不同土壤水分对赤松光合作用与水分利用效率的影响研究

在不同土壤水分条件下研究了赤松光合特征及其水分利用效率的变化。结果表明,不同土壤水分处理对赤松幼苗净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率等生理指标及其日变化均产生明显影响;中度水分胁迫时赤松幼苗的光合午休比对照提前1h且午休时间长,其净光合速率和气孔导度的下降平行进行,而且,日平均水分利用效率的下降幅度比日平均净光合速率的下降幅度小。     

水分胁迫对春小麦陇春27号光合参数和渗透调节物质的影响

为明确水分胁迫下春小麦的抗旱机制,模拟半干旱与干旱条件下春小麦的生存机理,采用盆栽法进行了中度和重度水分胁迫下春小麦旗叶光合参数和渗透调节物质含量变化的研究.结果表明,土壤持水量从80％、60％至40％,春小麦陇春27号旗叶的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率逐渐降低,可溶性糖和酸性转化酶活性呈先增后减趋势,脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性逐渐增强.60％持水量下的可溶性糖含量和酸性转化酶活性显著高于80％与40％持水量下的可溶性糖含量和酸性转化酶活性,可溶性蛋白含量显著低于40％和80％的可溶性蛋白含量,40％持水量下的脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性显著高于60％和80％持水量下的脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性.说明春小麦陇春27号旗叶对水分胁迫十分敏感,中度或重度水分胁迫下光合速率下降是气孔因素与非气孔因素综合作用结果,中度胁迫下光合速率降低是由叶绿素含量下降引起而非光合原料缺乏所致,而重度胁迫下光合速率降低是由叶绿素含量降低和光合原料缺乏所致,可溶性糖、脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性升高是春小麦陇春27号抵御半干旱和干旱胁迫的主要机制.     

土壤水分及环境因子对刺楸叶片气体交换的影响

通过测定不同土壤水分条件下,3a生盆栽刺楸苗木的气体交换参数及其周围环境因子,探讨土壤水分及微气候因子对光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数的影响规律。结果表明:随着水分胁迫的加剧,刺楸叶片蒸腾速率、净光合速率和气孔导度总体上表现出减小的趋势,且随着胁迫的加剧,下降的幅度越大,蒸腾速率、净光合速率和气孔导度在重度、中度、轻度胁迫下日均值分别比对照下降6 6 % ,2 5 %和16 % ,81% ,30 %及5 1% ,70 % ,17%和14 %。随着土壤水分的减少,净光合速率下降逐渐由气孔限制转变为非气孔限制,水分利用效率并未完全表现出下降的趋势,日平均值表现为对照>中度>轻度>重度。逐步回归分析表明,刺楸苗木叶片水气交换参数,不仅受土壤水分的影响,同时也受外界环境因子的综合影响,且影响程度差异较大,回归方程相关系数较好     

水分胁迫下柱花草叶水势、光合及叶绿素荧光特性的变化特征

以热研2号柱花草为供试材料,采用盆栽控制实验研究了不同土壤水分条件下柱花草叶水势、光合特性和叶绿素荧光参数的变化特征。结果表明：（1）柱花草叶水势随着水分胁迫程度的增加而降低,其日变化呈双峰曲线特征,日平均值表现为充分供水〉轻度胁迫〉中度胁迫〉重度胁迫。（2）充分供水条件下柱花草净光合速率最大,而在重度胁迫下最小,水分胁迫下柱花草光合速率的降低主要为非气孔限制因素所致;柱花草气孔导度在充分供水和轻度胁迫下随光合有效辐射的增强而增大,但在中度和重度水分胁迫下变化不明显;充分供水和轻度水分胁迫下,气孔导度均随蒸腾速率的增加而增加,中度、重度水分胁迫下蒸腾速率分别达到0.46、0.31mmol·m-2·s-1时气孔开始关闭;中度胁迫下水分利用效率高于轻度胁迫,可能是植物对胁迫环境的生理适应所致。（3）初始荧光F0随着干旱胁迫程度的增加而增加,而光系统Ⅱ的最大光化学效率Fv/Fm和潜在活性Fv/F0均降低,表明随着胁迫程度的加深,PSⅡ光抑制的程度也加深,水分胁迫抑制了PSⅡ的光化学活性,使其反应中心受到一定程度的破坏或可逆失活。     

