水氮互作全膜覆盖玉米光合特性和叶水势的日变化

针对水氮互作提高限量灌溉玉米水分利用效率理论依据薄弱问题,通过田间试验,设置了不同水氮处理,研究了绿洲灌区不同灌水量和施氮组合对玉米光合特性及叶水势日变化的影响,以期为干旱地区以氮调水、提高作物水分利用效率提供依据.结果表明:玉米的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶水势均随灌水量的增加而提高,但叶片WUE随灌水量的增加而降低.在同一灌水量下,360kg/hm2的施氮量有利于提高玉米叶片的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶片WUE,施氮量达到540kg/hm2时玉米的光合速率、蒸腾速率、气孔导度较360kg/hm2施氮处理呈下降趋势.适于玉米高效进行光合作用的施氮量在360~540 kg/hm2之间.在低灌水量(5 700m3/hm2)的条件下,增施氮肥降低了叶水势;灌水量增加时,玉米叶水势随氮肥施用量的增加而提高.灌水量和施氮量对玉米净光合速率、蒸腾速率、叶水势、WUE的互作效应明显,但二者对气孔导度的互作效应不显著;施氮量对WUE的影响大于灌水量的影响,水分胁迫导致玉米净光合速率和水分利用效率的降低可通过增施氮肥得到部分补偿.水氮协同调控是优化玉米光合特性的可行途径.     

土壤逐渐干旱过程中磷酸钾对水曲柳生理指标的影响

在模拟自然干旱条件下,对3年生盆栽水曲柳叶面喷施了3种浓度的磷酸钾溶液,测定了水曲柳叶片的电导率、叶水势及光合等生理指标。结果表明：随着土壤含水率的降低,相对电导率升高,叶水势（ψw）、光合速率（Pn）、蒸腾速率（EVAP）、水分利用效率（WUE）和气孔导度（Gs）等生理指标均有不同程度的下降;磷酸钾溶液的浓度为20mmol·L^-1时,可有效地缓解水分胁迫对水曲柳产生的不良影响,提高水曲柳的抗旱性。     

不同家系马尾松维持水分平衡能力及综合评价

在土壤干旱胁迫下,通过测定10个不同家系马尾松针叶保水力、蒸腾速率、气孔导度等指标,对不同家系马尾松维持水分平衡能力进行了研究。结果表明,各家系离体针叶在220h以上还未失水达到基本恒重,显示出很强的抗脱水能力。气孔导度随叶水势的下降而下降,变化趋势可用对数函数(y=a+blnx,b<0)拟合。各家系气孔完全关闭时的叶水势值较高,为-1.98～-2.99Mpa,有较强的维持水分平衡能力。苗木蒸腾速率随叶水势下降而变化的趋势可用指数函数(y=aebx,b<0)拟合,总体看各家系蒸腾速率都较小,表现出很强的控制蒸腾失水能力。蒸腾速率与气孔导度呈对数关系(y=a+blnx,b>0),表明轻度水分胁迫就使气孔导度下降,气孔阻力增加,蒸腾速率也随之下降。综合评价表明,不同家系马尾松都具有较强的维持水分平衡的能力,但家系间有所差异,其中以127、75、83、456家系维持体内水分平衡的能力最强,23、38、464家系次之,而186、20家系和台江(Taijiang)种源则相对较弱。     

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。     

CO2倍增对干旱胁迫下大豆光合效应的影响

采用开顶式气室,研究了干旱胁迫下CO2浓度升高对大豆生长状况、光合作用及蒸腾作用的影响。结果表明,CO2浓度升高,大豆的光合速率提高5％,蒸腾速率降低6．8％,气孔导度降低11％,大豆的水分利用效率提高了1．03倍,增强了大豆的抗旱性。CO2浓度升高,可增强土壤微生物的活动,使大豆根瘤数增多。干旱胁迫则使大豆的光合速率、蒸腾速率、气孔导度降低,水分利用效率提高。     

CO_2倍增对干旱胁迫下大豆光合效应的影响

采用开顶式气室,研究了干旱胁迫下CO2浓度升高对大豆生长状况、光合作用及蒸腾作用的影响。结果表明,CO2浓度升高,大豆的光合速率提高5%,蒸腾速率降低6.8%,气孔导度降低11%,大豆的水分利用效率提高了1.03倍,增强了大豆的抗旱性。CO2浓度升高,可增强土壤微生物的活动,使大豆根瘤数增多。干旱胁迫则使大豆的光合速率、蒸腾速率、气孔导度降低,水分利用效率提高。     

