叶面喷施氧化型谷胱甘肽对设施草莓光合作用、产量和品质的影响

为了缓解京郊冬春季雾霾寡照对设施草莓产量和品质的影响,以‘红颜’草莓为试验材料,在基质栽培条件下,研究了在草莓生长的不同时期喷施不同浓度氧化型谷胱甘肽(GSSG)对设施草莓光合速率、产量和品质的影响。结果表明,喷施谷胱甘肽有氧化型(GSSG)显著提升了草莓的产量。GSSG浓度与前两茬果和总产量符合线性-平台的模型,当GSSG浓度为180～300 mg/L时,草莓产量达到最大,继续增加GSSG浓度产量不再增加。草莓产量的提升主要是由于喷施GSSG后草莓结果数显著增加,GSSG浓度为150～300 mg/L时,头茬果和二茬果的果数均显著增加;GSSG浓度大于150 mg/L时,草莓叶面积、叶片光合速率随着GSSG浓度的增加而增加,草莓的产量与叶面积和光合速率呈显著的正相关关系。喷施GSSG浓度为300 mg/L时对草莓的糖度有一定提升。综合考虑,在设施草莓生产中,在草莓生长的不同时期喷施180～300 mg/L GSSG,有利于减缓冬春季雾霾寡照天气对设施草莓生长的不利影响,从而提高草莓的产量和品质。     

扁桃-冬小麦间作系统树冠截光程度对小麦产量和灌浆期光合特性的影响

为探明果粮间作模式下树冠遮阴对间作冬小麦灌浆期光合特性和产量的影响,为新疆南疆果粮间作模式的选择和优化提供理论依据,本研究以扁桃-冬小麦间作模式为研究对象,设置重度遮阴和轻度遮阴2个处理,以单作小麦为对照,对间作区域光合有效辐射(PAR)、小麦产量及灌浆期叶片光合色素和可溶性蛋白含量、光响应曲线、荧光动力学参数、群体光合速率进行测定。结果表明:间作区域遮阴程度受树冠结构和间作区域距树体距离共同影响,主干分层形扁桃(重度遮阴)近冠和远冠间作区域小麦灌浆期PAR日均值为自然光强的18.61%和25.90%,小冠圆头形扁桃(轻度遮阴)对应值为56.00%和64.53%。与扁桃间作导致小麦旗叶Chla+b含量和Chla/b比值降低; PAR日均值≤56.00%自然光时,小麦旗叶可溶性蛋白质含量显著降低; PAR日均值≤25.90%自然光时,旗叶光系统Ⅱ的实际光合效率(ΦSPⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、最大净光合速率(P_(max))及群体光合速率日均值均显著降低; PAR日均值≥64.53%自然光时小麦群体光合速率存在明显的补偿现象。综上,扁桃-冬小麦间作模式下,小麦光合能力及产量与遮阴程度密切相关,重度遮阴导致小麦单叶和群体光合能力及产量显著降低;轻度遮阴条件下,小麦旗叶光合能力无显著变化,群体光合速率存在明显的补偿现象,对产量无显著影响。     

黄土丘陵区不同土壤水分下核桃叶片水分利用效率的光响应

 为给黄土丘陵区建立节水高效的核桃栽培模式提供科学依据,应用英国PPS公司生产的CIRAS2型光合作用系统,在半干旱黄土丘陵沟壑区,测定了 3年生核桃树在不同土壤水分条件下,叶片气体交换参数的光响应特性。结果表明:核桃光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率,对土壤水分和光合有效辐射强度的变化具有明显的阈值响应。依据叶片水分利用率、光合速率和蒸腾速率与土壤水分的定量关系,核桃具有最高光合速率和叶片水分利用率的土壤体积含水量,大约在186%(相对含水量为604%)左右;维持核桃正常光合作用和较高叶片水分利用率的土壤体积含水量,大约在125%(相对含水量为406%)左右。即核桃土壤水分管理适宜的土壤体积含水量范围在125%～186%(相对含水量为406%～604%)之间,超出此范围时,核桃的光合速率与叶片水分利用率都会明显下降。依据叶片水分利用率、光合速率和蒸腾速率与光合有效辐射强度的定量关系,在适宜的土壤体积含水量范围内,维持核桃具有较高光合有效辐射和叶片水分利用率的适宜光合有效辐射强度范围,在500～1000μmol/(m2 ·s)之间,光合有效辐射强度过高或过低,都会导致叶片水分利用率的明显降低。核桃并非是抗干旱能力和耐强光胁迫能力很强的树种,在干旱缺水和强光、高温为突岀环境胁迫因子的半干旱黄土丘陵区核桃栽培于水分状况相对较好、光照强度相对较低的阴坡,会比阳坡获得更大的生产力。     

