大气CO2浓度升高对夏大豆叶片生理生化性状的影响

研究大气CO2浓度升高对大豆生化指标的影响,有助于人们了解未来气候变化引起的大豆生理的变化。本研究利用FACE(Free Air CO2Enrichment)系统,在大田条件进行了夏大豆叶片中可溶性糖含量,蛋白质含量和SOD、POD活性变化受CO2浓度升高影响的试验。研究表明:大气CO2浓度升高后,夏大豆叶片中可溶性糖含量没有显著变化。蛋白含量和SOD、POD活性不同品种间有所差异。中黄13在开花期蛋白含量增加44.20%,中黄35在鼓粒期蛋白含量增加49.31%;中黄13在开花期SOD、POD活性分别降低17.35%,27.26%,在结荚期SOD活性下降22.38%,中黄35在鼓粒期SOD、POD活性分别降低50.85%,47.47%。这些结果说明,在大气CO2浓度升高下夏大豆叶片蛋白质代谢能力可能提高,但抗性降低,中黄35抗性下降幅度较中黄13大。     

大豆光合特性对大气CO2浓度升高的响应

通过不同CO2浓度处理的大豆实验观测,分析了大豆叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素含量等光合特性对大气CO2增加的响应,探讨了未来高CO2水平下水分利用效率的变化趋势。结果表明,高CO2浓度下,大豆开花期叶片光合午休现象得到缓解和消除,净光合速率提高19.4%~33.0%。大豆蒸腾速率随大气CO2浓度升高而下降。大气CO2增加促使大豆水分利用效率提高,在不同生育期提高幅度不同,表明为分枝期、开花期较大,结荚期、鼓粒期较小。在大气CO2增加情景下,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量均有增加的趋势,分别提高8.6%~11.6%,13.8%~20.0%和9.9%~13.8%。但叶绿素a与叶绿素b的比值则下降。     

吉林省不同时期育成大豆品种叶片衰老中保护酶活性的变化

为了探明吉林省不同时期育成的栽培大豆品种在叶片衰老过程中保护酶活性、丙二醛和可溶糖含量的变化,将1923-2006年划分为四个时期,第一时期(1960年以前)、第二时期(1961-1980年)、第三时期(1981-2000年)和第四时期(2001年以后),以吉林省不同时期育成的20个栽培大豆品种为材料进行田间试验。分别在R2(开花期)、R4(结荚期)、R6(鼓粒期)、R7(成熟期)取样测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)和可溶性糖含量。结果表明,吉林省不同时期育成的大豆品种叶片衰老过程中SOD,CAT活性随着生育时期的递进,呈现先升高后下降的趋势,在鼓粒期最大,成熟期最小。而POD活性、可溶性糖和丙二醛含量随着生育时期的推进呈上升趋势变化,在成熟期达到最大值。不同时期育成的大豆品种保护酶活性均表现为第一时期第二时期第三时期第四时期。可溶性糖含量在成熟期表现为:第一时期第二时期第四时期第三时期,而丙二醛含量在成熟期表现为第四时期第三时期第二时期第一时期。这为调控延缓叶片的衰老,进行高产品种选育及栽培提供理论参考。     

大豆豆荚与叶片的光合特性比较

以东农42、东农163二个大豆品种为试材,对鼓粒期大豆叶片和豆荚的叶绿素含量、氨基酸含量、碳水化合物含量、光合速率和蒸腾速率等生理指标进行了比较。结果表明：豆荚叶绿素总含量平均占叶片叶绿素总含量的1%~2%, 豆荚的光合速率与其叶绿素含量呈正相关;豆荚的还原糖含量和淀粉含量都较叶片含量高,蛋白质和氨基酸含量都比叶片低。豆荚的蛋白质、还原糖、气孔导度、光合速率、蒸腾速率等指标存在品种间差异。     

