苏打盐碱胁迫对灌浆期水稻剑叶光合特性和产量的影响

[目的]探究苏打盐碱胁迫对灌浆期水稻剑叶光合特性和产量的影响。[方法]盆栽条件下,以苏打盐碱土与自然黑土按比例配制成8种不同浓度的盐碱土,于水稻灌浆期测定各处理水稻叶片光合生理指标。[结果]轻度盐碱胁迫下,水稻的Pn、Gs和Tr差异不明显;随着盐碱胁迫的进一步增强,各处理水稻的Pn、Gs和Tr下降显著。不同处理胞间CO_2浓度(Ci)变化不大,说明气孔限制小,盐碱胁迫下Pn的下降来自于非气孔限制因素。[结论]盐碱胁迫下,水稻的光合作用和产量受到影响,轻度盐碱胁迫下,水稻光合作用和产量下降不显著,随着盐碱胁迫的增强,开始显著下降。     

生理特性的比较

以2种野生种和1种栽培种韭菜为试验材料,测定其叶绿素质量分数、气体交换参数和荧光参数,探讨不同韭菜的光合荧光生理特性。结果显示,超级雪韭的叶绿素质量分数高于河南神农山和安徽韭山韭菜,而叶绿素a/b低于后两者。超级雪韭叶绿素最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学淬灭系数(qP)高于河南神农山和安徽韭山韭菜,而非光化学淬灭系数(NPQ)相反。当光强为0~800μmol·m-2·s-1时,3种韭菜的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈上升趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈下降趋势。光强大于800μmol·m-2·s-1后,超级雪韭的Pn、Gs和Tr继续上升,而安徽韭山和河南神农山韭菜则均呈下降趋势,受到明显的光抑制胁迫。通过比较不同种韭菜的光合生理特征,为韭菜的高光效杂交育种和生产合理配置提供一些技术参考。     

不同韭菜光合生理特性的比较

以2种野生种和1种栽培种韭菜为试验材料,测定其叶绿素质量分数、气体交换参数和荧光参数,探讨不同韭菜的光合荧光生理特性。结果显示,超级雪韭的叶绿素质量分数高于河南神农山和安徽韭山韭菜,而叶绿素a/b低于后两者。超级雪韭叶绿素最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学淬灭系数(qP)高于河南神农山和安徽韭山韭菜,而非光化学淬灭系数(NPQ)相反。当光强为0~800μmol·m-2·s-1时,3种韭菜的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈上升趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈下降趋势。光强大于800μmol·m-2·s-1后,超级雪韭的Pn、Gs和Tr继续上升,而安徽韭山和河南神农山韭菜则均呈下降趋势,受到明显的光抑制胁迫。通过比较不同种韭菜的光合生理特征,为韭菜的高光效杂交育种和生产合理配置提供一些技术参考。     

干旱胁迫下外源褪黑素对大豆苗期光合特性的影响

通过盆栽试验分析了干旱胁迫条件下叶面喷施褪黑素(100μmol·L~(-1))对大豆苗期叶片中净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)的影响。试验结果表明,干旱胁迫会降低大豆苗期Pn、Ci、Gs、Tr。在干旱胁迫条件下,通过叶面喷施褪黑素显著提高了Pn、Ci、Gs、Tr。     

不同氮素条件米槁幼苗光合作用对CO_2响应特征

为探求氮素对米槁幼苗叶片CO_2响应特征影响,以1年生米槁幼苗为试验材料,采用砂培法,利用Li-6400光合仪测定4种不同氮浓度胁迫下米槁叶片CO_2响应曲线及气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)等相关光合参数,并运用直角双曲线、非直角双曲线、直角双曲线修正3种模型拟合米槁叶片CO_2响应曲线。结果显示,直角双曲线修正模型拟合米槁叶片CO_2响应曲线,可克服直角双曲线模型未考虑曲线凸度缺陷及无法拟合CO_2过饱和净光合速率(Pn)下降缺点,得到光合参数与实测值相近,直接确定CO_2饱和点(CSP)。在控制外界条件下,各氮处理米槁Ci随叶室内CO_2浓度(Ca)升高呈同步直线上升趋势。同一Ca值下,米槁叶片Ci随氮浓度水平增加而增大。各氮处理下米槁叶片Gs随Ci升高总体呈下降趋势;Tr变化趋势与Gs一致,在同一Ci下,Gs与Tr均随氮浓度增大而增加。米槁叶片Pn随Ci升高逐步升高,但在高Ci阶段Pn略下降,增施氮素可提高米槁叶片CSP、最大净光合速率(Pnmax),降低叶片CO_2补偿点(CCP),表明增施氮素能可强米槁叶片光合作用对CO_2适应幅度,提高CO_2利用效率,促进有机物积累。研究表明,直角双曲线修正模型拟合米槁叶片CO_2响应曲线效果最佳,施氮可有效促进米槁幼苗生长。     

