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。     

不同水分供应对甘薯叶片光合与荧光特性的影响及其光响应模型比较

水分供应对甘薯生长发育、产量形成具有重要影响。为探讨不同水分处理对甘薯光合与荧光特性的影响,本研究以鲜食型甘薯‘烟薯25号’为试验材料,研究不同水分处理下甘薯叶片的光合-光响应过程及其荧光特性,并利用不同模型对光响应过程进行拟合。研究结果表明：干旱和淹水处理显著降低了甘薯叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）;当PAR≤1 000 μmol·m^-2·s^-1时,干旱及淹水处理P_n的降低主要受气孔限制,当PAR>1 000 μmol·m^-2·s^-1时,P_n的降低主要受非气孔限制。荧光参数表明,干旱及淹水处理下甘薯叶片光系统Ⅱ（PSⅡ）对光的捕获及吸收能力下降,热耗散增加。光响应模型以直角双曲线修正模型拟合精度最高,且能拟合出饱和光强,适用于不同的土壤水分环境。模型拟合参数显示,所有处理甘薯叶片初始量子效率（α）为0.039~0.055,位于0~0.125的理论范围值内,干旱、淹水处理下甘薯叶片表现出显著的光饱和、光抑制现象,光能利用减弱,且淹水处理的光利用能力小于干旱处理。综合分析认为,直角双曲线修正模型是甘薯不同水分条件下光响应变化最佳模型。干旱及淹水处理均会对甘薯光系统造成损伤,使甘薯光合能力下降,淹水比干旱更易于降低甘薯叶片对光的利用能力,高光强会加重甘薯水分的胁迫程度。     

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。     

太行山低山丘陵区7种典型植物水分利用特征

 为准确评价植物对环境的适应性,以太行山低山丘陵区的7种典型植物为对象,通过测定植物蒸腾速率、光合速率以及水分利用效率等指标,研究不同植物的水分利用特征。结果表明:1)在所研究的7种植物中,火炬树、侧柏、刺槐、荆条和酸枣5种植物的蒸腾速率日变化都属于单峰型;栓皮栎和黄连木为双峰型,双峰型主要与植物的"午休"现象有关,是植物对高温、干旱环境胁迫的主动适应;2)植物之间的水分利用效率有较大的差异,刺槐具有最高的水分利用效率;水分利用效率日均值排序为刺槐>酸枣>栓皮栎>黄连木>荆条>火炬树>侧柏,蒸腾耗水量排序为栓皮栎>火炬树>侧柏>黄连木>刺槐>荆条>酸枣;3)根据蒸腾耗水量和水分利用效率,测试植物可以分为3种类型,栓皮栎和酸枣属于高蒸腾耗水量和高水分利用效率类型,侧柏属于低蒸腾耗水量和低水分利用效率类型,刺槐则属于低蒸腾耗水量和高水分利用效率类型,具有最大的水分竞争优势。     

干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应

通过Li-6400便携式光合仪设置叶室温度分别为22、25、28、31和34℃,模拟叶片局部温度,测定马铃薯块茎膨大期充分供水（土壤含水量保持80%田间持水量,对照处理）和干旱（土壤含水量在65%田间持水量时开始持续干旱）条件下叶片光合特征的光响应曲线,研究干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应特征。结果表明：充足灌溉条件下马铃薯在25℃时具有较大的光合潜能,且对弱光的利用最强,22℃条件下马铃薯叶片对光环境适应最强,28℃条件下马铃薯叶片活性最好,而干旱胁迫处理明显降低了马铃薯的最大光合能力、弱光的利用能力和叶片活性。随着温度升高,充足灌溉条件下马铃薯叶片净光合速率和气孔导度先升后降,在25℃达到最大,此时蒸腾速率最小,水分利用效率较高,说明此温度条件下马铃薯表现出较强的水、气调节能力,对环境的适应能力最强,25℃下马铃薯光合作用较为适宜,其次是22℃,而干旱胁迫马铃薯叶片在22℃条件下净光合速率最大、蒸腾速率最小、气孔导度较大、水分利用效率最高,此温度条件为干旱胁迫下马铃薯适应能力最适温度。温度高于31℃对马铃薯光合作用不利。     

