温性典型草原羊草光合特性对模拟放牧因素分解的响应

放牧是一种复合胁迫，包括采食、践踏、粪尿返还等因素。为明晰放牧对草原影响的过程与机制，通过刈割、人工模拟踩踏、人工粪尿添加来模拟家畜放牧过程，以羊草为例，研究了株高、盖度、干重以及羊草叶片的光合特性对放牧分解因子的响应。结果表明，采食及包含采食因子的处理显著降低了羊草的盖度、高度及干重，但提升了羊草叶片的净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i），降低了羊草叶片的水分利用效率（WUE）。羊草株高与羊草叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率显著负相关，与水分利用效率显著正相关；土壤含水量与气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率显著正相关。相对而言，践踏和粪便以及它们的交互作用对羊草的影响比采食弱。综合可得，家畜的采食是放牧对温性典型草原羊草光合特性影响的主要因子。     

柳枝稷和白羊草苗期水分利用与根冠比的比较

室内生长箱内柳枝稷和白羊草苗期水分利用与根冠比的试验结果表明，低水下柳枝稷光合速率降低，蒸腾速率增大，叶片水分利用效率减小，根长增加，整体水分利用率降低，但生产力的根冠分配与高水相差较小。低水也造成白羊草光合降低，但蒸腾速率减小幅度更大，叶片水分利用效率反而提高，主要原因是白羊草叶片气孔具有较强的随水分条件变化的调节作用。白羊草的根系在低水下伸长速率减慢，根长／株高降低，水分条件好时根系也能够迅速生长，特别是加强根系的生产力分配。不同水分下白羊草消耗单位水分形成的生产力均大于柳枝稷，说明白羊草在苗期对土壤水分变化的适应能力比柳枝稷要强。     

干旱胁迫下本氏针茅光合特性和水分利用效率日动态研究

采用盆栽和人工控制土壤水分的方法,使用Li-6400便携式光合测定系统观测本氏针茅(Stipa bungeana)光合生理生态特征的日变化.结果表明:在不同土壤水分状况下,本氏针茅净光合速率日变化曲线均呈"双峰"型,并有不同程度的"午休"现象,且上午的净光合速率明显高于下午,随着土壤水分的升高而增加;蒸腾速率日变化曲线也呈"双峰"型,表现为较高土壤水分处理针茅具有较高的蒸腾速率;气孔导度受水分和光热胁迫的影响,日变化曲线呈凹型;胞间CO₂浓度受空气CO₂浓度和气孔导度的双重影响,呈现早晚高,正午低的日变化进程;水分利用效率最高值出现在上午较早的时段,随着土壤水分的增加,水分利用效率却降低.     

风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响

为了解风沙流频繁吹袭对樟子松幼苗光合水分代谢的影响,2013年在内蒙古科尔沁沙地研究了0(对照),6,9,12,15和18 m/s等6个风速处理风沙流(风沙流强度相应为1.00,28.30,63.28,111.82和172.93 g/cm·min)4次吹袭下3龄樟子松幼苗光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等指标的变化规律。结果表明,1)频繁的风沙流吹袭,可以改变樟子松幼苗蒸腾速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和水分利用效率的日变化规律,但对光合速率日变化规律影响较小;2)随着风沙流强度的增加,其叶片相对含水量、叶面温度和日均光合速率、日均水分利用效率趋于下降,18 m/s处理和对照相比分别下降4.6%,1.8%,52.6%和56.3%;日均蒸腾速率、日均气孔导度和胞间CO₂浓度趋于增加,18 m/s处理和对照相比分别增加31.6%,75.0%和30.9%;3)随着风沙流强度的增加,其日最大光合速率和日最大水分利用效率趋于下降,日最大胞间CO₂浓度趋于增加,15 m/s以下风沙流吹袭其日最大蒸腾速率降低,15 m/s以上风沙流吹袭其日最大蒸腾速率显著增加;4)在风沙流吹袭下,樟子松光合能力的降低主要源于叶片含水量和叶片温度的下降以及叶片的机械损伤,而蒸腾速率的增加主要源于气孔导度的大幅度提升。     

