花生不同光响应曲线拟合模型的比较

为选择合适的数学模型来拟合花生光合—光响应曲线,本文比较分析了直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数函数、直角双曲线修正模型以及指数改进模型在模拟2个花生品种"泰花5号"和"中花16"的光合—光响应曲线中的拟合度。结果表明,5种典型的光响应模型均可对花生叶片的光合—光响应曲线进行模拟,决定系数均达0.99以上。由计算的光合参数可知,不同模型拟合两个品种的最大净光合速率均高于实测值,但以直角双曲线修正模型和指数改进模型的计算值最为接近实测值。由指数函数、直角双曲线修正模型与指数改进模型求解的饱和光强与实测值差异较小,而由直角双曲线与非直角双曲线求解得到的饱和光强与实测值差异较大。5个模型拟合的光补偿点均在实测值范围内且差异较小。泰花5号以直角双曲线修正模型和指数改进模型拟合的暗呼吸速率较为接近实测值,而中花16的暗呼吸速率以非直角双曲线的拟合值最为接近实测值。综合分析,直角双曲线修正模型和指数改进模型比较适合用于拟合花生的光响应曲线,尤其是直角双曲线修正模型可直接拟合光抑制参数。     

3个野生大豆与栽培大豆杂交后代品系的光合光响应曲线及模型拟合

以3个野生大豆与栽培大豆杂交后代品系0004、0005和9002为研究对象,并以父本野生大豆为对照,选用4种常用的光响应模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、修正的直角双曲线模型和指数函数模型)对其进行光响应曲线的拟合,判断这些模型的适宜性,并比较3个杂交后代品系及其父本光合特性的差异。结果表明:这4种模型均可对试验材料进行拟合,决定系数R20.98。但由于直角双曲线模型、非直角双曲线模型和指数函数模型无法求取试验材料最大净光合速率及光饱和点,求得的拟合值不仅与实测值相差较大,也反映不出光抑制现象。而修正的直角双曲线模型则可以克服以上问题,更适用于本试验材料的研究。通过对4个供试材料光合参数的综合比较,认为品系9002具有较好的光合特性,对光的适应能力最强。     

臭氧浓度升高条件下大豆光合能力变化及光响应曲线的拟合模型比较

为研究臭氧(O3)浓度升高条件下大豆叶片光合能力、光响应曲线的变化以及光响应曲线拟合模型的适用性,以铁丰29为试验材料,于开顶式气室(OTCs)内进行盆栽试验,设置3个O3浓度(CK:45 nL·L-1,T1:80±10 nL·L-1,T2:120±10nL·L-1)熏蒸大豆,测量气体交换参数,使用非直角双曲线模型(NRH)、直角双曲线模型(RH)、修正直角双曲线模型(MRH)以及指数模型(EM)4种光响应曲线拟合模型,计算光合参数,并分析比较4种光响应曲线模型的拟合效果.结果表明:O3浓度升高显著降低了大豆叶片的最大净光合速率(Pmax)、表观量子效率(AQE)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE),提高了光补偿点(LCP),光饱和点(LSP)无明显变化,高浓度O3未对大豆叶片的强光利用能力以及暗呼吸速率(Rd)产生影响.各模型下光响应参数拟合结果显示,修正的直角双曲线模型(MRH)拟合效果较好,但高浓度O3条件下拟合光饱和点(LSP)时,MRH模型拟合效果较差,而指数模型(EM)拟合效果较好.综上所述,O3浓度升高显著降低了大豆叶片的光合能力,在进行光响应曲线拟合时,选择MRH模型较好,其次为EM模型.     