保水剂对冬小麦土壤水分和光合生理特征的影响

 为探明保水剂施用对冬小麦不同生育期的土壤水分、叶片相对含水量及光合生理等的作用,采用保水剂大田试验,研究分析了冬小麦不同生育时期保水剂对土壤水分动态变化、叶片相对含水量及光合特征等的影响。结果表明:1)从返青期到孕穗期,随保水剂用量的增加,020cm土壤含水量显著提高,且2040 cm土壤水分均提高,其基本表现为:60 kg/hm2>90 kg/hm2>30kg/hm2>对照。2)叶片相对含水量表现为:拔节期,随保水剂用量的增加,叶片相对含水量降低,但均显著高于对照（P0.05）,但均显著高于对照（P<0.05）。3)冬小麦各生育期的光合生理特征表现为:用量为60kg/hm2的光合速率、蒸腾速率及叶片水分利用效率均相对最高,而30和90kg/hm2保水剂用量结果各异,但均显著高于对照（P<0.05）。综上所述,保水剂显著提高了冬小麦各生育期的土壤水分、叶片相对含水量及其光合速率、蒸腾速率及水分利用效率等,且以60kg/hm2保水剂用量的效果为佳。     

滨海盐碱地隔盐改良对两种草本地被的光合特性影响

在上海崇明岛瀛东村研究碎石铺设盐碱土改良措施对土壤EC值的影响,以及土壤盐分变化对紫鸭趾草（Setcreasea purpurea B.K.Boom）和中华常春藤（Hedera nepalensis var.sinensis）两种植物光合特性的影响。结果表明：实施土壤改良措施后,不同处理间EC值差异逐渐显著。土壤EC值的变化对紫鸭趾草的净光合速率和蒸腾速率影响不大,而对中华常春藤影响显著。在光响应曲线和参数比较中,采用非直角双曲线模型模拟,光响应曲线的变化趋势基本一致;在同等光合有效辐射（PFD）时Pn值表现为4cm铺设厚度〉2cm铺设厚度〉0cm铺设厚度。随着土壤盐分浓度降低,紫鸭趾草和中华常春藤的最大净光合速率（Ama）x、表观量子效率（AQY）、光饱和点（LSP）和光补偿点（LCP）均逐渐升高。紫鸭趾草的光合作用对土壤盐分具有较强的适应性,并对强光保持了很强的利用能力,但对弱光的调节作用不显著,而中华常春藤适应性较弱,对强光的利用能力较低,但对弱光利用能力强。总之,两种植物的光合适应性均受到土壤盐分的影响,紫鸭趾草比中华常春藤适应性更强。在盐碱地植物应用中从光合特性考虑,紫鸭趾草更适应当地土壤,但通过碎石铺设盐碱土改良技术,降低土壤盐分浓度后,亦可提高植物对光环境的适应性。     

不同土壤水分条件下栾树光合作用的光响应

采用光合作用光响应直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对栾树在不同土壤水分条件下的光响应曲线进行拟合,探讨不同光响应模型对栾树的适用性及栾树光合特性对土壤水分和光照强度的响应规律.结果表明:1)3个模型都能较好地拟合栾树的光合光响应过程,其中直角双曲线修正模型能拟合在光抑制条件下的光响应过程,非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型要优于直角双曲线模型;2)栾树对土壤水分和光照强度的适宜范围较广,土壤相对含水量在41.5％ ～93.3％范围内,净光合速率、表观量子效率均相对较高,光合有效辐射强度在600～2 000μmol/( m2·8)范围内,净光合速率和水分利用效率均能获得较高水平.     

云南玉溪烟区两烟草品种叶片光合作用对光和CO_2的响应

通过大田试验,比较了云南玉溪烟区两个主栽烟草品种NC297和K326旺长初期叶片光合作用的光响应和CO2响应曲线特征。结果表明:两个品种的光合特性存在一定的差异,NC297最大净光合速率(Amax)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、表观羧化效率(ACE)均较高,气孔限制值(Ls)低而气孔导度(Cs)大,由于NC297的净光合速率远大于K326,其水分利用效率(WUE)也较高。此外,NC297叶片的光合色素(叶绿素a、b和类胡萝卜素)和可溶性蛋白质含量也较K326高。试验说明,处于所选研究地的海拔高度和生态环境条件下,NC297比K326具有更高的羧化速率、光能利用效率以及对强光的适应能力,光合能力较大,水分利用效率高,其潜在的生产能力也比较大。     