大豆不同生殖生长时期不同冠层光合活性差异与叶片结构关系的探讨

大豆生殖生长各时期充分展开叶片的光合速率和叶片结构差异很大。鼓粒期叶片的光合速率、希尔反应活性、叶片厚度、单位叶面积及单位栅栏细胞中的叶绿体数目、叶绿体基粒的复杂程度、叶片可溶性蛋白质含量均高于结荚和盛花期的叶片,其中以结荚期的最低.单位叶面积光合速率的差异与叶片中栅栏细胞和叶绿体数目及叶绿体片层结构     

降雨季节波动对反枝苋与大豆光合色素的影响

为探讨外来杂草反枝苋在入侵农田生态系统过程中对降雨季节波动的适应规律及与作物的竞争机制,采用人工模拟不同降雨季节格局的方法,比较研究了反枝苋和大豆叶片光合色素含量及组成的变化情况。结果表明,在苗期和开花结荚期,降雨季节波动对大豆叶片光合色素含量及组成影响不显著,在鼓粒期影响显著;在整个生育期内,降雨季节波动对反枝苋叶片光合色素含量及组成影响显著,这与其具有较强的表型可塑性有关;此外,无论大豆还是反枝苋,在混栽时光合色素含量均大于单栽,说明两物种混栽时具有相互促进的作用,这种促进作用也是反枝苋成功入侵大豆田的原因之一。     

夏大豆叶片光合作用与光强的关系

以12个生育期和结荚习性不同的夏大豆品种（系）为材料,测定其在不同条件下青壮龄（展开13日龄）叶片和幼龄（展开4日龄）叶片的光合速率。结果表明,在晴天、适宜供水和自然光照下,夏大豆青壮龄叶片的光合速率（y）与光强（x）呈极密切的正指数曲线关系x=aeby,光合速率随光强增强而升高,没有“午休”现象。幼龄叶片在低     

“贝达”和“赤霞珠”叶片中可溶性糖类对光合作用的调节作用

以2个葡萄品种"贝达"和"赤霞珠"为材料,研究了开花期过后1年生枝条功能叶片光合指标;以及葡萄糖、果糖、淀粉等碳水化合物含量与转化酶和淀粉酶活性的变化与联系。结果表明:开花期过后,"贝达"和"赤霞珠"功能叶片的净光合速率和Rubisco羧化效率呈下降趋势;果糖含量基本不变,葡萄糖、蔗糖及总可溶性糖含量波动上升;中性转化酶活性变化较小,α-淀粉酶和β-淀粉酶活性分别在前期和后期较高。"贝达"和"赤霞珠"功能叶片的Rubisco羧化效率与净光合速率呈极显著正相关;与葡萄糖/(果糖+蔗糖)呈显著负相关。在"贝达"和"赤霞珠"功能叶片中葡萄糖含量与β-淀粉酶活性分别表现出极显著和显著的正相关性。推断,开花期后"贝达"和"赤霞珠"功能叶片中葡萄糖的积累可能主要是通过β-淀粉酶代谢途径产生,并对其光合作用产生了反馈抑制的效应。     

大豆叶片可溶性糖代谢动态变化与相关酶活性的研究

选用6个大豆品种,研究了大豆叶片可溶性糖代谢的动态变化,并检测了相关代谢酶的活性,结果表明:不同大豆品种叶片可溶性糖含量变化规律较为一致,呈单峰曲线变化,峰值出现在开花期,秣食豆叶片可溶性糖含量显著高于栽培大豆,栽培大豆间没有表现出明显的差异性。蔗糖合成酶分解方向的活性显著大于合成方向的酶活性,说明在大豆蔗糖合成酶代谢中分解方向是主要的,蔗糖合成酶分解方向与叶片蔗糖含量间具有负相关性,其中绥农14达到了极显著负相关水平。蔗糖磷酸合成酶与蔗糖含量间表现为正相关性,其中丰收10达到显著正相关水平,蔗糖磷酸合成酶催化蔗糖合成的过程是不可逆的,说明在大豆叶片中蔗糖磷酸合成酶是合成蔗糖的关键控制性酶。     

