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。     

淹水胁迫对香根草生长及光合生理的影响

研究了全淹、半水淹、对照3种处理香根草Vetiveria zizanioides在30 d后的生长状况,以及退水、复水40 d后3种处理香根草对光合有效辐射(PAR)增强的光合生理响应.以净光合速率(Pn)为例,分别为4.90,4.37,4.30 μmol/(m2·s);蒸腾速率(Tr)分别为0.59,0.67,0.93 μmol/(m2·s);水分利用效率(WUE)分别为6.42,7.69,6.77 μmol/(m2·s),差异不显著.3种处理的综合排序为半淹>全淹>对照.     

4个紫花苜蓿品种分枝期光合速率、蒸腾速率日变化及其影响因子分析

在自然条件下,利用CIRAS-Ⅱ型便携式光合仪对分枝期的阿尔冈金、WL323高品质、WL414、大富豪4个紫花苜蓿品种(3龄1茬)的叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及相关的生理因子和生态因子的日变化进行测定,分析了4个紫花苜蓿品种的光合、蒸腾速率以及各影响因子对光合、蒸腾速率日变化的影响.结果表明,Pn、Tr及相关生理、生态因子的日变化趋势都呈单峰曲线或U型曲线,WL323高品质是高光合、高水分利用率和低蒸腾品种;4个苜蓿品种Pn的下降是由非气孔因素所致,Tr日变化与气温(Ta)、光合有效辐射(PAR)相关性最密切,且变化趋势一致;而Pn则主要受PAR和胞间CO2浓度(Ci)及气孔导度(Gs)的影响,其日变化趋势与PAR变化趋势相同,与Ci的变化趋势相反;生态因子PAR和Ta是4个紫花苜蓿品种Tr的主要决定因子,Ca是主要的限制因子,PAR是Pn的主要决定因子;生理因子Gs是Pn和Tr的主要决定因子,Ci是主要限制因子.     

几个引种苜蓿品种的生理适应性研究

采用Li-6400便携式光合测定系统,测定已在内蒙古多伦县广泛种植的草原三号及4个引种苜蓿品种(甘农三号、新疆大叶、皇后苜蓿和中兰一号)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日变化及其对生理因子、环境因子的响应,并测定生物量。结果表明:(1)皇后苜蓿的生物量(383.3g/m~2)与草原三号的(417.8g/m~2)均较高无显著性差异,新疆大叶、中兰一号和甘农三号生物量分别为325.7,167.7和161.4g/m~2;(2)草原三号、皇后苜蓿和新疆大叶Pn和Tr为"双峰型",甘农三号和中兰一号Pn和Tr为"单峰型";(3)草原三号Pn为10.649μmol/(m~2·s),Tr为4.963mmol/(m~2·s),均最高,引种品种以皇后苜蓿Pn9.195μmol/(m~2·s)和Tr4.919mmol/(m~2·s)最高;(4)光合有效辐射是影响草原三号Pn的主导因子,胞间CO2浓度和相对湿度为影响引种苜蓿品种Pn的主导因子;Gs为影响5个苜蓿品种Tr的主导因子。(5)"双峰型"引种苜蓿品种对当地生态环境的适应性强于"单峰型"。根据4个苜蓿品种在该地的光合特性和生物量表现,认为皇后苜蓿可作为内蒙古多伦县人工草地建植引种的备选品种。     

刈割对热研13号柱花革光合特性的影响

在盆栽条件下,用20,40和60 d 3个刈割周期与5,15和25 cm 3种留茬高度组合为9个刈割处理,对热研13号柱花草的光合特性进行研究.结果表明:刈割周期和留茬高度的互作对柱花草光合特性的影响,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)达到显著水平,其他指标均不显著.高频次低留茬(20 d 5cm)刈割处理的柱花草光合速度(Pn),Gs,胞间CO2间浓度(Ci)和Tr均最高,分别达到了20.52 μmolC02/(m2·s),0.49μmol/(m2·s),318.89μL/L和11.32 mmol/(m2·s).而低频次高留茬(60 d 25cm)刈割处理柱花草的WUE最高,达到了2.75μmol CO2/(mmol·H2O).     

