喷施钾钙硅制剂改善高温胁迫水稻叶片光合性能提高产量

为探明喷施钾、钙和硅制剂对高温热害下水稻光合作用及产量的调控效应,以水稻品种陵两优268为研究对象,持续3 d对叶片分别喷施22.04 mmol/L KH2PO4溶液(T1)、20.0 mmol/L CaCl2溶液(T2)和2.5 mmol/L Na2Si O3·9H 2O溶液(T3),以喷施蒸馏水为对照(CK),测定了3种制剂预处理后对高温胁迫(日均气温35℃)下水稻剑叶光合、荧光参数和产量的影响,并用隶属函数法综合评价了钾、钙和硅制剂处理的水稻剑叶光合作用抗高温能力。结果表明:喷施钾、钙、硅制剂均能提高高温胁迫下水稻的产量,T1、T2和T3分别比CK增产42.67%、29.70%和20.01%(P0.05)。与CK相比,在高温胁迫处理第5 d和高温结束后的第5 d,喷施钾、钙、硅制剂皆可提高水稻剑叶光饱和点、最大净光合速率(Pmax)(P0.05)、光适应下光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv?/Fm?)(P0.05)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),降低非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching coefficient, NPQ)(P0.05),叶片光合活性高;钾、钙、硅制剂对提高水稻剑叶光合性能抗高温的能力大小依次为T1T2T3,以喷施22.04mmol/LKH2PO4溶液效果最好,喷施20.0 mmol/L CaCl2溶液次之。     

NaCl与Ca(NO3)2等渗胁迫对豇豆新老叶光合特性的影响

[目的]探索NaCl和Ca(NO_3)_2等渗胁迫对豇豆新老叶光合特性的影响。[方法]试验采用营养液基质栽培法,通过测定豇豆新老叶叶绿素和叶绿素荧光参数的动态变化,研究豇豆的光合作用对Ca(NO_3)_2和NaCl等渗胁迫的响应。[结果]2种盐处理对老叶的叶绿素含量没有明显影响;在新叶中,叶绿素含量在NaCl胁迫下降低,在Ca(NO_3)_2胁迫下则略有升高。NaCl胁迫明显降低新老叶的PSⅡ最大光合效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光合效率[Y(Ⅱ)],对新老叶造成了不可逆光抑制。老叶的光化学淬灭系数(qP)明显降低,新叶qP未有降低,表明新老叶的盐害程度和光保护机理可能不同。在Ca(NO_3)_2胁迫下,新老叶中Fv/Fm与对照无明显差异,且非光化学淬灭系数(qN)都明显升高。这表明Ca(NO_3)_2胁迫对豇豆新老叶片没有造成不可逆性光抑制,新老叶都有通过改变光系统Ⅱ激发能分配方式来适应盐胁迫环境。老叶Y(Ⅱ)和qP处理后期略低于对照,而新叶则无明显变化,老叶受到的盐害较新叶严重。[结论]2种盐胁迫未影响老叶叶绿素含量,但老叶的光系统Ⅱ在盐胁迫下受到的伤害较新叶严重,且NaCl胁迫对豇豆幼苗的伤害要大于等渗Ca(NO_3)_2。     

华北驼绒藜和四翅滨藜对干旱胁迫的生理反应

为研究引种小灌木在干旱胁迫下的生理光合特性,以1a生华北驼绒藜、四翅滨藜2种扦插苗为试验材料,研究土壤水分[土壤水分为田间持水量的85%~90%(CK)、65%~70%(T_1)、50%~55%(T_2)和35%~40%(T_3)]对2种灌木光合生理指标的影响。结果表明:随着水分胁迫程度的增加,2种灌木根冠比、电解质外渗率呈现CKT_1T_2T_3的变化规律;丙二醛质量摩尔浓度与CK相比,各水平下均显著增加,且都在T_2水平下达最大;过氧化物酶活性在T_1水平下达到最大,分别为340.83U·mg~(-1)·min~(-1)、862.93U·mg~(-1)·min~(-1);在T_2水平下,四翅滨藜脯氨酸质量分数较CK增加28倍;华北驼绒藜叶片蒸腾速率(T_r)、净光合速率(P_n)均呈现出CKT_1T_2T_3的变化特征;在T_1水平下,四翅滨藜叶绿体色素(叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素)增加,光合能力增强。     

