石漠化区银合欢林光响应曲线模型比较

以桂西南石漠化山地8年生银合欢退耕林为研究对象,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型、修正直角双曲线模型,拟合银合欢的光饱和型、光抑制型、未饱和型和弱光型4种光响应曲线,同时比较不同模型计算所得光饱和时的最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)等光合生理指标的估计精度。结果表明:修正直角双曲线模型对各类光响应曲线类型的拟合效果最好,判定系数为0.991 8~0.999 8,且仅其可以描述光抑制现象。修正直角双曲线模型和指数模型对Pmax估计精度较高,修正直角双曲线模型对Rd和LCP预测效果最佳。综合光响应曲线拟合和光合生理参数预测效果来看,修正直角双曲线模型可作为石漠化区银合欢退耕林的最优光响应曲线模型。     

一个光合作用光响应新模型与传统模型的比较

为了解决传统光合作用光响应模型(如直角双曲线和非直角双曲线模型)中光合速率虽沿着渐进曲线响应光照强度的增加,但拟合植物叶片的最大光合速率却远大于实测值,且无法给出光饱和点等问题。在对传统的光合作用光响应模型进行认真分析,发现其关键在于未考虑光呼吸的基础上,提出了一个新的光合作用光响应模型,详细讨论了该模型的主要特性,并与传统直角双曲线和非直角双曲线模型进行比较分析。用这3个模型拟合了不同试验条件下冬小麦光合作用光响应,结果表明:新模型较传统的模型更好地模拟不同温度及CO2浓度条件下冬小麦光合作用光响应,包括低光强条件下和光抑制条件下的光响应问题,且可求得最大光合速率、饱和光照强度、光补偿点和暗呼吸速率等。此外,新模型可以合理地描述植物叶片的光抑制,因此新模型具有普遍性。     

桫椤对光照和CO2的响应曲线及其模型拟合研究

以濒危植物桫椤为研究材料,使用Li-6400便携式光合测定系统测定光合-光响应曲线,应用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和修正的直角双曲线模型3种模型进行模拟研究,并探讨不同模型对桫椤光响应及CO_2响应中的适用性。结果表明:采用修正直角双曲线模型拟合的桫椤光响应参数为0.077,Pnmax、Iisat、Ic、Rd分别为8.162、917.96、16.021、-0.975μmol/m2·s,CO_2响应参数为0.035,Cisat、Pmax、Γ、RP分别为1577.624、14.170、61.666、-2.028μmol/m2·s。修正直角双曲线模型能很好地拟合桫椤的光响应及CO_2响应数据,并能较准确地直接计算出光合参数,同时能很好地处理桫椤产生光抑制部分的光响应数据,高光强下直角双曲线模型和非直角双曲线模型不能处理光抑制问题。修正直角双曲线模型下光饱和点和CO_2饱和点高于直角双曲线模型和非直角双曲线模型,最大净光合速率表现相反。光补偿点、暗呼吸速率、光呼吸速率和CO_2补偿点介于直角双曲线和非直角双曲线模型之间,修正直角双曲线模型模拟值与实测值最接近。桫椤具有一定的耐阴性,能适应一定低光照的环境条件,对CO_2的适应范围较宽。修正直角双曲线模型是拟合桫椤光合-光响应曲线的理想模型,该模型能较好地对桫椤植物光能利用效率进行模拟,为桫椤植物的有效保护提供参考。     

光合电子流对光响应机理模型在超级晚稻 光合特性研究中的应用

[目的]了解光合电子流对超级晚稻光合特性的影响,进一步揭示植物捕光色素分子内禀参数对超级晚稻光合作用的影响机制,为超级晚稻高光效育种打下基础.[方法]利用LI-6400XT便携式光合测定系统测量不同超级晚稻品种的电子传递速率对光的响应曲线,利用叶氏光合机理模型分析超级晚稻光合特性差异及其产生的原因.[结果]叶氏光合机理模型可较好地拟合超级晚稻叶片的光合电子流对光的响应曲线,由此得到的最大电子传递速率(ETRmax)和饱和光强(PARsat)与实测值高度符合.超级晚稻品种的ETRmax和PARsat均显著高于对照汕优46(P<0.05),超级晚稻本征光能吸收截面(σik)较大,捕光色素分子处于最低激发态的最小平均寿命(τmin)较短.此外,捕光色素分子的有效光能吸收截面(σ'ik)和处于激发态的捕光色素分子(Nk)也影响着超级晚稻对光能的吸收和利用.[结论]超级晚稻通过捕光色素分子内禀参数影响光合电子流,进一步影响其光合特性.     