灌浆期不同株龄老芒麦旗叶对光照强度的响应及光合基础环境指标差异

利用人工模拟光源研究了在高寒区同一生境下,不同株龄老芒麦旗叶净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)及水分利用效率(WUE)随光照增强的响应差异,同时分析各株龄老芒麦旗叶的光合基础环境指标差异.结果 表明:株高由高到低为3株龄＞4株龄＞5株龄,且各株龄间差异显著(P＜0.05);4株龄老芒麦旗叶的叶长和叶面积均较大,且与3株龄或5株龄差异显著(P＜0.05).在200～2000 μmol/(m2·s)光子量照度,各株龄老芒麦旗叶Pn和Tr均为3株龄＞4株龄＞5株龄,且二者呈极显著正相关关系(P＜0.01).Pn与Gs或Ls呈极显著正相关,Pn与Ci呈极显著负相关(P＜0.01).主要受气孔限制因素的影响,3和4株龄老芒麦旗叶分别在光子量照度为1200和1000 μmol/(m2·s)时出现光抑制现象,而5株龄在800 μmol/(m2·s)时,主要受到非气孔限制因素影响表现为光抑制.光子量照度极显著影响旗叶Pn和Gs(P＜0.01),株龄极显著影响Ci (P＜0.01),二因素共同作用时,显著影响老芒麦旗叶Pn和Gs(P＜0.05).     

糖蜜草的光合特性研究

糖蜜草为禾本科牧草,是复垦和水土保持的良好植物。5月份选取晴天用LI-6400便携式光合仪测定糖蜜草的光合特性。结果表明,糖蜜草的光合日变化呈双峰型,有明显的“午休”现象且受气孔调节。10∶00出现第1个峰值,Pn为18.8μmol/(m2.s),14∶00左右出现第2个峰值,Pn为14.4μmol/(m2.s),变化趋势与蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等因子相同。糖蜜草叶片的光饱和点(LSP)为1800μmol/(m2.s),光补偿点(LCP)为44μmol/(m2.s),表观量子效率(AQY)为0.066 molCO2mol,CO2饱和点(CSP)为699μmol/CO2/mol,CO2补偿点(CCP)为4.31μmolCO2/mol,羧化效率(CE)为0.0183μmol/(m2.s),表明糖蜜草是一种喜光的C4型阳性植物。     

人工四倍体桑树品种鄂桑2号的光合特性研究

多倍体桑树品种具有生长势旺、叶片肥大、叶质优良等特点。采用LI-6400型便携式光合系统测试人工诱变培育的四倍体桑树品种鄂桑2号和二倍体桑树品种湖桑32号植株的各项光合生理参数及其变化规律,分析多倍体桑树品种高产、优质的光合生理机制。测试结果:四倍体和二倍体桑树的叶片净光合速率(Pn)日变化都呈双峰曲线,但出现峰值的时间不同;光补偿点(LCP)为鄂桑2号[55.89μmol/(m2·s)]>湖桑32号[39.90μmol/(m2·s)],光饱和点(LSP)为鄂桑2号[1 332.44μmol/(m2·s)]<湖桑32号[1 572.06μmol/(m2·s)];鄂桑2号和湖桑32号叶片的净光合速率、表观量子效率(AQY)、羧化效率(CE)、气孔限制值(Ls)差异不显著,而光合能力(Pm)和二磷酸核酮糖(RuBP)最大再生速率差异均达显著水平(P<0.05),且鄂桑2号<湖桑32号;鄂桑2号叶片Pn的季节变化动态为10月8日>8月12日>9月22日>9月13日>8月30日,而湖桑32号叶片Pn的季节变化动态为10月8日>9月13日>9月22日>8月12日>8月30日,各测定时期湖桑32号叶片的Pn均大于鄂桑2号;鄂桑2号与湖桑32号不同叶位叶片的Pn差异不显著(P>0.05);鄂桑2号的叶面积及叶绿素含量均大于湖桑32号,且第5、7、9、11位叶均达差异显著水平(P<0.05)。鄂桑2号叶片的光合性能低于湖桑32号,但其叶绿素含量与叶面积显著高于湖桑32号,这可能是鄂桑2号高产的重要因素之一。     

冷饭团光合日变化及土壤水分对其光合特性的影响*

适合的土壤水分和光照强度更有利于植物生长。以冷饭团 (Kadsura coccinea)小苗为研究对象,采用LI-6400便携式光合仪对其光合日变化及不同土壤水分条件下的光合指标进行测定并分析。结果表明,冷饭团净光合速率(Pn)日变化呈“双峰”型,有轻微“午休”现象。不同有效辐射(PAR)阶段,不同土壤含水率实验组变化趋势不同,在PAR为200~600 μmol.(m2.s)-1阶段,各实验组均达到较高的Pn值,且实验组间无显著性差异(P>0.05)。弱光条件下[PAR<200 μmol.(m2.s)-1],随着土壤水分减少,光补偿点(LCP) 减小,对弱光的利用能力增加;强光条件下[PAR>600 μmol.(m2.s)-1],除含水率19.6%实验组,Pn、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs) 呈升高或稳定趋势变化外,其余5组随着含水率的减小而减小,水分利用率(WUE)先减小后平稳,且随含水率减小而增大。土壤含水率为19.6%,PAR 为600 μmol.(m2.s)-1] 是冷饭团较为适合生长的环境条件。     

