紫花苜蓿光能及叶片水分利用效率影响因子分析

大田条件下,利用C 340df光合仪,对12个紫花苜蓿Medicago sativa品种(初花期)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及生态因子(光合有效辐射、大气温度、大气湿度)和生理因子(胞间CO2浓度、气孔导度、叶温)进行测定,探讨影响其光能利用效率（LUE）和叶片水分利用效率（WUE）的主要因子。结果表明：1)品种胖多单株干质量最高,且LUE、WUE显著高于其他品种(P＜0.05),属于高光合、低蒸腾、高水分利用品种;2)影响LUE的主要是生理因子(胞间CO2浓度、气孔导度),而影响WUE的则为外界环境因子(光合有效辐射、大气温度、大气湿度)。     

3种豆科牧草不同月份光合特性分析

为了解豆科牧草在不同月份的光合特性,连续3个月观测扁蓿豆、达乌里胡枝子和紫花苜蓿生长环境的气温(Ta)以及叶片的光合有效辐射(PAR)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO_2浓度(Ci)、净光合速率(Pn),利用测定的相关指标计算瞬时水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)。结果表明,扁蓿豆属于低光合、低蒸腾、低光能利用效率型,提示其更适合于干旱低温地区种植;达乌里胡枝子叶片的Pn与Ci呈负相关,LUE与Gs呈极显著正相关、与WUE呈显著正相关,而WUE与Gs呈显著正相关,提示其对二氧化碳的吸收能力稳定;紫花苜蓿属于高光合、高蒸腾、高瞬时水分利用效率型,Pn与Tr呈显著正相关,提示其对于固定二氧化碳有显著效果,是改善温室效应的理想植物。     

氮素添加对黄土高原典型草原长芒草光合特性的影响

为研究氮沉降对黄土高原典型草原植物代谢功能的影响,本研究通过模拟大气氮沉降的方法对黄土高原天然草地进行了氮添加试验,分析了天然草地植物长芒草(Stipa bungeana)在不同施氮水平下叶片氮含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)以及叶绿素含量的响应特征,探讨了长芒草光合生理特性和叶片衰老的影响对氮添加的响应。结果显示,氮素添加可显著增加长芒草地上生物量(P0.05),明显增加其所占总生物量的比例,显著增加叶片氮含量、叶绿素含量和净光合速率,而对气孔导度和蒸腾速率没有显著影响(P0.05),显著提高了植物水分利用效率。另外,氮素添加延缓了长芒草叶绿素的降解速率。以上结果表明,一定范围内的大气氮沉降量有利于长芒草光合能力的提高,可以延缓长芒草叶片的衰老。     

CO2浓度增强对沿阶草光合生理特性的影响

实验在人工控制CO2浓度梯度条件下。分别测量了沿阶草于两个生长季——11月份和3月份的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶面饱和蒸气压亏缺(Vpdl)对连续CO2浓度增大的响应。结果表明：CO2浓度升高的整个过程中．Pn和水分利用率(WUE)随CO2浓度的升高而增大，CO2浓度从350μmol．mol^-1增至1600μmol．mol^-1。11月Pn增幅达327．8％，3月Pn增幅达895．9％；水分利用率11月增幅达255．1％，3月增幅达995．7％。两个生长季的Ci、Tr、Gs则刚随CO2浓度的增加表现出不同的变化趋势，且Gs与Tr的变化趋势基本一致。沿阶草的光合作用和水分利用效率的提高对CO2浓度升高的响应极显著。CO2浓度升高对沿阶草光合作用的直接促进作用很大。并能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产。     

