水分胁迫对玉米光合作用的影响

本文研究了快速水分胁迫对玉米光合作用的气孔和非气孔抑制的影响.快速水分胁迫下玉米叶片渗透调节能力丧失.光合强度和气孔阻力间为显著负相关、且相同的水势阈值.轻度水分胁迫下,叶片细胞间隙CO₂浓度、气孔导度和光合强度下降,叶圆片放氧能力变化很小,气孔相对限制值增加,光合强度主要受气孔因素的限制.严重水分胁迫下,叶片细胞间隙CO₂浓度增加,气孔导度、气孔相对限制值、光合强度和叶圆片放氧能力下降,光合强度主要受非气孔因素的限制.     

土壤水分对冬小麦气孔导度及光合速率的影响与模拟

为了更精确掌握水分在作物模型中的贡献,通过田间设置5种不同程度的水分控制试验,分别选择冬小麦抽穗期（2011年4月18日）和开花后期（5月5日）两个典型日,利用Li-6400光合作用仪测定冬小麦叶片气孔导度和光合速率的日变化及其光响应过程,并利用SPSS软件进行分析;考虑土壤湿度因子,对气孔导度模型（Jarvis模型）和光合模型（非直角双曲线模型）进行修订,利用实测资料拟合得到各项参数,并分析其模拟效果。结果表明,气孔导度、光合速率的日变化与土壤水分含量间呈正相关关系,土壤含水量越少,气孔导度、光合速率越小。加入土壤湿度因子的气孔导度和光合作用模型,两个指标均具有更好的模拟效果,实测值与模拟值之间的相关系数由修订前的0.907、0.769分别提高至0.967、0.987,实测值与模型回代值之间的相关系数也由修订前的0.572、0.316分别提高至0.768、0.874,且均方差均显著降低。因此,土壤湿度对调节冬小麦叶片气孔导度和光合作用非常重要,在气孔导度模拟和光合作用模拟中不能忽略土壤湿度的影响。     

土壤水分对冬小麦气孔导度及光合速率的影响与模拟*1

为了更精确掌握水分在作物模型中的贡献,通过田间设置5种不同程度的水分控制试验,分别选择冬小麦抽穗期（2011年4月18日）和开花后期（5月5日）两个典型日,利用Li-6400光合作用仪测定冬小麦叶片气孔导度和光合速率的日变化及其光响应过程,并利用SPSS软件进行分析;考虑土壤湿度因子,对气孔导度模型（Jarvis 模型）和光合模型（非直角双曲线模型）进行修订,利用实测资料拟合得到各项参数,并分析其模拟效果。结果表明,气孔导度、光合速率的日变化与土壤水分含量间呈正相关关系,土壤含水量越少,气孔导度、光合速率越小。加入土壤湿度因子的气孔导度和光合作用模型,两个指标均具有更好的模拟效果,实测值与模拟值之间的相关系数由修订前的0.907、0.769分别提高至0.967、0.987,实测值与模型回代值之间的相关系数也由修订前的0.572、0.316分别提高至0.768、0.874,且均方差均显著降低。因此,土壤湿度对调节冬小麦叶片气孔导度和光合作用非常重要,在气孔导度模拟和光合作用模拟中不能忽略土壤湿度的影响。     

土壤干旱条件下锰肥对夏玉米光合特性的影响

在盆栽条件下进行了土壤干旱时夏玉米施用微量元素锰的试验。通过测定拔节期玉米叶片气孔导度(Cs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、光合速率(Pn)和水分利用效率(WUR)等指标,探讨了干旱胁迫下外源锰对夏玉米光合特性的影响。结果表明,施用锰肥能降低光合作用的气孔限制和非气孔限制,显著提高夏玉米光合能力。锰肥对夏玉米光合作用的影响在土壤干旱时尤为显著。土壤干旱情况下,锰肥可使玉米叶片Cs增加58.11%,Pn和WUR分别增加42.07%和50.00%,从而减轻了土壤干旱对玉米光合作用的抑制。     

覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期光合参数与荧光参数的影响

为探明覆膜对早春东北黑土玉米叶片光合生理特征的影响,在大田条件下,研究了覆膜对不同施肥条件下玉米拔节期叶片光合参数与叶绿素荧光参数的影响.结果表明:覆膜能够显著增加不同施肥条件下玉米拔节期叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用率,而对其他光合参数如细胞间隙CO2浓度和气孔限制值影响不显著.就施肥条件而言,覆膜对N、P处理玉米拔节期叶片光合参数的影响明显强于其他施肥处理.覆膜能够增加施P和PK处理玉米拔节期叶片Fm、Fv/Fm和Fv/Fo值,而显著降低了施NPK处理玉米拔节期叶片相应的荧光参数,覆膜对其他施肥处理玉米拔节期叶片叶绿素荧光参数的影响不显著.     

