沙地柠条光合特性与水分利用效率对干旱胁迫的响应

以库布齐沙漠柠条灌丛为研究对象,人工控制土壤水分补给量和干旱程度,利用Li-6800便携式光合测定系统连续监测叶片光合指标及水分利用效率,探讨柠条叶片光合特性和水分利用效率在不同土壤含水量下的变化特征,分析柠条灌丛对干旱胁迫的响应机制。结果表明:柠条叶片净光合速率为2.02～44.80μmol/(m2·s),蒸腾速率为0.94～23.41 mmol/(m2·s),气孔导度为0.02～1.09 mol/(m2·s),胞间CO2浓度为238.12～323.05μmol/mol,4种指标均表现为随干旱程度加深而降低,光合作用明显被抑制。土壤含水量与柠条叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及胞间CO2浓度均呈显著正相关。柠条叶片水分利用效率与太阳总辐射、光合有效辐射及蒸腾速率呈显著负相关,在不同干旱程度下表现为重度干旱(3.35μmol/mmol)中度干旱(2.87μmol/mmol)轻度干旱(2.08μmol/mmol)特重干旱(2.15μmol/mmol),在土壤含水量为7%～9%时具有最优水分利用效率。     

不同杏李品种光合特性差异分析(英文)

[目的]探究不同杏李品种的光合能力,为丰产优质栽培提供理论依据。[方法]以3个杏李品种为试材,用Li-6400型便携式光合作用测定系统,测定不同品种的叶片光合作用参数、光响应曲线和CO_2响应曲线。[结果]‘恐龙蛋’与‘风味皇后’、‘味王’的光合速率之间存在极显著差异,"恐龙蛋"的光合速率最高,达14.76μmol/(m~2·s)。当光照强度达到1 800μmol/(m~2·s)时,‘恐龙蛋’净光合速率最大值达27.27μmol/(m~2·s),表观量子效率也最大。‘恐龙蛋’具有高光饱和点和低光补偿,光饱和点达697.684μmol/(m~2·s),光补偿点仅有43.069μmol/(m~2·s)。‘味王’的CO_2补偿点最低,仅有68.264μmol/mol,羧化效率最高,达0.072μmol/(m~2·s)。[结论]‘恐龙蛋’的光能利用效率和光合潜能最高,对弱光利用能力较强。‘味王’对低CO_2浓度利用率最高,‘风味皇后’和‘恐龙蛋’次之。     

低钾下光照度与CO_2浓度对不同钾效率基因型甘薯光合作用的影响

为揭示不同钾效率基因型甘薯在低钾条件下叶片光合性能及其响应效应,以黄潮土区长期定位试验处理[正常钾处理(NPK处理)和低钾处理(NP处理)]下甘薯为对象,研究低钾条件下不同钾利用效率基因型甘薯光照度与CO_2响应曲线及其特征参数变化。结果显示,2个钾处理下甘薯叶片净光合速率都随光照度的增加迅速上升,当光照度达到1 000μmol/(m~2·s)后渐趋平缓,增大至光饱和点,出现最大净光合速率,光照度达到光饱和点后净光合速率略有下降;NP处理下,胞间CO_2浓度小于200μmol/mol时甘薯叶片净光合速率随胞间CO_2浓度的增加而缓慢升高,200~400μmol/mol时净光合速率随胞间CO_2浓度的增加迅速升高,随后又缓慢升高,直至CO_2饱和点出现最大净光合速率。直角双曲线修正模型拟合分析结果显示,低钾条件下3个不同钾利用效率基因型品种(徐薯18、徐薯32、宁紫薯1号)间最大净光合速率、CO_2补偿点与光补偿点差异显著(P0.05),饱和光照度与光响应曲线初始斜率差异不显著。与NPK处理相比,NP处理下叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度与叶绿素含量显著下降,且不同钾利用效率品种间的光合特性存在一定差异。不同钾利用效率品种对光照度与CO_2响应强度次序相同,均表现为:NPK-徐薯18NPK-徐薯32NPK-宁紫薯1号NP-徐薯32NP-徐薯18NP-宁紫薯1号。低钾条件下徐薯32叶片有最大净光合速率、饱和光照度与饱和CO_2浓度以及最低CO_2补偿点和光呼吸速率,叶绿素含量受影响小,因此徐薯32较适宜于低钾条件下种植。     