喷钙对干旱胁迫下葡萄光合作用及叶绿素荧光参数的影响

[目的]研究外源钙对干旱胁迫下葡萄叶片光合及荧光的影响,探讨钙在干旱胁迫下对叶片光系统的保护机制。[方法]以两年生红地球葡萄为试材,设置干旱、干旱喷钙、CK、CK喷钙4个处理,测定叶片光合及叶绿素荧光参数。[结果]喷施外源钙处理减缓了干旱胁迫下叶片叶绿素的降解,保持了较高的SPAD值;显著提高了叶片的净光合速率(Pn)等光合参数,维持了干旱胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)较高的活性,光化学猝灭系数(q P)、PSⅡ的天线转换效率(Fv’/Fm’)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)均显著高于对照,初始荧光(Fo)显著小于对照。外源钙通过调节气孔开闭,保持较高的气孔导度;减缓叶绿素的降解,增加光合电子传递,维持较高的ФPSⅡ,进而有效缓解了干旱对葡萄叶片光合作用的抑制,维护了干旱胁迫下光系统Ⅱ的活性。[结论]该研究可为提高葡萄的抗旱能力提供参考。     

干旱及复水对油菜苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

以西藏当地推广的油菜代表品种芥菜型油菜(Brassica juncea L.)年河1号、白菜型油菜（Brasscia rapa L.）青油17号和甘蓝型油菜（Brasscia napus L.)藏油5号为材料,设置持续干旱1周和2周的2个干旱处理及干旱后复水1周、2周、3周的3个时期,研究苗期干旱及复水对油菜光合及荧光特性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫造成油菜实际光化学效率（ФPSⅡ）、表观光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭系数（qP）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）均下降,且随干旱时间延长而降低。PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(Fm）、最小荧光（Fo）随干旱时间延长而升高。PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）相对变化小,下降不显著。（2）干旱后复水1～2周时,油菜气体交换参数较前期干旱处理均有升高,复水2周后升高幅度大于1周,尤其是干旱2周处理后复水时参数值大幅度升高;复水3周时,油菜气体交换参数呈下降趋势,净光合速率明显下降。（3）干旱后复水1～2周时,油菜PSⅡ、ETR、qP值较对照均有升高,复水1周后较2周后的升高幅度大,尤其是干旱2周处理后复水时,它们的升高幅度大于干旱1周处理后复水的情形;Fm、Fo较对照仍有升高,复水3周各荧光参数值下降。复水后Fv/Fm、Fv/Fo值变化相对较小。     

腐植酸钠对大豆共生固氮及光合作用的影响

以"和谐"号大豆为材料,研究了腐植酸钠与根瘤菌剂和不同肥料处理对大豆共生固氮和光合作用的影响。结果表明,利用腐植酸钠、钼酸铵、根瘤菌剂(КБ11+ММ117)进行拌种和生育期间叶面喷施腐植酸钠处理,增加了叶面积和光合势,提高了根瘤数量、根瘤干物质积累量和固氮效率,最终获得的籽粒产量高达2 360 kg.hm-2,较对照提高了22%。     

不同种植密度和栽培形式对辽单565光合性能、农艺性状及产量的影响

以矮秆耐密型玉米辽单565为试材,研究不同种植密度和栽培形式对其光合性能、农艺性状及产量的影响。结果表明,叶面积指数随着种植密度的增加总体上呈增加趋势,当种植密度超过6.75万株/hm2时,宽窄行处理叶面积指数较高。除清种处理外,光合速率随着种植密度的增加总体上呈单峰曲线变化,当种植密度超过6.00万株/hm2时,二比空和宽窄行栽培形式光合速率较高。与穗位叶和穗下叶叶向值相比,穗上叶的叶向值较高。随着种植密度的增加,穗位高逐渐增加,穗长和百粒重逐渐下降。与其他栽培形式相比,大垄双行栽培形式在不同种植密度下茎粗和穗长变化较小,且茎粗表现较好。不同生态区域测产结果表明,栽培形式间和种植密度间均存在极显著差异,栽培形式与种植密度互作极显著,在缩距增密、大垄双行和宽窄行栽培形式基础上,种植密度超过6.00万株/hm2时,辽单565易获高产。     