磷胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响

以水土保持先锋植物类芦为研究材料,通过5个不同浓度磷胁迫的盆栽试验,测定类芦的光合色素、叶绿素荧光参数和光合参数,研究磷胁迫对类芦的光合特性的影响。结果表明:随着磷胁迫程度的加剧,类芦叶绿素含量逐渐下降。低磷胁迫与正常供磷条件下,类芦叶片气孔导度、光合速率和蒸腾速率日变化规律一致,均为单峰型,峰值在12:00;日均值表现为正常供磷>极度磷胁迫>轻度磷胁迫>中度磷胁迫>重度磷胁迫,光合速率、蒸腾速率与气孔导度呈正相关。在不同磷浓度胁迫下类芦叶片叶绿素荧光参数差异不大,极度磷胁迫与有磷条件下的光合作用机理可能不同,但PSⅡ光合反应中心没有受到破坏,类芦具有极强的耐低磷能力。     

不同土壤水分供应与施锌对玉米水分代谢的影响

采用盆栽试验研究不同土壤水分状况下及施锌对玉米植株水分状况、水分生理特征的影响。结果表明,干旱胁迫下,玉米叶片含水量和水势降低,植株体内自由水分的含量减少,而束缚水含量略有增加,离体叶片失水速率小;叶片气孔阻力增加,导度下降,蒸腾作用和光合速率受到抑制。施锌后玉米叶片的水势和鲜重含水量没有明显变化,但玉米叶片气孔阻力降低,气孔导度增加,叶片蒸腾速率和光合作用速率加大。干旱胁迫下,施锌对玉米植株体内水分生理代谢有一定的调节作用,但是在土壤水分供应充足时,施锌更能增强玉米水分生理代谢,提高水分利用效率。     

水分胁迫下氮素增加对玉米生长的抑制作用

水分和氮素是影响玉米生长发育的重要因子。在干旱和土壤贫瘠条件下,作物的生长和生理过程受到水分和氮素的交互作用。因此,研究水分胁迫下不同施氮水平对玉米叶片光合生理及根系形态的影响可以为玉米栽培中水氮的高效管理提供科学理论依据。利用温室盆栽试验,在中度水分胁迫(W1,40%～50%田间持水量)、轻度水分胁迫(W2,60%～70%田间持水量)和充足供水(W3,75%～90%田间持水量)三个水分处理下设置低氮(N1,1.0g·盆~(-1))、中氮(N2.5,2.5g·盆~(-1))和高氮(N5,5.0g·盆~(-1))三个施氮水平,研究玉米的生长状况、叶片气体交换参数、光和二氧化碳响应曲线和根系形态等。结果表明:在不同水分条件下玉米对氮素的生理响应过程不同。水分胁迫下根长和根系比表面积较充足供水处理显著增加,增幅分别为106.39%～208.82%和45.81%～105.85%,根干重在中度水分胁迫下降低23.94%～36.61%;此时增加施氮量尤其是高氮处理,玉米的根长和根系比表面积比水分胁迫下低氮处理显著降低41.85%～54.10%和18.68%,根干重比中度水分胁迫下低氮处理显著降低33.75%。因此,水分胁迫下施氮加剧了根际的水分胁迫,造成根水势下降,进而影响地上部分叶片的气孔导度(G_s)及二氧化碳和光的利用效率。水分胁迫和施氮处理均影响玉米叶片的光和CO_2响应曲线,水分处理的影响更显著。相同施氮水平下,随着水分胁迫程度的加剧,光响应曲线参数暗呼吸速率(R_d)、最大净光合速率(A_(max))和饱和光强(Q_(sat))以及CO_2响应曲线参数初始羧化效率(a)、光呼吸速率(R_p)、光合能力(A_(max))和高氮条件下的饱和胞间CO_2浓度(C_(isat))均呈下降趋势,前者参数变化显著,而且中度水分胁迫下,增加施氮量进一步降低了这些参数,即水分胁迫下氮素进一步抑制了植株的光合性能;同时,中度水分胁迫下叶片G_s和光合速率(A_n)分别显著降低32.37%～51.97%和41.85%～56.14%,而中度水分胁迫下增加施氮量尤其是高氮处理可以使G_s和A_n较低氮处理分别降低35.81%和30.71%。水分胁迫促进根长和根系比表面积增加,而水分胁迫下,增施氮肥不仅未缓解水分胁迫,反而抑制根长和根系比表面积的增加,加剧了根系的水分胁迫,造成根水势降低,进而影响了地上部分叶片的G_s,并削弱了叶片的光合性能即降低了对CO_2和光能的利用能力,这些气孔和非气孔因素最终抑制了光合作用,导致光合碳同化能力降低,影响了根系生物量的积累。     

