高湿和干旱对夏玉米灌浆期叶片光合特性的影响

针对土壤高湿和干旱影响夏玉米籽粒灌浆并对其造成减产的灾害问题,为了揭示其致灾的生理机制,2016年在夏玉米生长季通过人工控制土壤水分,笔者设计了土壤高湿、干旱和对照3种处理,在玉米灌浆期测定叶片的光合特性日变化、光饱和点和光补偿点、夜间叶片暗呼吸等。结果表明:对照玉米叶片的净光合速率日变化曲线呈双峰型,即"M"型,而高湿处理被弱化为单峰型,干旱处理全天持续走低。气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的日变化规律一致,呈显著正相关;胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)的日变化曲线呈反向变化,呈显著负相关。高湿处理的叶片暗呼吸比对照提高0.5800~0.7767μmol CO2/(m2·s),干旱处理比对照降低0.1767~0.4933μmol CO2/(m2·s),可能因为土壤高湿情况下,玉米叶片等绿色器官呼吸作用强,导致果穗籽粒养分积累少进而造成减产;分析光饱和点和光补偿点发现,高湿处理光合作用有效利用光强的区间拉大,干旱胁迫下,光合作用有效利用光强的区间缩小,这可能是玉米灌浆期干旱造成减产的主要生理原因。     

苹果叶片蒸腾速率动态模拟

为了解不同小气候条件下苹果叶片的蒸腾速率（Tr）动态变化,构建了气孔-蒸腾耦合模型,并进行模拟研究。其中,叶片Tr根据Penman-Monteith公式计算,气孔导度（Gs）根据气孔的半机理模型计算。利用在‘富士’苹果园（Malus domestica Borkh. cv. ‘Fuji’）观测数据拟合了相关模型参数。模拟结果表明,Tr随空气温度和叶片水势（Ψl）的增加而迅速增加,随CO2浓度的增加而降低。当光合有效辐射（PAR）低于光合作用的光饱和点时,Tr随PAR的增加而线性增加,超过光饱和点后Tr的增加不显著。结果显示,蒸腾作用主要是由饱和水气压差和Gs驱动,气孔变化是影响蒸腾的主要因素。不同小气候因子对Tr的影响各不相同,且它们之间还存在强烈的交互作用。在一天当中,Tr随Gs的增加（降低）而增加（降低）。在晴天,一天中单位面积的苹果上层叶片能蒸发2.7 L水,其最大Tr约4 mmol/(m2?s)。研究表明,通过构建叶片Tr和Gs耦合模型可模拟出不同小气候条件和Ψl下苹果叶片Tr的动态响应。     

6个猕猴桃品种的光合特性分析

为筛选优良猕猴桃品种,以2个泰安市本地主栽品种和4个引进品种为试验材料,测定叶片相关生理指标,使用便携式光合作用测定系统测定6个猕猴桃品种的光合日变化、光合作用光响应(PnPAR),分析净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)之间的相关性。结果表明,‘徐香’光适应范围为最高,其表观量子效率为0.067,光饱和点为1632μmol/(m²·s),光饱和点与光补偿点差值为1600μmol/(m²·s)。‘泰山1号’净光合速率最大为18.45μmol/(m²·s),光能利用效率最高达到1.26%,均是6个猕猴桃品种中的最高值。综合分析,‘徐香’和‘泰山1号’光合特性最好。以净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度作为变量进行相关性分析,发现气孔导度和蒸腾速率对猕猴桃净光合速率的影响呈极显著正相关,胞间CO₂浓度和净光合速率呈现显著负相关。     

冀西山区不同玉米品种苗期光合特性研究

在冀西山区旱作玉米区选取6个品种研究玉米苗期的光合特性,分别测定了叶绿素含量、净光合速率(Pn)、光强-光合响应曲线(Pn-PAR)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和作物水分利用率(WUE)等指标,结果表明,不同品种苗期叶片叶绿素含量分为2组,叶绿素含量较高的品种为邢抗2号、承玉5号、泰玉2号、鲁单981,含量较低的品种为浚单20、郑单958。其中,组内品种叶绿素含量差异不显著,组间品种叶绿素含量差异达显著水平。在(2 526±23)μmol的自然光范围内,承玉5号的Pn分别比浚单20和郑单958高8.5%和8.4%,但不同品种间Pn差异不显著。不同品种的Pn、Tr、Gs和WUE随光量子通量密度(PPFD)的增加呈交错递增趋势,彼此间呈正相关关系。不同品种的Ci随PPFD的增加呈交错下降趋势。当PPFD为2 317μmol/(m.2s)时,各品种的Pn、Tr、Gs、Ci和WUE的排列顺序不完全一致。     