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。     

黄土丘陵区紫丁香叶片气体交换参数的日变化及光响应

 在半干旱黄土丘陵沟壑区,应用英国PPS公司生产的CIRAS2型光合作用系统,测定不同土壤水分下4年生紫丁香(SyringaoblataLindl.)叶片气体交换参数的日变化和光响应特性。结果表明:丁香光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率、气孔导度、胞间CO2浓度等气体交换参数,对土壤水分和光合有效辐射的变化,具有明显的阈值响应。有利于丁香光合作用和水分有效利用的适宜土壤质量含水量范围在15%～19.5%之间,土壤相对含水量为58.8%～76.6%;适宜的光合有效辐射强度范围在600～1000μmol/(m2·s)之间。在此土壤质量含水量和光合有效辐射强度范围内,丁香的光合作用和生长过程不会发生较大的水分胁迫和强光胁迫,也不会发生蒸腾速率过高造成的无效蒸腾耗水,因而能获得较高的光合速率和叶片水分利用率。维持丁香正常生理和生长过程所需的最低土壤质量含水量在11.6%(土壤相对含水量为45.7%)左右,相应的最高光合有效辐射强度在800μmol/(m2 ·s)左右,土壤质量含水量降低或光合有效辐射强度升高,会导致严重水分胁迫和。     

日光温室黄瓜叶片光合速率模型及其参数确定的初步研究

对于属于C3作物的黄瓜，用Charles-Edwards包括光呼吸，暗呼吸和氧效应的光合模型建立其叶片净光合速率模型。并通过试验确定该模型参数。结果表明：以此模型描述黄瓜叶片的光合速率所得到的光合模型参数在一定的光合有效辐射(PAR)范围内与实测数据相符合。不同叶龄的黄瓜叶片其光合特性存在较大差异。其中叶龄为20~30 d的叶片之间光合速率及相关参数差异显著。     

地表覆盖及生理生态因子对苹果树光合特性的影响

以9年生长枝富士苹果树为研究对象,利用LI-6400便携式光合测定系统监测不同地表覆盖模式下盛果期苹果树净光合速率、蒸腾速率日变化,并对与净光合速率和蒸腾速率相关的环境因子及生理子的相互关系进行分析.结果表明,清耕和生草处理的净光合速率(Pn)日变化为双峰型,地膜覆盖、秸秆覆盖和砂石覆盖的净光合速率(Pn)日变化进程为单峰型;蒸腾速率(Tr)日变化均为单峰型.净光合速率(Pn)与光合有效辐射(PAR)、气温(Ta)、叶温(Tl)均呈二次曲线关系;与大气相对湿度(RH)、气孔导度(Gs)呈显著正相关;与胞间CO2浓度(Ci)呈显著负相关.蒸腾速率(Tr)与光合有效辐射(PAR)为幂指数关系;与大气相对湿度(RH)呈二次曲线关系;与气温(Ta)、叶温(Tl)、气孔导度(Gs)呈显著正相关;与胞间CO2浓度(Gi)显著负相关.砂石覆盖和秸秆覆盖的净光合速率最大,不同覆盖模式下蒸腾速率日均值差异不显著,不同覆盖模式下苹果树的光合特性与各项环境因子和生理因子密切相关.     

毛乌素沙地樟子松和油松人工林光合生理特性

利用Li-6400便携式气体分析系统,在自然条件下对毛乌素沙地腹地樟子松和油松人工林生长季叶片气体交换、水分利用效率及相关环境因子进行测定,同时探讨了影响樟子松、油松光合速率的内外因素。结果表明:生长季内毛乌素地区油松和樟子松的光合速率、蒸腾速率都表现出一定的日变化规律,都呈单峰型变化曲线;6月、7月、8月针叶树水分利用效率曲线呈下降趋势,上午时段的水分利用效率明显高于下午时段的水分利用效率。5月和9月针叶树水分利用效率日变化呈"W"型曲线,樟子松水分利用效率生长季均值为3.63μmolCO2/mmolH2O,油松水分利用效率生长季均值为3.22μmolCO2/mmolH2O,樟子松的水分利用效率始终高于油松。樟子松的净光合速率主要受光合有效辐射、气孔导度和胞间CO2浓度的影响,限制油松净光合速率的主要因子是光合有效辐射PAR和气孔导度。     

