壳寡糖对干旱胁迫下油菜光合参数的影响

采用酶解法获得壳寡糖, 利用CIRAS-2型便携式光合仪测定干旱胁迫下油菜光合参数。其叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)显著降低; 气孔限制值(L_s)显著提高。说明气孔限制是油菜在干旱胁迫下P_n降低的主要原因。用50 mg L^-1壳寡糖溶液喷施油菜的幼苗叶片后发现干旱胁迫下油菜叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)显著提高; 气孔限制值(L_s)显著降低。说明壳寡糖有助于减轻气孔限制引起的净光合速率的降低。壳寡糖还能促进幼苗根系生长。     

茶树品种光合与水分利用特性比较及聚类分析

在自然条件下测定52个茶树品种叶片的光合与生理参数并对其进行数值分类以及主成分、聚类和判别分析。结果表明, 叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)及水分利用效率(WUE)的品种间差异达极显著水平(P<0.01); 选出3个主成分分析, 方差累计贡献率达到96.98%, P_n、T_r、G_s为第一主成分的主导因子, WUE、C_i均为第二主成分和第三主成分的主导因子; 根据P_n、T_r、G_s和WUE 4个指标聚类, 52个茶树品种聚为5类, 其中I类的15个品种为高光合速率、中等蒸腾速率、低气孔阻力、高水分利用效率类型, 可用于茶树的品种改良; 在聚类分析基础上用判别分析选出对茶树光合与生理性状数值分类有显著影响的4个参数, 建立了5个判别能力较高的判别模型。     

水稻远缘杂交后代的耐强光和抗光氧化特性

为探明通过远缘杂交（Oryza sativa Azucena × Oryza rufipogon Ramper 6）手段获得的水稻高光合后代株系（SHPF₆）在生长关键时期的耐强光和抗光氧化能力,本文以生育期一致的推广品种中花10号为对照,进行了光合作用测定和抗光氧化特性的研究。结果表明,强光下SHPF₆表现较高的净光合速率P_n）,并随着光强进一步增强而有较大的上升,这种高光合优势突出表现于P_n与胞间CO₂浓度（C_i）的极显著负相关（r =－0.767, P<0.01）,及气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）无论光强大小均高于对照;光氧化条件下,中花10号F₀显著升高（P<0.05）,F_v/F_m和F_v/F₀均显著降低（P<0.05）,而SHPF₆各荧光参数在统计上没有较大差异,说明SHPF₆具有较强的抗光氧化能力。这些结果意味着,通过远缘杂交手段,不仅可以提高普通栽培品种的光合速率和CO₂羧化能力,还能改善水稻的抗光氧化能力。     

缺氮对细胞质雄性不育玉米产量和光合特性的影响

在露天池栽条件下, 比较研究了玉米细胞质雄性不育系(CMS)与其同型可育系的产量构成及其光合特性对氮素亏缺的响应。结果表明, 在相同氮素供应水平下, CMS的产量显著高于其同型可育系, 平均增产达11.5%, 缺氮条件下千粒重、收获指数显著提高, 而穗粒数差异不显著。花后CMS玉米叶片具有较高的含氮量、叶面积指数、叶绿素含量和可溶性蛋白含量, 且在生育后期降低缓慢, 延长了有效光合持续期, 延缓了植株衰老进程。不育植株生育后期的净光合速率(P_n)、细胞间隙CO₂浓度(C_i)和气孔导度(G_s)均显著高于其可育系, 且气体交换参数对缺氮反应不敏感。不育系的叶绿体荧光参数实际光化学效率(FPSⅡ)、电子传递速率(ETR)和最大光化学效率(F_v/F_o)在生育后期也保持较高水平。说明不育植株生育后期在光合能力、电子传递和光能转化方面均具有明显优势, 其产量提高可能是籽粒充实期叶片生理质量和光合效率共同提高的结果。     

热带水稻光合特性及氮素光合效率的差异研究

在国际水稻研究所（IRRI）农场试验条件下,选用6个不同的热带水稻材料,其中包括2个常规籼稻、2个杂交籼稻和2个新株型稻（NPT）,研究氮肥农学利用率（AE）和氮素光合效率（PNUE）及其相关叶片参数的基因型差异,并探讨了它们之间的关系。结果表明,新株型稻的净光合速率(P_n)大于常规籼稻,杂交籼稻居中。各基因型间的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)和Ci/Gs的差异趋势不同。不同基因型叶片的氮浓度（N%）和比叶重（SLW）存在一定的差异。常规籼稻的单位叶绿素的净光合速率（P_n/Chl）较NPT低,杂交籼稻为中间类型;叶片净光合速率和单位面积含氮量（Na）之间存在显著的正相关;本研究所选用的热带杂交籼稻的PFP（氮肥偏生产力）和AE比新株型稻和常规籼稻高,两者最低的均为常规籼稻。氮素光合效率与AE间存在显著正相关,表明后期的氮素光合效率对氮肥利用率具有一定的指示和预测作用,这对于判断水稻品种氮肥利用率将具有重要的应用价值。     