水分胁迫对沙冬青气体交换和 叶绿素荧光的影响

使用LI-6400 光合测定系统及其配备的荧光叶室测定了不同水分状况下沙冬青气体交换及叶绿素荧 光变化特征。结果表明院沙冬青光合速率尧蒸腾速率和气孔导度与水势的关系均可模拟为y=a+b（1原e-kx）、叶绿素荧 光特征指标水势关系呈y=ae-bx^k曲线;沙冬青光合速率尧蒸腾速率尧气孔导度和叶绿素荧光特征指标值随着植物水 势下降均呈下降趋势、光合速率尧蒸腾速率尧气孔导度下降的初始水势（初始胁迫水势）明显小于叶绿素荧光特征 指标、光合速率水势补偿点尧蒸腾速率临界点水势和气孔导度临界点水势与叶绿素荧光特征指标NPQ尧qP 和ETR 初始胁迫水势基本相同、而明显小于荧光指标Fv/Fm 初始胁迫水势。研究指出、可用气孔导度水势临界值作为评 价光合作用气孔调节和非气孔调节的界限、Fv/Fm 水势临界值可作为植物水分胁迫临界值院当水势大于气孔导度 水势临界值时、属于气孔调节水势范围;当水势小于气孔导度水势临界值时、植物以非气孔调节为主。当水势大于 Fv/Fm 水势临界值时、植物处于轻度或中度水分胁迫;当水势小于Fv/Fm 水势临界值时、植物处于重度水分胁迫。 结果表明、沙冬青气孔调节水势临界值为-3.81~-5.26 MPa、重度水分胁迫水势临界值为-8.05~-14.53 MPa、临界 值具有生长季节差异。     

大气CO_2浓度和气温升高对野生大豆光合作用的影响

用开顶式气室(Open top chamber,OTC)进行气温升高1℃和气温升高1℃+大气CO2浓度升高200μmol/mol条件下野生大豆叶片光合生理和叶绿素荧光参数的变化研究。结果表明,气温升高使大豆净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均下降,水分利用效率提高,PS II的最大量子产量(Fv/Fm)下降,PS II的实际量子产量(ΦPSⅡ)和PS II的电子传递速率(ETR)升高,光化学猝灭系数(q P)升高,非光化学猝灭系数(NPQ)下降;CO2浓度升高能逆转由于升温造成的净光合速率下降,增加叶片水分利用效率,但光合速率仍较对照下降,还会使野生大豆叶片光化学猝灭系数(q P)和非光化学猝灭系数(NPQ)下降。未来气温和大气CO2浓度升高条件下,野生大豆更容易受到高温或干旱胁迫,造成气孔导度下降,净光合速率下降。表明未来的气候变化将不利于野生大豆的生长发育。     

缺苞箭竹气体交换对CO2浓度及光照强度的响应

为了了解缺苞箭竹的气体交换对短期CO2浓度升高的响应,用Li-6400光合测定系统测定了缺苞箭竹叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶面饱和水汽压亏缺(Vpdl)随光照强度的变化.结果表明:缺苞箭竹Pn、Gs和Tr随光强增强先增大并维持在一定水平然后又呈现下降趋势,水分利用效率(WUE)随光照强度增强先增大然后维持在一个较高水平,Vpdl呈现先减小后增大的规律;Pn和WUE随CO2浓度升高先增大然后减小,Gs和Tr随CO2浓度升高先减小后增大,Vpdl随CO2浓度升高而增大.随CO2浓度升高光饱和光合速率提高20﹪～61﹪,气孔导度降低36﹪～57﹪,蒸腾速率降低30﹪～53﹪,水分利用效率提高120﹪～215﹪,饱和水汽压亏缺提高4﹪～11﹪.     

克拉玛依中心城区3种观赏乔木水分生理生态特性比较

利用ADC光合仪对克拉玛依中心城区园林绿地内的黄果山楂(Cratae gus chlorocarpa)、大叶白蜡(Fraxinus americana)和欧洲大叶榆(Ulmus laevis)的蒸腾速率、气孔导度等生理指标进行了观测和比较,并分析了生理指标的变化和土壤含水率变化之间的关系。结果表明,随着土壤含水率增加,蒸腾速率、光合速率、气孔导度的总体变化趋势为先增加后减小再增大的波动形。当土壤含水率为田间持水量的83%时,3种乔木各项生理指标出现最低值;当土壤含水率为田间持水量的92%时,3种乔木的各生理指标出现最高值。3种树平均蒸腾速率由大到小依次为大叶白蜡>黄果山楂>欧洲大叶榆;3种树平均气孔导度由大到小依次为大叶白蜡>黄果山楂>欧洲大叶榆。欧洲大叶榆在这3种乔木中表现为最耐旱。     