沙地杨树人工林树干液流特征

 采用热扩散技术,对沙地杨树人工林107欧美杨树干液流密度动态特征进行研究,并对其周围环境因子中光合有效辐射、空气温度、空气相对湿度、风速、土壤温度和土壤含水量进行同步观测。结果表明:杨树树干南北方位测得的液流密度具有显著差异,并且具有显著相关关系;不同生长时期杨树液流速率差异显著,5—8月逐渐升高;不同个体间液流速率差异显著,冠幅是影响个体间差异的主要形态特征;杨树树干液流每天达到的峰值与光合有效辐射和水蒸气压亏缺达到的峰值存在一定的时滞,二者与液流的时滞分别提早30～60min和落后120～150min。5—7月影响树干液流密度日变化的主导因子是光合有效辐射,8月则是由光合有效辐射和水蒸气压亏缺共同决定。     

中国沙棘、俄罗斯沙棘和俄罗斯沙棘×中国沙棘光合特性及影响因子

在陕北黄土丘陵沟壑区用LI-6400光合仪对中国沙棘、俄罗斯沙棘和俄罗斯沙棘×中国沙棘光合特性及影响因子进行了测定。测定结果表明三者的光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率日变化均为“双峰”曲线。中国沙棘光合“午休”现象较轻,日光合速率和午后光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率极显著（P〈0．01）高于俄罗斯沙棘和俄罗斯沙棘×中国沙棘。中国沙棘光合作用最适气孔导度、大气CO2浓度、空气相对湿度比俄罗斯沙棘小,最适胞间CO2浓度、蒸腾速率、气温、光合有效辐射比俄罗斯沙棘高。中国沙棘在最适气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和大气CO2浓度下的光合速率比俄罗斯沙棘高;在最适气温、空气相对湿度、光合有效辐射下的光合速率比俄罗斯沙棘低。俄罗斯沙棘×中国沙棘光合“午休”现象比中国沙棘强,比俄罗斯沙棘弱,午后光合速率与俄罗斯沙棘相近;俄罗斯沙棘×中国沙棘最适气孔导度、大气CO2浓度高于中国沙棘和俄罗斯沙棘,最适胞间CO2浓度低于中国沙棘和俄罗斯沙棘,最适蒸腾速率、气温、空气相对湿度、光合有效辐射居于中国沙棘和俄罗斯沙棘之间。俄罗斯沙棘×中国沙棘在最适气孔导度下的光合速率高于中国沙棘和俄罗斯沙棘;在最适胞间CO2浓度、蒸腾速率、气温、大气CO2浓度、空气相对湿度、光合有效辐射下的光合速率低于中国沙棘和俄罗斯沙棘。中国沙棘、俄罗斯沙棘和俄罗斯沙棘×中国沙棘的光合速率均与上午的气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、气温、大气CO2浓度、空气相对湿度、光合有效辐射显著相关,均为“抛物线”关系。     

东北地区大豆鼓粒期光合特性的研究

用LI-6400光合测定系统对东北地区大豆鼓粒期叶片光合速率对光合有效辐射通量密度的响应特征和晴天光合速率、光能利用率、水分利用率等特性的日变化规律进行了研究。结果表明,光合速率对光合有效辐射通量密度的响应特征遵循M ichaelis-M enten方程,在自然光条件下,上下两层叶片综合考虑,最大光合速率平均为37.25μmol m-2s-1,表观初始量子效率平均为0.0376。在晴天,光合速率、蒸腾速率、气孔导度以及光合有效辐射通量密度、环境温度随时间的变化可以用正弦函数模拟,但其峰值出现的时间不同,光合速率和气孔导度在午前,光合有效辐射通量密度在正午,蒸腾速率和环境温度在午后。这种时间序列说明光合速率在午前开始降低,但引起这种现象的原因是高温引起的气孔限制造成的,而非光胁迫。日出后,大豆叶片的光能利用率随时间逐渐降低,到10:30左右稳定在0.015~0.02 molmol-1,该变化规律用正弦函数的形式可以得到很好的模拟。大豆叶片的水分利用率在上午和下午存在显著差异,上午的水分利用率显著高于下午,温度是造成这种差异的主要原因,用正弦函数形式模拟也能得到类似的结果。     