5个热带禾本科牧草品种的光合-光响应特性研究

在桂林地区采用Li-6400便携式光合测定系统测定5个热带禾本科牧草品种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)等生理特性指标。结果显示:1)5个牧草品种的Pn、Tr和Gs均随PAR增强而增大,WUE随PAR增强先增大后减小,除桂牧一号[(Pennisetum purpureum cv. Mott)×(P.americanum×P.purureum)]cv. Guimu No.1在PAR为1 500μmol/(m2.s)时达到最大值外,其余均在PAR为600μmol/(m2.s)时达到最大值。2)3个杂交品种的最大光合速率(Amax)与光饱和点(LSP)均显著高于2个雀稗品种(P0.05),最大Pn和Tr均高于2个雀稗属品种。研究表明:5个热带牧草品种均能很好的适应当地的环境。     

黄土丘陵区铁杆蒿光合蒸腾特性的研究

使用Li-6400便携式光合测定仪,测定了自然条件下黄土丘陵区铁杆蒿的光合速率、蒸腾速率和光合响应等指标。结果表明:(1)晴天叶片净光合速率在12点达到峰值21.19μmolCO2.m-2.s-1,日变化为平稳的单峰曲线。(2)铁杆蒿的光补偿点为44.1μmol.m-2.s-1,光饱和点为351μmol.m-2.s-1,说明铁杆蒿喜光但不属于典型的阳生植物。(3)铁杆蒿的蒸腾速率(Tr)随有效光辐射强度(PAR)的增强一直处于上升趋势,没有出现蒸腾速率饱和现象。(4)铁杆蒿叶片水分利用效率(WUE)随PAR的增强呈抛物线状变化,<160μmol.m-2.s-1时,WUE增加较快,当PAR在160-2000μmol.m-2.s-1内变化时,WUE基本维持在2.5-3.39 mmol.mol-1之间。     

5份西南野生马蹄金材料的光合特性比较

以5份西南野生马蹄金Dichondra repens(SD09、SD10、YD03、GD03、SD11)为材料,用美国LI-6400便携式光合测定系统测定其光合日变化,比较5份西南野生马蹄金材料光合特性差异。试验结果显示:1)在自然光照条件下,5份材料的净光合速率(Pn)日变化均呈双峰型,高峰和次峰分别出现在12:00和16:00,有典型的"午休"现象。2)5份材料的单位面积蒸腾速率(Tr)和有效水分利用率(WUE)日平均值均存在差异,其中,SD10 Tr日平均值远高于其他材料,属于强蒸腾材料;SD11的WUE最高,该材料能在吸收等量水分的情况下,比其他材料生产出更多的生物量。5份野生马蹄金材料对光适应性不同,其中GD03的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)分别为1 051和28.2μmol/(m2.s),为高LSP、低LCP植物,既具备优越的耐荫能力,又能适应较强的阳光辐射,且其坪用特性优异,可作为优良草坪草种质资源进一步研究。     

CO2浓度增强对沿阶草光合生理特性的影响

实验在人工控制CO2浓度梯度条件下,分别测量了沿阶草于两个生长季--11月份和3月份的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶面饱和蒸气压亏缺(Vpdl)对连续CO2浓度增大的响应.结果表明CO2浓度升高的整个过程中,Pn和水分利用率(WUE)随CO2浓度的升高而增大,CO2浓度从350μmol.mol-1增至1600μmol.mol-1,11月Pn增幅达327.8%,3月Pn增幅达895.9%;水分利用率11月增幅达255.1%,3月增幅达995.7%.两个生长季的Ci、Tr、Gs则随CO2浓度的增加表现出不同的变化趋势,且Gs与Tr的变化趋势基本一致.沿阶草的光合作用和水分利用效率的提高对CO2浓度升高的响应极显著.CO2浓度升高对沿阶草光合作用的直接促进作用很大,并能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产.     