SO2湿沉降对桑树叶片的形态和其利用光能的影响

以桑树(Morus alba)为材料,用亚硫酸钠和亚硫酸氢钠的混合溶液模拟SO_2湿沉降,探讨SO_2湿沉降对桑树叶片光合特性的影响。结果表明,与清水对照(CK)相比,100mmol·L~(-1) SO_2湿沉降明显伤害了桑树叶片,表现出叶片失绿发黄、边缘焦枯、含水量下降,细胞皱缩且边缘模糊,气孔数量减少,叶片最大净光合速率显著下降(P0.05)。在50mmol·L~(-1) SO_2胁迫下,桑树幼苗表现出一定的抗性,叶片边缘略呈焦枯状态,叶色浓绿,内部细胞体积减小,密度增大,气孔数量增多,最大净光合速率下降,光呼吸速率、蒸腾速率和水分利用效率增加。说明桑树叶片可通过调整叶片结构,降低呼吸消耗和增大光呼吸及蒸腾速率来适应50mmol·L~(-1) SO_2胁迫。两种浓度SO_2处理的叶绿素荧光与光强的响应参数变化趋势相似,差异不显著(P0.05),当光强大于400μmol·mol~(-1)时,实际光化学效率、光化学淬灭系数和电子传递速率随着光强的增加而显著降低(P0.05),非光化学淬灭系数和非光化学淬灭值均显著增加(P0.05)。说明SO_2湿沉降降低了桑树叶片净光合速率,增强了呼吸消耗,促使叶片早衰。桑树可通过调整叶片自身结构、增加热耗散和提高水分利用效率等多种途径适应SO_2胁迫,且对低浓度SO_2胁迫表现出抗性。     

不同盐碱度对菊芋光合特性的影响

以轻度、中度和重度盐碱化草地上种植的菊芋(Helianthus tuberosus L.)为试验材料,通过测定其不同生育期的光合特性,确定不同盐碱度对其光合特性的影响。结果表明:随着土壤盐碱度的增加,菊芋的叶绿素相对含量、净光合速率、水分利用率、气孔导度、蒸腾速率和气孔限制值均下降,而胞间CO2浓度升高。不同盐碱条件下,现蕾期各项指标变化幅度较大,且现蕾期各项光合指标均高于其他生育期。由此推测,盐碱胁迫下光合速率的降低主要以非气孔限制因素为主。     

西南喀斯特地区小叶黄杨与白刺花光合特性研究

本试验选择晴天,利用英国Lcpro+光合测定仪对西南喀斯特石漠化地区的小叶黄杨和白刺花的光合日变化特征进行了测定。结果表明:小叶黄杨的日均净光合速率为(2.66±0.69)μmolCO_2·m^-2·s^-1,远低于白刺花的(7.32±3.87)μmolCO_2·m^-2·s^-1。小叶黄杨和白刺花的净光合速率和蒸腾速率随着光照辐射增强、气温升高,出于保护自身,被动的关闭部分气孔,造成光合作用原料即胞间CO_2的浓度降低,叶片水分减少,使光合速率和蒸腾速率相对下降,出现一个较为明显或滞后的"午休"现象。小叶黄杨光合生理特性最活跃时间在8:00左右,其他时间段较低的原因可能是其不耐强光和高温,白刺花的光合特性则表现出全天相对较高状态。8:00是小叶黄杨和白刺花同化作用最佳的时间之一,在其他时段小叶黄杨和白刺花的水分利用效率存在较大差异,但存在"高-低-高-低"的交叉变化趋势。整体上讲,白刺花水分利用效率日均值[(1.52±0.84)μmolCO_2·mmol-1H_2O]略高于小叶黄杨[(1.40±0.78)μmolCO_2·mmol-1H_2O],白刺花具有高光合速率、高蒸腾速率、低水分利用效率的特点;小叶黄杨具有低光合速率、低蒸腾速率、低水分利用效率的特点。在石漠化特殊的环境背景下栽植饲用灌木要充分考虑不同时间节点的光合特点,采取必要措施,如遮阴、补水等,提高其水分利用效率,发掘潜在生态经济价值。     