甘蔗近缘种蔗茅(Erianthus fulvus)光合气体交换特性的差异分析

【目的】研究蔗茅无性系气体交换特性,筛选高光效种质资源,为开展高光效品种培育等相关研究奠定基础。【方法】在自然条件下,利用Li-6400便携式光合仪测定36份蔗茅种质资源的光合气体交换参数,如叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率、叶片瞬时水分利用效率。【结果】36份蔗茅种质资源平均净光合速率为17.61μmol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为2.28;平均气孔导度为0.15 mol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为2.88;平均胞间CO_2浓度为163.49μmol·mol~(-1),倍数变化为2.29;平均蒸腾速率为2.17 mmol·m~(-2)·s~(-1),倍数变化为1.96;平均叶片饱和水汽压亏缺为1.38 MPa,倍数变化为1.60;平均蒸腾效率为124.43μmol CO_2·mol~(-1)H_2O,倍数变化为1.93;平均叶片瞬时水分利用效率为8.12μmol CO_2·mmol~(-1)H_2O,倍数变化为1.75。36份蔗茅无性系光合气体交换参数变异系数范围为11.79%—26.79%,其中,气孔导度变异系数最高(26.79%),净光合速率次之(21.48%),叶片瞬时利用效率最低(11.79%),36份蔗茅无性系光合气体交换参数间存在较大差异。净光合速率与蒸腾速率、气孔导度、叶片瞬时水分利用效率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺呈显著负相关;气孔导度与胞间CO_2浓度、蒸腾速率呈显著正相关,与叶片饱和水汽压亏缺、蒸腾效率呈显著负相关。环境因子相关分析表明,叶片饱和水汽压亏缺与经度呈正相关,与海拔、纬度呈负相关,依据海拔划分为高海拔和低海拔,高海拔拥有相对较高的光合速率。进一步利用主成分分析选出2个主成分,方差累计贡献率达到89.79%,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率即光合效率作为第一主成分的主导因子;胞间CO_2浓度、叶片瞬时水分利用效率、蒸腾效率即水分利用效率因子作为第二主成分的主要因子。36份蔗茅无性系材料可划分为五类,分别划分为光合效率高、较高、中、低、较低和水分利用效率高、较高、中、低、较低类5个类群。在聚类基础上进行逐步判别分析,7个光合气体交换参数有5个进入判别函数,建立了5个判别能力较高的判别模型,回判的准确率达97.22%。【结论】第Ⅳ大类群具有较高光合效率和较高水分利用效率,材料丰富,拥有较好的育种应用前景。     

玉带草光合特性的研究

采用CIRAS-2便携式光合仪对玉带草(Phalaris arundinacea var.picta)叶片细胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)等有关参数进行测定,并进行光合特性的分析研究。结果表明,玉带草的净光合速率日变化为单峰曲线,在上午10:00达到最大值,此后呈下降趋势;玉带草的净光合速率随着光照度的增大而增大,在光照度1 400μmol/(m~2·s)时达到最大值;当CO_2浓度在0~1 000μmol/mol这一范围内时,玉带草净光合速率呈急速上升趋势。可得羧化效率为2.410 9;CO_2补偿点为3.08μmol/mol,CO_2饱和点为1 000μmol/mol。     

