不同施氮水平对玉米生长季土壤呼吸的影响

为了探索不同氮肥用量对玉米（Zea mays）农田土壤呼吸速率的影响,采用EGM 4密闭式土壤呼吸测量系统,对甘肃省武威凉州灌区不同施氮水平下的玉米农田土壤呼吸速率进行研究。结果表明,玉米农田土壤呼吸速率的日变化为单峰曲线,其最小值和最大值分别出现在06:00和14:00左右,日变化随温度升高而增加。同时,玉米农田土壤呼吸速率(均以CO2的排放量计算)也具有较明显的季节变化,最大值为8.92 μmol/(m2·s),出现在7月,最小值为1.12 μmol/(m2·s),出现在5月,生育期变化顺序为抽雄期>大喇叭口期>拔节期>灌浆期>成熟期>苗期。土壤呼吸速率随施氮水平升高而升高,施氮450 kg/hm2（N450）排放CO2均值为5.72 μmol/(m2·s);300 kg/hm2（N300）为5.34 μmol/(m2·s);不施氮肥（N0）为4.90 μmol/(m2·s),其中N450比N300和N0分别增加了7.12%和16.73%,N300比N0增加了8.98%,不同施氮水平下玉米土壤呼吸速率的差异主要发生在生长盛期。     

不同生长年限苜蓿栽培草地CO2通量的初步研究

以种植第1年、第2年、第3年和第5年的紫花苜蓿阿尔冈金（Medicago sativa cv. Algonquin）为对象,通过研究其光合生理特性、土壤呼吸以及土壤有机碳的净通量等分析不同生长年限苜蓿草地碳通量的变化规律。结果表明,不同生长年限的苜蓿草地净光合速率呈单峰曲线,第1年和第5年在盛花期达到最大,分别为50和69 μmol/(m2·s),第2年和第3年在结荚期达到最大值,分别为60和72 μmol/(m2·s),与叶绿素a和b的含量不相关（P＞0.05）。苜蓿草地土壤呼吸的动态变化呈不规则单峰曲线变化,6月24日达到最小值,7月达到最大值,平均值为第5年＞第2年＞第3年＞第1年。土壤呼吸速率与土壤温度无明显的相关性（P＞0.05）;除第1年外,与土壤湿度显著相关（P＜0.05）,其中,第3年和第5年极显著相关（P＜0.01）。第1年、第2年、第3年和第5年的苜蓿土壤有机碳的净通量分别为3.71、-1.71、12.17和12.53 g/kg。     

地果的光能利用特性及叶面积指数对土壤营养的响应

研究了地果Ficus tikoua的光能利用特点和地果叶面积指数对土壤营养的响应。结果表明:1)地果光饱和点为1 124 μmol/(m2·s),光补偿点接近0,因此地果具有较宽的光强适应范围;2)地果水分利用效率为1.45～15.8,在光合有效辐射达500 μmol/（m2·s）时达到最大;3)地果斑块的叶面积指数处于0.662.67 m2/m2,平均为1.51 m2/m2,与其它园林绿化植物相比较低;4)叶面积指数能对土壤营养中的水分和全N含量变化作出响应,对有机C、有机P、有机K的含量变化不敏感。     

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。     

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。     

土壤含水量对条墩桑光合特性及水分利用效率的影响

条墩桑是条叶兼用的一种优良灌木桑,可用于干旱半干旱地区的风沙治理。以2年生条墩桑幼苗为试验材料,采用盆栽控水法,研究了水分胁迫下条墩桑光合特征及其水分利用效率的变化。不同土壤水分状况下,条墩桑净光合速率日变化曲线基本呈"双峰"型:正常水分和轻度干旱条件下,净光合速率在上午11:00达到最大值,分别为17.55和15.20μmol/(m2·s);中度干旱条件下,净光合速率在上午10:00前后就达到峰值,为9.60μmol/(m2·s),光合午休相对提前了1h且时间延长,其净光合速率与气孔导度的下降平行进行。水分利用效率最高值出现在上午较早时分,且上午的水分利用效率明显高于下午,其日平均值下降幅度明显小于净光合速率的降低幅度。净光合速率下降的原因既有气孔限制,又有非气孔限制因素,随着土壤水分含量的减少,非气孔限制因素作用增加。     

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。     

桑树品种荷叶白的光合生理生态特性研究

荷叶白是生产上大面积栽植的桑树品种,研究了该品种2年生植株的光合生理生态特性,作为高产栽培技术的依据。该品种2年生植株的光饱和点和光补偿点分别为401、46.7μmol/(m2.s),表观量子效率为0.0598,暗呼吸速率为2.8μmol/(m2.s),最大净光合速率为21.2μmol/(m2.s),具有较低的光饱和点和补偿点,表现出较强的弱光利用能力;CO2补偿点为131.1μmol/mol,羧化效率为0.1472,光合能力最大值为84.6μmol/(m2.s),表现出较大光合作用潜力和生存能力;随着CO2浓度倍增,气孔导度、蒸腾速率均不同程度下降,而水分利用效率明显增强。采用逐步回归与通径系数分析表明,气孔导度、叶面饱和蒸气压亏缺及光合有效辐射是影响桑树叶片净光合速率变化最主要的直接作用因子。在生产上栽植桑品种荷叶白可采用宽行密株或宽窄行相间的密植栽培形式,提高单位面积产叶量,并可在坡度较大的背光地带栽植,以充分利用丘陵蚕区的阳光与地力。     