水分胁迫前的干旱锻炼对小麦光合生理特性的影响

为探讨水分胁迫前的干旱锻炼对小麦光合生理特性的影响,采用水培法,对小麦幼苗进行水分预胁迫、解除胁迫和再胁迫处理,研究了水分预处理对干旱条件下小麦生物量、叶绿素及光合作用的影响。结果表明,经过水分胁迫预处理后的小麦在水分胁迫下根系生长明显加快,有利于吸收利用有限的水分,水分利用效率明显高于未经过预处理的小麦,净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率和叶绿素含量的下降幅度均低于未经过预处理的小麦,预处理缓解了干旱对小麦光合生理特性的影响。     

不同土壤水分下黄刺玫光合生理生态特性的初步研究

应用CIRAS-2型光合作用系统,在半干旱黄土丘陵沟壑区,测定了3 a生黄刺玫在不同土壤水分条件下净光合速率、光合有效辐射、蒸腾速率、叶片水分利用效率的日变化,并同步测定了胞间CO2浓度、气孔导度等因子。结果表明:黄刺玫的净光合速率随土壤含水量的增加而增加,不同土壤水分条件下,净光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率的日变化曲线不同。适合黄刺玫生长的土壤水分范围在15.0%~6.3%。结论:黄刺玫是抗干旱能力很强的树种,在干旱缺水和强光、高温为突出环境胁迫因子的半干旱地区,黄刺玫最宜栽培于水分状况相对较好、光照强度相对较低的阴坡,可能会比阳坡获得更大的生产力。     

苗期水分胁迫对芝麻生长和生理特性的影响

为明确水分胁迫对芝麻苗期生长发育和生理特性的影响,以郑太芝1号芝麻品种为供试材料,采用盆栽方式,设置正常供水(土壤含水量80%)、重度干旱胁迫(土壤含水量40%)、轻度干旱胁迫(土壤含水量60%)、渍害胁迫(土壤含水量100%)4个水分处理梯度,研究了水分胁迫对芝麻苗期生长和生理生化特性(光合特性、CAT、Pro、SOD)的影响。结果表明,随着土壤含水量的增加,株高增长速度表现为正常供水轻度干旱胁迫渍害胁迫重度干旱胁迫,水分胁迫时间越长,差异越大。干旱胁迫(包括轻度和重度)根冠比增加,渍害胁迫根冠比下降。干旱胁迫、渍害胁迫均造成芝麻叶片净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)下降,随着水分处理时间延长,差异增大,对蒸腾速率(Tr)的影响较小。干旱胁迫促进丙二醛(MDA)积累,渍害胁迫促进脯氨酸(Pro)积累。水分胁迫导致保护酶活性下降,其中干旱胁迫下,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在下降到最低值后,随水分胁迫时间的延长,与正常供水下保护酶活性差异逐渐减小;而渍害胁迫下,随着水分胁迫时间的延长,保护酶活性则呈逐渐下降的趋势。本研究结果为芝麻高产和水分高效利用提供了一定的理论依据。     

