光合特性的研究

 为了研究四川桤木不同品系对光的响应,为其引种和扩大栽培提供理论依据,对模拟光条件下H1、H12、J5、J10品系光合特性进行了研究,结果表明：（1）4个桤木品系具有较低的LCP（介于3.16~50.61μmol/<m^-2·s^-1>之间）和较高的LSP（＞800μmol/<m^-2·S^-1>）,其LCP、LSP的大小排序均为J10＞H12＞J5＞H1;4个品系能适应多种光照环境。H12、J10强光利用效率高,其生长速度高于H1、J5品系,H1、J5品系利用弱光能力较强;（2）表观量子效率为0.0303~0.0495mol/mol,与自然条件下一般植物的表观量子效率（0.03~0.05mol/mol）基本一致;（3）影响其净光合速率（Pn）主要生理生态因子是气孔导度、胞间CO2浓度和光照强度等,J5、J10品系Pn还受到CO₂R较大的影响;而Tleaf、Vpdl对H1、H12品系的Pn影响比较明显。     

茶陵普通野生稻光合特性研究

以超高产或高产栽培稻两优培九、汕优63、威优46和93-11为对照,测定了湖南茶陵普通野生稻抽穗开花期1 d中不同时间点的净光合速率（P_n）以及Pn对不同光强、不同CO₂浓度与不同温度的响应曲线。结果表明,茶陵普通野生稻的Pn在下午极显著高于对照,在高温（40℃,45℃）胁迫下也是如此;光补偿点为22.3 µmol photons m^-2 s^-1,与对照差异不显著(20.1~23.7 µmol photons m^-2 s^-1),光饱和点为1 810 µmol photons m^-2 s^-1,与对照93-11无显著差异,但极显著高于其他对照材料（1 530~1 628 µmol photons m^-2 s^-1）,表观量子效率(AQY)与对照无显著差异;CO₂补偿点（52.7 μmol mol^-1）稍高于对照（42.7~50.1 μmol mol^-1）,而饱和点(644.5 μmol mol^-1)则明显高于对照(521.1~581.3 μmol mol^-1),羧化效率（0.1511 mol m^-2 s^-1）显著高于对照(0.1277~0.1384 mol m^-2 s^-1);叶绿素含量极显著高于对照。说明茶陵普通野生稻的光合性能强于超高产或高产对照栽培稻,且在高温下表现更为突出。     

高丹草水分利用效率与叶片生理特性的关系

在不同土壤供水条件下,研究了高丹草水分利用效率（WUE）与叶片光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、叶温（T_l）、叶片相对含水量（RWC）的关系。结果表明,WUE随RWC、P_n呈二次曲线变化,P_n在27 µmol CO₂ m^-2 s^-1时,WUE值最大 (8.7 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Tr在3.5~4 mmol H₂O m^-2 s^-1时WUE达最大值(8.4 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O);Pn与Tr的非线性关系可以用抛物线方程表述,其中P_n最高时的Tr为临界值,超出该值即为奢侈蒸腾。G_s在0.4 molH₂O m^-2 s^-1时,WUE达到峰值8.39 µmol CO₂ mmol^-1 H₂O。实施提高气孔阻力并抑制蒸腾的措施,既节约水分,又促进光合作用,增加产量。P_n和T_r随温度的增加而增加,在35~36℃时P_n达最高值,表明在一定温度范围内,温度升高对提高WUE有利。WUE随RWC的升高而上升,RWC在84%~86%时WUE最大。适量增施氮肥,可提高Pn和Gs,进而提高WUE。     

4个台湾桤木无性系光合特性研究

本文采用Licor-6400便携式光合作用测定系统,对T31、T52、T53、T59四个无性系光合特性进行研究,结果表明: （1）4个无性系有较中等的 LCP ( 介于37~68μ mol/（m-2?s-1）之间) 和较高的 LSP ( > 800μmol/（m-2?S-1）） , 其中LSP、LCP的大小排序分别为T59>T31>T53>T52,T53>T52>T31>T59。T59、T31强光利用效率及弱光利用效率都较强,与其生长特性相一致;（2）表观量子效率为0.0298~0.0495mol/mol, 与自然条件下一般植物的表观量子效率( 0.03~0.05mol/mol）基本一致;（3）影响台湾桤木无性系净光合速率的主要生理生态因子为Ci,PAR、Tr、Gs的影响次之,PAR对Pn起主要调节作用     