超高产杂交稻的光响应曲线及其模型拟合

以超级杂交一季中稻高产攻关第一、二、三、四期标志性品种两优培九、Y两优1号、Y两优2号、Y两优900及第五期攻关品种超优千号为试验材料,采用4种典型的光合模型对参试品种齐穂期剑叶光合光响应曲线进行了拟合,并对各品种气孔导度和水分利用效率的光响应曲线进行了比较。结果表明,直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型及指数函数模型对参试5个品种的光合光响应曲线都可以拟合,决定系数R2均大于0.99;直角双曲线修正模型拟合得到的光合参数与实测值最接近;光能利用率以超优千号和Y两优900最高,剑叶净光合速率(光合能力)以Y两优900最强,光饱和点以Y两优900和Y两优1号最高,暗呼吸速率即光合产物消耗以Y两优900和两优培九最大;气孔导度除Y两优2号随光强增加增长缓慢外,其他4个品种均增长较快,但未出现气孔关闭现象,对强光表现出良好适应性;参试品种水分利用率WUE在光照强度小于800μmol/(m~2·s)时,随光照强度增加而表现为直线升高,当光照强度继续增加,WUE增长缓慢并逐渐趋于稳定,但Y两优900的WUE仍表现出增长态势。因此,Y两优900在光照强度大、日照时数长的地区种植,仍有较大的增产潜力。     

水分胁迫对玉米光合特性的影响

以玉米叶片光合测量数据为基础,利用直角双曲线对农大108和京科25两个玉米品种光合作用的光响应曲线进行了拟合。结果表明:水分胁迫使玉米的表观量子效率(α)、最大净光合速率(Pn)、表观暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)及光饱和点(LSP)均降低,农大108的降低幅度较小,京科25的降低幅度较大。水分胁迫后玉米叶片的光合速率降低是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果,京科25在水分胁迫后光能利用率和水分利用率均降低,影响光合速率下降的主要原因是气孔因素;农大108在水分胁迫后仍保持较高的光能利用率和水分利用率,影响光合速率下降的主要原因是非气孔因素。     

水分胁迫对灌浆期燕麦叶片光合特性的影响

在盆栽条件下,研究了灌浆期燕麦在水分胁迫条件下光合有效辐射对叶片净光合速率、胞间CO2浓度及气孔导度的影响。结果表明,净光合速率对光合有效辐射的响应均呈直角双曲线变化,水分胁迫不仅使净光合速率减小,而且光补偿点、光饱和点及呼吸速率也明显降低;水分胁迫还使叶片胞间CO2浓度、气孔导度减小,且随光合有效辐射增强减小幅度增大;分析认为,气孔导度和光合速率直接影响胞间CO2浓度变化,但在水分胁迫条件下前者则是影响胞间CO2浓度变化的主要因素,也就是水分胁迫致使净光合速率下降更主要是由于气孔因素作用的结果。     

宁夏引黄灌区滴灌玉米4种光响应曲线模型比较

为探讨宁夏引黄灌区滴灌玉米光合响应机制,采用Li-6400XT气体交换测量系统测定2年玉米大喇叭口期的光响应曲线,选取4种通用的光响应曲线模型分别对玉米光响应过程进行分析、拟合与比较,筛选出6个不同氮素处理下最优光响应模型,并利用最优模型计算分析玉米光合生理特征参数。结果表明,滴灌玉米功能叶片光合能力随着施氮量的增加呈递增趋势。通过模型误差计算与分析,4种光响应曲线模型拟合精度存在差异,且直角双曲线、非直角双曲线和指数模型对于高氮处理的光响应曲线拟合度均高于低氮处理。相对其他3种模型,直角双曲线修正模型拟合精度最高,可作为最优光响应曲线模型模拟引黄灌区水肥一体化玉米光响应动态。由最优模型对各氮素处理光响应生理参数计算分析表明,360 kg/hm^2氮处理玉米叶片的光响应参数均高于其他氮处理,有利于提高玉米对强光的适应范围和光能利用效率,增强光合作用。     