外源喷施植物生长调节剂对套作大豆碳氮代谢和花荚脱落的影响

玉米–大豆带状套作模式下,玉米荫蔽会抑制大豆苗期生长、减少花荚数、降低产量,探究外源植物生长调节剂对大豆开花结荚和产量的调控效应对套作大豆生产具有重要意义。采用单因素随机区组设计研究套作大豆初花期叶面喷施6-苄基腺嘌呤(6-Benzylaminopurine,6-BA)、2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(diethylaminoethylhexanoate,DTA-6)、烯效唑(S3307)对花荚脱落、叶片碳氮代谢及产量形成的影响。结果表明,外源调节剂会增强盛荚期和鼓粒期叶片蔗糖合成酶(sucrose synthetase, SS)、蔗糖磷酸合成酶(sucrose phosphate synthase, SPS)及转化酶(invertase, Inv)的酶活性;提高始粒期茎、叶、荚果的可溶性糖含量,促进后期茎、叶中可溶性糖向荚果的转移。外源调节剂会增加始荚期叶片碳、氮含量,降低叶片C/N比值;增加始粒期叶片碳含量,减少氮含量,提高叶片C/N比值。外源调节剂会增加大豆开花结荚数,降低落荚数、落荚率及花荚脱落率,以DTA-6效果较好,其处理下2年大豆单株有效荚数和产量显著高于CK,较CK分别增加25.4%、41.3%和32.9%、37.6%。套作大豆初花期叶面喷施6-BA、DTA-6、S3307提高叶片SPS、SS和Inv酶活性,协调大豆各器官碳氮代谢动态平衡,促进大豆开花结荚、减少大豆落荚,显著提高大豆的单株有效荚数与产量,其中DTA-6的增产效果最好。     

茄子Pn日变化及光合“午休”的生理生态子分析

以两个品种圆茄（二苠茄和快圆茄）为试材，系统研究了其光合速率（Pn）日变化及影响光合“午休”生理生态因子。结果表明，茄子晴天Pn日变化无论品种是否相同（二苠茄和快圆茄）、生育期是否相同（苗期、初花期和盛果期）、叶位是否相同（上部叶片、中部叶片和底部叶片），无一例外地表现为“双峰”曲线，即有光合“午休”现象存在，只是“午休”的时间和程度上有差异；光合“午休”时气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、细胞间隙CO2浓度（Ci）、大气CO2浓度（Ca）均下降，而光合有效辐射（PAR）和叶片温度（TL）此时几乎处于最大值，茄子光合“午休”是由气孔因素引起的。     

甘薯光合活力、羧化效率日变化与光合午休的关系

在观测甘薯光合速率和气孔导度日变化的同时，研究了了一天中不同时刻甘薯叶算了的羧化效率，光合活力，ＣＯ２补偿点及气孔限制迭起珠变化。结果表明，一吞羧化效率，光合羧化效率，光和与净佻全速率以大致相同的趋势进行变化；在甘薯光合午休时刻，气孔导度，羧化效率以及光合活力都明显下降并且伴随着ＣＯ２补偿点的升高辉元但此时细胞间隙ＣＯ２浓度下降，气孔限制值增加，说明气孔导度下降是甘薯光合午休的主要原因。     

大豆光合午休原因的分析

研究了大豆光合午休过程中有关生理生态因素与光合速率的函数关系，并对叶温、叶片-大气水汽压亏缺（VPD）、气孔导度与光合速率之间的关系进行了通径分析。结果表明在光合午休的13：00时与15：00时这两个时刻，光合速率与VPD、叶温和气孔阻力呈极显著负相关，15：00时光合速率随VPD和叶温上升而下降的速率要大于13：00时的下     