氮素水平对藁城8901和山农1391籽粒品质的调控效应

选用强筋小麦品种藁城8901（GC8901）和弱筋小麦品种山农1391（SN1391）,在池栽条件下,分别施纯氮12、24和36 g m^-2,研究了氮素水平对小麦籽粒品质的影响。结果表明,氮素水平对2个类型小麦品种籽粒淀粉、蛋白质性状和加工品质有较大影响。与12 g m^-2处理相比,24 g m^-2处理明显提高籽粒支链淀粉含量,降低直链淀粉含量和直支比,促进淀粉积累,改善淀粉的糊化特性。当氮素水平增加至36 g m^-2时,籽粒的支链淀粉含量降低,直链淀粉含量提高,淀粉积累量降低。随氮素水平提高,GC8901籽粒清蛋白、球蛋白、谷蛋白、总蛋白含量和蛋白质产量提高,而醇溶蛋白含量降低。SN1391以24 g m^-2处理的醇溶蛋白、谷蛋白和总蛋白含量最低;随氮素水平提高球蛋白含量提高,而清蛋白含量降低。适量施氮能提高籽粒硬度,但过量施氮则使其降低。籽粒容重随氮素水平提高而降低。增施氮肥能提高GC8901面粉白度,但SN1391以12 g m^-2处理最高,24 g m^-2处理最低。氮素水平从12 g m^-2增加到24 g m^-2,GC8901面筋含量、质量提高,面团形成时间、稳定时间、拉伸面积和延伸度增加,这有利于提高强筋专用品质;SN1391面团形成时间和稳定时间显著降低,筋力变弱,拉伸面积减小,弱筋专用品质得以改善。当氮素水平增加至36 g m^-2时,2个品种加工品质有变劣的趋势。研究表明,改变淀粉、蛋白质及其各组分含量,是氮素水平影响小麦加工品质的重要途径。     

丽格海棠叶片光合特性及其与生长环境研究

运用LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了温室栽培条件下丽格海棠的光合特性。结果表明：叶片净光合速率的日变化呈双峰型,有明显的“光合午休”现象。丽格海棠的光饱和点约为327μmol·m^-2·s^-1,光补偿点约为28.3μmol·m^-2·s^-1;CO₂饱和点约为1200μl·L^-1,补偿点约为60~70μl·L^-1,对高温(>25℃)的反应敏感。     

不同栽培模式早稻-再生稻的能量积累与热值分析

以杂交水稻新组合Ⅱ优航1号为材料探讨了超高产栽培和常规栽培模式下早稻-再生稻的干物质积累以及热值和能量固定特征。结果表明,超高产模式头季稻完熟期干物质积累量为2 220.04 g m^-2,是常规模式的1.26倍,再生稻为1 697.62 g m^-2,是常规模式的1.29倍。超高产模式下的热值,叶为14 848.7~18 494.9 J g^-1,籽粒为15 810.3~17 438.0 J g^-1,鞘为14 029.1~17 039.6 J g^-1,茎为14 405.4~17 576.5 J g^-1,叶和籽粒的热值显著高于茎、鞘,各器官及稻株的热值在不同栽培模式间无显著差异。在完熟期,超高产模式头季稻、再生稻的能量积累量分别为35.71 MJ m^-2和26.24 MJ m^-2,依次比常规模式高出27.4%和29.6%;籽粒能量分配比例头季稻为52.7%,比常规模式高1.2%,再生稻均为51.5%,不同栽培模式间无显著差异。灌浆过程中,超高产模式头季稻叶、茎、鞘的总能量表观转化率为39.7%,显著高于常规模式(23.1%),再生稻的叶、茎、鞘的总能量表观转化率为16.9%,也高于常规模式(14.7%),超高产模式下水稻群体能流更顺畅。同时,超高产模式头季稻黄熟过程根系的能量输出为7.9%,远低于常规模式(78.2%),保证头季稻灌浆和再生稻萌发的顺利进行;超高产模式再生稻籽粒贮能表观上25.9%来自稻桩的再转运,对后期光合的依赖比较小,保证了再生稻的稳产和高产。     