西南喀斯特地区不同龄级野生板栗光合日动态差异

为了研究西南喀斯特地区野生板栗不同龄级的光合特性差异,利用英国Lcpro+光合测定仪对西南喀斯特地区的3龄苗和6龄苗野生板栗的光合日变化特征进行了测定。结果表明:3龄苗野生板栗的日均净光合速率为7.3μmol/(m~2·s)(以CO_2计)、蒸腾速率为4.26 mmol/(m~2·s)(以H_2O计)、水分利用效率1.90μmol/mmol;6龄苗野生板栗的日均净光合速率为6.61μmol/(m~2·s)(以CO_2计)、蒸腾速率为3.47 mmol/(m~2·s)(以H_2O计)、水分利用效率为2.02μmol/mmol。3龄苗由于苗种生理发育尚未完全,光合作用受外界环境影响较为敏感,尤其是光合有效辐射是3龄苗板栗净光合速率的主要限制因子。6龄苗的净光合速率则与胞间CO_2浓度密切相关,胞间CO_2浓度作为植物叶片光合作用的物质来源,对挂果期来说十分重要。3龄苗的蒸腾速率与大气温度密切相关,说明野生板栗幼苗期的蒸腾速率严格受到大气温度的控制。6龄苗的蒸腾速率首先受到大气温度的严格制约,其次受到光照度的影响,比3龄苗更符合植物进化演替规律,也更加趋向植物体的成熟发展。     

鲁北冬枣光合特性研究

利用GFS-3000便携式光合-荧光测量系统测定鲁北冬枣叶片的光合作用日变化和光响应特征。结果表明:鲁北冬枣叶片的净光合速率日变化曲线为"双峰"型,具有明显的光合"午休"现象;净光合速率与气孔导度呈显著正相关,而气孔限制值与胞间CO2浓度呈显著负相关,午间光合速率降低主要是受气孔限制因素影响;鲁北冬枣的光补偿点为16.0μmol/(m2.s),光饱和点为1 500.0μmol/(m2.s),表观量子效率0.058,属喜阳植物;其CO2补偿点为29.54μmol/mol,饱和点为1 352.5μmol/mol时,羧化效率为0.054。     

渭北旱塬“赤霞珠”葡萄浆果膨大期光合特性研究

【目的】分析山地和平地赤霞珠葡萄(Vitis viniferaL.cv Cabernet Sauvignon)的光合作用特性,为形成持续发展的葡萄与葡萄酒生产体系提供依据。【方法】采用LI-6400便携式光合测定仪,分析了陕西省耀州区山地和平地两个葡萄园中赤霞珠葡萄浆果膨大期叶片的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度等生理生态指标。【结果】山地和平地赤霞珠葡萄的净光合速率日变化相似,均表现出双峰曲线,首峰出现在上午10:00,次峰小于首峰,出现在下午15:00以后;山地和平地赤霞珠葡萄叶片的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和叶绿素含量差异显著,水分利用效率和气孔导度差异不显著,在光响应曲线内的最大净光合速率和表观量子效率分别为14.40μmol/(m2.s),0.036和12.58μmol/(m2.s),0.035,在CO2响应曲线内的最大净光合速率和羧化效率分别为23.99μmol/(m2.s),0.061和18.43μmol/(m2.s),0.059,模拟曲线的R2值都大于0.94;不同海拔条件下净光合速率与PAR、蒸腾速率和气孔导度呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈显著负相关。【结论】山地条件下葡萄具有高光效和高产的光合特性。     

水分胁迫对茶树叶片二氧化碳响应的影响

为研究水分胁迫对茶树叶片CO_2响应的影响,本试验以两年生盆栽茶树为研究对象,采用3种不同水分胁迫[土壤含水量占田间最大持水量的60%(K1)、45%(K2)、25%(K3)]处理方式,以土壤含水量占田间最大持水量75%的处理为对照,利用LI-6400便携式光合作用测定仪,采用开放式气路,人为设置不同CO_2浓度,测定了茶树顶芽向下第3片叶的光合指标。结果表明:水分和CO_2浓度对茶树叶片的光合作用有一定的调节作用,当CO_2浓度升高至600μmol·mol~(-1)后,茶树叶片的净光合速率和水分利用效率不再继续升高;K3处理严重损伤了叶片的光合能力。     