喀斯特地区土壤厚度降低和水分减少对两种草本植物混种后光合的影响

土壤"厚薄不均"和"岩溶干旱"是影响喀斯特地区植物生存、生长和繁殖的关键生态因子,深根植物和浅根植物由于根系生态位的互补可能会缓解资源减少对光合作用的抑制作用。以盆栽深根植物苇状羊茅(Festuca arundinacea)和浅根植物多年生黑麦草(Lolium perenne)为对象,研究土壤厚度降低、水分减少及土壤厚度和水分双重资源减少对两种草本植物混种下其光合作用的影响。结果表明,1)在高资源水平下,混种后苇状羊茅的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)与单种间无显著差异(P0.05);而黑麦草的Pn、Gs和Tr低于单种,WUE显著高于单种(P0.05)。2)随着资源的减少,不管是单种还是混种,苇状羊茅和黑麦草的P_n、G_s和Tr大体上均呈降低的趋势,黑麦草的WUE呈上升趋势,且混种后降低或升高的幅度明显低于单种;而苇状羊茅的WUE由单种时升高变为混种时降低。3)在低资源水平下,混种后苇状羊茅的P_n、G_s和T_r高于单种,WUE低于单种;黑麦草的P_n、G_s和T_r与单种无显著差异,WUE低于单种。研究表明,在干旱和土壤贫瘠日趋严重的喀斯特地区,通过深浅不同根系的植物混种,可能在一定程度上缓解水分和土壤资源缺乏对植物光合作用的抑制作用。     

桑树叶片光合生理性状对土壤水分含量和光照强度的响应

用CIRAS-2便携式光合仪测定不同土壤水分含量条件下2年生桑树叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、光能利用效率(LUE)等光合生理参数,分析桑叶光合生理特性对土壤水分含量和光照强度的响应规律,为建立桑树的节水高产栽培技术提供理论依据。结果表明:随着土壤相对含水量(RWC)的降低(由94.3%梯度降至28.7%),桑叶的Pn、表观量子效率(Φ)、LUE先升高后降低,暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)先降低后升高,Tr、光饱和点(LSP)一直呈降低趋势。综上认为,桑树叶片的光合生理参数对光照强度、土壤水分含量的变化具有明显的阈值响应,有利于桑树进行高光合作用和维持高水分利用效率的适宜土壤相对含水量为44.8%～77.8%,最适土壤相对含水量为52.0%左右,适宜的光照强度为800～2 000μmol/(m2·s)。     

不同类型抗蒸腾剂对4种草本植物叶片水分利用效率的影响

为探究3种抗蒸腾剂叶片喷施对4种草本植物水分消耗和利用的影响规律,比较得出不同抗蒸腾剂的最佳使用浓度,为干旱荒漠区采煤迹地植被保育技术提供参考,本试验以蒙古冰草（Agropyron mongolicum Keng）、沙打旺（Astragalus adsurgens Pall.）、白花草木樨（Melilotus albus Medic.ex Desr.）、蜀葵（Althaea rosea （Linn.）Cavan.）4种草本植物为研究对象,每种草叶面分别喷施不同类型和浓度的抗蒸腾剂：旱地龙（Fulvic Acid,FA）浓度分别为1,2,3,4 g·L^-1;冠存（Guan Cun,GC）浓度分别为3,6,9,12 g·L^-1;高岭土（Kaolin,KL）浓度分别为20,40,60,80 g·L^-1,以喷施清水为对照,喷施3个月后测定其对4种草叶片蒸腾速率（Transpiration rate,Tr）、净光合速率（Net photosynthetic rate,Pn）、水分利用效率（Water use efficiency,WUE）和生物量的影响。结果表明：在试验浓度区间内,FA浓度越高,蒙古冰草、沙打旺、白花草木樨的Tr值越小、Pn值越小,WUE呈现先升高再降低的趋势;GC喷施浓度越高,蒙古冰草、沙打旺、白花草木樨叶片的Tr值越小、WUE值越大,Pn值较对照低但各浓度间未达到显著性差异;KL喷施浓度越高,蒙古冰草与蜀葵各浓度处理的Pn值越小、WUE值越小,Tr值较对照低但各浓度间未达到显著性差异。3种抗蒸腾剂对蒸腾速率的抑制程度均为GC和KL大于FA,对净光合速率的抑制程度均为KL和GC小于FA,对水分利用效率的提升程度均为KL和GC大于FA。综合3种抗蒸腾剂在植物叶面的喷施效果,GC和KL喷施效果较好,FA较差;蒙古冰草与沙打旺喷施12 g·L^-1的GC、白花草木樨与蜀葵喷施20 g·L^-1 KL的措施可用于干旱荒漠区采煤迹地的植被恢复。     