不同土层测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响

2011-2012和2012-2013年连续2个小麦生长季,在大田条件下,设置0~20 cm (D1)、0~40 cm (D2)、0~60 cm (D3)和0~140 cm (D4) 4个土层测定土壤含水量,以各土层平均土壤相对含水量拔节期65%和开花期70%为目标相对含水量,全生育期不灌溉为对照处理 (D0),研究依据不同土层的土壤含水量测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响。结果表明：D2的开花期叶面积指数和单位土地面积上旗叶叶面积、开花后7 d和14 d的旗叶净光合速率和实际光化学效率均高于其他处理,而气孔限制值低于其他处理;D2的成熟期干物质积累量、开花后干物质向籽粒的分配量和开花后同化物分配对籽粒的贡献率亦高于其他处理。两年度D2的籽粒产量分别为9367.4 kg hm^-2和9727.5 kg hm^-2,均显著高于其他处理;同时,D2的水分利用效率高于D0、D3和D4处理,与D1处理无显著差异。因此,于小麦拔节期和开花期依据0~40 cm土层的土壤含水量测墒补灌是同步实现高产和高水分利用效率的有效措施。     

短日照诱导对小豆生长发育、光合和荧光参数的影响

为明确短日照对小豆生长发育、光合和荧光参数的影响,采用不同生育时期短日照诱导处理来调查小豆的形态指标、开花时间及开花节位,在开花期和结荚期测定光合作用和叶绿素荧光。结果表明,与对照相比,短日照诱导使小豆的株高降低、平均茎粗和主茎节数变小、白红2号在开花期和结荚期的节间长度升高,唐山红小豆降低;短日照诱导使小豆的花期提前并降低开花节位;短日照诱导使2个品种的净光合速率在开花期明显升高,在结荚期降低,气孔导度、细胞间CO2浓度和蒸腾速率在开花期无明显变化,在结荚期,白红2号明显降低,唐山红小豆升高;短日照诱导对开花期的叶绿素含量无明显影响,在结荚期明显降低,与对照相比,白红2号在开花期和结荚期的Fv/Fm升高,唐山红小豆在开花期变化规律不明显,在结荚期升高;短日照诱导使小豆的产量构成因素及产量呈下降趋势。以上结果说明短日照诱导对花荚期小豆的生长发育、光合参数及产量具有调控作用。     

Canopy temperature on clear and cloudy days can be used to estimate varietal differences in stomatal conductance in rice

Leaf photosynthetic potential, a major determinant of yield potential in rice, is mostly explained by stomatal conductance (g_s) as well as leaf N content (Rubisco protein content). Therefore, the rapid and precise evaluation of g_s as well as leaf N content would be a valuable addition to rice breeding programs aimed at improved yield potential. We established a simple method based on infrared thermography to estimate varietal differences in g_s. Seven rice varieties were cultivated in two-row plots in 2007, and canopy temperatures in three varieties, including a control variety, Koshihikari, were simultaneously measured to determine canopy temperature difference (CTd) between Koshihikari and the other varieties on clear days. The varieties Takanari, Habataki, and TUAT1-5-6a displayed significantly (P < 0.05) lower leaf temperature and higher g_s and leaf photosynthetic rate (P_n) than Koshihikari. CTd was closely correlated with g_s and P_n. These results indicate that CTd may be useful as a relative index to estimate varietal differences in g_s. A significant CTd was still observed even under cloudy conditions in 2008. Takanari and TUAT1-5-6a had lower leaf temperature than Koshihikari on cloudy days as well as on clear days. Subsequent investigation of photosynthetic light response curves revealed that Takanari and TUAT1-5-6a had higher g_s and P_n than Koshihikari under lower irradiance. These results suggest that infrared thermography may be a simple method of evaluating varietal differences in g_s through CTd, and that it may be practicable even under cloudy conditions.