马褂木不同种源苗期光合特性差异分析(摘要)(英文)

[目的]研究马褂木不同种源苗期光合特性,为马褂木种源选择、杂交育种亲本选配及遗传资源保护提供理论依据。[方法]以13个种源马褂木1年生幼苗为试材,选长势较好、无机械损伤株,顶芽向下第3个成熟、无虫眼叶片对各光合参数进行测定。测定指标包括净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、水分利用率(WUE=Pn/Tr)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)。光补偿点和光饱和点通过光响应曲线直线部分线性回归求得。[结果]马褂木幼苗净光合速率、气孔导度与水分利用率在种源间差异显著。净光合速率最高种源为最低种源的2.36倍;大部分种源光饱和点在800～1200μmol photons/(m2.s);气孔导度、蒸腾速率与净光合速率呈极显著正相关,且三者均与光补偿点呈显著正相关;净光合速率、光饱和点与水分利用效率呈显著负相关。[结论]马褂木种源苗木光合特性种源间存在显著的遗传变异,气孔导度可能是导致马褂木净光合速率差异的重要因素,马褂木苗木的良好生长需要较高的光强和较充足的水分支持。     

黄花蒿生殖期光合特性研究

[目的]研究黄花蒿生殖期光合特性。[方法]采用Li-6400便携式光合作用系统测定生殖期黄花蒿叶片的有关光合参数。[结果]黄花蒿生殖期的光合日变化曲线呈双峰型,峰谷之间差别不大。生殖期黄花蒿叶片仍有较强的光合作用,一天中最大净光合速率为22.60μmol/(m2.s)。生殖期黄花蒿叶片的光饱和点为800μmol/(m2.s)左右,光补偿点为21.98μmol/(m2.s),表观光量子效率为0.046;其CO2饱和点应不低于1600μmol/mol,CO2补偿点为70.37μmol/mol,羧化效率为0.053。[结论]生殖期黄花蒿叶片存在较缓和的"午休"现象,此期较强光合作用的绿叶仍能为黄花蒿花的发育及种子生长提供一定的物质和能量。生殖期黄花蒿叶片适应一定的荫蔽环境。     

库尔勒香梨光合特性的初步研究

[目的]了解库尔勒香梨光合生理特性及其相关变化规律.[方法]利用Li- 6400光合作用测定系统测定库尔勒香梨两种树形的光合特征参数,通过试验测得光合色素含量以及比叶重,进行分析探讨.[结果]两种树形的光合色素含量存在差异,疏散分层形树的Chla含量极显著大于开心形,Chla+ Chlb值在25.88～38.96 mg/cm2,而两种树形之间的比叶重均值相差不大;开心形和疏散分层形的光补偿点(LCP)分别是28.75、33.22 μmol/(m2·s),在光强为1 090 μmol/( m2·s)时开心形树达到光饱和点,对应最大净光合速率值为18.61 μmol/(m2·s),低于疏散分层形的饱和光强1 150 μmol/( m2·s);开心形和疏散分层形的CO2浓度补偿点分别是63.55和57.04 μmol/mol,两种树形的羧化效率(CE)分别为0.039 5、0.036 6.在CO2浓度达到1 135 μmol/mol时,开心形的净光合速率达到最大值,为29.34 μmol/( m2·s),疏散分层形CO2饱和点(CSP)为1 165 μmol/mol.[结论]疏散分层形树对强光以及对CO2的利用率较高.     