模拟降雨量变化与CO2浓度升高对羊草光合特性和生物量的影响

羊草作为欧亚大陆草原东缘干旱半干旱区域的优势种,现生产力已逐年降低。为明确未来降雨量变化和CO₂浓度升高对羊草草地变化的影响,我们模拟3个降雨量梯度(正常降雨量 40%)和两个CO₂浓度 (380±20,760±20 μmol/mol)进行了光合特性与生物量的研究。结果表明,降雨量变化和CO₂浓度的交互作用显著影响羊草的净光合速率等光合特性,地下生物量和根冠比,而不影响地上生物量。在目前CO₂浓度时随着降雨量的增加,以及在CO₂浓度升高时的降雨量由低降雨量增至正常降雨量,羊草的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和地上、地下及总生物量均显著增加,但在CO₂浓度升高,降雨量由正常降雨量增至高降雨量时上述指标无显著变化。根冠比在目前CO₂浓度时差异不显著,在CO₂浓度升高下低降雨量时显著增加。在降雨量相同条件下,CO₂浓度的升高使胞间CO₂浓度、水分利用效率显著增加,气孔导度和蒸腾速率显著降低。低降雨量时CO₂浓度升高对羊草净光合速率和生物量的促进作用显著高于正常降雨量和高降雨量,而高降雨量时CO₂浓度升高对羊草生物量没有促进作用。以上结果暗示着在目前CO₂浓度下,随着降雨量的增加,羊草生物量随之增加,在未来CO₂浓度升高的背景下,高降雨量年份对生物量的积累并无显著的促进作用,CO₂浓度升高可以补偿低水分条件对多年生根茎型禾草——羊草生长发育所造成的不利影响。     

种植密度对紫花苜蓿生物量与不同叶位光合特性的影响

以紫花苜蓿甘农3号为材料,研究5个种植密度(2 100、2 630、3 150、3 680、4 200万株/hm~2)对现蕾期紫花苜蓿生物量和上、中、下3部位叶片光合特性的影响。结果表明:随着种植密度的增加生物量呈现增加的趋势,在3 680万株/hm~2处理下达到最大;上、中、下部位叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量随着种植密度的增加均降低,但水分利用效率随着种植密度的增加而升高;种植密度对下部位叶片的蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素含量影响大于中、上部位叶片;同一种植密度下,各部位叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量的大小顺序均为上部叶中部叶下部叶,胞间CO_2浓度、水分利用效率的大小顺序为下部叶中部叶上部叶。     

CO2浓度升高、干旱胁迫和氮沉降对白羊草光响应曲线的影响

为揭示白羊草(Bothriochloa ischaemum (L.) Keng.)对全球气候变化的光合生理特征响应规律,采用盆栽控制试验,研究了白羊草在不同CO₂浓度、水分条件和施氮水平下叶片的叶绿素含量和光响应曲线特征。结果表明:随CO₂浓度升高和施氮量增加,白羊草叶片SPAD值,最大净光合速率(P_max),表观量子效率(AQE)和光饱和点(LSP)均呈增加趋势;干旱胁迫降低了SPAD值,P_max和LSP。多因素方差分析表明,CO₂浓度,水分处理和施氮水平对SPAD值,P_max和LSP有极显著影响,施氮水平对AQE有极显著影响。CO₂浓度和水分处理对P_max,AQE和LSP有显著的交互作用;CO₂浓度和施氮水平对P_max,AQE和光补偿点(LCP)有极显著的交互作用;水分处理和施氮水平对P_max,AQE和LSP有极显著的交互作用。RDA分析表明氮素是影响白羊草光合特征的最重要因素。全球CO₂浓度升高和氮沉降增加对干旱胁迫引起的白羊草光合速率下降有显著的缓解作用。     

分蘖拔节期外施赤霉素对羊草光合和蒸腾作用的影响

利用人工模拟光源研究了分蘖拔节期外施不同浓度的赤霉素(GA3)对羊草光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)、气孔导度(Gs)及叶面饱和蒸气压亏缺(vpdL)随模拟光辐射(SPR)增强的变化规律.结果表明,羊草经赤霉素处理后单位叶面积的Pn下降,且随着处理浓度的增加而减小.各处理的Gs随赤霉素浓度的升高而 变大,均低于对照,VpdL随浓度的升高逐渐变大.25和50 mg/L两个处理的Tr值低于对照,其它浓度的处理Tr高于对照.25和50 mg/L的赤霉素处理可以提高WUE,25 mg/L处理的效果最明显,当浓度超过50 mg/L后随着浓度的增加羊草WUE逐渐下降.     