高油115籽粒灌浆期光能利用效率

在种植密度为3万株 hm^-2的大田条件下,研究了高油115上、中和下部叶片灌浆期光能利用和耗散特性。结果表明,高油115净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、叶色值等均显著低于普通玉米农大108（P<0.05）,细胞间隙CO₂浓度（C_i）和水分利用效率（WUE）略低于普通玉米（P>0.05）;PSⅡ最大光能转化效率（F_v/F_m）显著低于农大108;PSⅡ活性（F_v/F_o）略低于普通玉米（P>0.05）。高油115表观电子传递速率低于农大108,在相同光能下,高油玉米热耗散比例较普通玉米高,光能利用效率明显低于普通玉米叶片,3个叶位中中部叶差异最大,表明高油115光合速率较低主要是因光能利用率偏低造成的。在高油玉米育种和栽培中应选用高光效自交系配组和改善肥水条件以提高光能利用率。     

连作对花生光合特性和活性氧代谢的影响

大田和池栽试验结果表明,连作显著降低花生单叶光合速率（P_n）、群体光合强度（CAP）和叶面积系数(LAI),并随生育期的推进而降低更甚;LAI与CAP和作物生长速率（CGR）呈极显著正相关,Chl含量与P_n相关密切。LAI的降低是导致连作花生干物质积累少、荚果产量低的主要原因;不同品种类型对连作障碍的敏感性不同,鲁花12最敏感,而8130耐性最好。连作花生叶片的SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白质含量显著降低,MDA含量明显增加,且其变化随连作年限延长而加大;CGR与叶片中POD和SOD相关密切。植株中POD、SOD等叶片保护酶活性降低是导致花生生育不良和后期早衰的主要原因之一。     

花铃期干旱胁迫下氮素水平对棉花光合作用与叶绿素荧光特性的影响

于2004—2005在江苏南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验, 设置干旱与对照2个土壤水分处理, 每个处理再设置3个氮素水平, 研究了花铃期干旱胁迫下氮素水平对棉花叶片光合作用与叶绿素荧光参数的影响, 以期为棉花花铃期干旱时的合理氮肥运筹提供理论依据。结果表明, 与对照相比, 干旱处理显著降低了棉株凌晨叶水势、土壤相对含水量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)与胞间CO₂浓度(C_i), 但提高了叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl a+b)及类胡萝卜素(Car)的含量。干旱处理下, P_n、G_s、C_i、Chl a、Chl b、Chl a+b及Car均以240 kg hm^-2氮素水平最高。干旱胁迫下叶绿素初始荧光(Fo)明显升高, 且随氮素水平的提高而增大; 而最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统II(PS II)量子产量(ΦPS II)、电子传递速率(ETR)与光化学猝灭系数(qP)均显著降低, 干旱胁迫亦增大了非光化学猝灭系数(NPQ)。干旱胁迫下F_v/F_m、ΦPS II、ETR与qP均以240 kg hm^-2氮素水平最高。干旱胁迫显著降低叶片蒸腾速率(Tr), 导致叶温升高, 增施氮肥进一步增大了叶温。干旱胁迫降低了棉株各器官干物质重, 而施氮则增大水分胁迫指数。综合分析认为, 过量施氮或施氮不足均不利于提高棉花叶片光合性能。两年试验结果表明, 在本试验设置的3个氮素水平中, 花铃期干旱胁迫下以240 kg hm^-2纯氮, 且基施50%, 初花期追施50%较适宜。     