等高反坡阶对玉米生长及光合特性的影响

[目的] 探讨坡耕地等高反坡台阶措施对玉米生长及光合特性的影响，为云南省坡耕地作物种植提供科学依据。[方法] 以玉米（云瑞668）为供试材料，采用田间试验，试验设置2个布设有反坡台阶的坡耕地样地（2^#和3^#，CR）及1个未扰动的对照样地（1^#，CK），通过野外定位监测方法，测定玉米生长相关指标，净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率以及作物产量，研究等高反坡阶对玉米生长特征、光合特性的影响。[结果] 等高反坡阶措施对玉米茎粗、穗位高影响不显著。反坡阶坡中地块对玉米株高促进作用最为显著，增幅为27.9%；反坡阶样地玉米叶面积指数显著高于原状坡耕地，LAI最高达5.01~5.78，灌浆期后可维持相对较高的LAI，而CK组LAI范围为3.78~4.79，且下降较快；反坡阶处理下玉米叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、叶片瞬时水分利用效率（WUE_L）、作物水分利用效率（WUE）均高于坡耕地；玉米产量分别较坡耕地提高了9.6%，13.8%。[结论] 在云南省坡耕地作物种植地区，通过布设等高反坡阶减少水土流失，提高土壤水分，增加土壤贮水量，进而使叶片维持较高的光合作用以及生理状态，为玉米干物质生产奠定了生理基础，提高了作物产量。自然降雨情况下，坡耕地坡度为15°时布设高反坡阶对玉米光合特性、WUE及产量促进作用最佳。     

新型抗蒸腾叶面肥对刺槐水分利用效率的影响

采用盆栽法安排试验,在充分供水的条件下,用不同叶面肥对刺槐进行处理,使用LI-6200便携式光合仪、美制LI-1600稳态气孔计分别测定刺槐苗木叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)等水分生理指标及其相应的环境因子,结果表明:①不同叶面肥处理下,刺槐的净光合速率、蒸腾速率日变化都呈"双峰"曲线,而且,净光合速率日变化曲线存在光合午休现象。刺槐的水分利用效率在8:00左右最大,14:00点达到一天中的最低水平。②方差分析表明:3号叶面肥处理过的刺槐水分利用效率最大,清水对照的刺槐水分利用效率最小。     

氮对UV-B辐射增强条件下大麦孕穗期叶片生理特性的影响

通过大田试验,研究在UV-B辐射增强条件下,不同施氮量对大麦孕穗期叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片水分利用效率(WUE)及胞间CO2浓度(Ci)日变化的影响。UV-B辐射设两个水平,即对照(CK,自然光,辐射强度1.5kJ.m-2.h-1)和增强20%(1.8kJ.m-2.h-1);施氮量设两个水平,即低氮和高氮(30kg.hm-2和150kg.hm-2)。结果表明,UV-B辐射增强下,高氮处理的Pn、Tr、Gs和WUE的日平均值比对照分别下降了44.6%、21.8%、17.8%和28.4%;低氮处理分别下降了49.5%、11.8%、12.9%和42.7%,说明UV-B辐射增强可降低大麦叶片的光合作用和水分利用效率,而增施氮肥可缓解UV-B辐射增强对光合作用的影响,并缓解UV-B辐射增强对大麦净光合速率的抑制,但是并不能缓解UV-B辐射增强对蒸腾速率及气孔导度的抑制。Ci及Pn的日变化趋势表明,UV-B辐射增强及氮肥对大麦叶片光合作用的影响不是通过气孔,而是通过对光合作用反应过程的直接影响来实现的。     

沙尘胁迫对榅桲叶片光合和叶绿素荧光特性的影响

以榅桲（Cydonia oblonga Mill）为研究材料,以无沙尘覆盖为对照（CK）,设置轻度沙尘胁迫（5mg·cm-2）和重度沙尘胁迫（12mg·cm?2）两个处理,并分别在处理第10、20、30和40天时,测定其叶片光合特性和荧光参数的变化。结果表明：沙尘处理下榅桲叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）均随处理时间的延长呈下降趋势,胞间CO2浓度（Ci）呈先升后降的变化趋势;最大光量子效率（Fv/Fm）在处理第10天显著下降,此后随处理时间的延长逐渐回升至与对照一致水平。最大荧光（Fm）、非光化学淬灭（NPQ_Lss）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）、光化学反应淬灭（qP_Lss）随处理时间的延长整体均呈上升趋势,初始荧光（Fo）呈下降趋势。说明榅桲在沙尘胁迫处理前期受非气孔因素的影响较大,沙尘胁迫导致榅桲叶片PSⅡ原初光能转换效率较低,对榅桲产生光抑制,导致Pn下降。而在处理后期,榅桲叶片主要通过增加qP_Lss、Fm、NPQ_Lss等来增强PSⅡ电子传递能力,提高非辐射性热耗散来消耗过剩光能,保护光合机构。     

