CO2浓度对大豆叶片气孔特征和气体交换参数的影响

利用可精准控制CO₂浓度的大型气候箱设置7个CO₂浓度处理(400、600、800、1000、1200、1400和1600 μmol mol ^-1), 对大豆进行CO₂浓度富集的室内培养试验。结果表明, CO₂浓度升高显著减小大豆叶片近轴面的气孔密度和远/近轴面的气孔面积指数。当CO₂浓度为400 μmol mol ^-1时, 远轴面气孔分布最规则, 提高CO₂浓度导致远轴面气孔的不规则分布; 与远轴面相反, CO₂浓度升高导致近轴面气孔的空间分布更加规则, 即在较高CO₂浓度处理下的Lhat(d)最小值均低于对照组。不同叶面(远/近轴面)气孔特征对大气CO₂浓度变化的响应存在明显差异, 但大豆可以通过调整气孔形态特征和气孔空间分布格局进一步改变叶片的气体交换参数。研究结果有助于从气孔特征响应的角度深入理解CO₂浓度对大豆叶片气体交换过程产生的影响。     

玉米杂交种及亲本自交系气孔特征

作物主要依靠叶片表面的气孔进行CO2吸收和水分蒸散,从而影响光合和蒸腾等重要生理过程.赵瑞霞等[1]发现不同时期干旱使小麦叶片背面气孔长度变短,对气孔宽度的影响很小.而在水稻上孟雷等[2]认为水分胁迫使叶片气孔长度和宽度都明显减小,气孔密度与气孔宽度呈显著负相关(r=-0.90*,n=7),气孔长度和宽度呈显著正相关(r=0.71*,n=7).但刘丽霞等[3]对水稻叶片气孔性状间的分析结果不同,气孔密度与气孔宽度、气孔长度与宽度间均相关不显著.可见,气孔性状间的相关性仍值得深入研究.     

百里香与小花溲疏叶片气孔特征、叶绿素含量及气体交换日变化研究

在盆栽条件下对百里香和小花溲疏叶片的气孔特征、叶绿素含量及气体交换日变化进行了比较研究,结果表明：百里香的气孔密度明显高于小花溲疏,且气孔的长与宽比小花溲疏要小;百里香的叶绿素含量比小花溲疏高;百里香和小花溲疏都具有比较典型的双峰型光合速率日进程曲线,它们的气孔导度、蒸腾速率的日变化曲线与净光合速率的日变化基本一致;在一日内百里香净光合速率、气孔导度和蒸腾速率始终大于小花溲疏;百里香叶片气孔的结构特点、叶绿素含量的生理基础以及百里香植株的生物学特点是其净光合速率始终高于小花溲疏的主要原因,也使得百里香较小花溲疏更适应旱生环境。     

玉米不同基因型气孔特征和叶温差的研究

为了探讨玉米不同基因型和杂种优势在气孔及蒸腾上的特征，对3个高产杂交种(农大108、农大103和中原单32)及其所有亲本进行了气孔形态、气孔频率和叶温差的观察与测量。结果表明，3个玉米杂交种在气孔特征及叶温上都表现出显著的杂种优势，其中农大108和农大103的杂交种气孔长度都表现正向超亲，杂种优势率分别为10．55％和9．30％，但气孔频率为负向超亲(杂种优势率分别为39．25％和20．43％)；中原单32的杂交种在气孔长度和气孔频率都表现正向超亲，杂种优势率分别为9．47％和16．48％；但从3个杂交种组合均值看，气孔长度为正向超亲，气孔频率为负向超亲。3个玉米杂交种的叶温差都表现正向超亲。相关分析表明，气孔长度与气孔频率呈显著负相关(r=-0．6460^*)；气孔长度与叶温差呈正相关，而气孔频率与叶温差呈负相关，但都不显著。     

百里香与小花溲疏叶片气孔特征、叶绿素含量及气体交换日变化研究

在盆栽条件下对百里香和小花溲疏叶片的气孔特征、叶绿素含量及气体交换日变化进行了比较研究,结果表明:百里香的气孔密度明显高于小花溲疏,且气孔的长与宽比小花溲疏要小;百里香的叶绿素含量比小花溲疏高;百里香和小花溲疏都具有比较典型的双峰型光合速率日进程曲线,它们的气孔导度、蒸腾速率的日变化曲线与净光合速率的日变化基本一致;在一日内百里香净光合速率、气孔导度和蒸腾速率始终大于小花溲疏;百里香叶片气孔的结构特点、叶绿素含量的生理基础以及百里香植株的生物学特点是其净光合速率始终高于小花溲疏的主要原因,也使得百里香较小花溲疏更适应旱生环境.     