遮阴条件下金边瑞香不同光响应曲线拟合模型的比较

为利用数学模型拟合金边瑞香光响应曲线来探究金边瑞香光合特性,比较分析了指数函数模型、直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型模拟金边瑞香的光响应曲线的拟合度,同时比较了不同遮阴条件下金边瑞香的光响应曲线和光合特性。结果表明,4种典型的光响应模型中直角双曲线修正模型适用于金边瑞香光响应曲线模拟,且决定系数在0.99以上。综合分析比较数据,直角双曲线修正模型对金边瑞香光响应曲线拟合效果最好,在高强光条件下,结果更加准确,可作为拟合金边瑞香的光响应曲线。此外,一定的遮阴有利于金边瑞香光合利用。     

药用植物艾纳香光合光响应曲线及其模型拟合

为了探明艾纳香光响应特征及其最大净光合速率、光饱和点等光合参数,从而为艾纳香优质苗木的培育及科学栽培提供理论依据,采用Li-6400光合作用测定系统对艾纳香一年生苗木叶片光响应进行了测定,并应用4种光响应经验模型对艾纳香叶片光响应曲线进行拟合。结果表明:1)直角双曲线、非直角双曲线及指数函数模型不能求取艾纳香最大净光合速率和光饱和点的解析解,而结合其他方法拟合的相应值与实测值有显著差异,同时也不能处理发生光抑制的光响应数据;2)修正的直角双曲线模型拟合的各项光合参数均比较准确,同时也能很好地处理艾纳香发生光抑制的光响应数据;3)经修正的直角双曲线模型拟合的艾纳香最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率和初始量子效率分别为19.00μmol/(m2.s)、1 866.15μmol/(m2.s)、33.56μmol/(m2.s)、-2.07μmol/(m2.s)和0.066。结论:艾纳香光能利用能力和光合生产力较高,有一定的耐阴能力,对光照的适应范围较宽。     

3种油葵光合光响应曲线模型拟合及其光合参数与产量的关系

采用2种典型的光响应模型对3个油葵品种KWS203、TH320及矮大头667DW叶片的光合-光响应曲线进行拟合,并分析其光合参数与油葵生物产量、籽粒产量的关系。结果表明:直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型对3个油葵品种的光合-光响应曲线的拟合精度较高,拟合方程的决定系数均为R2≥0.997。其中直角双曲线修正模型可以更好地拟合KWS203和矮大头667DW光系统Ⅱ动力学下调或光抑制部分的光合-光响应曲线,可准确计算其饱和光照度及最大净光合速率,且与实际测量值相当接近。直角双曲线修正模型拟合3种油葵光合-光响应曲线所得的光合参数与产量关系表明,油葵产量与最大净光合速率和饱和光照度具有相关性,饱和光照度与其生物产量(r=0.971**)、籽粒产量(r=0.982**)的相关系数均为极显著差异水平,但最大净光合速率与其生物产量(r=0.309)、籽粒产量(r=0.344)的相关系数都未达到显著水平;TH320的最大净光合速率、饱和光照度均最大,为36.926μmol/(m2·s),CO2、2 286.884μmol/(m2·s),其生物产量、籽粒产量也最高,分别为13 664.25kg/hm2、4 711.81 kg/hm2。综上所述,直角双曲线修正模型更符合油葵的光合生理特征,是研究油葵光合-光响应曲线的首选模型;TH320相对于其他2个油葵品种,具有更高的光饱和点和最大净光合速率,更低的暗呼吸速率和光合产物消耗。     