不同基因型绿豆叶片光合性能研究

以夏播区高产绿豆品种(系)冀绿2号、安9910和低产品种(系)赤峰绿豆、泰来绿豆为材料,对其衰老过程中开花节功能叶片的光合参数变化进行了研究。结果表明,绿豆开花后,随着叶片的衰老,各功能叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量逐渐下降,叶质重表现出降低—增大—降低的变化趋势,同一时期不同开花节叶片的光合性能自上而下逐渐降低。不同品种间存在显著差异,冀绿2号和安9910叶片功能期长,叶绿素和可溶性蛋白质降解较慢,生育后期仍具有相对较高的光合性能,这为其积累较多的光合产物提供了生理基础。进一步分析表明,绿豆产量与花后开花节叶片的平均净光合速率呈极显著正相关,叶片净光合速率又与叶绿素、可溶性蛋白质含量呈极显著正相关。综合分析表明,在绿豆开花结荚期间,保持较高的叶绿素含量和功能叶片的光合生产能力,延缓叶片衰老,对籽粒产量形成具有重要作用。     

半干旱区沟垄集雨对玉米光合特性及产量的影响

在中国西北黄土高原半干旱区, 沟垄集雨种植(RFPRH)系统被逐步推行, 以改善农田水分状况, 提高作物水分利用效率(WUE), 达到高产稳产的目的。为了探索该种植方式的适宜降雨量, 在人工模拟不同降雨量下, 以传统平作为对照, 研究了沟垄集雨种植对夏玉米土壤水分含量、功能叶片的光合参数、荧光参数和叶绿素相对含量(SPAD)以及籽粒产量的影响。结果表明, 在230 mm和340 mm降雨量下, 集雨处理的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PS II最大光化学量子产量(F_v/F_m)、PS II的潜在活性(F_v/F_o)和光化学猝灭系数(qP)均较对照显著增加; 叶绿素相对含量(SPAD)分别提高17.7%和13.9%, 叶片瞬时水分利用效率提高26.9%和10.1%, 籽粒产量增加75.4%和36.7%。在440 mm降雨量条件下, 集雨处理的F_m、F_v/F_m、F_v/F_o、qP和SPAD值在拔节期显著增加, G_s在抽雄期显著增加, P_n在抽雄期和孕穗期显著下降, 水分利用效率在全生育期比对照平均低13.2%, 其他各生育时期光合生理特性及籽粒产量与对照相比差异不明显。说明沟垄集雨种植在偏旱的年份, 可显著提高玉米光合效率和叶片水分利用效率, 其全生育期适宜雨量上限可能是440 mm。     

不同水分供给对小麦叶与非叶器官叶绿体结构和功能的影响

在田间不同灌水条件(春季不灌水、春季灌2水和春季灌4水, 每次灌水750 m3 hm^-2)下, 于灌浆后期对小麦叶片与非叶器官(穗颖、穗下节和叶鞘)叶绿体结构进行了电镜观察, 并对不同器官的净光合速率(P_n)和光化学效率(F_v/F_m)进行了测定, 以期探明小麦叶与非叶器官光合结构和功能对水分变化的适应性差异。结果表明, 在充足供水条件(春季灌4水)下, 叶片的叶绿体数目明显多于各非叶器官, 但护颖和外稃叶绿体含有较多的淀粉粒。在灌浆期上层土壤重度水分亏缺(春季不灌水)条件下, 植株各器官叶绿体均出现明显的衰老特征, 但衰老程度存在器官间显著差异, 旗叶叶片叶绿体受损程度明显大于非叶器官。在所测非叶器官中, 外稃叶绿体对干旱胁迫反应较为敏感, 而护颖、穗下节间和旗叶鞘叶绿体结构具有较强的稳定性。水分胁迫下各器官P_n和F_v/F_m值均降低, 叶片降低幅度最大, 且随灌浆进程其光合下降最快, 但穗下节间、旗叶鞘和穗器官较为稳定, 可能与其叶绿体结构的稳定性有关。说明小麦非叶绿色器官光合结构与功能对水分亏缺具有较强的耐性。     

红花蕾期不同叶位叶的光合特性及与产量的相关性

测定了3个红花品种（系）不同叶位叶在蕾期的光合作用特性，并对来自7个国家的16个红花品种（系）在该时期上位叶的光合速率与产量及农艺性状间相关性进行了分析。结果表明, 各叶位间最大光合速率(P_nmax)、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率(Rd)以及表观量子效率(AQY)均为上位叶>中位叶>下位叶。光响应曲线显示，除PI 401470和川红1号的上位叶外，其余叶片在高光强下光合速率明显下降，并且在低光强下，各叶位叶片的光合速率差异较小，当光量子通量密度(PFD )超过400 µmol m^-2s^-1时，上位叶的光合速率明显高于中、下位叶。光合作用日进程中，不同品种（系）及叶位间表现出不同的峰型，且到达峰值和低谷的时间和大小也不相同。蕾期上位叶光合速率与红花单株花产量、百粒重和顶果球直径呈显著或极显著相关，高光效育种是红花增产的一个有效途径。     