干旱胁迫对胡杨光合和叶绿素荧光参数的影响

以1 a生胡杨实生苗为材料,采用盆栽实验研究了不同保水剂处理下幼苗的叶片水势、光合和叶绿素荧光参数的变化,并探讨了胡杨对干旱胁迫的适应机制.结果表明,随着保水剂用量的减少,土壤水分含量降低,水吸力上升,干旱胁迫加重,叶片水势,Pnmax,AQY,LSP,Pn,WUE,Gs,Tr随着干旱胁迫的加重而降低,Ci则呈上升趋势.表明胡杨Pn的下降是由于非气孔限制因素.土壤水分的变化对Chl(a+b),LCP和尺Rd无影响.不同干旱胁迫条件下,Pn,WUE,Gs,Tr随光强的增加而上升趋势,Ci则呈下降趋势.Fv/Fm,Fv/Fo,ΦPSⅡ,ETR和qP随着干旱胁迫的降低而上升趋势,NPQ则呈下降趋势.说明增加保水剂用量可以降低干旱胁迫,从而提高光能捕获率、光合电子传递活性和光能转化成化学能的效率.随着保水剂用量的降低,干旱胁迫加重造成光抑制,增加的NPQ表明多余的光能以热的形式耗散摔,防止了光合器官的破坏.     

中午适度遮阴对苹果叶片光合特性的影响

以苹果为试验材料,研究中午全光照和遮阴下苹果叶片的光合生理特征。测定2种光强条件下苹果叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2摩尔分数(Ci)等参数以及叶绿素含量,叶绿素荧光参数和抗氧化酶的活性。结果表明,中午强光(≥1 000μmol·m-2·s-1)下,遮阴叶片具有较高的Pn、Gs、Tr和Ci,同时,最大光化学效率(Fv/Fm)和通过PSⅡ的电子传递能力(ΦPSⅡ)均明显高于全光照的叶片,并且抗氧化酶(SOD、CAT、GPX)活性相对较弱。可见,遮阴叶片在中午强光下优于全光照叶片,适度遮阴减弱了光系统反应中心的光破坏,增强了光合电子传递能力,进而提高了光合效率。     

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。     

干旱胁迫及复水对甘草叶片抗氧化酶活性和光合特性的影响

采用盆栽控水试验法,研究了不同程度干旱胁迫及复水处理对甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)叶片抗氧化酶活性和光合特性的影响。结果表明:丙二醛(MDA)含量随着干旱胁迫程度的加剧呈持续上升趋势,中度和重度干旱胁迫下MDA含量显著高于正常浇水,复水后各干旱胁迫处理MDA含量均降低,差异不显著。超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均随着干旱胁迫程度的增加发生变化,SOD活性呈先上升后下降的趋势,CAT和POD活性呈先下降后上升的趋势,复水后SOD、POD和CAT都得到了不同程度的恢复。甘草叶片叶绿素含量、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)随着干旱胁迫程度的加剧呈持续下降趋势,Pn、Gs、Ci在不同干旱胁迫处理间差异显著(P0.05);复水后叶绿素含量在中度与重度干旱胁迫下继续下降,Pn、Gs、Tr与Ci在中度和重度干旱胁迫条件下均显著上升。研究表明,复水可以有效降低MDA含量及抗氧化酶活性,缓解干旱胁迫对细胞造成损害;复水可以使甘草叶片重新开放气孔,迅速提高水分和CO_2在细胞内的交换量,有效缓解干旱胁迫对甘草光合作用的抑制,保证甘草的正常生长。     