半夏的光合特性

用LI-6400型便携式光合作用测定系统对半夏的光合特性进行研究。结果表明半夏是喜阴植物, 光补偿点为19.19 μmol photons·m^-2·s^-1。半夏的初始表观量子效率高, 因此对光的利用率高。光合作用受叶片内部气孔调节和外部空气相对湿度、光照强度等因子影响, 半夏净光合速率的日变化呈双峰曲线。相关性分析表明,光照强度和蒸腾速率是影响半夏净光合速率的主要因子。因此,在栽培时,可采取与其他作物间作的方式, 对其遮荫, 缓解午休现象, 提高光合作用日同化量。对来自不同地区的16个居群的净光合速率进行测定,用SPSS软件对测定结果进行统计分析,结果表明,不同居群间的净光合速率差异显著,以来自四川崇州的PT3居群的净光合速率最大,为22.4 μmol CO₂·m^-2·s^-1;有14个居群内部个体的净光合速率差异不显著, 有两个居群（PT7和PT15）内部个体的净光合速率差异极显著。     

华南8号木薯光响应参数日变化及其主要影响因子

摘要：采用Li-6400光合作用测定仪研究华南8号木薯的光合作用日进程,结果表明：华南8号的Pmax日变化呈单峰曲线,峰值出现在上午9:00左右,“午休现象”不明显。午间叶片光合能力的轻微减弱主要受到非气孔因素影响。最大净光合速率（Pmax）、表观量子效率（a）、光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）等光合参数在一天中是不断变化的。7:00～17:00,Pmax（CO2）变幅为：23.65～32.87μmol?m-2?s-1;a变幅为：0.0482～0.0683;LCP变幅为：30.60 ～50.78μmol?m-2 s-1;LSP变幅为：1845.64 ～2418.60μmol?m-2 s-1。多元逐步回归分析结果表明：各光合参数的主要影响因子分别是,a为RH,显著正效应;LCP为PAR,显著正效应;LSP为Cond和Vpdl,其中Cond为显著正效应,Vpdl为不显著负效应,效应大小依次为Cond＞-Vpdl;Pmax的主要影响因子是Cond、RH和Ci,其中Cond和RH为极显著正效应,Ci为不显著负效应,效应大小依次为Cond＞RH＞-Ci。     

水稻株高性状对大气CO2浓度升高的响应

以粳稻品种Asominori与籼稻品种IR24的杂交组合所衍生的染色体片段置换系（CSSLs）为材料,田间试验分别在FACE（CO₂浓度约570 µmol mol^-1）和对照（CO₂浓度约370 µmol mol^-1）下,对水稻株高性状的数量性状位点（QTL）进行了分析。结果表明,Asominori和IR24的株高、穗长、上位第一节间长和上位第二节间长在FACE和对照下的差异达显著水平;供试株系的4个株高性状对CO₂浓度升高都呈正负两种响应,其变化最大的株系为AI7和AI44（株高分别增加14.2 cm和降低4.54 cm）,AI9和AI12（穗长分别增加3.56 cm和降低2.39 cm）,AI39和AI27（上位第一节间长分别增加15.74 cm和降低1.49 cm）,AI32和AI53（上位第二节间长分别增加8.09 cm和降低3.00 cm）;FACE和对照下分别检测出14和15个QTL,分布在除第2、7、9和第10号染色体外的各染色体上,其中5个（qPH6^-4、qPH8^-4、qPL8^-4、qPL12^-4和qLFN6^-4）在FACE和对照条件下同时检测到,分布在第6、8和第12染色体上,而其余的只在FACE或对照下检测到。这29个QTLs中,3个（qPH6^-4QE、qPH8^-4QE和qLSN5^-4QE）具显著的基因型与环境互作。在不同的CO₂环境下,测试性状发生不同程度的表型变异。结果推论,对CO₂浓度增加敏感的QTL位点,可能受到CO₂浓度增加的诱导,可见控制水稻株高性状的QTL与CO₂增加的环境发生了互作效应。     