土壤淹水条件下香附子光响应过程的模型比较

利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对三峡库区消落带土壤淹水条件下香附子光响应过程的测量数据进行了重新拟合,分析了不同光响应模型对香附子的适用性及香附子主要光响应参数对土壤淹水的适应规律。结果表明,非直角双曲线模型对常规水分管理组（CK）香附子植株光响应过程的拟合效果要优于直角双曲线模型和直角双曲线修正模型,而直角双曲线修正模型对淹水组（T1）香附子植株光合响应过程的拟合效果要优于其他2种模型。光响应参数的拟合效果则表现为:非直角双曲线模型对LCP和R_d的拟合效果最佳,直角双曲线修正模型对LSP和P_nmax的拟合效果最佳,而直角双曲线模型对这些光响应参数的拟合效果最差。受水淹影响,香附子的光合能力以及光适应能力减弱,出现了不同程度的光抑制现象,水淹90 d后,T1处理香附子植株叶片LCP和R_d分别比对照增加了56.9%和43.1%,而叶片LSP和P_nmax分别比对照降低了52.3%和 47.4%。     

植物电子传递速率对光响应模型的比较研究

测量不同光照条件下绿豆幼苗叶片的电子传递速率对光的响应数据和有效光量子效率,进一步利用光合电子传递速率对光响应的机制模型(模型1)和非直角双曲线模型(模型2)拟合这些数据,比较这2种模型的适用性和参数特点。结果表明:模型2估算3种光照条件下绿豆的最大电子传递速率约为实测值的63%,且不能直接估算其饱和光强,拟合曲线与实测曲线存在显著差异,且不能解释绿豆幼苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)的动力学下调现象。模型1不但可以准确计算绿豆的最大电子传递速率和饱和光强,而且计算得到的最大电子传递速率和饱和光强与实测值高度符合,还可合理解释植物的PSⅡ动力学下调现象。     

晋西黄土区苹果花生间作系统光合有效辐射及其对花生生长的影响

【目的】研究果-农间作系统的种间关系,为果-农间作系统的可持续经营提供理论支持。【方法】以晋西黄土区7年生苹果(Malus pumila)+花生(Arachis hypogaea)间作系统为研究对象,以花生单作系统为对照,布设根障以阻断苹果树与花生根系之间的延伸交叉,采用定位观测和数学模拟相结合的试验手段,对林下光合有效辐射(PAR)分布及其对花生生长的影响进行研究。【结果】间作系统内树行北侧的作物行主要在上午受果树遮阴影响,南侧则主要在下午受影响,距树干基部越近的作物行PAR均值越小;采用直角双曲线修正模型对花生花期(7月)所测光合数据进行光响应曲线拟合,拟合效果良好,计算得花生光饱和点(LSP)为1 497.4μmol/(m2·s);间作系统内不同作物行表现为距树干基部越近,饱和PAR时长越小,生物量越小;花生生物量与PAR均值和饱和PAR时长均极显著相关,且与饱和PAR时长的相关性更高。【结论】间作系统内果树树荫不断移动变化,导致林下PAR出现时空异质性,且距树干基部越近的作物行受影响程度越深。     

几个杂交水稻品种蜡熟期剑叶光合特性研究

利用LI-6400便携式光合作用测量系统研究了杂交水稻深95优1326、五丰优1326和赣香优1326及保持系JR1326蜡熟期剑叶的光合特性。结果表明:五丰优1326的叶绿素含量比深95优1326和赣香优1326分别高出33.41%和16.83%。五丰优1326和深95优1326之间的最大电子传递速率或最大净光合速率不存在显著差异(P>0.05),但这两种水稻与赣香优1326之间差异显著(P<0.05)。五丰优1326水稻叶片捕光色素分子的最小平均寿命比深95优1326和赣香优1326多14.89%;深95优1326捕光色素分子的本征截面比五丰优1326多28.71%;深95优1326的瞬时水分利用效率比五丰优1326和赣香优1326分别多34.99%和16.71%。此外,本研究结果揭示了本试验所用水稻品种的光合能力不仅与叶绿素含量有关,还与本征光能吸收截面、处于最低激发态的最小平均寿命等有关。这些因素的共同作用决定了水稻的最大电子传递速率和最大净光合速率。因此,选育的水稻品种应具有高的本征光能吸收截面、短的处于最低激发态的最小平均寿命和较高的叶绿素含量等特性。     