淫羊藿的光合特性及其影响因素研究

旨在研究淫羊藿(Epimedium brevicornu Maxim.)的光合作用的日变化特征以及影响其光合作用的因素,为合理开发与人工种植淫羊藿提供参考依据。利用Li-6400光合作用测定系统测定淫羊藿叶片光合作用的日变化,测量光合速率(Pn)、相对湿度(RH)、空气温度(Tar)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、土壤温度(Ts)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、叶片温度(Tl)、光合有效辐射(PAR)等生理生态因子,并通过相关性分析明确淫羊藿净光合速率和生理生态因子之间的关系。结果发现,淫羊藿的净光合速率呈现双峰曲线,两个峰值分别是10∶00和14∶00,在上午10∶00时,淫羊藿叶片净光合速率是全天的最高值3.39μmol CO_2/(m~2·s);相关性分析表明,光合有效辐射(PAR)、空气温度(Tar)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、大气相对湿度(RH)、蒸腾速率(Tr)这6个生理生态因子对淫羊藿的净光合速率有显著性影响。淫羊藿具有明显的"光合午休"现象,在淫羊藿种植中要对淫羊藿进行遮阴以及适当的灌水和通风,以改善空气相对湿度,补充植株水分,增大叶片的气孔导度,提高光合速率,以达到优质高产的目的。     

阴山扁蓿豆光合特性对模拟牦牛、藏羊践踏和降水的短期响应

为明晰牦牛和藏羊践踏对阴山扁蓿豆光合特性的分异影响,在天祝高寒草地采用模拟降水和践踏双因子控制试验,研究了阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、叶片气体交换参数变化对短期模拟牦牛、藏羊践踏和降水的响应。结果表明,随着模拟牦牛和藏羊践踏强度的增加、模拟降水量的降低,阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、蒸腾速率(T_r)、叶片气孔导度(G_s)和净光合速率(P_n)均呈下降趋势,胞间CO₂浓度(C_i)呈上升趋势。相同降水量下,藏羊和牦牛轻度践踏强度下阴山扁蓿豆蒸腾速率、叶片气孔导度和净光合速率均高于对照,胞间CO₂浓度低于对照。与对照相比,牦牛重度践踏处理下阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、蒸腾速率、叶片气孔导度和净光合速率的降幅和胞间CO₂浓度的升幅均大于藏羊重度践踏处理。单一的模拟降水或模拟践踏极显著地影响了各测定指标,且两者共同作用对阴山扁蓿豆单叶面积、蒸腾速率、叶片气孔导度、净光合速率和践踏末期叶绿素含量的影响达极显著水平。综合可得,牦牛和藏羊轻度践踏可促进阴山扁蓿豆光合作用,重度践踏严重抑制了阴山扁蓿豆光合作用,且牦牛践踏对阴山扁蓿豆光合能力的抑制作用大于藏羊践踏。     

黑籽雀稗的光合生理特性研究

利用Li-6400便携式光合分析仪测定黑籽雀稗的光合特性。结果表明,黑籽雀稗的光合日变化呈双峰型,有明显的“午休”现象。11:00左右出现第1个峰值(Pn为28.8 μmol/m²·s),15:00左右出现第2个峰值(Pn为21.59 μmol/m²·s),变化趋势与气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)等因子相同。黑籽雀稗叶片的光饱和点(LSP)为1 700 μmol/(m²·s),光补偿点(LCP)20 μmol/(m²·s),表观光量子效率(AQY)0.073 9 mol/mol,CO₂饱和点(CSP)600.01 μmol/mol,CO₂补偿点(CCP)21.89 μmol/mol,羧化效率(CE)0.084 6 μmol/(m²·s)。     

三种山麦冬属植物光合特性研究

用LI-6400便携式光合分析仪测定山麦冬、阔叶山麦冬、禾叶山麦冬的光合特性。结果表明:3种植物的光补偿点均小于20μmol/(m2.s),光饱和点均小于600μmol/(m2.s),最大净光合速率较低;其光合日动态具有“午休”现象,最大净光合速率出现在10∶00,净光合速率变化受光合有效辐射,叶面温度和相对湿度等环境因素的影响,随气孔导度和叶面饱和蒸汽压亏缺等因子的变化而变化,说明3种植物耐荫性均强,不喜强光。     

不同盐浓度下硅对高羊茅苗期生长及光合特征的影响

坪用高羊茅(Festuca arundinacea)因长期多频灌溉往往生长在土壤盐渍化或潜在盐渍化的生境中,本研究采用盆栽试验分析了不同盐浓度下硅对两个高羊茅品种(抗性强的XD和抗性弱的K31)种子发芽、苗期生物量及光合特征的影响。结果表明,盐浓度、硅、品种、盐浓度×品种以及硅×盐浓度互作均显著影响了高羊茅种子发芽及苗期光合特征(P0.05)。两个品种XD和K31的出苗率、保苗率、生物量以及光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)均随盐浓度增加呈整体下降趋势,而胞间CO_2浓度(C_i)随盐浓度增加整体呈上升趋势。硅在一定盐浓度范围内显著提高了XD和K31的出苗率、保苗率、生物量、P_n、G_s和L_s,而降低了C_i、T_r(P0.05),且同一盐浓度下K31对硅响应的敏感性大于XD,这说明添加硅对盐生境下高羊茅生长的影响与品种自身抗性密切相关。     