轻度盐渍化土壤水氮对玉米光合特性及产量的影响

通过田间试验探求轻度盐渍化地区不同水氮组合对玉米叶片光合特性及其与产量的关系,寻求适合本地区玉米种植的水氮配比,达到防治次生盐渍化的目的。在轻度盐分土壤设置10种水氮处理,对玉米的叶片光合特性和产量进行研究。结果表明:盐渍化土壤,低水分条件下,导致土壤盐分增加,玉米叶绿素相对含量、光合速率、叶片WUE显著降低,增施氮肥效果不明显。中水和高水条件下,增施氮肥可以明显增加玉米叶绿素相对含量、光合速率、叶片WUE,但施氮量超过225kg/hm2后不再增加。适度的节水减肥不会降低玉米的光合速率和叶片WUE,对产量的影响不显著。处理T5的灌水量为2 250m3/hm2比当地灌水量2 925m3/hm2节水30%,施氮量为225kg/hm2比当地施氮量325kg/hm2节氮30.8%,光合速率和叶片WUE分别比T9提高4.83%和3.76%,产量比处理T9降低1.32%。通径分析表明,无水氮处理和低水分条件下各氮肥处理的光合作用主要受非气孔因素(TL、PAR)的限制。中水分条件下各氮肥处理的光合作用主要受气孔因素(GS、Ci、Ls)的限制。高水分条件下各氮肥处理的光合作用受气孔因素(Ci、Ls)和非气孔因素(TL、PAR)的共同限制。综合分析,处理T5的水氮组合较优,是轻度盐分土壤上玉米种植较合理的水氮配比。     

土壤水分对山杏光合作用日变化过程的影响

在半干旱黄土丘陵区,应用CIRAS -2型光合作用测定系统,通过测定8个土壤水分梯度下山杏(Prunus sibirica L.)叶片光合生理参数的日变化过程,探讨土壤水分变化对山杏光合作用日变化过程的影响.结果表明:1)山杏光合作用日变化过程和光合午休的原因,随土壤水分的变化而明显不同,当土壤相对含水量(WT)在56.1％～66.1％之同时,山杏没有发生光合作用午休现象,但超出此土壤水分范围会发生不同程度的光合午休现象,当Wr在93.2％ ～77.0％之间时,山杏光合午休的主要原因是气孔因素限制,当Wr在49.3％ ～37.3％之间时,光合午休的主要原因开始由气孔因素向非气孔因素转变,当Wr小于37.3％后,光合午休的主要原因为非气孔因素限制,即叶肉细胞光合能力下降;2)当Wr在49.3％～77.0％之间时,山杏同时具有较高的光合速率和水分利用效率.     

土壤水分对柿树光合光响应特性的影响

采用CIRAS-2便携式光合仪测定不同土壤水分条件下2年生柿树叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度等光合生理参数的光响应过程,探讨柿树光合光响应特性对土壤水分的响应规律。结果表明：土壤水分对柿树的光合生理参数影响显著,随着土壤水分的降低,净光合速率、表观量子效率先升后降,光补偿点先降后升,光饱和点呈下降趋势;维持柿树高光合作用和高水分利用效率的适宜土壤相对含水量为48.8%～76.7%,适宜的光照强度为800～2 000μmol/（m2·s）;柿树对强光利用能力较强,而对弱光的利用效率较低;在土壤相对含水量为48.8%时,柿树光合作用主要受气孔限制,而土壤相对含水量降低到25.5%时,柿树光合作用转变为非气孔限制,通过对气孔、非气孔因素的判定,可知柿树是一种抗旱性非常强的植物。研究结果可为柿树的节水高产栽培提供理论依据。     