土壤水分胁迫对设施黄瓜叶片光合及抗氧化酶系统的影响

以黄瓜品种"津研四号"(Jinyan4)为试材,于2015/2016年秋冬季在温室内对黄瓜全生育期开展土壤水分胁迫盆栽试验,设置正常灌溉CK(田间持水量的70%~80%)、轻度胁迫T1(田间持水量的60%~70%)、中度胁迫T2(田间持水量的50%~60%)、重度胁迫T3(田间持水量的30%~40%)4个土壤水分处理,采用土壤水分传感器EM50监测土壤含水量,于苗期、伸蔓期、开花期和结瓜期测定黄瓜叶片的光合特性和抗氧化酶活性等指标。结果表明:(1)水分胁迫下黄瓜叶片光合色素含量均有不同程度降低,T3处理叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量平均值分别比CK下降47.41%、41.03%和34.03%,叶绿素a/b无明显变化趋势。(2)随着土壤水分胁迫加剧,叶片净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)值下降,气孔限制值(Ls)升高,T3处理水分利用效率(WUE)高于其它各处理。(3)随着胁迫时间的延长,各处理黄瓜叶片丙二醛(MDA)含量逐渐增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升高后降低,过氧化物酶(POD)呈先降低后升高再降低的趋势。随着胁迫的加重,SOD、POD和CAT活性不断升高,MDA含量持续增加。研究认为土壤水分胁迫引起黄瓜叶片光合能力下降,抗氧化酶活性升高,MDA含量增加。     

黄土高原高塬沟壑区坡面表层土壤水分研究

在黄土高寒区,通过人工控制土壤水分的方法,利用Li-6400便携式光合测定系统对银水牛果和沙棘苗木叶片的气体交换参数因子的光响应进行研究。结果表明,2种灌木的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率随着光强的增大而增强,而随着光强进一步增大,净光合速率、水分利用效率却出现下降的趋势,蒸腾速率仍继续增大。随着土壤含水量的增加,2种灌木的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度逐渐增大,水分利用效率先上升,在轻度水分胁迫下达到最大值后下降。在相同土壤含水量下,银水牛果光补偿点明显小于沙棘,光饱和点大于沙棘,光能利用率高于沙棘;银水牛果的表观量子效率大于沙棘,在低光强下的光合能力较高。在水分胁迫下,2种灌木相比,沙棘比银水牛果更易受强光胁迫;银水牛果对弱光的利用能力高于沙棘,水分利用效率高于沙棘,耐旱生产力较高。     

模拟干旱胁迫对喀斯特森林喜钙树种伞花木生理特征的影响

在不同浓度(0、10%、20%、30%)聚乙二醇(PEG6000)的处理下,测定伞花木和油茶(对照树种)幼苗叶片相对含水量、细胞质膜相对透性(RMP)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性等指标,比较它们的抗干旱能力。结果表明:①伞花木在轻度和中度干旱胁迫下,相对含水量仍维持在较高水平,在重度干旱胁迫下相对含水量明显下降,而油茶的相对含水量在中度干旱胁迫下就明显下降;②随着干旱胁迫程度的加剧,两种幼苗叶片SOD、POD活性均表现为先升后降的趋势,相比之下,伞花木在干旱胁迫下两种酶活性的增加幅度均大于油茶;③伞花木的细胞膜对干旱胁迫具有一定的耐受性,能忍受轻度和中度干旱胁迫;④伞花木在各个干旱胁迫程度下均能有效地积累脯氨酸,油茶只有在中度和重度胁迫下脯氨酸才有明显的累积。研究表明,调节酶保护系统活性和渗透调节物质含量是伞花木适应岩溶干旱环境的重要机制。     

不同土壤水分下侧柏苗木光合特性和水分利用效率的研究

在黄土半干旱区,采用人工控制土壤水分的方法,使用Li-6400便携式光合作用测定系统,对侧柏苗木净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度及其相应的环境因子进行了测定。结果表明:不同土壤水分状况下侧柏苗木光合速率日变化曲线呈“双峰”型,均有不同程度的“午休”现象,且上午的光合速率明显高于下午;气孔导度受水分和光热胁迫的影响,日变化曲线呈凹型;胞间CO2浓度受空气CO2浓度和气孔导度的双重影响,呈现出早晚高,正午低的日变化进程;水分利用效最高值出现在上午较早的时分,且上午的水分利用效率明显高于下午;随着土壤水分的增加,净光合速率和蒸腾速率升高,而水分利用效率降低。根据Farquhar和Sharkey的观点,造成净光合速率下降的原因既有气孔限制又有非气孔限制因素,上午净光合速率下降的主要是由气孔限制因素造成的,午间和下午光合速率的降低则主要归因于叶肉细胞羧化效率的降低。     