人参不同生育期叶片光合作用变化的研究

田间栽培和植物生长室培养试验结果表明,净光合速率（P_n）在尚未形成生殖器官的一年生人参叶片完全展开后即达最大值,此后缓慢下降;2~6年生人参叶片完全展开后达第1个高峰,开花期略有下降,绿果期出现第2高峰,此后持续下降。去掉花蕾的人参植株叶片在对照植株的绿果期没有出现第2高峰,但在红果期和黄叶期净光合速率下降缓慢。弱光（10%透光荫棚）和适宜光（30%透光荫棚）下人参叶片绿果期后P_n下降缓慢,强光（50%透光荫棚）下下降较快,过早出现变黄早衰。强光和高温可使植株生育期缩短、叶片早衰、Pn快速下降,而弱光和低温使植株生育期延长,P_n下降时间推迟。叶片表观量子效率(AQY)、气孔导度(G_s)和蒸腾作用(T_r)自展叶期至绿果期变化不大,红果期和黄叶期持续下降。胞间CO₂浓度(C_i)在展叶期至绿果期较低,红果期和黄叶期持续增加,说明生育后期P_n下降是由非气孔限制因子引起。叶片P_n与比叶重呈负相关,推测叶片光合产物的积累和消耗与P_n的生育期变化有关。绿果期C_i最低,同时水分利用效率(WUE)较高,是人参叶片光合作用对水分需求的关键时期。     

不同小麦雄性不育类型光合、生理参数日变化的研究

利用2套同核异质的K、T、V、CHA型不育系及其保持系，对其不同生育时期净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（Tr）、水分利用率（WUE）、光量子通量密度（PFD）和细胞间隙CO₂浓度（C_i）、气孔限制值（L_s）等光合、生理参数的日变化及其差异进行比较研究，探讨不同小麦雄性不育类型的胞质效应。结果表明，供试材料净光合速率的日变化均呈双峰曲线，有明显的光合“午休”现象，P_n与G_s、C_i的相关系数分别为0.8187、0.8136，呈显著正相关（r_0.05=0.8110），与L_s的相关系数为－0.8496，呈显著负相关（r_0.05=0.8110），P_n的午间下降伴随着G_s、Ci的下降和L_s的升高，表明其主要受气孔因素限制；与保持系的Pn值相比，CHA型和K、T、V型不育系分别降低0.88、2.76、3.30和2.04 μmol CO₂ m^-2 s^-1，产生不同程度的负效应，尤以T型和K型最明显。在水分利用率上，K、T、V型不育系较保持系降低0.94~1.54 μmol CO₂ mmol^-1 H₂O，负效应显著；CHA型不育系较保持系低0.36 μmol CO₂ mmol^-1 H₂O，差异不显著，说明CHA对旗叶水分利用率无明显的不良影响。Pn值因母本基因型的不同而异，冀5418及相应不育系的Pn值较太911289的高，差异达显著或极显著水平。因此，选择优势效应大的保持系回交，有利于降低不育胞质对小麦光合功能的负效应。     

黔苦2号苦荞新品种春播高产综合农艺措施研究

运用二次回归正交旋转组合设计,在春播条件下研究黔苦2号苦荞籽粒产量与其播种量及N、P、K肥施用量间的关系。通过试验,建立了黔苦2号籽粒产量与主要农艺措施的数学模型,通过对模型的解析和模拟寻优分析。结果表明：黔苦2号籽粒产量高于2800kg/hm2的优化栽培技术方案：播种量67.14~74.93 kg/hm2,施N量28.88~40.12 kg/hm²,施P₂O₅量179.11~210.89 kg/hm²,施K₂O量43.94~61.06 kg/hm²;试验4因子对籽粒产量影响的程度大小为播种量>施K2O量>施P₂O₅量>施N量。     

水稻株高性状对大气CO2浓度升高的响应

以粳稻品种Asominori与籼稻品种IR24的杂交组合所衍生的染色体片段置换系（CSSLs）为材料，田间试验分别在FACE（CO₂浓度约570 µmol mol^-1）和对照（CO₂浓度约370 µmol mol^-1）下，对水稻株高性状的数量性状位点（QTL）进行了分析。结果表明，Asominori和IR24的株高、穗长、上位第一节间长和上位第二节间长在FACE和对照下的差异达显著水平；供试株系的4个株高性状对CO₂浓度升高都呈正负两种响应，其变化最大的株系为AI7和AI44（株高分别增加14.2 cm和降低4.54 cm），AI9和AI12（穗长分别增加3.56 cm和降低2.39 cm），AI39和AI27（上位第一节间长分别增加15.74 cm和降低1.49 cm），AI32和AI53（上位第二节间长分别增加8.09 cm和降低3.00 cm）；FACE和对照下分别检测出14和15个QTL，分布在除第2、7、9和第10号染色体外的各染色体上，其中5个（qPH6^-4、qPH8^-4、qPL8^-4、qPL12^-4和qLFN6^-4）在FACE和对照条件下同时检测到，分布在第6、8和第12染色体上，而其余的只在FACE或对照下检测到。这29个QTLs中，3个（qPH6^-4QE、qPH8^-4QE和qLSN5^-4QE）具显著的基因型与环境互作。在不同的CO₂环境下，测试性状发生不同程度的表型变异。结果推论，对CO₂浓度增加敏感的QTL位点，可能受到CO₂浓度增加的诱导，可见控制水稻株高性状的QTL与CO₂增加的环境发生了互作效应。     