土壤干旱下氮磷营养对玉米气体交换的影响

在盆栽条件下就氮磷营养对玉米叶片气体交换的影响进行了比较研究。结果发现 :虽然土壤干旱条件下 ,氮磷均增大了玉米叶片的气孔导度 ,但氮对促进干旱条件下气孔开放的作用要显著大于磷的作用 ;土壤干旱条件下 ,氮磷均有增大玉米叶片光合速率的作用 ,但氮有同时减小光合的气孔和非气孔限制的作用 ,而磷提高干旱条件下的光合速率则主要以减小光合的非气孔限制 (提高叶肉光合活性 )为主 ;由于氮磷对玉米叶片气孔导度和光合作用的不同影响 ,因而表现出其在提高干旱条件下玉米叶片水分利用效率方面的不同作用 ,其中磷对提高干旱条件下玉米水分利用效率的作用更为明显     

沼肥与化肥配施对东北春玉米光合生理特性及产量品质的影响

采用田间小区试验方法,在总施氮量相同的条件下,研究不同比例沼肥与化肥配施后对东北春玉米叶片光合特性及产量、品质的影响。结果表明,适宜比例的沼肥与化肥配施后,玉米叶片的光合作用参数改善明显,叶片叶绿素含量(SPAD值)提高、光系统II原初光能转化效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/F0),光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cond)增加,这有利于玉米植株的光合作用及碳水化合物的形成。A1处理(2 000 g沼肥+500 g化肥)配施后,叶片光合效率高,籽粒产量最高,达到了11 344.1 kg/hm2,不同沼肥与化肥配施后的产量特征表现为A1A2A3A4CK。籽粒品质分析结果表明,适宜比例的沼肥与化肥配施后,玉米籽粒的粗蛋白、粗脂肪及粗淀粉等含量增加,同时籽粒含水量下降,这有利于东北地区春玉米的适期收获。     

胺鲜酯和镉对蓖麻幼苗光合生理特性的影响

以蓖麻(Ricinus communis L.)为研究对象,通过水培试验研究胺鲜酯(DA-6)和镉(Cd)对蓖麻生长和光合生理特性的交互作用,探讨DA-6浸种对植物Cd毒害是否具有缓解作用.研究结果表明,50μmol·L-1CdCl2对蓖麻幼苗生长和光合作用具有抑制作用.Cd处理显著降低蓖麻叶片的光合速率(Pn)、气孔...     

镧浸种处理对玉米光合特性的影响

为了探索镧对玉米光合特性的影响,采用露天盆栽方法,以氯化镧（LaCl3）溶液浸种处理玉米种子,测定大喇叭口期玉米叶片光合日变化、光响应曲线和CO2响应曲线及PEP羧化酶（PEPCase）活性。结果表明,高（120 mg.L-1）低（60 mg.L-1）两个La3＋溶液浓度条件下,玉米叶片光合午休现象得到缓解,气孔因素是主要原因;La3＋溶液浸种处理后,表观量子效率（AQY）和光饱和点（LSP）显著提高,羧化效率（CE）降低,La3＋对PEPCase有明显的抑制作用。说明La3＋溶液浸种预处理主要是通过提高植株对光能的利用来提高玉米叶片的光合效率。     

银中杨光合作用和蒸腾作用对土壤干旱的响应

 以银中杨3年生苗木为试验材料,通过盆栽试验,研究土壤干旱程度、干旱持续时间和逐渐干旱对银中杨叶片气体交换参数的日变化和光响应过程的影响。结果表明:银中杨具有较强的抗旱性;适度干旱有利于银中杨光合作用;逐渐干旱过程中,土壤含水量在40.1%～20.2%范围内,光合速率随着含水量的减少而降低,但降低幅度较小,表观量子效率基本不变;土壤含水量为15.5%时的光合能力则大幅度下降;银中杨的光饱和点在750～1300μmol.m-2.s-1之间,随着土壤含水量的下降,光饱和点降低;光合速率和腾速率与气孔导度的正相关性较强,与胞间CO2则有负相关的趋势;在逐渐干旱过程中,水分利用率随着含水量的下降而上升,但长时间的严重干旱胁迫导致水分利用率降低;在相同含水量条件下,逐渐干旱对各光合参数的影响均小于梯度干旱,这说明银中杨光合作用能忍受暂时的干旱,重度水分胁迫持续时间较长时,光合速率和蒸腾速率大幅度降低,这是银中杨对干旱的一种适应方式。     