西北旱区不同灌水下限对紫花苜蓿生长与光合特征的影响

为了揭示西北干旱气候条件下不同灌水下限对紫花苜蓿光合日变化特征及生长的影响,设置了3个灌溉处理(T1:80%田间持水量,T2:60%田间持水量,T3:40%田间持水量。田间持水量,Field capacity,FC),并测定各处理紫花苜蓿不同生育时期叶片的光合特征和生长指标。结果表明,紫花苜蓿的株高和茎粗随灌水量的降低而减小。各处理在不同生育时期的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日变化趋势相似。其中7:30~9:30呈上升趋势,T1、T2变化幅度高于T3;9:30~13:30呈下降趋势,T3下降幅度较大。不同生育期中,分枝期的Pn、Tr、叶片水分利用效率(WUE)及光能利用率(LUE)最高,且T1、T2的光合特征显著高于T3(P<0.05)。这表明适当的灌水量可达到增强紫花苜蓿光合作用和叶片生长的效果,且随着生育时期的改变,导致Pn下降的原因由气孔因素转变为非气孔因素。在水分胁迫加剧的情况下,Pn下降的非气孔因素影响更加明显。     

黑麦草杂交F2代光合及水分利用效率研究

在晴朗无云天气下,利用C-340df便携式光合测定仪分别于分蘖期、拔节期和初花期对4个黑麦草品种(百盛Lolium perenne L.cv.Bison,邦德Lolium multiflorum L.cv.Abundant,多福L.perenne cv.Tove,卓越L.perenne cv.Eminent)及其杂交F₂代的光合蒸腾速率、生态因子(光合有效辐射、大气温度、大气湿度、叶温)和生理因子(胞间二氧化碳浓度、气孔导度)进行测定,并同期测定叶片相对含水量,旨在从F₂代中筛选出高光合、高水分利用率株系,并探讨影响黑麦草光合及水分利用效率的主要生理生态因子。结果表明:121个F₂代株系中,F₂-2(百盛×多福)的净光合速率最高、蒸腾效率最低(P<0.05),为F₂代中高光合、高水分利用率的最优株系;F₂-2(百盛×多福)相关性分析结果表明,蒸腾作用显著影响黑麦草叶片光能利用率和水分利用效率(P<0.05),气孔导度是影响黑麦草叶片光能利用率和水分利用效率的主要生理因子,可作为筛选高光合作物的生理指标。     

不同居群白羊草光合特性比较

为了比较不同居群白羊草(Bothriochloa ischaemum)不同生育期的光合特性,筛选出光合特性较好的居群及其最佳利用时期,运用Li-6400光合仪测定了平鲁、平定、代县、太谷4个居群的白羊草在不同生育期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用率(WUE)等参数。运用灰色关联度法对4个居群在5个时期的光合指标进行综合评价,结果表明,平鲁、平定、代县、太谷4个居群的P_n、T_r、G_s在不同生育期的表现存在显著差异(P<0.05),太谷居群5个生育期的Ci及Gs(除结实期外)均大于其他3个居群,4个居群各个时期P_n、T_r、G_s、C_i、WUE的均值,均以太谷居群最高。除平定居群开花期及4个居群结实期综合光合特性表现较差外(综合排序较低),平定、代县居群以孕穗期各指标综合特性表现最好,太谷居群以开花期综合光合特性最优,平鲁居群整体具中等光合特性,其他时期也表现中等。从生育期看,白羊草以抽穗期光合特性表现良好。     

桑树叶片光合生理性状对土壤水分含量和光照强度的响应

用CIRAS-2便携式光合仪测定不同土壤水分含量条件下2年生桑树叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、光能利用效率(LUE)等光合生理参数,分析桑叶光合生理特性对土壤水分含量和光照强度的响应规律,为建立桑树的节水高产栽培技术提供理论依据。结果表明:随着土壤相对含水量(RWC)的降低(由94.3%梯度降至28.7%),桑叶的Pn、表观量子效率(Φ)、LUE先升高后降低,暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)先降低后升高,Tr、光饱和点(LSP)一直呈降低趋势。综上认为,桑树叶片的光合生理参数对光照强度、土壤水分含量的变化具有明显的阈值响应,有利于桑树进行高光合作用和维持高水分利用效率的适宜土壤相对含水量为44.8%～77.8%,最适土壤相对含水量为52.0%左右,适宜的光照强度为800～2 000μmol/(m2·s)。     