基于FvCB模型估算小麦的最大电子传递速率

在Farquhar、von Caemermer和Berry模型(以下简称FvCB生化模型)中有2个子模型,即非直角双曲线模型和核酮糖-1,5-双磷酸(RuBP)再生速率限制模型,用其可以估算C_3植物叶片的最大电子传递速率(J_(max))。为了严格验证由这2个子模型估算植物叶片J_(max)的精确度,本研究用LI-6400-40光合测定仪分别测定了2%和21%O_2浓度下小麦(Triticum aestivum L.)叶片的光合速率和电子传递速率对光和CO_2的响应曲线,并用此2个模型分别拟合了21%O_2浓度下小麦光合速率对CO_2的响应曲线和电子传递速率对光的响应曲线。结果表明,由非直角双曲线模型拟合小麦电子传递速率对光的响应曲线得到的J_(max)为254.86μmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于其观测值(236.37μmol·m~(-2)·s~(-1))(P0.05);由RuBP再生速率限制子模型拟合小麦光合速率对CO_2的响应曲线得到的J_(max)为260.58μmol·m~(-2)·s~(-1),则显著低于其观测值(298.05μmol·m~(-2)·s~(-1))(P0.05)。此外,当胞间CO_2浓度(C_i)为738.01μmol·mol~(-1)时,小麦处于RuBP再生速率限制阶段,此时其净光合速率及其相应的光呼吸速率分别为61.16和8.55μmol·m~(-2)·s~(-1)。在不考虑其他路径消耗光合电子的情况下,小麦在该C_i时同化这些碳至少需要光合电子流为352.24μmol·m~(-2)·s~(-1),这与由RuBP再生速率限制子模型估算的J_(max)(260.58μmol·m~(-2)·s~(-1))之间存在显著差异(P0.05)。这说明非直角双曲线模型和RuBP再生速率限制子模型在估算小麦叶片J_(max)上存在缺陷,有待改进。     

生物菌肥不同施用量对鼓节竹发笋期生长和光合特性的影响

以3年生鼓节竹为材料,研究生物菌肥0、0.3、0.6、0.9、1.2、1.5 kg/丛共6种施肥量对鼓节竹发笋期生长及光合特性的影响,测定指标包括叶片净光合速率(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)以及光合色素含量和植株出笋量,采用双曲线修正模型拟合-光响应曲线。结果表明,双曲线修正模型拟合度0.990 0,净光合速率先急剧增长,后趋于稳定达到光饱和点后呈现一定的下降趋势。各处理间的蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率呈现相似的变化趋势;胞间二氧化碳浓度变化趋势则相反。净光合速率和光合参数跟鼓节竹叶片叶绿素含量和出笋量密切相关。综合来看,施生物菌肥0.6 kg/丛对鼓节竹的生长效果更佳。     

三种观叶植物光合特性的研究

本文对斑马竹竽、白斑竹芋和变叶木三种观叶植物的光饱和点，光补偿点，净光合速率，光合诱导现象进行了研究，并介绍它们的光合特性及半阴性植物有效利用光能机制。     

10种观赏竹的光合特性及叶绿素荧光特性研究

本研究以10种不同观赏竹为研究对象,分别对不同竹种的叶绿素、光合特性、叶绿素荧光特性进行测定和对比分析,并通过主成分分析法对10种不同观赏竹进行综合评价,进而筛选出满足城市绿化种植的优良高效竹种,也为不同观赏竹种的选育和园林绿化利用提供参考依据。结果表明：（1）在整个生长期内,佛肚竹（Bambusa ventricosa）的叶绿素含量最高,唐竹（Sinobambusa tootsik）最低;（2）在10种观赏竹中,金丝慈竹（Bambusa affinis）、花巨竹（Gigantochloa verticillata）、花孝顺竹（Bambusa multiplex f. Alphonse-karri）、花竹（Bambusa albo-lineata Chia）这4种竹子的净光合速率（P_n）值都在3.5 μmol/(m²?s)以上,而青丝黄竹（Bambusa eutuldoides var. viridi-vittata）的P_n值最低,仅为1.34 μmol/(m²?s)。不同观赏竹的净光合速率与蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和水分利用率（WUE）之间存在显著的相关关系;（3）青丝黄竹、花巨竹、唐竹的PSⅡ潜在的光化学活性（F_v/F_o）和PSⅡ有效光化学量子效率（F_v/F_m）值相对较高,紫竹[Phyllostachys nigra （Lodd. ex Lindl.）Munro]、花孝顺竹相对较低。同时花竹、唐竹、金丝慈竹都有较高的非光化学淬灭系数（qN）、光化学淬灭系数（qP）、PSⅡ光化学效率（Yield/ΦPSII）。由此可见,在相同生长环境下,不同观赏竹的光合利用能力、光合效率及光适应能力不同,且有显著差异。综合评价可知,花巨竹、金丝慈竹、佛肚竹为高光效竹种,光合适应性较强,适宜城市绿化种植。     