不同光质条件下马铃薯光响应曲线拟合模型的比较

为了研究不同光质处理下马铃薯的光合作用能力、光响应曲线,以及数据拟合模型的适用性,通过盆栽试验,利用蓝光(B)和红光(R)光源,设置B、B∶R=1∶3(B1R3)、B∶R=1∶5(B1R5)、B∶R=1∶7(B1R7)和R共5种不同的光质组合,测定马铃薯的光合色素、光合作用强度和光响应曲线,并用指数模型、直角双曲模型、非直角双曲模型、叶子飘模型和指数修正模型拟合光响应曲线,计算不同光质处理下的马铃薯光合参数。结果表明:B1R7处理下的光合色素含量和光合作用能力在5种处理中最高;叶子飘模型和指数修正模型的拟合效果整体较好,尤其是对P_nmax、LSP和R_d的拟合,指数模型、直角双曲模型和非直角双曲模型拟合效果较差;B1R7处理下马铃薯的光补偿点、光饱和点和最大净光合速率在5种光质处理中最高。综上,B1R7的光质组合可以增强马铃薯的光合作用,叶子飘模型和指数修正模型比较适合马铃薯光响应曲线的拟合。     

柑橘光合作用的过剩能量耗散机制及其生理意义*

 柑橘属于C₃植物,易发生光合作用的光抑制。在光抑制条件下,柑橘可通过光呼吸耗散、光化学耗散和非光化学耗散以及降低光合色素含量等方式处理过剩能量。非光化学耗散又分为高能态猝灭、状态转换和D₁蛋白循环。这些机制相互关联, 在不同的条件下相继启动,协同作用,是柑橘在长期进化中形成的防御光破坏的有效途径,具有十分重要的生理意义。     

转PEPC基因水稻的光保护效应的可逆动态变化

研究了转PEPC基因水稻及其原种粳稻Kitaake旗叶的叶绿素荧光参数和活性氧代谢有关指标的日变化进程。结果表明,玉米PEPC基因导入水稻后,在高光强下光合速率提高50%,光合作用的光抑制减轻。用PEPC的专一抑制剂证明光合增加确与PEPC基因的导入有关。不同基因型水稻在高光高温自然条件下中午均有光抑制现象,其中转PEPC基因水稻中午Fv/Fm降低较少,光抑制较轻,光能转化为化学能的效率较高,热耗散较低。这些结果为进一步研究转PEPC基因水稻耐光抑制机理和高光效育种提供了依据。     

Responsibility of non-stomatal limitations for the reduction of photosynthesis—response of photosynthesis and antioxidant enzyme characteristics in alfalfa (Medicago sativa L.) seedlings to water stress and rehydration

Water stress by polyethylene glycol (PEG)-6000 solution (ψ _s = 0.2 MPa, stress time: 48 h, rehydration time: 48 h) was performed in leaves of two alfalfa cultivar (Long-Dong and Algonquin) seedlings. Gas exchange parameters, chlorophyll fluorescence parameters, activity of antioxidant enzyme and photosynthetic pigment concentrations were measured to investigate the available photosynthetic and antioxidant enzyme response to variable water conditions as well as stomatal and non-stomatal limitations to photosynthesis. The results showed that non-stomatal limitations were responsible for the reduction of photosynthesis during water stress. At the beginning of water stress (12 h), water was lost and then the stomata closed rapidly, which resulted in a decrease of transpiration, net photosynthesis and CO₂ diffusion. Therefore, when intercellular CO₂ concentration and carboxylation efficiency decrease, water use efficiency and value of stomatal limitation would increase. However, the decline of net photosynthetic rate was faster than transpiration rate. At the same time, the maximal photochemical efficiency, potential activity of PSII reaction center and photochemical quenching of chlorophyll fluorescence declined significantly, the activity of antioxidant enzyme increased rapidly and the photosynthetic pigment concentrations changed slightly. The results also indicated that, at the initial period of stress, neither oxidative stress nor membrane lipid peroxidation was induced, nor were photosynthetic structures damaged, but photosynthetic functions were partly inhibited. Therefore, the stomatal limitation and non-stomatal limitations had the same responsibility for the reduction of photosynthesis. At the mid-late stage of water stress, net photosynthetic rate, stomatal conductance, maximal photochemical efficiency, potential activity of PSII reaction center and photochemical quenching of chlorophyll fluorescence decreased linearly with the decline of the relative water content. And the relative electron transport rate, the effective quantum yield of PSII photochemistry and photosynthetic pigment concentrations declined continually. The activity of antioxidant enzymes maintained at a higher level but malondialdehyde accumulated gradually with prolonging of water stress. Simultaneously, the non-photochemical quenching of chlorophyll fluorescence increased obviously after water stress for 24 h. The remarkable decline of light saturated point of photosynthetic electron transport, that is, the initial point of photo-inhibition, was observed in advance. Therefore, non-stomatal limitations dominated the changes of a series of physiological and biochemical reactions during mid-late period of water stress. After 48 h rehydration, all the parameters except intercellular CO₂ concentration in Long-Dong recovered obviously but incompletely, which resulted from severe oxidative injury and photo-inhibition induced by water stress even though photo-protection was triggered during water stress in alfalfa leaves. Alfalfa seedlings were sensitive to water stress and there were certain differences between cultivars.     