土壤水分胁迫对玉米光合特性的影响

采用盆栽方法,测定了土壤水分胁迫下拔节期和抽雄开花期玉米叶片光合特性。结果表明,水分胁迫下玉米叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的平均水平与对照相比显著降低;抽雄-开花期下降幅度大于拔节期。光合速率下降主要受非气孔因素限制。水分胁迫改变了玉米叶片光合参数日变化规律。水分胁迫下,白单9的Pn,WUE,叶片叶绿素相对含量和叶面积明显高于白单31。     

不同秸秆还田方式下玉米叶片光合、荧光特性及水分利用率的比较

为进一步明确秸秆覆盖和深埋两种还田方式下对玉米功能叶片光合特性、荧光特性及水分利用率的影响,以春玉米为材料,对照为不施秸秆普通田块(CK),研究两种秸秆还田方式对玉米叶片胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、玉米叶片光合作用关键酶活性、玉米叶片碳代谢关键酶活性以及水分利用率的影响。结果表明,在玉米花后的秸0~50 d,深埋秸秆的处理条件下,穗叶位平均Tr和Gs、Pn、q P和Fv/Fm均高于表层秸秆覆盖,差异显著,且水分利用率显著提高。     

四倍体与二倍体紫薇光合特性研究

为了解四倍体紫薇和二倍体紫薇光合生理特性的差异,培育优质林木,采用英国PP-Systems公司产CIRAS-1型便携式光合系统测定人工诱变培育的四倍体紫薇品种和二倍体紫薇品种的各项光合生理参数及其变化规律。结果表明：四倍体和二倍体紫薇的叶片净光合速率日变化都呈单峰型曲线,但峰值出现的时间不同。两个紫薇品种的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)差异显著,蒸腾速率(Tr)、表观量子效率(AQY)和羧化效率(CE)差异不显著。光饱和点(LSP)为二倍体紫薇[1445μmol/(m2?s)]<四倍体紫薇[1670μmol/(m2?s)],光补偿点(LCP)为二倍体紫薇[12.23μmol/(m2?s)]<四倍体紫薇[42.2μmol/(m2?s)];CO2饱和点(CSP)为二倍体紫薇[1200μmol/mol]<四倍体紫薇[1427.5μmol/mol],CO2补偿点(CCP)为二倍体紫薇[32.24μmol/mol]<四倍体紫薇[35.71μmol/mol]。四倍体紫薇单位叶面积叶绿素含量显著高于二倍体紫薇(P<0.05)。     

薏苡拔节期光合作用日变化特征研究

以西农薏苡二号为材料,利用LI-6400型便携式光合测定仪,研究拔节期薏苡光合速率的变化及其环境影响因素。结果表明,薏苡净光合速率为10.4￣29.8μmol/(m2·s),净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的日变化均呈单峰曲线,净光合速率的峰值出现在上午11:00时,中午11:00￣15:00时的平均净光合速率比上午9:00￣11:00时和下午15:00￣17:00时的平均净光合速率高7.8μmol/(m2·s)和6.6μmol/(m2·s)。气孔导度和蒸腾速率的峰值均出现在15:00时。影响光合速率的主要因素是光照和温度。薏苡光合作用的最适温度为31￣37℃,相对湿度33%￣44%,光合有效辐射在470￣710μmol/(m2·s)。     

马铃薯遮光处理的效应研究

【研究目的】研究探讨了在马铃薯不同生长阶段的光处理效应，净光合速率（Pn）与蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间间隙CO2浓度(CO2)、叶面温度(Tleaf)、叶绿素含量、光强（PAR）的变化情况及相互关系，植株体上、中、下层叶片对光合作用的贡献情况。【研究方法】采用两种类型的遮阳网遮光，设2个水平、4个时期，一个对照，共9个处理。【结果】块茎形成膨大期遮光，40%、65%透光率细胞间隙CO2浓度降低，蒸腾速率较对照下降，气孔导度、结薯数、商品薯率、叶绿素含量升高，产量较对照增产显著；苗期遮光对产量的影响不大，但延迟生殖生长；淀粉积累期遮光增产不显著；全生育期65%透光率减产，40%透光率减产显著。遮光植株茎杆细长，自然光照则粗壮。【结论】块茎形成膨大期遮光有利于块茎形成。     