弱光条件下不同基因型辣椒幼苗光合与生长的差异

利用遮光方式,使光照强度降低65%~70%,以研究弱光对不同基因型辣椒幼苗光合、蒸腾以及生长形态指标的影响。结果表明:弱光环境下辣椒净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率下降,并且净光合速率的下降是非气孔限制的结果。弱光下辣椒幼苗同化物合成与积累受到抑制,表现为叶片数减少,高粗比增加,根冠比、比叶鲜样质量、比叶干样质量、全株干样质量和壮苗指数下降。弱光使辣椒叶片叶绿素含量增加,叶绿素a/b比值下降,叶片含水量上升。小果型辣椒的耐弱光性普遍强于大果型甜椒,并且弱光环境下相对壮苗指数较高,以及净光合速率下降较少的辣椒或甜椒,具有耐弱光的优势。     

不同高度层冬小麦叶片水分利用效率对CO2浓度变化的响应

大气CO2浓度升高会给地球生态系统带来一系列环境问题,植物能够通过气孔调节光合作用和蒸腾作用,对环境变化做出响应。本研究以评价植物光合作用和蒸腾作用相互关系的指标水分利用效率为切入点,以冬小麦为研究对象,在灌浆期将冠层按距离地面高度分上、中、下三层,采用LI-6400便携式光合作用测量系统测定数据对各层叶片光合、蒸腾特性随CO2浓度变化的响应进行了对比分析。结果表明：随着CO2浓度的增加,（1）各层叶片净光合速率呈直角双曲线形式增加,不同层叶片之间净光合速率对CO2浓度响应的差异不显著（P〉0.05）,但各层羧化速率、光合能力、光呼吸表现不一致,均为上层〉中层〉下层;（2）各层叶片蒸腾速率总体下降,不同层叶片之间蒸腾速率对CO2浓度响应的差异显著（P〈0.01）,蒸腾速率的变化是气孔导度随CO2浓度变化的结果,两者呈显著正相关（P〈0.01）;（3）净光合速率提高与蒸腾速率降低,共同使叶片水平水分利用效率提高。研究工作有利于加深气候变化对农业影响的认识,也为农田生态系统碳、水耦合循环的多层模型研究奠定基础。     

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。     

水分胁迫对刺五加幼苗光合生理特性的影响

 通过对刺五加（Acanthopanax Senticosus）幼苗的盆栽实验,模拟4个土壤水分梯度（对照、轻度水分胁迫、中度水分胁迫和重度水分胁迫）下,刺五加幼苗的光合色素、光合作用以及脯氨酸和丙二醛含量的变化特性。结果表明:光合色素含量随水分胁迫程度的加强呈下降的趋势,中度和重度水分胁迫组的光合色素含量较低,均显著低于对照组,而轻度水分胁迫组的光合色素含量与对照组差异不明显,且一直保持很高水平。各组的叶绿素与类胡萝卜素含量比值在3.02～3.65之间波动。在轻度的水分胁迫环境下,其净光合速率未受到显著影响,保持与对照组一致的较高水平,其蒸腾速率较低,比对照组下降27.25%,而水分利用效率比对照组增加26.97%。在中度水分胁迫环境下,刺五加幼苗表现出了较低的净光合速率和蒸腾速率以及较高的水分利用效率,与对照组相比,净光合速率下降29.46%,蒸腾速率下降50.67%,水分利用效率升高33.70%;重度的水分胁迫下的净光合速率和蒸腾速率均处于最低水平,但此时水分利用效率却最大,高出对照77.51%。在整个实验期,叶片脯氨酸和丙二醛含量随着干旱胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而持续上升。研究表明,刺五加幼苗具有一定的抗旱能力,但不适应相对干旱的土壤水分环境。研究结论为人工栽培刺五加提供了科学依据。     

UV-B增强下施硅对大麦抽穗期光合和蒸腾生理日变化的影响

通过大田模拟试验,研究UV-B增强下施硅对大麦抽穗期叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间二氧化碳浓度（Ci）和水分利用效率（WUE）日变化的影响。UV-B辐射设2个水平即自然光（对照,A,1.5kJ·m-2）和UV-B增强（E,增强20%,1.8kJ·m-2）,施硅量设2个水平即Si0（不施硅）和Si1（150kg·hm-2SiO2）。结果表明,不施硅情况下（Si0）,UV-B增强处理的Pn、Tr、Gs和WUE的日平均值比自然光（A）处理分别下降23.13%、7.66%、1.07%和16.38%,而施硅情况下（Si1）则分别下降10.52%、5.71%、3.77%和12.15%,说明UV-B增强可降低大麦叶片的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率,而施硅可缓解UV-B增强对大麦净光合速率的抑制作用,但并不能缓解UV-B增强对大麦蒸腾作用以及气孔导度的抑制。研究结果对进一步研究UV-B增强下施硅对大麦产量和品质的影响具有积极意义。