遮荫对10种地被植物光合特性的影响

为了探讨地被植物在不同遮荫条件下的适应性,本研究以10种地被植物为材料,对其在不同光照条件下的生长状态、日平均净光合速率、表观量子效率及光补偿点进行分析.结果表明:遮荫水平对10种植物的光合有很大影响,10种植物能忍受的遮荫程度不同.对旋覆花、甘野菊、大叶铁线莲、青杞、委陵菜来说,全光比较合适；对蛇莓、匍枝毛茛、匍枝委...     

Atmospheric Lifetime of CHF2Br, a Proposed Substitute for Halons

The rate coefficients, k(1), for the reaction of OH with CHF(2)Br have been measured using pulsed photolysis and discharge flow techniques at temperatures (T) between 233 and 432 K to be k(1), = (7.4 +/- 1.6) x 10(-13) exp[-(1300 +/- 100)/T] cubic centimeters per molecule per second. The ultraviolet absorption cross sections, sigma, of this molecule between 190 and 280 nanometers were measured at 296 K. The k(1), and sigma values were used in a one-dimensional model to obtain an atmospheric lifetime of approximately 7 years for CHF(2)Br. This lifetime is shorter by approximately factors of 10 and 2 than those for CF(3)Br and CF(2)ClBr, respectively. The ozone depletion potentials of the three compounds will reflect these lifetimes.     

Light reaction in green plant photosynthesis:a method of study

Frozen green plants (Chlorella) carry out a photoreaction which can be assayed by measuring the light produced when the sample is heated. Heating at a rate of several degrees per second gives a measurable signal which shows that green plants can store energy at very low temperatures. The absorption cross section for the unit which carries out the photoreaction is several hundred times larger than that for one chlorophyll molecule, an indication that these are the "photosynthetic units" of photosynthesis.     

5种悬钩子属植物的光合荧光特性

研究了高粱泡Rubus lambertianus,寒莓R. buergeri,山莓R. corchorifolius,茅莓R. parvifolius和蓬蘽R． hirsutus等5种悬钩子属植物叶片的光合色素含量、气体交换参数-光响应曲线和叶绿素荧光参数-光响应曲线。结果表明,在5种植物中,山莓的拟合最大净光合速率、光饱和点和光补偿点光强最小,且光饱和点小于500 μmol·m^－2·s^－1,而其余4种均高于800 μmol·m^－2·s^－1;蓬蘽和山莓的叶绿素 a/b和叶绿素/类胡萝卜均显著低于和高于其他3种;光强超过光饱和点时,净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、水分利用效率、光系统Ⅱ有效光化学量子产量、光化学猝灭和表观电子传递速率随光强增加而引起的变化以山莓为最大,蓬蘽、茅莓和高粱泡次之,寒莓最小;非光化学猝灭的变化却以寒莓为最大,山莓为最小;光饱和点以下的水分利用效率以山莓最大,蓬蘽和高粱泡最小。光系统Ⅱ最大光化学量子产量和量子需要额也以山莓最大,蓬蘽和高粱泡为最小。说明山莓耐阴但不耐光,容易发生光抑制;其余4种较耐光又耐阴,并忍耐光抑制,而又以寒莓最强,其次分别为高粱泡、茅莓和蓬蘽。图2表3参13