低温胁迫对油棕幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的影响

在30 μmol/(m2.s)的弱光条件下,以25℃、10℃、7℃、4℃、1℃各处理油棕幼苗3天,测定了油棕幼苗叶片光合参数及叶绿素荧光参数的变化。结果表明：温度由 25℃降至4℃,净光合速率（Pn）显著下降的同时,气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度（Ci）也显著下降,但气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE)却显著增加,说明光合作用的下降主要由气孔因素引起;之后随温度下降至1 ℃,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、气孔限制值均出现显著下降,但胞间CO2浓度却显著上升,说明光合作用的下降主要由非气孔因素引起。叶绿素荧光参数显示,随温度下降,初始荧光(Fo)不断上升,PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数（qN）不断下降,其中以4 ℃以下的低温胁迫,这些参数的变化最为显著。表明严重低温对油棕幼苗产生了显著的光抑制,过剩的激发能不能通过热耗散途径散失,大量积累于PSⅡ反应中心,使光合机构遭受了较大程度的破坏,最终导致油棕幼苗光合能力的急剧降低。     

水分胁迫对大丽花光合作用、蒸腾和气孔导度的影响

以大丽花品种‘粉西施’盆栽扦插苗为试材,研究了不同程度水分胁迫及复水对大丽花品种粉西施叶片光合作用、蒸腾和气孔导度的影响。结果表明：随着水分胁迫程度的加深和胁迫时间的延长,大丽花叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)下降,胞间CO2浓度(Ci)先下降后上升,气孔限制值Ls先升高后下降。轻度和中度水分胁迫下,气孔限制是Pn降低的主要原因;重度水分胁迫下,非气孔限制是Pn降低的主要原因。重度胁迫更早对大丽花叶片造成伤害,重度胁迫下复水后光合指标难以恢复。     

水分胁迫对干热河谷乡土树种清香木的光合影响

为了研究水分胁迫对清香木光合特性的影响,根据土壤田间持水量设置不同的土壤水分含量梯度（W1~W6,土壤田间持水量分别为100%、80%、50%、30%、10%、5%）。以清香木为材料,利用Li-6400测量6个不同土壤水分含量梯度下清香木叶片的净光速率(Pn)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)。了解清香木对水分过多或过少胁迫的响应,旨在为云南干热河谷地区的植被恢复、清香木的培育种植提供一定的理论指导和技术参考。结果表明：（1）不同土壤水分含量梯度下清香木净光合速率Pn值显著差异,总体Pn呈现“降—升—降”的态势,日变化曲线呈“双峰”型,具明显的午休现象。Pn下降主要受到气孔限制和非气孔限制因素的影响。W1、W2受到气孔的限制,W3~W6受非气孔限制的因素影响,随着土壤含水量的下降,气孔限制向非气孔限制转变。（2）18:00以后,除了W3以外,其他Pn出现负值,呼吸作用大于光合作用,植物的光合生产力下降,植物死亡;W3则为水分适度的最佳选择,其田间持水量和土壤含水量分别在50%和33.6%左右。（3）气孔导度随着土壤含水量的减小而下降,土壤含水量在W3~W6时,气孔导度Gs日变化曲线无明显,基本呈现平缓状态。W1~W6的Gs值在8:00时最大,主要是空气湿度引起。（4）水分利用率WUE随着土壤含水量的下降而增加,适当的干旱胁迫有利于提高清香木光合生产力和水分利用率。     

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&#8226;s), 6.87μmol/(m2&#8226;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&#8226;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&#8226;s),0.045mmol/( m2&#8226;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。     

对生玉米叶面积分布、 蒸腾速率和水分利用率的研究

研究了6个品种(系)的对生和互生玉米的叶面积分布、 蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)。 结果表明, 对生玉米单株叶数和叶面积比互生玉米分别高出192%～220%和130%～190%。 两者的不同叶位与叶面积之间均呈极显著的二次抛物线回归关系, 即判断得最大叶面积的叶位数为6。 后期(灌浆期起), 对生玉米叶绿素含量高于互生的, 差     