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。     

3种鼠尾草属植物光合作用-光响应特性研究

研究丹参、宝兴鼠尾草和短唇鼠尾草光合作用-光响应特性,阐明其对环境光合特性的适应和生理响应,为丹参田间高产栽培技术、鼠尾草属野生植物资源的引种和保护提供理论依据。测定丹参、宝兴鼠尾草和短唇鼠尾草叶绿素含量,并利用LI-6400便携式光合仪研究其光合特性,同时运用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和C₃植物光响应新模型对光响应曲线进行拟合比较研究。结果显示,3种鼠尾草属植物的叶绿素含量存在明显差异。其光响应曲线均符合C₃植物光响应新模型。丹参表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pn_max)、光补偿点(LCP)均最低,分别为0.040 3,13.32 μmol/(m²·s),24.37 μmol/(m²·s);宝兴鼠尾草为最高;短唇鼠尾草居中。3种植物的净光合速率(Pn)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)对不同光合有效辐射(PAR)的响应均有一定程度的差异。C₃植物光响应新模型拟合的结果最好。丹参和宝兴鼠尾草不属于典型的阳性植物,短唇鼠尾草则更为耐荫。可以采取与玉米等高竿作物间作或套作,缓和蒸腾作用,以达到提高丹参净光合速率的目的。     

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。     

遮阴和干旱对荩草光合特性影响的协同作用

为明确遮阴和干旱协同处理对荩草光合作用的影响,揭示荩草对遮阴和干旱胁迫的抗逆潜力和生态学特点。以具有边坡草坪开发价值的野生荩草为材料,设置5个遮阴梯度和4个干旱梯度交互形成的20个协同处理,对其进行叶生物量分配比、光合色素含量、光响应能力及光合参数的测定。结果表明,荩草叶面积、叶数、叶生物量和叶分配比均显著受遮阴、干旱、遮阴和干旱协同作用的影响(P<0.05),遮阴和干旱对叶面积、生物量和分配比有极显著协同作用(P<0.01),作用大小为分配比>叶数>叶面积>叶生物量;荩草的Chla、Chlb和Chla+b含量及Chla/b显著受遮阴、干旱、遮阴和干旱协同作用影响(P<0.05),Chlb比Chla易受生境影响,遮阴是影响叶绿素含量和比例的主要因子,干旱次之,遮阴和干旱对Chlb和Chla+b含量及Chla/b有显著协同作用(P<0.05);荩草光响应能力极显著的受遮阴、干旱、遮阴和干旱协同作用的影响(P<0.01),遮阴和干旱对光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和最大净光合速率(P_nmax)有显著的协同作用(P<0.05),作用大小为P_nmax>LSP>LCP;荩草的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO₂浓度(C_i)、气孔导度(G_s)均显著受遮阴、干旱、遮阴和干旱协同作用影响(P<0.05),遮阴和干旱对光合参数有极显著协同作用(P<0.01),遮阴主要影响P_n,干旱主要影响G_s、C_i 和T_r,协同作用对T_r的影响最大,≤30%遮阴可缓解干旱引起的P_n、T_r、C_i、G_s下降程度,>30%遮阴则加重了下降趋势。遮阴和干旱协同作用比遮阴或干旱单一胁迫,提高了荩草光合叶面积和叶绿素含量,改变了光响应能力和光合参数,可提升荩草的抗逆潜力和生态适应范围。     

苜蓿光合速率日变化及其与环境因子的关系

利用LI-6400光合仪测定苜蓿叶片净光合速率,研究其日变化及与环境因子的关系。结果表明:苜蓿叶片净光合速率、蒸腾速率日变化均呈现"双峰"曲线,有明显的光合"午休"现象;净光合速率峰值出现在10:00和13:00,分别为33.55和27.88μmol CO₂·m^-2·s^-1,第1峰值大于第2峰值;蒸腾速率的峰值出现在11:00和14:00,比光合速率滞后1小时;相关分析表明,苜蓿净光合速率与光合有效辐射、气孔导度呈极显著正相关(r=0.8433^**、0.8223^**),与田间CO₂浓度呈极显著负相关(r=-0.8125^**);在光照强度、CO₂浓度、气温和空气湿度4个环境因子中,影响净光合速率日变化的主要因子是田间CO₂浓度。