高温强光对杨梅叶片气体交换和叶绿素荧光的影响

为了研究不同温度和光强处理后杨梅叶片的气体交换和叶绿素荧光参数变化,以探明在高温强光条件下杨梅叶片光合作用的变化特性,以两年生‘东魁’和‘大炭梅’杨梅盆栽苗为试材,测定不同光温交互处理后叶片气体交换和叶绿素荧光参数。结果表明,与25℃+500μmol·m-2·s-1处理相比,40℃+1500μmol·m-2·s-1下‘东魁’和‘大炭梅’叶片净光合速率(Pn)分别下降69.1%和102.6%、表观量子效率(AQY)及最大光化学效率(Fv/Fm)均明显下降,而初始荧光(F0)则分别上升23.3%和30.4%。随着温度的升高,3种光强(500、1000和1500μmol·m-2·s-1)下的气孔导度(Gs)均呈下降趋势,且下降幅度不断增加,而叶片蒸腾速率(Tr)基本呈线性上升趋势。可见,在25℃下,强光诱导杨梅叶片产生光抑制程度较低,高温强光复合胁迫加剧杨梅叶片的光抑制程度,但‘东魁’叶片光抑制程度比‘大炭梅’低,说明‘东魁’比‘大炭梅’更耐高温强光胁迫。     

香蜂草秋季光合特性研究

采用Li-6400便携式光合测定仪对香蜂草的光合特性进行了研究,并测定了叶绿素含量.结果表明:香蜂草的净光合速率日变化为双峰型,有明显的“午休”现象.净光合速率与蒸腾速率、气孔导度呈正相关,与胞间CO2浓度呈负相关.日净光合速率最大值为4.02μ·mol·m-2·s-1.在400 μmol·mol -1 CO2浓度下,香蜂草光补偿点为49.68 μmol·m-2·s-1,光饱和点为1103μmol·m-2·s-1.叶绿素a/b为0.6798.香蜂草光合特性表现为的阳性耐荫植物.     

微咸水灌溉下3种耐盐植物光合特性及水分利用效率比较研究

以微咸水灌溉下耐盐植物胡杨、柽柳和四翅滨藜为研究对象,采用Li-6400便携式光合测定系统对其主要光合参数及水分利用效率等进行了观测及比较分析。结果表明:(1)光强在0～2 000μmol.m-2.s-1范围内,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)随光强变化均表现为柽柳始终处于较高水平,胡杨次之,四翅滨藜较小;(2)光强为400～2 000μmol.m-2.s-1时,3种耐盐植物的蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)大小顺序为柽柳>胡杨>四翅滨藜,而水分利用效率(WUE)却表现为四翅滨藜>柽柳>胡杨;(3)光强在0～400μmol.m-2.s-1时,蒸腾速率(Tr)和水分利用效(WUE)表现为胡杨较高,柽柳次之,四翅滨藜较小,但是四翅滨藜的胞间CO2浓度(Ci)高于胡杨和柽柳。综合比较3种耐盐植物中,四翅滨藜的水分利用效率较高,蒸腾耗水较少,属于节水型树种;而胡杨和柽柳的水分利用效率较低,蒸腾耗水较高,属于相对耗水型树种。此外,四翅滨藜、胡杨和柽柳能适应高温、光照强烈和干旱的环境,在一定程度上表明其具有较强的逆境适应性。     

云南绿化树种滇润楠光合速率的研究

试验材料取自于云南昆明市西南林业大学绿化树种滇润楠,应用LI-6400便携式光合测定仪对滇润楠叶片的阳面叶片和阴面叶片的光合日进程及光响应曲线进行了测定.结果表明,净光合速率与光强,气孔导度和胞间CO2浓度大多呈多项式正相关关系.在光强为2000 μmol·m-2·s-1时,阳生叶的净光合速率为5 μmolCO2·m-2·s-1,在光强1500 μmol·m-2·s-1左右阴生叶的净光合速率趋于饱和.阳面叶片的净光合速率的日变化呈单峰曲线,其峰值在中午13:00时,阴面叶片的净光合速率的日变化为双峰曲线,其峰值分别出现在中午11:00时和下午15:00时.     