高粉与低粉木薯品种叶片光合作用日变化及淀粉积累的研究

为了阐明高粉和低粉木薯叶片光合作用及淀粉累积的日变化规律,以高粉木薯品种‘辐选01’和低粉品种‘华南124’苗期叶片为对象,对叶片光合作用的日变化、叶片中的可溶性糖（葡萄糖、果糖、蔗糖）及总糖、淀粉含量、气孔密度等进行比较研究。结果表明：随着光强的增加,高粉品种‘辐选01’的光合速率较低粉品种‘华南124’高;且‘辐选01’叶片上表皮与下表皮的气孔密度都显著高于‘华南124’;2个木薯品种叶片中蔗糖、可溶性总糖含量在一天中是不断积累、逐渐增加的。在一天当中,木薯叶片中淀粉含量在18:00时达到最高。而高粉品种‘辐选01’的光合作用能力在一天当中与低粉品种‘华南124’存在较大差异,在8:00—14:00之间,‘辐选01’的光合作用能力与糖分积累较‘华南124’高,而在16:00—18:00之间,‘华南124’的光合作用能力与糖分积累较高,这可能与午后温室温度上升引起叶片温度过高,叶绿体活性与Rubisico活性降低、RuBP羧化酶再生能力降低导致了‘辐选01’的光合作用能力比‘华南124’的低。     

掌叶半夏的光合特性及影响因子分析

探讨掌叶半夏的光合特性及其影响因子,为指导掌叶半夏的人工种植提供依据。本研究选择掌叶半夏成熟的叶片,利用LI-6400型便携式光合仪测定了植株叶片的光合-光响应曲线、光合日变化。结果表明掌叶半夏的光饱和点、光补偿点(LCP)和表观量子效率(AQY)分别为1000 μmol/(m²·s)、 18.44 μmol/(m²·s)和0.0318。较低的LCP表明掌叶半夏为喜阴性植物。掌叶半夏净光合速率的日变化呈双峰曲线,存在明显的“午休”现象。相关性分析表明,蒸腾速率和光合有效辐射是影响掌叶半夏净光合速率的主要因子,相关系数分别为0.721和0.718。掌叶半夏在栽培时,可采取与其他作物,如玉米、小麦、高粱和油菜等间作的方式,对其遮阴;同时,合理灌溉,保持环境相对湿度,使植株的蒸腾速率降低从而缓解“午休”现象。由于掌叶半夏的光饱和点为1000 μmol/(m²·s),因此,遮荫的光照强度不应低于1000 μmol/(m²·s)。     

光照强度对大豆叶片光合特性及同化物的影响

间套作荫蔽环境下, 光强是影响作物生长和产量的直接因素。本试验通过设定不同光照强度, 分析不同大豆品种的光合特性、光合同化物和叶片中叶绿体超微结构的昼夜变化, 明确光强对大豆叶片结构和同化物积累的影响, 了解品种间差异, 以期为提高大豆产量、改善大豆品质提供理论依据。以耐阴品种南豆12和敏感品种桂夏3号为试验材料, 分别设置CK (正常光照, 遮光度0)、A1 (一层黑色遮阳网, 遮光度10%)、A2 (两层黑色遮阳网, 遮光度36%) 3个不同光照强度。结果表明, 随着遮阴程度的增加, 2个大豆品种净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和生物量均呈逐渐降低趋势, 但胞间二氧化碳浓度、叶绿素b含量逐渐上升。同一大豆品种在相同处理下叶片蔗糖和淀粉含量昼夜变化差异显著。正常光照和A1处理下的大豆叶片蔗糖含量昼夜变化呈双峰曲线, 波峰分别出现在16:00和次日6:00, A2处理下南豆12蔗糖含量昼夜变化呈单峰趋势, 峰值出现在16:00, 为32.80 μg g ^-1。淀粉含量昼夜变化呈单峰曲线, 最高值均出现在21:00, 且耐阴品种大豆在A2处理下蔗糖和淀粉含量日变化幅度大于敏感品种大豆。大豆叶片超微结果表明, 弱光处理下大豆叶片叶绿体结构完整, 无破碎现象, 相同品种在同一处理下淀粉粒与叶绿体截面积比值昼夜变化显著, 均呈先增加后降低的变化趋势, 耐阴品种变化幅度大于敏感品种, 最大值均出现在21:00。因此, 随着遮阴程度增加, 大豆叶片生物量积累减少, 光合作用降低, 但耐阴品种在适度遮阴下通过调节光合器官结构的昼夜变化而保持良好的光合作用, 以更好地适应荫蔽环境。     