冬小麦阴阳叶光合特性的差异研究

利用LI-6400R便携式光合测定系统测定了冬小麦不同生育期的光响应曲线,并将植株分为阴阳叶,观测其不同叶位叶片的光合速率及相关因子日变化。结果表明：冬小麦最大光合速率出现在孕穗期,光响应曲线模拟值与实测值有很好的一致性。光合有效辐射是造成阴阳叶光合速率及其他生理因子差异的主要原因。阳叶在高光强时表现出“午休”现象,而阴叶受光合有效辐射限制,光合速率偏低。不同时期冠层内植株叶片水分利用效率均自下而上增大,且阴阳叶之间差异较大。     

设施葡萄光合速率变化规律

以沪汰8号、早黄提和兴华1号为试材,对设施葡萄光合速率日变化和年变化规律进行了研究.结果表明设施条件下,葡萄的光合速率日变化和年变化均呈双峰型曲线;品种间存在一定的差异.并对影响设施葡萄光合速率的有关生理因素及环境因素进行了综合分析.     

播期和播量对冬小麦冠层光合有效辐射和产量的影响

小麦适期播种不仅是达到全苗壮苗的关键, 还有利于小麦健壮生长发育, 是提高小麦单产的重要措施.本试验研究了不同播期和播量条件下小麦冠层底部光合有效辐射(TPAR)、叶面积指数(LAI)、冠层截获的光合有效辐射(IPAR)等的变化及播期对冬小麦产量的影响.结果表明, 叶面积指数和冠层截获的光合有效辐射随小麦播种时间的推迟而降低, 小麦冠层底部的光合有效辐射随小麦播种时间的推迟而增大.小麦冠层截获的光合有效辐射与叶面积指数呈显著正相关, 相关系数为0.756; 冠层底部的光合有效辐射与叶面积呈显著负相关, 相关系数为-0.872.小麦产量虽然随播期的推迟呈递减趋势, 但10月20日之前播种的小麦产量间无显著差异.因此, 在冬小麦和夏玉米一年两熟区, 可相应推迟小麦的播种时间, 尽量延长上茬玉米的生长期, 以实现两茬作物的均衡增产.     

苗期红豆草光合速率日变化及其影响因子分析

为探明红豆草光合特征及影响红豆草光合作用的主要环境因子,在盆栽条件下用LI-6400型光合作用系统,对苗期红豆草叶片光合特征及环境因子的日变化进行了观测,并采用相关系数和多元逐步回归分析方法分析各环境因子对苗期红豆草光合速率的影响。结果表明,苗期红豆草光合速率日变化呈单峰曲线,峰值出现在正午12:00左右,约为27.63μmol/(m2.s),日平均值为22.33μmol/(m2.s);相关分析表明,光合有效辐射是直接影响红豆草光合速率日变化的主要环境因子,与光合速率呈极显著正相关关系。     

晋西黄土区刺槐蒸腾、光合与水分利用的试验研究

针对黄土地区造林成活率不高,保存率低的情况,就黄土高原的主要造林树种—刺槐的各种生理过程（如蒸腾、光合、气孔导度）的内在规律与环境因子的影响（如光合有效辐射）进行分析研究,以水分合理高效利用为切入点,通过研究气孔行为与蒸腾和光合之间的关系,得到一系列的临界值:从光合有效辐射入手,蒸腾与光合和光合有效辐射之间均呈抛物线关系,在光合有效辐射大于882 umol/（m²·s）时实施措施,既可大大减小蒸腾,又可改善光合;光合与蒸腾的非线性关系可用抛物线方程表述,其中光合速率最高时的蒸腾速率为临界值,超出此值即为奢侈蒸腾;综合分析光合速率、蒸腾速率与气孔导度之间的关系,当气孔导度大于0.35 umol/（m²·s）时,适时提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分又促进光合。通过对临界值的分析的,得到黄土高原地区抗旱造林的一些新的方法。     