苏打盐碱胁迫对羊草光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用温室土培试验法,研究了羊草叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等对不同苏打盐碱胁迫的响应特征。结果表明,随着模拟光辐射的增强,羊草叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和蒸汽压亏缺等表现为升高,胞间CO₂浓度表现为降低,叶片水分利用效率则呈先升高后降低的趋势。同一光强下,随着土壤苏打盐碱胁迫程度的增大,羊草光合速率和蒸腾速率均有所下降,水分利用效率则有所升高。以光强1 500 μmol/(m²·s)为例,pH 9.78的盐碱胁迫处理的羊草光合速率和蒸腾速率分别比对照(pH 7.15)的处理降低了43.8%和51.3%。苏打盐碱胁迫下,羊草蒸腾速率的降低幅度大于光合速率降低幅度,保持了叶片较高的水分利用效率,可能是羊草适应苏打盐碱逆境的重要生理机制。     

黑麦草杂交F2代光合及水分利用效率研究

在晴朗无云天气下,利用C-340df便携式光合测定仪分别于分蘖期、拔节期和初花期对4个黑麦草品种(百盛Lolium perenne L.cv.Bison,邦德Lolium multiflorum L.cv.Abundant,多福L.perenne cv.Tove,卓越L.perenne cv.Eminent)及其杂交F₂代的光合蒸腾速率、生态因子(光合有效辐射、大气温度、大气湿度、叶温)和生理因子(胞间二氧化碳浓度、气孔导度)进行测定,并同期测定叶片相对含水量,旨在从F₂代中筛选出高光合、高水分利用率株系,并探讨影响黑麦草光合及水分利用效率的主要生理生态因子。结果表明:121个F₂代株系中,F₂-2(百盛×多福)的净光合速率最高、蒸腾效率最低(P<0.05),为F₂代中高光合、高水分利用率的最优株系;F₂-2(百盛×多福)相关性分析结果表明,蒸腾作用显著影响黑麦草叶片光能利用率和水分利用效率(P<0.05),气孔导度是影响黑麦草叶片光能利用率和水分利用效率的主要生理因子,可作为筛选高光合作物的生理指标。     

不同居群白羊草光合特性比较

为了比较不同居群白羊草(Bothriochloa ischaemum)不同生育期的光合特性,筛选出光合特性较好的居群及其最佳利用时期,运用Li-6400光合仪测定了平鲁、平定、代县、太谷4个居群的白羊草在不同生育期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用率(WUE)等参数。运用灰色关联度法对4个居群在5个时期的光合指标进行综合评价,结果表明,平鲁、平定、代县、太谷4个居群的P_n、T_r、G_s在不同生育期的表现存在显著差异(P<0.05),太谷居群5个生育期的Ci及Gs(除结实期外)均大于其他3个居群,4个居群各个时期P_n、T_r、G_s、C_i、WUE的均值,均以太谷居群最高。除平定居群开花期及4个居群结实期综合光合特性表现较差外(综合排序较低),平定、代县居群以孕穗期各指标综合特性表现最好,太谷居群以开花期综合光合特性最优,平鲁居群整体具中等光合特性,其他时期也表现中等。从生育期看,白羊草以抽穗期光合特性表现良好。     