5个热带禾本科牧草品种的光合-光响应特性研究

在桂林地区采用Li-6400便携式光合测定系统测定5个热带禾本科牧草品种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)等生理特性指标。结果显示:1)5个牧草品种的Pn、Tr和Gs均随PAR增强而增大,WUE随PAR增强先增大后减小,除桂牧一号[(Pennisetum purpureum cv. Mott)×(P.americanum×P.purureum)]cv. Guimu No.1在PAR为1 500μmol/(m2.s)时达到最大值外,其余均在PAR为600μmol/(m2.s)时达到最大值。2)3个杂交品种的最大光合速率(Amax)与光饱和点(LSP)均显著高于2个雀稗品种(P0.05),最大Pn和Tr均高于2个雀稗属品种。研究表明:5个热带牧草品种均能很好的适应当地的环境。     

苜蓿雄性不育系杂交组配组合光合生理特性及杂种遗传力研究

通过对苜蓿（Medicago sativa）雄性不育系及其杂交组合的光合生理特性和杂种遗传力测定,以及与杂种优势间的相关性分析,结果表明：杂交组合净光合速率（Pn）和蒸腾速率（Tr）日变化均呈现“单峰”曲线。在消耗等量的水分条件时,合成的自身干物质较多,即水分利用效率（WUE）高则其杂种优势明显。表明水分利用效率是杂种优势形成的主要光合生理指标,而蒸腾速率对产量性状杂种优势形成影响不大;杂交组合的杂种遗传力值的变异范围均在0~1之间,其中杂交组合2×Ⅱ的杂种遗传力最高（0.6129）,同时其杂种优势效应值也最高（52.10%）;杂交组合的杂种遗传力与杂种优势效应间存在极显著正相关,因此杂种遗传力可对杂种优势效应有直接影响。     

三裂叶蟛蜞菊光合生理特性对光合有效辐射增强的响应

三裂叶蟛蜞菊是华南地区重要的园林绿化植物。在人工控制光合有效辐射(PAR)条件下,测量了三裂叶蟛蜞菊在深秋和冬季的净光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr),胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)等光合生理特性对连续光照强度增强的响应。结果表明:Tr、Pn均随PAR的增强而增大,且增幅稳定;Gs在PAR增强的起始阶段先下降,从200μmol/(m2·s)后,逐渐上升,尤其11 月较明显;Ci随着PAR的增强而逐渐减少,在PAR为2 000μmol/(m2·s)后趋于平衡。温度对三裂叶蟛蜞菊光合生理特性的影响较显著,但若光照充分,其光合速率也能提高。三裂叶蟛蜞菊有较高的水分利用率,表明它比较耐干旱。     

干旱胁迫对香根草生长及光合生理主要特征的影响

对干旱、半水淹和对照(正常灌水)等三种处理香根草在30d后的生长状况,以及退水、复水40d后三种处理香根草对光合有效辐射(PAR)增强的光合生理主要特征进行研究。结果表明:复水、退水后,干旱、半水淹处理香根草Pn、Tr和WUE均已恢复正常,说明香根草具有相当强的抗旱耐涝能力。     

水分胁迫对绢毛委陵菜叶绿体超微结构及光合生理因子的影响

以绢毛委陵菜(Potentilla sericea)为材料,通过盆栽试验进行水分胁迫处理并分析幼苗叶片超微结构与净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、水分利用率(WUE)的关系。结果表明,未胁迫的叶肉细胞结构完整。叶绿体基粒片层结构清晰,基粒数目多且排列整齐,基粒类囊体排列致密,类囊体片层叠垛整齐。叶绿体嗜锇程度低,嗜锇颗粒少,且体积小;随着自然失水胁迫程度的加强,叶绿体基粒和膜结构断裂,片层排列紊乱,基粒垛叠程度下降;线粒体双膜结构膨大或破裂,内含物流出,嵴减少。光合作用与叶绿体的结构变化相关,随着土壤逐步干旱和叶绿体受损程度的加重,Pn、Tr、WUE有所下降。表明在干旱胁迫下绢毛委陵菜通过改变叶绿体结构和光合生理因子来提高抗旱性。