八角林不同郁闭度对金花茶和山茶生长及光合特性的影响

以金花茶（Camellia nitidissima）和山茶（Camellia japonica）为材料,研究全光照（CK）以及八角（Illicium verum）林冠郁闭度分别为0.9、0.7、0.5时,对2种植物生长和光合特性的影响。结果表明:郁闭度除了对山茶的叶宽影响不显著以外,对金花茶和山茶的各生长指标均有显著影响;与CK相比,金花茶和山茶在郁闭度0.5、0.7、0.9下的株高、地径、生物量都有增加,均显著高于CK,且金花茶的增加幅度大于山茶。2种植物的比叶重都随郁闭度的增加先降后升,都在全光照下最大;2种植物的叶长、叶宽都在全光照下最小,而叶厚在全光照下最大;叶面积、比叶面积随郁闭度的增加先增大后减小,在郁闭度0.7最大,CK最小。金花茶在郁闭度0.7和山茶在郁闭度0.5的P_n均显著高于其他处理,且均随着有效光合辐射强度增加而增大,最后趋于稳定。郁闭度对金花茶和山茶的表观量子效率（AQY）、最大净光合速率（P_max）、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）和暗呼吸速率（R_d）均有显著影响;随着郁闭度的增大,金花茶和山茶的叶片AQY、P_max、LSP先增大后减小,金花茶均在郁闭度0.7时最大,山茶均在郁闭度0.5时最大;2种植物的LCP在全光照下最大;金花茶R_d在全光照下最大,山茶的R_d在郁闭度0.5下最大。综合分析得知,金花茶和山茶有一定的耐阴能力,且对弱光环境有一定的适应性,适合在郁闭度0.5~0.7下的环境下生长,但强光环境不利于2种植物的生长。     

9个茶树品种的光合特性研究

为研究不同茶树品种的光合特性差异,在自然条件下测定云南省9个主要栽培茶树品种叶片的光合与生理参数,并绘制相应光响应曲线。通过统计分析、主成分分析、聚类判别分析和相关性分析方法,对不同茶树品种的光合特征参数进行综合评价。结果表明,叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO₂浓度(C_i)的品种间差异较大,其中,‘云山’和‘云抗10号’的P_n和T_r显著高于其他茶树品种(P<0.05),‘天生’‘宝洪’和‘十里香’的G_s显著低于其他茶树品种(P<0.05),‘昌宁大叶种’的C_i显著低于其他茶树品种(P<0.05);在低光合有效辐射(PAR)条件下,9个茶树品种的P_n差异较小,随PAR增大各品种表现出较大差异;G_s和T_r随PAR增大呈现2种变化趋势,‘香归银毫’表现出先上升后趋于平稳的变化趋势...     

3种独蒜兰属植物的光合特性

为探明独蒜兰属植物在光合生理方面的差异,本研究以云南独蒜兰（Pleione yunnanensis）、美丽独蒜兰（P. pleionoides）和流苏独蒜兰（Pleione barbarae）为材料,测定其叶片的光响应曲线、CO₂响应曲线和叶绿素含量（SPAD）,探究其光合特性。结果表明：3种独蒜兰属植物均具有较强的耐阴性,且植株叶片SPAD值的高低与其光合速率有相关性。3种独蒜兰属植物之间的光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）、暗呼吸速率（R_d）、初始量子效率（a）、光呼吸速率（R_p）和CO₂饱和点（CSP）均无显著差异。云南独蒜兰光合作用对较低浓度的CO₂利用率高,更能适应低CO₂浓度的环境;美丽独蒜兰表现出对光的适应范围较广,但在光合速率增加时所需的CO₂浓度较高;而流苏独蒜兰对强光较敏感,易出现光抑制现象。此外,CO₂的供应可能是影响其光合速率的主要因素之一,在生产栽培中注意遮荫,适当增加CO₂浓度对3种独蒜兰属植物的光合作用有利。     