海拉尔地区苜蓿生产性能及影响因子研究

使用 Li-6400光合测定系统田间实地测定在海拉尔地区广泛种植的4个苜蓿品种（黄花苜蓿、杂花苜蓿、肇东苜蓿和龙牧801）的光合因子,并进行了相应产量因子的测定,分析影响苜蓿产量的主要因素。结果表明：不同苜蓿品种的净光合速率（P n ）、蒸腾速率（T r ）、水分利用效率（WUE ）、胞间二氧化碳浓度（C i ）和气孔导度（Gs）日变化曲线并不完全呈双峰曲线,出现峰值的时间也存在差异性;P n 和 Tr 与气孔导度、叶绿素呈显著正相关性（P 〈0.05）,与水分利用效率、相对湿度和气温呈负相关（P 〈0.05）。产量与光合因子、环境因子相关性较低;通过主成分分析,株高、有效辐射、宽幅、单株干重、茎干重、叶干重、鲜干比能够较好的反映和预测苜蓿产量;杂花苜蓿在海拉尔地区表现出较好的适应性。     

7种优良观赏草光合生理日变化及光响应特征研究

采用便携式LI-6400光合测定仪,选择晴朗天气对观赏草劲芒、柳枝稷、花叶虉草、歌舞芒、矮蒲苇、遍生芒、晨光芒的叶片细胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(Cond)、气孔限制值、净光合速率(Pn)、瞬时光合有效辐射(PAR)和蒸腾速率(Tr)等有关参数进行测定,并计算各材料的光合饱和点(LSP)和光合补偿点(LCP),研究材料光合日变化及其耐荫性,测定结果表明,7种观赏草中,柳枝稷的光补偿点、净光合速率和水分利用率(WUE)最高,抗旱耐荫。晨光芒和花叶虉草均有较高气孔导度,两者在净光合速率和蒸腾速率方面,晨光芒最高,花叶虉草最低,花叶虉草WUE最低,抗旱性差,在潮湿或水环境中表现好,为具有较强耐荫能力C₃型植物,出现“光合午休”现象,主要由气孔导度下降引起。根据测定的数据及田间不同相对光强下材料的生长情况综合评估,7份材料的耐荫程度由强到弱依次是矮蒲苇、花叶虉草、歌舞芒、遍生芒、劲芒、柳枝稷、晨光芒。     

分蘖拔节期外施赤霉素对羊草光合和蒸腾作用的影响

利用人工模拟光源研究了分蘖拔节期外施不同浓度的赤霉素(GA3)对羊草光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)、气孔导度(Gs)及叶面饱和蒸气压亏缺(vpdL)随模拟光辐射(SPR)增强的变化规律.结果表明,羊草经赤霉素处理后单位叶面积的Pn下降,且随着处理浓度的增加而减小.各处理的Gs随赤霉素浓度的升高而 变大,均低于对照,VpdL随浓度的升高逐渐变大.25和50 mg/L两个处理的Tr值低于对照,其它浓度的处理Tr高于对照.25和50 mg/L的赤霉素处理可以提高WUE,25 mg/L处理的效果最明显,当浓度超过50 mg/L后随着浓度的增加羊草WUE逐渐下降.     

科尔沁沙地不同氮素生境和功能型植物的光合作用与水分利用特性

为了阐明不同生境和不同功能型植物的光合作用与水分利用特征,沿着土壤全氮逐渐降低的梯度,选取了丘间草地(IDG)、固定沙丘(FD)、半固定沙丘(SFD)、半流动沙丘(SMD)和流动沙丘(MD)五个典型的生境,测定了5个生境上共35种植物(有些植物种分布在多个生境)的气体交换特征,并从生活型、光合作用途径和固氮生理特性方面划分植物功能型进行分析。结果表明,随着土壤氮素逐渐降低,各生境植物的净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)和潜在水分利用效率(WUE_i)均呈降低趋势,但是P_n在IDG、FD和SFD之间,与SMD和MD之间差异均不显著,WUE和WUE_i在IDG和FD之间,以及SFD、SMD和MD之间差异均不显著。禾本科草本的P_n、WUE和WUE_i 均显著高于非禾本科草本和灌木。C₄植物的P_n、WUE和WUE_i均高于C₃植物。P_n、WUE和WUE_i在豆科植物和非豆科植物间差异均不显著。在科尔沁沙地的植被恢复过程中应该重视净光合速率和水分利用效率较高的草本植物,尤其是禾本科草本的作用。