玉米叶片气孔表型鉴定及研究进展

叶片气孔是植物与外界联系的直接通道。气孔在玉米植株生长过程中碳、水循环调控中起着重要作用,影响着植株蒸腾和光合作用的强度。本文概述了玉米叶片气孔形态结构与主要功能特点,梳理了气孔表型破坏性与非破坏性获取方法,沿时间脉络整理了气孔表型人工―半自动化―自动化解析方法,归纳了玉米叶片气孔表型特征分析研究进展及影响气孔形态建成的相关基因研究现状,展望了叶片气孔研究可能面临的挑战与机遇,为基于气孔表型的玉米品种筛选鉴定及遗传改良提供参考。     

水分和CO2浓度对冬小麦气孔特征、气体交换参数和生物量的影响

利用可精准控制CO₂浓度([CO₂])的大型人工气候室, 研究了水分亏缺和[CO₂]升高对冬小麦气孔特征、气体交换参数及生物量的影响。结果表明, 水分亏缺导致冬小麦气孔开度减小和气孔空间分布的规则程度降低, 提高[CO₂]能够减缓水分亏缺时气孔开度和气孔分布规则程度的下降幅度。与充分灌溉相比, 不同水分亏缺条件下冬小麦的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著降低(P<0.05), [CO₂]仅可缓解轻度亏水对气体交换过程的影响, 该缓解能力随水分亏缺程度的加剧而降低。水分亏缺降低冬小麦生物量, 但[CO₂]升高对水分亏缺时生物量产生的影响不显著(P>0.05)。水分亏缺条件下, 冬小麦通过调整气孔开度和气孔空间分布格局改变叶片的气体交换效率, [CO₂]升高对冬小麦产生的“施肥效应”受土壤水分条件的限制。     

山西季节性冻土的时空变化特征及对气候变暖的响应

山西省季节性冻土变化的研究,对于揭示气候变暖背景下,黄土高原季节性冻土融冻对气候变化的响应以及由冻土变化引起土地退化直接影响农业生产、农田水利基本建设及道路施工等具有重要应用价值。利用山西省1981—2018年108个国家气象观测站冻土资料,研究了山西省冻土分布的时空演变规律,主要分析了山西省地面冻结日期、解冻日期、冻结日数、年最大冻土深度的时空分布特征,分析了山西省年最大冻土深度的年际及年代际变化特征,同时也分析了以上各要素对气候变暖的响应。结果发现：山西北部冻结最早从9月开始,冬末春初冻结的面积和深度达到最大,最晚5月冻土消退;1981—2018年,地面冻结日期全省大部地区呈现不同程度推迟的态势;地面解冻日期呈不同程度提前的趋势,地面冻结日数相应减少;年最大冻土深度由北到南逐渐减小,中部和南部年最大冻土深度呈减小趋势,北部部分地区呈现增大趋势,增大可能与山西北部冬季气候向暖湿型转变有关。气温变暖的背景下,冬季降水、0 cm地温与年最大冻土深度有着较为复杂的响应关系,年最大冻土深度在冬季降水偏多的背景下与0 cm地温有较显著的负相关,最大冻土深度的减小趋势是对年平均气温升高的直接响应...     

山西省冬小麦主要发育期特征及对气候变暖的响应

基于山西省13个农业气象观测站23年以上冬小麦主要发育期观测资料,利用线性倾向估计、相关分析和积分回归等数理统计方法对其基本特征、变化趋势、影响因素及影响敏感期进行了分析.得出以下主要结论:(1)从各主要发育期的多年平均情况看,各站之间以播种期差另q最小、返青期差别最大;(2)南部和中部冬小麦的播种主要与降水有关,东南部则与气温关系密切;(3)越冬开始期以及冬后各发育期随纬度、海拔高度而变,纬度、海拔高度愈高,越冬开始期愈早、冬后各发育期愈晚,而且海拔高度的影响比纬度的影响明显;(4)从各发育期的变化趋势上看,拔节期和抽穗期表现为提前趋势,尤其是抽穗期的提前趋势明显.其余发育期变化趋势不明显;拔节期和抽穗期的提前趋势与冬前、冬季和春季的降水量以及日照时数关系不大,主要与冬季和春季平均气温有关;(5)不同时期的气温波动对冬小麦拔节期和抽穗期的影响不同,南部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为3月上旬～中旬和4月上旬.气温每升高1℃可使拔节期和抽穗期分别提前0.6d和O.5d;中部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为3月下旬～4月中旬和4月下旬～5月中旬,气温每升高l℃可使拔节期和抽穗期分别提前O.5～0.8d和1～2d:东南部冬小麦拔节期和抽穗期的气温敏感期分别为9月下旬和4月下旬～5月上旬,气温每升高1℃可使拔节期和抽穗期分别提前O.5d和ld.     