花叶鹅掌柴不同颜色叶片光合特性

以多年生花叶鹅掌柴(Schefflera odorata cv.Variegata)成年植株为试验材料,选择同一植株上的3种颜色叶片,分别为全绿叶(whole green leaf,WGL)、花叶(variegated leaf,VL)和黄叶(whole yellow leaf,WYL),测定其光合色素含量、光响应曲线...     

低温胁迫对白及光合作用及叶绿素荧光参数的影响

为了研究白及对低温胁迫的生理响应,以一年生白及为试材,分别进行22、18、14、10℃4个低温处理,之后再置于26℃进行恢复培养,分别于处理0、7、14、21、28 d和恢复培养的3、7 d测定叶片光合速率和叶绿素荧光动力学参数。结果表明,14和10℃处理下,白及叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著下降,胞间二氧化碳浓度(Ci)呈现先下降后上升的趋势,在14 d时Ci最低;叶绿素荧光参数F_o上升,F_v/F_m、Y(Ⅱ)、qP和ETR大幅度下降,植株不能恢复生长。说明10℃和14℃对白及叶片PSⅡ光合系统造成严重损害,导致植株不能正常生长。18和22℃处理下,Pn、Gs、Tr和Ci均缓慢下降,说明气孔因素是导致Pn下降的主要因素,其中18℃处理条件下F_o小幅度上升,而F_v/F_m、Y(Ⅱ)、qP和ETR有小幅度下降,说明PSⅡ光合系统受到轻微损伤,22℃处理7 d时,Y(Ⅱ)、qP和ETR有轻微下降,F_o轻微上升,之后无显著变化,而F_v/F_m一直处于正常范围之内,说明7 d后白及可以适应22℃的温度环境,且Fo、Y(Ⅱ)、qP和ETR的变化均在正常范围之内,未对白及的光合系统造成伤害。研究结果表明,10、14℃严重抑制了白及的生长和光合作用;18℃处理下,白及的生长形态未受到影响,但光合作用受到轻度抑制;22℃对白及的生长和光合作用不造成影响。     

夏季全光照下3种大型卷瓣凤梨属植物光合日变化特征及与环境因子的关系

卷瓣凤梨属（Alcantarea）植物是凤梨科植物中较晚被引入中国的观赏凤梨之一,与目前国内常见的观赏凤梨商业品种不耐强光不同,卷瓣凤梨属植物较喜光,加上其体型硕大,既可观叶也可赏花,较适合应用于室外园林中。但是不同种和品种对光照的需求各有差异,特别是对于夏季室外全光照环境的耐受性尚未明确。为了研究不同卷瓣凤梨属植物对夏季强光和高温环境的适应性,以3种大型卷瓣凤梨的成熟植株为研究对象,运用Li-6400光合测定仪进行夏季全光照环境下光合特性日变化的测定,并进行光合生理指标与环境因子的相关性分析。3种卷瓣凤梨属植物在夏季高温季的日变化曲线都为双峰型,且都在8：00达到最高点,中午11：00出现谷底,其中帝王卷瓣凤梨（红叶型）的净光合速率（P_n）日变化曲线较为平缓,谷底高而浅,中午P_n显著高于其他2个种,表现出对夏季强光及伴随着的高温环境具有较强的耐受性,且9：00—13：00的P_n下降是由气孔限制引起的;‘优雅’和格拉齐卷瓣凤梨的P_n双峰曲线谷底较深,其中‘格拉齐’的P_n变化最为剧烈,在早晚光线和气温不太高的环境下具有较高的P_n,强光下光合作用下降明显,中午11：00到达谷底,次峰较高,出现在15：00;‘优雅’和‘格拉齐’在上午9：00—13：00的P_n下降是由非气孔限制引起的。气孔导度（G_s）是影响3种凤梨夏季全光照环境下P_n的主要光合生理指标,具有极显著或显著正相关性,但与其他光合生理指标及环境因子间相关系数较低,可能是各因素间存在交互影响所致。3种卷瓣凤梨中,帝王卷瓣凤梨（红叶型）对室外全光照环境的适应较强,植株生长正常,格拉齐卷瓣凤梨和‘优雅’卷瓣凤梨对强光比较敏感,其中‘格拉齐’叶色变黄,‘优雅’则发生叶丛中央的新叶不正常密集生长的现象,因此后2种更适合中午有一定荫蔽的环境,本研究为卷瓣凤梨属植物在室外园林中露地应用提供理论依据。     