桉树无性系光合光响应研究

应用德国Walz公司生产的GFS-3000气体交换—荧光测量系统研究桉树8个无性系的光合作用光响应规律,筛选高光效、耐强光桉树优良无性系。结果表明,参试桉树净光合速率随光合有效辐射升高而迅速增加达到最高点,之后随光合有效辐射增加而缓慢降低并稳定下来,光抑制并不明显,蒸腾速率和气孔导度对光响应的变化趋势与光合速率相似,胞间CO2浓度对光合有效辐射的响应趋势则与光合速率相反。8个参试桉树最大光合速率集中在8.88-14.86μmol.m-2.s-1,最大的为无性系1,最小的为无性系2;光饱和点集中在1 133.33-1 329.12μmol.m-2.s-1,最高的为无性系1,最低的为无性系4;光补偿点集中在7.96-37.26μmol.m-2.s-1,最大的为无性系7,最小的为无性系3;表观量子效率最高的为无性系1、6,最低的为无性系5。通过分析比较了8个桉树无性系的光响应规律,初选获得无性系1为优良的桉树无性系。     

杂交新美柳幼苗光合特性

以杂交新美柳Salix matsudana × alba幼苗为研究材料,采用LI?鄄6400便携式光合测定系统对其光合特性进行研究。结果表明：①自然生长季节,杂交新美柳叶片的净光合速率（P_n）日变化呈单峰曲线,最高峰出现在中午11 : 00,其最大净光合速率（P_max）为20.8 μmol·m^－2·s^－1。②在控制二氧化碳摩尔分数和温度的条件下,光饱和点（P_LS）为1 847.6 μmol·m^－2·s^－1,光补偿点（P_LC）为58.1 μmol·m^－2·s^－1。杂交新美柳的光饱和点和光补偿点都较高,表明它是一种阳性植物。③在控制光照强度和温度的条件下,利用Farquhar模型对杂交新美柳叶片净光合速率-胞间二氧化碳摩尔分数的响应进行拟合,当胞间二氧化碳摩尔分数小于400 μmol·mol^-1时,可算得其最大羧化速率（V_cmax）为91.6 μmol·m^－2·s^－1,二氧化碳补偿点（Г ^*）为46.5 μmol·mol^－1,呼吸速率（R_d）为4.9 μmol·m^－2·s^－1;升高二氧化碳摩尔分数可使杂交新美柳的净光合速率增大,提高叶片对光能的利用率,其叶片二氧化碳饱和点（P_CS）大约在1 000 μmol·mol^－1,同时可算得其最大电子传递速率（J_max）为256.0 μmol·m^－2·s^－1;当二氧化碳过饱和（＞1 000 μmol·mol^－1）时,可算得其磷酸丙糖利用速率（U_TP）为19.7 μmol·m^－2·s^－1。图3表2参18     

罗甸小米核桃苗木光合作用特性

利用Li-6400便携式光合作用测定系统测定罗甸小米核桃苗木叶片光合生理生态特性及环境因子日变化。结果表明,一天中,罗甸小米核桃的气孔导度(Gs)为单峰型曲线,最大值出现在12:00左右;蒸腾速率(Tr)及叶片蒸汽压亏缺(VpdL)为双峰型曲线,二者峰值分别出现在12:00及16:00左右;胞间CO2摩尔分数(Ci)为"W"型曲线,早间、傍晚以及午间较高。罗甸小米核桃净光合速率(Pn)日变化曲线为双峰型,第一峰(峰值为9.56μmol.m-2.s-1)出现在12:00左右,第2峰(峰值为6.71μmol.m-2.s-1)出现于15:00左右,具有明显的光合"午休"现象。相关性分析及回归分析表明,罗甸小米核桃Pn与Gs、光合有效辐射(PAR)及Tr显著正相关,与Ci显著负相关。光合"午休"现象原因主要为环境因子变化引起叶肉细胞光合活性降低的非气孔限制因素。Gs与Ci为影响罗甸小米核桃Pn的主要因子,Gs影响最大、Ci次之。     