遮荫对5种园林植物光合特性的影响

研究了遮荫对5种园林植物光合特性的影响。试验结果表明:在有效光辐射为50~100μmol/(m2·s)时,净光合速率呈先迅速增加、后明显降低的变化规律,其中,江南星蕨(Microsorum fortunei)和阔叶凤尾蕨(Pteris esquirolii)的净光合速率为1 200μmol/(m2·s),其光补偿点分别为10.25和9.35μmol/(m2·s);鸟尾花(Crossandra infundibuliformis)、珊瑚花(Cyrtanthera carnea)和叉花草(Strobilanthes hamiltoniana)的净光合速率接近1 500μmol/(m2·s),光补偿点依次为32.66,16.95和18.78μmol/(m2·s);在60%和85%遮荫下分别测定光能利用率的净光合速率及蒸腾速率日变化,总趋势与净光合速率和光补偿点的变化趋势相似,证明江南星蕨和阔叶凤尾蕨是喜阴植物,鸟尾花、叉花草和珊瑚花具有一定的耐荫性。     

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。     

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。     

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)。     

俄罗斯百脉根种质材料的光合特性研究

利用德国GFS-3000光合仪,以百脉根品种里奥、迈瑞伯、佐治亚为对照,测定了从俄罗斯引进到西北绿洲地区的61份百脉根种质材料的光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)等光合特性指标,通过灰色关联度加权分析及聚类分析综合评价了供试种质材料的光合性能。结果表明:61份种质材料可分为3类,第Ⅰ类12份种质材料,光合性能较优,其中,排在前5位的材料分别为Zxy08p-4693、Zxy06p-2376、Zxy09p-5642、Zxy09p-6464、Zxy09p-6300,该类材料的光合速率在18.12~23.39μmol/(m~2·s),胞间CO_2浓度在305.49~365.90μmol/mol,气孔限制值在0.28~0.34μmol/(m~2·s);第Ⅱ类包括引进的26份材料及对照佐治亚、迈瑞伯,光合性能中等,该类材料的光合速率在14.59~20.12μmol/(m~2·s),胞间CO_2浓度在197.32~335.53μmol/mol,气孔限制值在0.32~0.54μmol/(m~2·s);第Ⅲ类为Zxy06p-2287,Zxy08p-4528和Zxy09p-5809等20份材料及对照里奥,光合性能差,该类材料的光合速率在10.41~16.86μmol/(m~2·s),胞间CO_2浓度在217.70~319.64μmol/mol,气孔限制值在0.34~0.51μmol/(m~2·s)。     

苜蓿草地土壤呼吸及其对环境响应的研究

采用LI-8100对河北沽源牧场地区3年生苜蓿(Medicago sativa L.)草地生长季土壤呼吸速率日动态以及季动态进行测定,分析了土壤呼吸速率与土壤温度、土壤湿度和大气辐射的相关性。结果表明:苜蓿草地的土壤呼吸日动态呈单峰曲线,各观测日的最小值分别为3.102,2.071,4.655,4.52,3.355μmol·m^-2·s^-1,出现在每天8:00-9:00和18:00-19:00之间,相对应的最大值分别是4.934,3.034,6.948,5.682,4.823μmol·m^-2·s^-1,出现在13:00-16:00之间。土壤呼吸速率日动态与5 cm土壤温度的相关性最大,R2的值为0.2722~0.8214(P<0.05),与10 cm土壤温度有一定的相关性,与20 cm土壤温度相关性不大。土壤呼吸季动态呈不规则单峰曲线,最小值是2.48μmol·m^-2·s^-1,出现在6月26日,最大值是5.79μmol·m^-2·s^-1,出现在7月24日。土壤呼吸季动态与5,10,20 cm深度的土壤温度均无相关性,与5,10,20 cm深度土壤湿度均有极相关关系(P<0.01),与太阳辐射无相关性。     

不同构树光合作用的光响应比较研究

构树(Broussonetia papyrifera)具有重要的生态价值和经济价值。以10个不同构树为研究材料,通过测定其光合作用的光响应曲线,光合生理指标,包括光合速率值、胞间CO2值、气孔导度值、蒸腾速率值,分析各指标对光辐射梯度的响应变化。结果表明,湛江和广州2个构树的最大光合速率高分别为22、16.3μmol CO2/(m2.s),胞间CO2的降幅小,分别为19.8%、25.9%,气孔导度的增幅大,为82.1%、84.4%,蒸腾速率平均值小,为6.48、6.42μmol/(m2.s),最适合在湛江生长。相对而言,山东、日本、广西构树比较适合在湛江生长,广州1、武汉、河南构树还有待进一步研究,而汕头、江苏构树不适宜生长。初步选出光合作用能力强的、独特的、具有代表性的构树,为指导今后的生产及研究提供理论依据。     

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。