苗期短时高温条件下草莓干物质积累模型的修订

以草莓品种“红颜”为试验材料，分别于2018年和2019年对温室草莓苗期进行不同高温（日最高温/日最低温分别为32/22℃、35/25℃、38/28℃和41/31℃）和不同胁迫天数（2d、5d、8d和11d）处理，以28/18℃为对照（CK），处理结束后将草莓移植到Venlo型玻璃温室进行正常栽培试验。以2018年数据定量分析高温和胁迫天数对温室草莓叶面积指数的影响，构建以生理发育时间为尺度的苗期高温对温室草莓叶面积指数影响模型，并结合已有的光合作用生产模型，构建光合驱动的草莓干物质生产的机理模型。以2019年试验数据对模型进行拟合验证。结果显示，构建的高温影响模型对温室草莓叶面积指数、最大光合速率和干物质生产的模拟值与实测值之间的决定系数（R²）分别为0.98、0.83 和0.91，均方根误差(RMSE)分别为0.04、1.50μmol·m⁻²·s⁻¹和1.38g·m^–2，相对误差（RE）分别为6.43%、13.17%和11.49%，说明所建模型较好地模拟了苗期高温对温室草莓叶面积变化和干物质生产的影响，可为温室草莓的高温环境管理和调控提供理论依据。     

冬小麦-春玉米间作模式下光合有效辐射特性研究

通过对单作和间作种植模式下作物冠层入射和透射光合有效辐射的观测,研究了不同种植模式下冠层光合有效辐射截获量(IPAR)的日变化规律及其与叶面积指数的关系以及冬小麦对预留行的遮荫作用。结果表明:2种种植模式下光合有效辐射截获量日变化均为双峰曲线;叶面积指数<2时,间作冬小麦日平均光合有效辐射截获量约为单作的50%,叶面积指数>2时,2种种植模式下的日平均光合有效辐射截获量相近;2种种植模式下光合有效辐射截获量与叶面积指数均有较好的相关性;间作冬小麦预留行遮荫率(FS)的日变化为双峰曲线,遮荫率与株高(H)有很好的相关性。     

西北干旱地区农业健康用水量计算模型研究

为明确灌溉模式对不同群体小麦光合特性的调控机制,在大田条件下设置了不灌水(W0)、灌1水(W1j,拔节期灌水;W1b,孕穗期灌水)、灌2水(W2,拔节期和孕穗期灌水)、灌3水(W3,拔节期、孕穗期和灌浆期灌水)5种灌溉模式和基本苗180株.m?2(D1)、300株.m?2(D2)和450株.m?2(D3)3种密度的二因素试验,研究了灌溉模式对不同群体小麦光合特性的影响。结果表明:灌溉明显改善了群体光合速率。在一定灌溉总量范围内,灌溉次数与群体光合速率呈抛物线型关系。较多的灌溉次数下群体光合速率的提高归因于LAI增大和群体光截获的增加。群体光合速率与冠层透光率呈极显著的负相关,灌浆期群体光合速率与花后干物质积累量和产量呈极显著的正相关。主效应及偏相关分析表明:W0、W1j、W1b、W3群体光合速率主要受群体透光率和叶面积的影响,W2群体光合速率的提高主要受旗叶净光合速率的影响。综合产量和群体光合速率等因素,春季灌2水(拔节水和孕穗水)的小麦群体上层截获光较多,中下层通风透光良好,群体光合同化能力最强,花后干物质积累量和产量最高;在此基础上采取密度为300株.m?2基本苗能够提高生育后期的群体光合速率,延长其高值持续时间,增加小麦籽粒产量。     

水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响

针对黄淮海地区农业生产中存在的水资源供应短缺,肥料利用率低等问题,设计试验研究水氮互作对冬小麦光合生理特性和产量的影响,为黄淮海地区高效利用水氮资源提供理论依据。2015-2017年以石麦15(SM15)为材料,利用水肥渗漏研究池,设计2个供水量水平(500,250 mm);2个施氮量水平(90,180kg/hm~2);2个氮肥类型(无机肥尿素,有机肥牛粪)。结果表明:2年试验内冬小麦旗叶光合生理特性变化规律相似,各处理的冬小麦旗叶光合速率,蒸腾速率,单叶水分利用效率在生育期内均呈现先上升后下降的趋势。水氮互作对小麦旗叶光合速率影响显著,W1(供水量500mm)处理的旗叶光合速率明显高于W2(供水量250mm)处理,施氮肥180kg/hm~2处理的旗叶光合速率明显高于施氮肥90kg/hm~2的处理,与施用无机肥相比,施用有机肥可保证冬小麦生育后期维持较高的旗叶光合速率。2年试验干物质积累量最多、产量最高的处理为W1M1(供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2)。综合冬小麦光合生理特性,籽粒产量,本试验条件下有机肥增产效果优于无机肥,冬小麦生育期供水量500mm,施有机氮肥180kg/hm~2时冬小麦旗叶光合生理特性较优,获得较高产量。