我国作物种植界线对气候变暖的适应性响应

农业对气候变化反应敏感，研究发现，随着温度的升高，许多作物的种植界线均发生了一定的变化，总体表现为向高纬度和高海拔移动的趋势。以我国冬小麦、春小麦、水稻、玉米和大豆等粮食作物以及柑橘、茶和甜菜等经济作物为例，对近年来有关这些作物种植界线变化的研究进行简单综述。     

玉米不同自交系幼苗光合对 UV-B 辐射增强的响应

为了探讨玉米不同自交系对UV-B辐射增强的响应,在摸拟光照培养条件下,研究了增强UV-B辐射对玉米不同自交系气体交换参数的影响。结果表明,五叶期UV-B辐射处理6 d后,供试的48个自交系中近一半以上材料的幼苗叶片光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著降低10％以上,其材料比例分别为64．6％,47．9％,54．2％;而有62.5％的材料胞间CO2浓度表现为显著增加;相关分析发现,气孔导度与蒸腾速率对UV-B辐射增强的响应值间存在极显著正相关关系;根据气体交换参数对UV-B辐射增强的响应程度将48个材料分成6类,其中对增强UV-B辐射反应比较敏感的材料和能够忍耐UV-B辐射增强的材料均占12．5％。说明玉米不同自交系幼苗叶片气体交换参数对UV-B辐射增强反应敏感程度具有显著的基因型差异,从中能够筛选出对UV-B辐射增强反应敏感和有忍耐能力的材料。     

评价全球气候变化对我国玉米生产的可能影响

利用我国玉米带１２个有代表性地点的作物、土壤和天气资料，验证了ＣＥＲＥＳ－Ｍａｉｚｅ在我国的适用性，确定了各地有代表性品种在模型中的遗传参数，还对模型进行了敏感性分析，之后，将ＣＥＲＥＳ－Ｍａｉｚｅ在各地当前气候以及在３中由平衡ＧＣＭｓ生成的气候变化情景下分别运行，通过分析与比较模拟结果，评价了当ＣＯ２倍增时，气候变化国各地玉米产量和灌溉需要量的可能影响，对Ｃ煌直接影响也做了考虑。还应用若干农业气     

玉米、旱稻、豇豆、棉花叶片气体交换对水分胁迫的反应

四种作物叶片气体交换特性对水分胁迫的反应不同。高叶水势下,气孔阻力低,净光合速率是玉米>旱稻>豇豆>棉花,而蒸腾速率是棉花>豇豆>旱稻>玉米。气孔阻力对轻度水分亏缺无反应。随着水分胁迫加剧,叶水势达到某一阈值,气孔阻力突然增加。气孔开始关闭水势阈值分别为:-0.8(玉米)、-0.4(豇豆)、-1.2MPa(旱稻、棉花)。净光合速率     

玉米杂交组合及其亲本的株型性状分析

对56个玉米杂交组合及其35个亲本自交系的株型性状进行了分析.杂交组合的株型性状与产量性状的相关分析结果表明,只有个别性状之间存在显著相关;自交系各个株型性状之间的相关分析结果显示,很多性状之间存在显著的相关.同时,对玉米自交系株型性状的聚类分析结果,可以帮助了解自交系株型特征的相似性,从而间接地反映它们遗传背景的差异程度.这些结果对玉米育种工作有一定的参考价值.     

黄河流域中下游地区棉花物候和产量对气候变暖的响应

探明气候变暖对棉花物候和产量的影响,旨在为经济的发展和未来棉花产量的预测提供基础的理论依据。本文利用红外线辐射器模拟增温,研究棉花的物候和产量对气候变暖的响应。结果表明,土壤温度升高0.6℃使棉花的花铃期提前3 d,全生育期的长度延长2 d;增温使棉花花铃期和吐絮期的叶片净光合速率分别提高5.4%和14.7%,使棉花平均蕾和棉铃数分别增加7.4%和7.2%;增温也使成熟期的植株生物量和棉铃的干物质分配指数分别提高32.2%和11.0%,而且也使全株的棉铃重和地上生物量分别增加30.4%和38.1%;增温最终导致棉花的产量提高23.6%。这项研究表明,气候变暖可能有利于黄河中下游地区棉花产量的提高。     

晚冬早春田间阶段性覆膜增温促进冬小麦产量提高

针对华北平原北部冬春温度变化与冬小麦生长发育所需适宜温度间的矛盾,以及由此造成的冬小麦相对低产问题,于2012-2013和2013-2014连续两个生长季,通过大田试验研究了晚冬早春搭建棚室阶段性升高田间温度对小麦产量的影响。结果表明,2月20日前后麦田塑膜覆盖每提前1周积温提高23.0~49.7℃,1月下旬至3月上旬的整个升温阶段内可增加积温167.7~176.8℃,从而小麦生长发育提前。塑膜揭除后形成的相对低温环境使后续各生育阶段持续时间延长4~10 d。与常规种植（对照）相比,最早增温处理的开花期干物质产量提高18.8%,叶面积指数提高14.7%,花后光合势增加43.6%,花后净光合速率高值持续期延长10 d以上;返青后各生育阶段的延长促进了干物质积累和向籽粒转移,有效穗数增加48~98万hm^-2、单穗粒数增加3.9~4.5粒、千粒重增加2.5~5.6 g。在全生长季积温较少的2012-2013年度,最早增温处理的籽粒产量提高37.5%,在积温较多的2013-2014年度增产18.2%,并提前5 d成熟。晚冬早春农田阶段性覆膜增温是有效提高小麦籽粒产量的新型方法,提前并延长了生长发育和干物质累积的时间是改善小麦产量构成因素和获得高产的原因。