四川桤木光合生理生态特性研究

[目的]揭示四川桤木光合生理生态特性。[方法]采用LI-6400便携式光合仪进行光合测定。[结果]四川桤木净光合速率日变化在4、11月呈单峰曲线,6、7、8、9、10月呈双峰曲线,最大净光合速率出现在6月,为18.56μmolCO2/m2.s;气孔导度的日变化在4、7、8、9、11月呈双峰曲线,6月呈单峰曲线,10月呈一定的波动;胞间CO2浓度的日变化趋势为早晚高午间低;水分利用效率的变化分为3个阶段,各阶段变化趋势不同;蒸腾速率的日变化规律与净光合速率的日变化规律相似。[结论]四川桤木净光合速率的主要影响因子在不同时期不尽相同,但主要影响因子有气孔导度Cond,蒸腾速率Trmmol,胞间CO浓度Ci,有效光合辐射PARi。     

合果木光合生理特性及水分利用特点的研究

[目的]了解合果木深圳大面积引种栽培后导致林下生物量少、土壤干燥等生态问题的原因。[方法]采用Li-6400便携式光合测定系统,研究合果木的光合生理特性,分析合果木的水分利用特点。[结果]经过充分光诱导和CO2诱导的合果木叶片光响应曲线符合非直角双曲线模型,CO2响应曲线符合二次曲线方程。合果木光饱和点低,为116.2μmol/(m2.s),表观光量子效率高达0.068±0.005μmol/mol,合果木利用低强度光的效率高。合果木水分需求量大。当达到光饱和后,净光合速率增长缓慢,但气孔导度和蒸腾速率仍随光强的增强明显增大,显示合果木在高光强下利用水分的能力差,水分需求量大。[结论]该研究对合理进行合果木的迁地保护和引种栽培有指导意义。     

不同树形对“金太阳”杏光合特性的影响

[目的]研究不同树形对"金太阳"杏光合特性的影响。[方法]对"金太阳"杏品种2种树形:开心形、小冠疏层形的光合特性进行了研究。[结果]结果显示:2种树形的净光合速率(Pn)日变化相似,均表现出双峰曲线。首峰出现在11:00时,次峰出现在15:00时左右;2种树形的光补偿点分别是41.674、4.44μmol/(m2.s),光饱和点分别是1 3201、281μmol/(m2.s);2种树形的CO2补偿点和饱和点分别是52.5、55.9μmol/mol和1 1021、035μmol/mol。综合净光合速率(Pn)、羧化效率(CE)和表观光量子效率(AQY)等可以看出:"金太阳"杏开心形光合性能较强。[结论]开心形有利于提高"金太阳"杏的花芽分化质量,为果实的产量和质量的提高打下基础。     

杂交新美柳幼苗光合特性

以杂交新美柳Salix matsudana × alba幼苗为研究材料,采用LI?鄄6400便携式光合测定系统对其光合特性进行研究。结果表明：①自然生长季节,杂交新美柳叶片的净光合速率（P_n）日变化呈单峰曲线,最高峰出现在中午11 : 00,其最大净光合速率（P_max）为20.8 μmol·m^－2·s^－1。②在控制二氧化碳摩尔分数和温度的条件下,光饱和点（P_LS）为1 847.6 μmol·m^－2·s^－1,光补偿点（P_LC）为58.1 μmol·m^－2·s^－1。杂交新美柳的光饱和点和光补偿点都较高,表明它是一种阳性植物。③在控制光照强度和温度的条件下,利用Farquhar模型对杂交新美柳叶片净光合速率-胞间二氧化碳摩尔分数的响应进行拟合,当胞间二氧化碳摩尔分数小于400 μmol·mol^-1时,可算得其最大羧化速率（V_cmax）为91.6 μmol·m^－2·s^－1,二氧化碳补偿点（Г ^*）为46.5 μmol·mol^－1,呼吸速率（R_d）为4.9 μmol·m^－2·s^－1;升高二氧化碳摩尔分数可使杂交新美柳的净光合速率增大,提高叶片对光能的利用率,其叶片二氧化碳饱和点（P_CS）大约在1 000 μmol·mol^－1,同时可算得其最大电子传递速率（J_max）为256.0 μmol·m^－2·s^－1;当二氧化碳过饱和（＞1 000 μmol·mol^－1）时,可算得其磷酸丙糖利用速率（U_TP）为19.7 μmol·m^－2·s^－1。图3表2参18     

CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响

 【目的】探讨黄瓜幼苗对CO2浓度倍增和干旱胁迫的光合响应机理。【方法】以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380 μmol?mol-1)和倍增CO2浓度(760±20 μmol?mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设对照、中度和重度干旱胁迫3个水分处理,研究CO2浓度倍增对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响。【结果】(1)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)。在干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增可显著降低Tr和Gs、显著提高Pn,从而显著提高水分利用效率(WUE),而且CO2浓度与干旱胁迫对黄瓜幼苗叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均有显著的互作效应(P＜0.01);(2)干旱胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)、最大同化速率(Amax)、最大羧化速率(Vcmax)、光饱和的电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU)和光饱和点(LSP),提高了光补偿点(LCP)。CO2浓度倍增能显著提高对照和中度干旱胁迫条件下的AQY和Amax,在重度干旱胁迫条件下差异不显著。CO2浓度倍增可显著提高对照条件下的Vcmax、Jmax和TPU,降低CO2补偿点(Γ*)和呼吸速率(Rd),而在干旱胁迫条件下各项指标之间差异不显著(中度干旱胁迫条件下 Γ*显著降低4.9%除外)。【结论】中度干旱胁迫条件下黄瓜叶片Pn的降低主要是气孔限制,而重度干旱胁迫条件下则是气孔和非气孔因素共同作用的结果,干旱胁迫可导致黄瓜幼苗光合电子传递和光合磷酸化能力显著降低;CO2浓度倍增可通过提高黄瓜叶片的净光合速率和降低蒸腾速率来提高干旱胁迫条件下叶片水分利用效率,在适度的干旱胁迫条件下,CO2浓度倍增也可以通过提高叶片表观量子效率和光饱和的最大同化速率而提高光合性能。因此,推测在干旱或半干旱地区,设施CO2施肥技术或未来逐渐升高的大气CO2浓度可在一定程度上改善作物的水分状况和增强抗旱能力,提高水分利用效率,从而部分缓解干旱胁迫引起的负面效应。     

黄淮平原冬小麦旗叶光合特性研究

对黄淮平原 1 2个冬小麦品种灌浆中后期旗叶净光合速率等光合作用指标及光合作用日变化类型进行了研究。结果表明 ,冬小麦旗叶净光合速率为 1 8.2 3～ 2 4 .0 3μmol/(m2 .s) ,光补偿点为 1 9.86～ 48.5 5 μmol/(m2 .s) ,光饱和点 1 1 85～ 1 32 5 μmol/(m2 .s) ,CO2 补偿点为39.81～ 91 .2 3μmol/mol,光呼吸速率为 3.88～ 9.1 6μmol/(m2 .s) ,暗呼吸速率 1 .1 4～ 2 .46μmol/(m2 .s) ,羧化效率为 0 .0 71～ 0 .1 49,表观量子效率为 0 .0 4 0～ 0 .0 80。旗叶净光合速率日变化可以根据其净光合速率与有效辐射强度变化拟合系数的不同分为部分拟合、基本拟合和高度拟合 3种类型。     

扁穗牛鞭草光合特性研究

利用Li-6400型光合作用测定系统测定了扁穗牛鞭草的光合特性。试验结果显示:扁穗牛鞭草叶片的光合日进程呈"单峰型",光饱和点较高,在2200μmol/(m2.s)以上仍然未达到饱和,光补偿点为4.53μmol/(m2.s),表观量子效率为0.038,CO2饱和点为1200μmol/mol,补偿点8.29μmol/mol,羧化效率(CE)为0.273。通过对净光合速率和其他相关因素的日变化分析得知:光量子通量密度是影响扁穗牛鞭草净光合速率的主要环境因子。