青稞的光合特性及光破坏防御机制

通过气体交换、荧光猝灭动力学以及反射光谱等技术研究了两个青稞(Hordeum vulgare L.)品种的光合特性及激发能分配。结果表明, 青稞的光饱和点1 000 μmol m^-2 s^-1左右。在0~500 mmol m^-2 s^-1的光强范围里, 青稞叶片的光呼吸(Pr)随着光强升高而增加; 光强超过500 mmol m^-2 s^-1以后, 光呼吸变化不明显。光呼吸占总光合的比例(P_r/P_m)随光强增强下降。随着光强增强, 光系统II开放反应中心转化效率(F_v′/F_m′), 光系统II实际光化学量子效率(Φ_PSII), 光化学猝灭系数(qP)不断降低而青稞叶片的非光化学猝灭(NPQ)持续升高, 说明越来越多的光能以热的形式耗散掉。光谱分析表明△PRI随着青稞叶片暴露于光下的时间迅速增大。因此, 光呼吸不是青稞主要的光破坏防御机制, 依赖叶黄素循环的热耗散可能是田间青稞耗散过剩光能的主要途径。     

种植密度对夏玉米碳氮代谢和氮利用率的影响

研究了低、中、高3个种植密度对夏播玉米CF008、郑单958和金海5号碳氮积累、运转及氮肥利用的影响, 以期通过密度调控碳氮代谢, 实现产量与氮肥效率协同提高。结果表明, 吐丝期茎叶总糖和全氮积累量和茎叶总糖和全氮的运转率均以中或高密度下较高, 而籽粒产量、氮素吸收效率、氮素利用效率和氮肥利用率均以中或低密度显著高于高密度。吐丝前地上部氮素积累量以中高密度下较高, 但成熟期地上部总氮量及籽粒氮量均以中低密度较高, 表明吐丝期后植株氮素积累量对玉米籽粒氮贡献较大。在中低密度下, 3个品种夏玉米产量达10 262~11 461 kg hm^-2, 氮肥利用率达23.00%~34.11%。     

生长素、细胞分裂素对黑暗和ABA诱导蚕豆气孔关闭的抑制效应

以蚕豆(Vicia faba L.)为材料, 借助表皮条实验和激光扫描共聚焦显微镜技术研究合成和天然生长素、细胞分裂素吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(NAA)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、玉米素(ZT)、激动素(KT)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)对黑暗和脱落酸(ABA)诱导气孔关闭的效应及其机制。结果表明, 黑暗和ABA均诱导气孔关闭, 与NO清除剂羧基-2-苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(c-PTIO)、牛血红蛋白(Hb)和NO合酶(NOS)抑制剂N^G-N-L-精氨酸甲酯(L-NAME)以及过氧化氢(H₂O₂)清除剂抗坏血酸(AsA)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化氢产生酶NADPH氧化酶抑制剂二苯基碘(DPI)一样, 供试合成和天然生长素、细胞分裂素均显著逆转黑暗和ABA诱导的气孔关闭, 暗示生长素、细胞分裂素可能通过降低NO和H₂O₂水平起作用。保卫细胞内源NO和H₂O₂检测结果显示, 合成和天然生长素、细胞分裂素确实均显著降低暗和ABA诱导的NO和H₂O₂水平。考虑到IAA、ZT分别为天然生长素、细胞分裂素的典型代表而且供试生长素、细胞分裂素均包括了合成和天然种类, 可以认为供试生长素、细胞分裂素逆转暗和ABA诱导的气孔关闭及降低NO、H₂O₂水平的作用可能是所有生长素类、细胞分裂素类植物生长物质均具备的效应。