土壤水分胁迫对槟榔幼苗光合特性的影响

以海南长蒂槟榔种为材料,采用盆栽试验,通过控制土壤含水量,研究不同水分胁迫对槟榔幼苗光合特性的影响。结果表明：随着土壤水分胁迫的加剧,槟榔幼苗的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gond）下降,胞间cO2浓度（ci）升高,干旱降低槟榔的净光合作用,限制气体交换。槟榔幼苗的水分利用效率和土壤水分含量成负相关,即水分胁迫程度越深,叶片的水分利用效率越高。     

木麻黄林下青皮苗光合作用特性对光照度的响应

为了比较木麻黄林下不同光照处理的青皮苗叶片的光合作用特性,采用Li-6400便携式全自动光合测定仪对不同光照处理的青皮苗叶片光合作用参数及相关环境因子进行了日变化测定.结果表明,随着遮阴程度的增加,青皮苗叶片光合作用参数净光合速率、气孔导度、蒸腾速率逐渐降低;不加遮阳网的2特光照处理的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率比加遮阳网处理的大,而胞间CO2浓度低于加遮阳网处理的.3种光照处理下的青皮苗叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与环境中光合有效辐射的日变化趋势相符,并且影响净光合速率的主要环境因子相似.建议在木麻黄林阴环境下无需进行青皮苗的人工遮阳处理,可选择光照适度的地方种植.     

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。     

不同土壤水分对九里香光合特性的影响

利用Li-6400XT便携式光合仪,在灌水周期内测定了8种不同水分条件下九里香(Murraya exotica L.)叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2体积分数及水分利用效率等生理参数的光响应过程,探讨了维持九里香较高光合速率和水分利用效率的适宜土壤水分及光照强度范围.结果表明:光辐射强度和土壤湿度对九里香叶片光合特性有十分显著的影响,九里香在土壤体积含水量29.80%(相对含水量89.40%)时光合速率达到最大值.当土壤水分条件适宜时,光强在400～1600μmol·m-2·s-1范围内,九里香光合速率较高.适宜九里香生长的土壤湿度范围(具有较高的光合速率和水分利用效率)为土壤体积含水量21.30%～29.80%(相对含水量64.53%～89.40%).九里香永久萎蔫的最低土壤湿度为土壤体积含水量10.60%(相对含水量32.11%).     

土壤紧实度对甜茶幼苗光合参数和水分利用率的影响

以平邑甜茶(Malus hupehensis.Rehd)幼苗为材料,采用盆栽模拟试验,测定了不同土壤容重(1.25g/cm3、1.40g/cm3、1.55g/cm3)下平邑甜茶幼苗叶片的光合参数和水分利用效率.结果表明,3个处理植株叶片净光合速率、叶片组织含水量和组织相对含水量差异不显著,1.55g/cm3处理的气孔导度、胞间CO2浓度和叶片蒸腾速率显著低于1.25g/cm3和1.40g/cm3的处理,而植株叶片瞬时水分利用效率显著高于1.25g/cm3和1.40g/cm3的处理,但是1.25g/cm3和1.40g/cm3处理以上5项指标均差异不显著;叶绿素含量表现为1.40g/cm3＞1.25g/cm3＞1.55g/cm3.     

土壤干旱对小麦幼苗光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用盆栽试验对土壤干旱下不同品种冬小麦幼苗光合、蒸腾速率和水分利用效率进行了研究。结果表明,各品种幼苗叶片光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随土壤水分的减少而呈降低趋势,叶片水分利用效率呈增加趋势。统计分析表明,冬小麦幼苗叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率(WUE)与土壤水分之间均存在显著线性关系,说明土壤干旱对不同品种冬小麦幼苗光合速率、蒸腾速率和水分利用效率具有重要影响。     