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。     

水稻种质资源单叶光合速率研究

对117份水稻种质资源不同生育期的测定表明,始穗期至齐穗期光合速率比较稳定,可代表某品种的光合速率用于品种间比较;水稻品种间光合速率存在极显著差异。聚类结果将水稻品种划分为光合速率极高、高、中高、中低和低5个类群。净光合速率接近或大于25 µmol·m^-2·s^-1的高光合速率资源共有14份,占测试材料的11.97%。其中籼稻有矮南早、特青、复粒稻、矮50、Ketan Bajong等,粳稻有龙稻、农垦46和道光沙,光身稻有Rico-1。并对光合速率与农艺性状的关系进行了研究,结果显示高光合速率的资源具有株型松散适度,叶色绿或深绿,以及剑叶中等直立或近直立等特点。     

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。     

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。     

施氮水平对冬小麦旗叶光合特性的调控效应

在大田试验条件下,对大穗型小麦品种兰考矮早八旗叶光合特性及氮素调控效应进行了研究。结果表明,旗叶叶绿素含量随籽粒灌浆进程呈逐渐降低的趋势。PSⅡ潜在活性、PSⅡ光化学的最大效率、荧光光化学猝灭系数等随生育进程呈先升高后降低的变化趋势,且均在开花期达到最大值,之后逐渐下降;荧光非光化学猝灭系数则在成熟期达到最大值。氮肥对旗叶光合特性有一定的调控效应,Chl,F_v/F_o,F_v/F_m及qP均随施氮水平的增加呈增加的趋势,其中Chl和F_v/F_o以N3（180 kg hm^-2）处理最大,F_v/F_m和qP（除孕穗期外）以N4（360 kg hm^-2）处理最大;qN则随施氮水平增加呈降低的趋势,以N4处理最小。适宜的施氮量（180 kg hm^-2）改善了兰考矮早八的光合色素性状,提高PSⅡ潜在活性及PSⅡ光化学的最大效率,减少荧光非光化学猝灭系数,从而有助于籽粒产量的提高。     

氮、钾水平对小麦花后旗叶光合特性的影响

在大田栽培条件下,以冬小麦（Triticum aestivum L.）弱筋品种宁麦9号和中筋品种扬麦10号为材料,研究了不同氮、钾施肥水平下花后旗叶叶绿素含量（SPAD）、净光合速率（P_n）和荧光参数的变化特征及其与开花期叶片氮、钾营养的关系。结果表明,与不施氮、钾的对照（N0K0）相比,施氮、钾肥增加小麦开花后旗叶SPAD和P_n,提高PSⅡ最大光量子产量（F_v /F_m）、潜在光化学活性（F_v /F_o）、有效光量子产量（F_v’/F_m’）和实际光量子产量（Φ_PSⅡ）等叶绿素荧光参数,其中氮肥效应高于钾肥。除SPAD外,扬麦10号的Pn及叶绿素荧光参数（F_v /F_m、F_v /F_o、F_v’ /F_m’和Φ_PSⅡ）均高于宁麦9号。相关分析表明,F_v /F_m、F_v /F_o、F_v’/F_m’和Φ_PSⅡ等叶绿素荧光参数受开花期叶片氮/钾比的显著影响,是施氮、钾肥提高净光合速率的主要生理原因,较高的光能转化特性是满足扬麦10号较高能量需求的生理基础。     

油茶优良无性系光合特性的影响因子——叶龄、叶位

以油茶优良无性系为试材,对油茶年生长周期（新稍生长期、果实生长期、果实成熟期、花期和休眠期）中光合特性的影响因子--叶龄、叶位进行了研究。结果表明:(1)不同叶龄叶片的净光合速率日变化曲线存在单峰和双峰两种类型,1年生叶片的平均净光合速率与最大净光合速率在果实成熟期达到最高值,2年生叶片的平均净光合速率与最大净光合速率均在新稍生长期达到最高值;(2)1年生叶片的叶绿素含量先升高后降低,2年生叶片的叶绿素含量一直降低,可溶蛋白含量随着叶龄的增加而减少,叶片全磷含量年变化趋势为“M”型;(3)上、下部叶片的净光合速率日变化趋势一致,上午上部叶片的净光合速率值高于下部叶片,下午下部叶片的净光合速率值高于上部叶片。