3个油茶杂交F1代光响应模型分析

采用4种模型对油茶杂交子代光响应曲线进行拟合与比较,旨在优选出其适宜的光响应模型,为油茶杂交良种选育提供科学依据。研究结果表明：3个油茶杂交F1代采用光响应曲线拟合方程下的Pn变化规律基本一致,但最高值不同,即‘赣无16’(♂)ב顺泰粉红’(♀)杂交子代[7.61 μmol/(m2 · s)]>‘赣190’(♂)ב赣无8’(♀)杂交子代[8.74 μmol/(m2·s)]>‘赣无1’(♂)ב白皮中子’(♀)杂交子代[2.62 μmol/(m2·s)]。‘赣190’(♂)ב赣无8’(♀)杂交子代[1600 μmol/(m2 ·s)]和‘赣无16’(♂)ב顺泰粉红’(♀)杂交子代光抑制点[1750 μmol/(m2 · s)]高于‘赣无1’(♂)ב白皮中子’(♀)杂交子代[1000 μmol/(m2 · s)]。在弱光条件下[<200 μmol/(m2 · s)],3 个杂交子代4 种光响应模型拟合的曲线变化均近直线变化,应用直角双曲线修正模型对3 个杂交子代光饱和点与补偿点的拟合值与实测值相差较小。通径分析表明,影响3 个杂交子代Pn 的主要作用因子不同,‘赣190’(♂)ב赣无8’(♀)杂交子代、‘赣无1’(♂)ב白皮中子’(♀)杂交子代Pn 的主要作用因子均为Ci 和Tr,Ci 对Pn 直接影响的通径系数为-0.980、-0.840,而Tr 对Pn 的影响是通过Tr 对Pn 的直接作用(0.749、0.189)和Tr 通过Gs对Pn 的间接作用(0.241、0.183)实现的;‘赣无16’(♂)ב顺泰粉红’(♀)杂交子代Pn 的主要作用因子为Ci 和Gs,Ci 对Pn 直接影响的通径系数-0.667,而Gs对Pn 的影响是通过Gs对Pn 的直接作用(0.510)和Gs通过Tr 对Pn 的间接作用(0.503)实现的。     

4种幼苗对低温胁迫的光合生理响应

对海南红豆Ormosia pinnata、南五味子Kadsura longipedunculata、蒲桃Syzygium jambos和灰木莲Magnoliaceae glanca幼苗进行3℃的低温处理后,研究其叶片气体交换参数的变化,了解低温下这4种树种的光合生理.结果表明,随着低温时间的延长,4种幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)不断下降;海南红豆、南五味子和灰木莲幼苗叶片的细胞间隙CO2的摩尔分数(xCO2)持续上升,气孔限制值(Ls)持续下降;蒲桃的xCO2先降后升,Ls先升后降.低温胁迫6 d时,海南红豆、南五味子、蒲桃和灰木莲的Pn分别为-0.17、-0.21、0.27和0.15μmol.m-2.s-1,Gs分别为0.005、0.017、0.003和0.006 mol.m-2.s-1,xCO2分别为440.8、439.6、309.8和404.8μmol.mol-1,Tr分别为0.11、0.39、0.09和0.11 mmol.m-2.s-1,Ls分别为0.046、0.047、0.268和0.103.主成分分析表明,低温下幼苗的光合能力为蒲桃>灰木莲>南五味子>海南红豆.     

不同郁闭度板栗林下套种香榧的光合生理特性研究

为探讨不同郁闭度板栗林下套种香榧的生长适应性,通过对林地不同郁闭度下香榧幼树的生长量进行分析,采用LI-6400便携式光合测定系统测定不同郁闭度下香榧叶片的光合特性。结果表明,不同郁闭度下香榧幼树生长量,冠幅、苗高和新梢均为郁闭度0.5全光照郁闭度0.8,其中郁闭度0.5显著高于郁闭度0.8;地径为全光照郁闭度0.5郁闭度0.8。不同郁闭度下叶片Amax在9.61~12.28μmol·m-2·s-1,郁闭度0.5郁闭度0.8全光照,遮阴条件下叶片Amax显著高于全光照条件;不同郁闭度下叶片LCP差异也较大,其中全光照下LCP最大,为16.50μmol·m-2·s-1,郁闭度0.5最小,为4.50μmol·m-2·s-1;3种郁闭度下叶片AQE、LSP和Rd差异均不显著。光响应曲线结果显示随着PARi的增强,不同郁闭度下叶片的Pn增大,Tr加大,Tf升高,Gs增大,Ci下降、WUE增加。相比郁闭度0.8和全光照条件,郁闭度0.5更适宜香榧幼林的生长。     

黄瓜幼苗Rubisco与Rubisco活化酶对光强的响应

以津优3号幼苗为试材,研究弱光(LL:100 μmol· m-2·s-1)、亚弱光(SL:300 μmol·m-2·s-1)下黄瓜幼苗光合速率(Pn)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、Rubisco活化酶(RCA)活性及其基因表达量的变化.结果表明,11d弱光处理后,黄瓜幼苗叶片的Pn、Rubis...