山茱萸光合及水分利用特征对土壤水分胁迫的响应

为给华北低山丘陵区山茱萸栽培与管理提供必要的科学依据,本试验观测了不同土壤水分条件下华北石质山区3年生山茱萸叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)等参数的光响应过程,分析了水分胁迫对光合及水分利用特性的影响。结果表明:(1)土壤水分轻度(H1)、中度(H2)和重度胁迫(H3)条件下,山茱萸叶片光饱和点(LSP)比无水分胁迫(对照,CK)时分别低40%、60%和80%,晴天日光合速率最大值比CK分别低20.3%、40.0%和73.1%;(2)蒸腾速率(Tr)随光合有效辐射(PAR)的增加而上升,但重度水分胁迫条件下,上升趋势比较缓慢。对比CK,Tr在H1、H2和H3条件下分别下降了17.06%、34.05%和87.8%;(3)气孔导度(Gs)随着PAR的增加而逐渐上升。对比CK,H1、H2、H3在PAR为0~2 000μmol/(m2.s)范围内,Gs平均值分别下降了23.26%、46.52%和89.03%。无水分胁迫—中度水分胁迫条件下,气孔限制是影响光合作用的主要原因,而土壤水分严重胁迫条件下,当PAR小于1 000μmol/(m2.s)时,气孔限制是影响光合作用的主要原因,随后转变为非气孔限制;(4)水分利用效率(WUE)随着光合有效辐射(PAR)的增加迅速上升;当光合有效辐射(PAR)超过600μmol/(m2.s)以后,水分利用效率(WUE)随着光强增加变化较小,基本维持在较高的水平。     

毛白杨杂种无性系BL107光合和蒸腾特性研究

本文研究了光强和CO_2浓度对毛白杨杂种无性系BL107光合速率和蒸腾速率的影响,比较了毛白杨BL107与易县雌株及大官杨不同叶子光合特性和光合耗水量.结果表明BL107光合光补偿点为18μmol·m~(-2)·s~(-1),光饱和点为950μmol·m~(-2)·s~(-1).光饱和时光合速率为16.15μmol·m~(-2)·s~(-1),表观量子效率为0.033.蒸腾速率随光强增加而增大.增加CO_2浓度在一定范围内光合速率增加,在光强为1000μmol·m~(-2)·s~(-1),温度为25℃时,CO_2饱和点为650ppm,大于1000ppm产生抑制作用.CO_2饱和时光合速率为22.26μmol·m~(-2)·s~(-1).增加CO_2浓度会降低气孔导度和蒸腾速率,在100ppm气孔导度和蒸腾速率最大.BL107最大光合速率在第20片叶,易县雌株和大官杨在第10片叶,BL107光合速率随叶衰老在第20片叶前不降低,由于叶面积较大表现较高的总光合速率.光合耗水量与光合速率有关,BL107最低光合耗水量84、易县雌株113、大官杨139.大官杨、易县雌株表现随叶衰老光合耗水量增加,BL107则略有下降,老叶增加也不明显.     

黄淮海平原麦棉套种共生期适宜土壤水分指标研究

为了寻求麦棉共生期间适宜的土壤水分指标,对麦棉共生期不同土壤水分条件下的冬小麦主要生理特性和棉花的生长势做了连续测定,并对共生期间田间耗水量分别在2种作物上的分摊量做了估算。结果表明,随着麦棉共生期的生育进程,冬小麦旗叶水势、气孔导度、表观量子效率、净光合速率和蒸腾速率呈下降的趋势,且均随土壤含水量的提高而增加,处理间差异明显。蒸腾速率随着共生期进程和冬小麦的衰老,处理间差异迅速减小。共生期土壤含水量增加,作物田间总耗水量、冬小麦和棉花的耗水量均有明显提高。共生期作物田间耗水量占冬小麦全生育期田间总耗水量的28.8%~30%,而共生期冬小麦耗水量占同期作物田间耗水量的67.9%~72%。试验中60%(相对含水量,试验场地的田间持水量为24%,下同)土壤含水量处理的冬小麦水分利用效率最高,达到了1.63 kg/m3,这时其产量并无明显下降,且棉花的壮苗指数表现最大。70%土壤含水量处理的小麦产量略有增加,但其水分利用效率却下降到1.45 kg/m3,同时棉花的壮苗指数有所减小。研究还表明,在黄淮海平原麦棉套种的共生期,田间土壤的适宜水分为60%~70%,这样既保证了冬小麦的产量,又促进了棉花生长健壮。     

芍药光合特性研究

采用Li-6400便携式光合分析仪,测定了5年生大田芍药‘大富贵’(Paeonia lactiflora‘Da Fugui’)开花期的光合作用。结果显示:芍药的净光合速率日变化呈"单峰型"曲线,最大净光合速率为11.8μmol·m-2·s-1,出现在11∶00;而水分利用效率表现出早晚高、中午低的变化规律。净光合速率与蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈极显著负相关。表明芍药光合速率主要控制因子为非气孔限制。芍药的光饱和点为1000μmol·m-2·s-1,光补偿点为34.98μmol.m-2.s-1,光合表观量子效率为0.0409,表明芍药属阳性植物,且耐荫性较强。