水肥(氮)对小麦生理生态的影响 (Ⅰ)水肥 (氮 )条件对小麦光合蒸腾与水分利用的影响

光合速率在日出后随着光强的增强而急速升高,4月20日是小麦光合最强。净光合速率日变化随施氮量的增加而下降,水胁迫处理显著低于高水处理;不同时段变化净光合速率随施氮量和土壤含水量的增加而增加,但总的趋势是降低的。小麦蒸腾速率日变化总体趋势是在日出后随着光强的增强而急速升高、随光强的减弱而降低。小麦蒸腾速率日变化曲线为单峰型,中午最高。叶片蒸腾速率日变化随土壤水分供应增加而增加,随氮肥供应增加而下降;不同供水供氮条件下,叶片蒸腾速率的分异在日中尤其是上午比较明显。蒸腾速率从4月10日一直呈现下降趋势。小麦叶片水分利用率日变化曲线为"L"型,即早上较高,中午和下午都非常低。4月20日叶片水分利用率最高,5月10日最低。叶片对不同土壤水分和氮控制的反映为高氮低水高水分利用率,反之,则水分利用率较低。不同水、氮在上午对叶片水分利用率影响差异比较明显,下午则趋于一致。     

旱涝交替胁迫条件下粳稻叶片光合特性

为研究分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫对粳稻叶片光合特性和产量的影响,于2013年进行盆栽试验,分别在粳稻分蘖期(tillering stage,T)和拔节期(jointing stage,S)设置涝-轻旱(light drought,LD)和涝-重旱(sever drought,HD)共4个旱涝交替胁迫处理,其中分蘖期涝保持水深10 cm,拔节期涝保持水深15 cm,同时以浅水勤灌(CK)为对照,测定叶片净光合速率、气孔导度、潜在水分利用效率和胞间二氧化碳浓度以及最终产量等。结果表明,胁迫结束时,T-HD处理净光合速率极显著低于CK和T-LD处理(P0.01);T-LD和T-HD处理气孔导度和胞间二氧化碳浓度均极显著低于CK(P0.01);S-HD处理净光合速率极显著低于CK(P0.01),且气孔导度比CK低62.73%(P0.01);S-LD和S-HD处理胞间二氧化碳浓度呈升高趋势,且S-LD和S-HD处理潜在水分利用效率均低于CK。复水至10月10日,各处理净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于CK(P0.05)。相同光强下,各处理净光合速率低于CK,但光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率均高于CK,并且提高了水稻CO_2响应曲线的净光合速率。但各处理最终产量均显著低于CK(P0.05)。研究结果可为分析水稻干物质积累、灌溉水利用效率等提供依据。     

不同滴灌水量对干旱荒漠区酿酒葡萄光合及产量的影响

在甘肃河西走廊干旱荒漠区研究了覆膜与不覆膜条件下不同滴灌水量对酿酒葡萄生长、光合特征及产量的影响。结果表明: 在不同滴灌水量下, 葡萄新梢长、二次新梢长和主蔓基部直径均随滴灌水量的增加而增大, 且覆膜处理下, 滴灌水量低于不覆膜处理时, 上述3项指标等于或略大于不覆膜处理, 说明覆膜有利于葡萄生长。不同滴灌水量下, 葡萄净光合速率和蒸腾速率、气孔导度的日变化规律相近, 均总体呈下降趋势, 而胞间CO₂浓度呈降低?升高趋势; 滴灌水量为240 mm和300 mm覆膜处理(T1和T2)的光合指标值低于灌水量为360 mm和420 mm的覆膜处理(T3和T4)和滴灌水量为360 mm的不覆膜CK处理。T1处理的水分利用效率高于T2、T3、T4和CK处理。回归分析表明, 不同滴灌水量下, 葡萄的胞间CO₂浓度与土壤水分相关性最高, 气孔导度次之, 净光合速率和蒸腾速率较低。对不同处理下葡萄产量和品质的研究结果表明, 覆膜各处理的葡萄产量高于不覆膜的CK处理, 且含糖量以不覆膜的CK处理最高, 灌水量最低(240 mm)的覆膜T1处理次之。T1处理是实现葡萄高品质、产量和水分利用效率的最优组合。     