土壤紧实胁迫对黄瓜叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响

紧实是温室土壤的疲劳症状之一,它对作物的生长、产量及养分吸收均有影响。本试验以容重为指标,用盆栽试验模拟温室土壤的物理疲劳症,研究了土壤紧实胁迫对黄瓜叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响,探讨温室土壤物理疲劳对黄瓜叶片光合作用产生影响的机理。结果表明,土壤紧实胁迫条件下黄瓜叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)下降,而胞间CO2浓度（Ci）却增大,最终导致叶片干物质的累积量减少,第一雌花节位降低,果实发育提早。叶片的叶绿素含量减少,光合活性（Fv）、光系统Ⅱ（PSⅡ）反应中心的电子传递活性（Fm/Fo）、光能的最大转化效率（Fv/Fm）及PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）降低以及PSⅡ的光能利用率下降是紧实胁迫条件下黄瓜叶片光合作用减弱的原因。     

黄土丘陵区紫丁香叶片气体交换参数的日变化及光响应

 在半干旱黄土丘陵沟壑区,应用英国PPS公司生产的CIRAS2型光合作用系统,测定不同土壤水分下4年生紫丁香(SyringaoblataLindl.)叶片气体交换参数的日变化和光响应特性。结果表明:丁香光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率、气孔导度、胞间CO2浓度等气体交换参数,对土壤水分和光合有效辐射的变化,具有明显的阈值响应。有利于丁香光合作用和水分有效利用的适宜土壤质量含水量范围在15%～19.5%之间,土壤相对含水量为58.8%～76.6%;适宜的光合有效辐射强度范围在600～1000μmol/(m2·s)之间。在此土壤质量含水量和光合有效辐射强度范围内,丁香的光合作用和生长过程不会发生较大的水分胁迫和强光胁迫,也不会发生蒸腾速率过高造成的无效蒸腾耗水,因而能获得较高的光合速率和叶片水分利用率。维持丁香正常生理和生长过程所需的最低土壤质量含水量在11.6%(土壤相对含水量为45.7%)左右,相应的最高光合有效辐射强度在800μmol/(m2 ·s)左右,土壤质量含水量降低或光合有效辐射强度升高,会导致严重水分胁迫和。     

河套灌区玉米光合特征及产量对全膜覆盖下不同滴灌量的响应

通过大田试验,探讨了全膜覆盖下不同滴灌量对河套灌区玉米关键生育期光合特征、产量和水分利用效率的影响。结果表明:(1)除拔节期外,高、中滴灌量处理下玉米叶片净光合速率Pn、蒸腾速率Tr和气孔导度Gs均显著高于低滴灌量处理(P0.05),而高滴灌量与中滴灌量处理之间无显著差异;(2)低滴灌量处理下的玉米叶片光合水分利用效率WUE在其他生育时期均显著高于高滴灌量处理(P0.05),并且高滴灌量处理下玉米光合水分利用效率在拔节期显著高于其他生育时期;(3)不同滴灌量下,玉米叶片净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs及胞间CO2浓度Ci在不同生育时期均具有明显的光合日变化特征。高、中滴灌量处理下各光合参数的日变化幅度、峰高、峰值出现时间与低滴灌量相比均存在显著差异;(4)高、中滴灌量处理下玉米存果率、穗粒数、千粒重和产量均显著高于低滴灌量处理(P0.05),但相对中滴灌量而言,高滴灌量处理对玉米果穗性状和产量的影响不显著。因此,合理的膜下滴灌量可以有效提高作物光合能力,有利于干物质的积累,改善作物果穗性状和产量,同时提高光合水分利用效率,对河套灌区节水灌溉、控盐和增产目标具有指导意义。     

秸秆还田方式和施肥对冬小麦生理特性及产量的影响

通过大田试验研究了不同秸秆还田方式及施肥对冬小麦叶片光合特性、SPAD值及产量的影响.结果表明:秸秆还田和施肥对冬小麦光合特性的日变化影响显著,秸秆行间掩埋推迟了日光合速率的高峰值,施肥大幅度增加了小麦的日光合速率;秸秆覆盖(SFR)和秸秆行间掩埋(ISFR)抑制了冬小麦生育前期的光合速率,而秸秆行间掩埋增加了小麦生育后期旗叶的气孔导度和光合速率,小麦整个生育期ISFR处理的光合速率变化幅度最大,峰值最高.不同秸秆还田方式对冬小麦叶片的SPAD值及产量无显著影响(P＞0.05),但短期的秸秆还田有降低产量的趋势;施肥可明显提高冬小麦生育后期叶片的光合特性、SPAD值及产量(P＜0.05).