5个彩叶树种光响应曲线特性研究

以福建省常见的5个乡土彩叶树种为研究对象,利用Li-6400便携式光合作用测定系统测定其不同光合参数,并绘制相应光响应曲线。结果表明：（1）在低光强条件下,各树种净光合速率（P_n）差异较小,随光强增大各树种表现出较大差异;（2）5个树种的气孔导度（G_s）随光强增大呈现2种变化趋势,檫木、山乌桕、野鸦椿总体呈上升趋势,而枫香树和无患子表现出先升后降并趋于平稳的变化趋势;蒸腾速率（T_r）的光响应曲线与G_s的光响应曲线变化趋势基本相同;（3）5个树种的胞间CO₂浓度（C_i）总体呈先急速下降后趋于平稳的变化趋势,水分利用效率（WUE）随PAR的增加均呈先上升后下降的总体趋势;（4）5个树种的LCP范围为9.525~28.018 μmol/(m ²?s),LSP范围为592.303~1245.871 μmol/(m ²?s),均属于阳性植物;檫木和山乌桕的LCP、LSP及P_{n max}均相对较高,利用强光的能力更强;野鸦椿的LCP、LSP及P_{n max}均相对较低,对弱光的利用能力较强。     

木薯和花生间作模式下2种作物光合与干物质积累特性

为研究木薯和花生间作模式下2种作物光合与干物质积累特性,以木薯和花生间作行数比为2∶4模式为对象,木薯单作（SC）、花生单作（SP）为对照,在大田条件下测定了该间作系统中2种作物（木薯用IC表示,花生用IP表示）不同时期干物质积累特点和光合特性。结果表明：（1）花生实际产量和预期产量均表现出先增后降的趋势,且在定植后92 d之前的实际产量大于预期产量,之后的实际产量和预期产量均开始下降;木薯实际产量从定植后75 d到收获均大于预期产量,且实际产量的增加速度大于预期产量的增加速度。（2）块根形成期和块根膨大期,IC植株叶片的最大净光合速度（P_nmax）和光饱和点（LSP）均显著高于SC;苗期和块根膨大期,IC植株叶片的暗呼吸速度（R_d）小于SC。荚果膨大期,IP植株叶片的光补偿点（LCP）、LSP和R_d均显著低于SP,表观量子效率（α）显著高于SP。（3）IC通过最大干物质积累速率出现时间提前、延长快增期持续天数和提高最大干物质积累速率来达到增加干物质理论最大积累量;IP通过提早快增期开始时间和快增期结束时间来缩短快增期持续天数,并使其最大干物质积累速率出现时间提前,最终使IP的干物质理论最大积累量下降。综上表明,木薯通过提高光能截获和利用效率,同时降低自身消耗来增加干物质积累量,花生后期由于高位作物的遮荫影响其生长发育,但在荚果膨大期IP通过降低LCP和LSP来提高对弱光的利用效率,降低R_d来增加花生体内营养物质的有效积累。