土壤水分对柿树光合光响应特性的影响

采用CIRAS-2便携式光合仪测定不同土壤水分条件下2年生柿树叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度等光合生理参数的光响应过程,探讨柿树光合光响应特性对土壤水分的响应规律。结果表明：土壤水分对柿树的光合生理参数影响显著,随着土壤水分的降低,净光合速率、表观量子效率先升后降,光补偿点先降后升,光饱和点呈下降趋势;维持柿树高光合作用和高水分利用效率的适宜土壤相对含水量为48.8%～76.7%,适宜的光照强度为800～2 000μmol/（m2·s）;柿树对强光利用能力较强,而对弱光的利用效率较低;在土壤相对含水量为48.8%时,柿树光合作用主要受气孔限制,而土壤相对含水量降低到25.5%时,柿树光合作用转变为非气孔限制,通过对气孔、非气孔因素的判定,可知柿树是一种抗旱性非常强的植物。研究结果可为柿树的节水高产栽培提供理论依据。     

黄土半干旱区枣、榆水分利用效率的比较研究

在黄土半干旱区,采用人工控制水分的方法,选择生长良好的枣树和榆树幼树,在晴天利用LI-6400便携式光合作用测定系统对其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度进行了测定,并应用遮荫法测定不同太阳有效辐射下净光合速率、蒸腾速率,比较其水分利用效率.结果表明:不同土壤水分条件下,枣树和榆树的净光合速率日变化明显不同,枣树变化幅度大于榆树,枣树对水分的利用效率高于榆树.对枣、榆幼树连续时间内日蒸散量的测定结果表明,影响蒸散量的主要因素是土壤含水量,枣树耗水能力高于榆树,但当土壤含水量升高时枣树耗水能力反而降低,相对于枣树而言黄土半干旱区更有利于榆树生长.     

水肥一体化对生姜生长及叶片CO2、H2O交换特性的影响

以“莱芜大姜”为试材,研究了等量施肥条件下,沟灌常规施肥(CK)、滴灌常规施肥(T1)、水肥一体化(T2)对生姜生长,叶片H2O、CO2交换参数等的影响.结果表明,不同处理生姜地上部茎叶干物质量无显著差异,但T1、T2处理的地下根茎干物质量分别较CK增加11.15％和16.95％.水肥一体化可显著提高生姜叶片色素含量和净光合速率(Pn),降低蒸腾速率(Tr),提高水分利用效率(WUE).生姜根茎膨大期(9月16日),T1、T2处理叶片叶绿素含量和Pn分别比CK高6.77％、8.99％和10.21％、16.23％;生姜发棵期(8月20日),T1、T2处理叶片的Tr分别比CK低10.19％和9.42％;T1、T2处理的WUE无显著差异,但显著高于CK,8月26日9:00达峰值时,T1、T2的WUE分别比CK高23.83％和28.74％.T1、T2处理的灌溉水生产效率分别比CK高132.06％和146.79％;肥料偏生产力分别高12.54％和17.94％.     

水氮处理对荒漠绿洲区酿酒葡萄光合特性与产量的影响

研究水氮耦合对葡萄树光合、果实品质及产量变化的影响,对于发展葡萄产业具有科学指导意义。本研究利用Li-6400便携式光合仪,在葡萄浆果成熟期对不同水分亏缺及施氮水平下的酿酒葡萄进行了光合日变化测定,同时对可溶性固形物及产量进行测定。结果表明,土壤水分亏缺会导致气孔导度、蒸腾速率及光合速率的下降,而施氮量的增加能消减下降趋势。低氮条件下,轻度和重度水分亏缺分别使葡萄产量降低32.2%和49.9%,使浆果可溶性固形物含量分别提高6.9%和13.9%;氮素充足条件下,尽管存在水分亏缺,但葡萄产量无显著降低,且浆果可溶性固形物含量提高16.2%。该研究对于认识葡萄水肥耦合关系、指导水肥管理实践提供了理论依据。