉木幼苗叶片光合作用的差异。结果表明:不同光质不同光强下杉木幼苗叶片的光合速率(Pn)间均差异极显著(P<0.01)。在弱光强下(≤200μmol·m~(-2)·s~(-1)),红光下杉木幼苗叶片的Pn和水分利用效率(WUE)显著高于其他光质,分别为5.743、6.783μmol·m~(-2)·s~(-1)。强光强下(≥1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)),蓝、绿光下杉木幼苗叶片的Pn分别为13.158、13.400μmol·m~(-2)·s~(-1),高于其他光质,气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)均有增大,且绿光增幅大于蓝光。在中等光强下(200~1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)),白光下杉木幼苗叶片的Pn、Ci均处于较高水平,黄光下杉木幼苗叶片的WUE和Ci在光强为500μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到最大值后持续下降。     

不同锌肥水平下烤烟光响应曲线的拟合

为探究不同光响应曲线模型拟合不同锌肥水平下烤烟光合特征的适宜性,以烤烟K326为研究对象,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和双曲线修正模型对烟株成熟期中部叶的光响应曲线进行拟合,通过分析光合参数的拟合值和实测值的近似度,选出光响应曲线适宜的拟合模型。结果表明,随着锌肥适量的增施,烤烟的最大净光合速率、暗呼吸速率、光饱和点等光合特征参数均有所上升,烤烟叶片的光合能力明显提高,但当锌肥过量时光合特征参数反而下降。3种模型对不同锌肥水平下烤烟成熟期中部叶光响应曲线的拟合效果优劣排序为双曲线修正模型非直角双曲线模型直角双曲线模型,且双曲线修正模型拟合出的光合特征参数最丰富。因此,双曲线修正模型是拟合不同锌肥水平下烤烟光响应曲线的适宜模型。     

木薯光合—光响应曲线的模型拟合比较

【目的】找出木薯光合—光响应曲线的最佳拟合模型,为其生理生态研究和栽培技术提供依据。【方法】采用Li-6400便携式光合系统,测定3个不同生育时期的木薯光响应曲线,分析比较指数函数、直角双曲线、非直角双模型和修正直角双曲线4种模型的拟合效果。【结果】3个生育时期4种模型的决定系数R2均大于0.990,即4种模型对光响应曲线的拟合精度都较好;其中修正直角双曲线模型的决定系数最大,均方误差MSE、平均绝对误差MAE和赤池信息量准则AIC最小,最大净光合速率Pnmax、光饱和点LSP、光补偿点LCP和暗呼吸速率Rd光合参数与实测值最为接近,即3个不同生育时期的最佳光响应曲线模型为修正直角双曲线模型;由修正直角双曲线模型计算出木薯在3个不同生育时期的最大量子效率α在0.048~0.090之间,Pnmax在21.75~22.37μmol/(m~2·s)之间,LSP在2 140.25~2 866.15μmol/(m~2·s)之间,LCP在61.48~95.23μmol/(m~2·s)之间。【结论】修正直角双曲线模型是拟合木薯光合—光响应曲线的最佳模型。     

干旱胁迫下3种玉米光响应曲线模型的比较

研究了不同土壤水分条件下玉米的光合作用,对光响应曲线进行拟合,比较3种不同拟合方法的优劣,优选出干旱胁迫下最优的光合作用光响应模型。利用玉米穗位叶光合数据,用直角双曲线模型、非直角双曲线模型以及直角双曲线修正模型对适宜土壤水分条件及中度干旱胁迫下玉米光响应进行拟合。从拟合的相关参数看,对照(CK)的拟合结果中,直角双曲线模型整体高于非直角双曲线模型,其中表观量子效率与最大净光合速率均提高33%,光补偿点提高10%,暗呼吸速率提高40%,直角双曲线修正模型得到的最大净光合速率低于非直角双曲线模型,其余参数差别很小。在对水分胁迫(MS)的拟合中,3种曲线所得参数的差异与CK一致。直角双曲线修正模型可以直接得到饱和光强与最大净光合速率,得到的光合参数比另外2种模型更接近实测值,因此该模型可以更好的拟合适宜土壤水分和中度干旱胁迫下的玉米光响应曲线。     

红蓝光下光强对生菜电能、光能利用效率及品质的影响

通过调查红蓝LED光源下生菜的光能利用效率(LUE)和电能利用效率(EUE),以期确定人工光栽培环境下红蓝LED的优化光强参数。本试验LED光源的红蓝光配比设定为1∶1,光强分别为200、300和400μmol/(m2·s)的3个处理(分别以L200、L300和L400表示),生菜定植38d后收获。结果表明:1)定植至收获期间,对每次间苗所收获生菜的干重以及定植38d后收获生菜的干重进行累计计算,处理L300下生菜的EUE最大,为0.948%,较处理L200和L400下生菜的EUE分别高5.22%和46.6%;处理L200下生菜的LUE最大,为4.17%,较处理L300和L400下生菜的LUE分别高12.0%和59.3%。2)定植38d后处理L300下生菜地上部分的鲜干重最大,平均值分别为41.3和2.58g,较处理L200和L400下地上部分鲜重分别高23.5%和25.2%;地上部分干重分别高28.4%和12.8%。3)处理L300与处理L200相比,定植38d后前者叶片的可溶性糖含量较高,硝酸盐含量较低;但与处理L400之间无显著性差异。综合考虑光能、电能利用效率及干重累积量,推荐300μmol/(m2·s)作为红蓝LED组合光源下生菜生长较优的光照强度。     

Crop photosynthetic response to light quality and light intensity

Under natural conditions, plants constantly encounter various biotic and abiotic factors, which can potentially restrict plant growth and development and even limit crop productivity. Among various abiotic factors affecting plant photosynthesis, light serves as an important factor that drives carbon metabolism in plants and supports life on earth. The two components of light(light quality and light intensity) greatly affect plant photosynthesis and other plant's morphological, physiological and biochemical parameters. The response of plants to different spectral radiations and intensities differs in various species and also depends on growing conditions. To date, much research has been conducted regarding how different spectral radiations of varying intensity can affect plant growth and development. This review is an effort to briefly summarize the available information on the effects of light components on various plant parameters such as stem and leaf morphology and anatomy, stomatal development, photosynthetic apparatus, pigment composition, reactive oxygen species(ROS) production, antioxidants, and hormone production.     

Synthesized light transients

Manipulation of electron dynamics calls for electromagnetic forces that can be confined to and controlled over sub-femtosecond time intervals. Tailored transients of light fields can provide these forces. We report on the generation of subcycle field transients spanning the infrared, visible, and ultraviolet frequency regimes with a 1.5-octave three-channel optical field synthesizer and their attosecond sampling. To demonstrate applicability, we field-ionized krypton atoms within a single wave crest and launched a valence-shell electron wavepacket with a well-defined initial phase. Half-cycle field excitation and attosecond probing revealed fine details of atomic-scale electron motion, such as the instantaneous rate of tunneling, the initial charge distribution of a valence-shell wavepacket, the attosecond dynamic shift (instantaneous ac Stark shift) of its energy levels, and its few-femtosecond coherent oscillations.