调控土壤pH值对柠檬幼树光合特性和叶绿素含量的影响

为研究柠檬幼树对土壤pH值胁迫的光合生理响应,扩大柠檬种植范围,确定其适生的土壤酸度范围。以1 年生柠檬幼树为试验材料,用盐酸和生石灰溶液浇淋盆栽柠檬土壤,以调节土壤pH值,测定柠檬叶片的光合参数和叶绿素含量。结果表明：土壤酸度对柠檬幼树净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素a、b 和叶绿素含量和类胡萝卜素含量有显著影响(P<0.05)。胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率在pH 7~8 最高。同时,在此处理下叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)和类胡萝卜素在pH 7~8含量较高。适合柠檬‘云柠1号’栽培的土壤pH 7~8,而过酸或过碱都不利于柠檬光合作用。     

减氮适墒提高冬小麦旗叶光合潜力和籽粒产量

针对目前小麦高产栽培中大量投入氮肥引起的土壤板结、肥效降低等突出问题,2013-2014和2014-2015年度大田条件下设置自然降水(W1)、适墒(W2, 70%±5%)、足墒(W3, 80%±5%) 3个水分处理和3个氮肥水平处理,即不施氮肥(N1)、减氮(N2, 195 kg hm-2)和高氮(N3, 270 kg hm-2),研究了不同水肥条件对冬小麦旗叶功能期内光响应曲线特征参数、水分利用效率和籽粒产量及其构成因素的影响。在W1和W2条件下,N2处理不同时期旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的光响应曲线逐渐上升的幅度均高于N1和N3处理,胞间二氧化碳浓度(Ci)光响应曲线下降的幅度也大于N1和N3处理;在W3条件下,N2、N3光响应曲线的变化趋势相近。N2W2处理的旗叶光合参数在开花期最具优势,最大净光合速率为33.20 μmol CO2 m-2 s-1,光饱和点达1507.4 μmol m?2 s?1,分别比其他处理平均提高21.4%和9.5%,而光补偿点最低,表现出较高的光合潜能。连续两年产量结果显示,N2W2处理穗粒数和千粒重在9个处理中最高,差异显著(P < 0.01);籽粒产量在9500 kg hm-2以上,水分利用效率比W2和W3条件下的其他处理平均提高18.8%。上述结果表明,在适墒条件下施氮量从270 kg hm-2减少至195 kg hm-2,能充分发挥旗叶功能期的光合潜力,增加穗粒数和千粒重,提高籽粒产量。     

大蒜根系水浸液处理对连作甜瓜光合及荧光特性的影响

摘 要：【研究目的】为更有效的缓解甜瓜连作障碍问题,对甜瓜与大蒜间互作效应的研究在理论和应用上都有重要的意义。【方法】以甜瓜品种“金蜜”为材料,盆栽于连作与非连作土壤中,用大蒜根系水浸液处理幼苗,处理后30天,测定叶绿素含量、气体交换和叶绿素荧光参数。【结果】连作使甜瓜叶片光合色素含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）下降,使甜瓜叶片初始荧光强度（Fo）增加,PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）下降。大蒜根系水浸液处理连作与非连作甜瓜,均提高叶片光合色素含量、Pn、Gs、Ci、Tr、Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP,降低Fo。【结论】甜瓜不适宜连作,大蒜根系水浸液能促进甜瓜生长,缓解甜瓜的连作障碍。     

云南高原甘薯地方品种光合特性分析

试验对23份自育的甘薯品系、台湾薯、川山紫、徐91-51-1和京杂4号等甘薯良种的叶片叶绿素含量和净光合速率进行了测定,对照品种为甘薯良种徐薯18。结果表明：叶片叶绿素a含量以“云薯122”（3.19g/L）最高,叶绿素b含量以“云薯104”（0.86g/L）最高 ,叶绿素总量含量最高的是“云薯112”和“云薯122”,均为4.04g/L,叶绿素a与叶绿素b的比值最高的是“云薯52”（4.25）。净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和细胞间隙CO2浓度均以“甘心红薯”最高,分别为17.98μmol/(m2?s)、7.64μmol/(m2?s)、235.63 mmol/ (m2?s)和320.12μL/L,均高于徐薯18。