牛膝光合作用日变化特征的研究

试验研究了牛膝叶片净光合速率日变化及其与环境因子的相互关系。结果表明：牛膝净光合速率日变化呈双峰曲线,峰值出现在10：00和14：00,分别为7.07μmol/(m2•s), 6.87μmol/(m2•s),出现光合“午休”现象;牛膝蒸腾速率日变化呈单峰曲线,峰值出现在12：00,为2.9 mmol /(m2•s);牛膝气孔导度日变化呈轻微的双峰曲线,峰值分别出现在10：00,14：00,分别为0.049 mmol/( m2•s),0.045mmol/( m2•s);牛膝净光合速率与光合有效辐射、蒸腾速率、气孔导度之间呈正相关,与胞间CO2浓度和相对湿度呈负相关;牛膝出现光合“午休”现象是生态环境因子综合作用的结果。     

LED补光对番茄光合特性的影响

为找出适于番茄生长的最佳光谱成分,采用发光二极管(light-emitting diode,LED)研究不同光质处理对番茄‘菜都5号’叶片光合特性的影响。结果表明,补光改变了番茄叶片光合速率日变化规律,使番茄光合速率日变化曲线由“单峰”型变为“双峰”型;LED光源虽然可以延长光合作用时间,但对胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率的影响不明显。LED光源对番茄光合速率的影响因光质而异,红灯和蓝灯的光合速率显著大于绿灯,这表明红灯和蓝灯比绿灯更有利于增加番茄的光合速率,促进番茄叶片内有机物质的积累。     

金荞麦辐射诱变变异株系光合参数变化及其与环境因子关系

为了探讨金荞麦辐照诱变株系在快速生长期的光响应和光合日变化规律,培育新种质,以Co60γ辐照绿茎金荞麦根茎（对照）及得到的红茎、红叶诱变株系植株为试验材料,利用Li-6400便携式光合测定仪连续2年进行了光合参数测定。结果表明：红叶和红茎株系在弱光下具有较好的光利用能力,而绿茎株系在强光下具有较强的光合作用能力;三种金荞麦的净光合速率日变化均呈双峰曲线,由于气孔限制的影响,具有“光合午休”现象;日光合进程中,绿茎的光合速率高于红茎和红叶;光照和温度是影响金荞麦光合作用的主要影响因素,红茎的光合作用需要高CO2浓度,而高CO2浓度却抑制了绿茎和红叶的光合作用,低湿也是影响红叶光合作用的重要因子。研究结果说明金荞麦变异株系的光合能力明显弱于绿茎对照植株。     

日光温室茄子光合特性的研究

采用美国LI-COR公司的LI-6400便携式光合分析仪测定系统,研究日光温室嫁接茄株盛果期的光合特性,结果表明：茄子中上部叶片光合速率日变化呈双峰曲线,有较明显的午休现象。第一峰值出现在11：30分左右,净光合速率Pn最高值为10.2μmol/(m2·s),第二峰值出现在13：00左右,峰值为9.4μmol/(m2·s)。气孔因素是造成光合午休现象的主要原因,午时高光强、高温和低相对湿度迫使叶片气孔导度降低,表现为胞间CO2浓度降低,水蒸气压差升高,蒸腾速率增加,这些特定的环境与生理变化是导致午休的主要原因。