裸燕麦不同生育时期对干旱胁迫后复水的响应

为给裸燕麦(Avena nuda L.)高效节水生产提供理论和技术支持,在温室盆栽条件下,研究了裸燕麦持续性干旱胁迫后不同生育时期复水的生理响应。结果表明,拔节-抽穗期内复水较正常供水处理显著(P<0.05)提高株高6.57%～7.67%,其他时期复水株高与正常供水处理差异不显著(P>0.05);拔节-孕穗期和抽穗-灌浆期内复水,裸燕麦功能叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Ci)、胞间CO2浓度(Gs)和蒸腾速率(Tr)等光合参数均表现出补偿或超补偿效应,灌浆期后复水无法恢复叶片正常光合能力;拔节期、孕穗期、抽穗期和灌浆期复水,较持续干旱胁迫处理显著提高裸燕麦籽粒产量,产量增幅分别为14.29%、152.38%、66.67%和32.80%;孕穗-灌浆期复水有利于提高灌溉水利用效率。说明裸燕麦持续干旱胁迫后孕穗期和抽穗期复水对植株生长、功能叶片光合能力和产量的补偿效应明显,有利于灌溉水高效利用。     

CO2浓度升高对春小麦光合作用和籽粒产量的影响

为给在大气CO2浓度升高条件下农作物栽培和农业可持续发展的科学管理决策提供依据,利用开顶式气室(OTC)研究了大气CO2浓度升高对春小麦辽春15生长发育过程中净光合速率、田间气体交换特性、光合酶活性等光合生理生态指标的变化规律以及对籽粒产量的影响.结果表明,CO2浓度增加到550 μmol·mol-1条件下,小麦叶片Pn升高,在孕穗期、灌浆期增幅达到显著水平(P＜0.05);叶片Ci提高,在灌浆期Ci增加达到极显著的水平(P＜0.01);而小麦叶片Gs、Tr呈下降趋势,均在灌浆期与CK差异显著(P＜0.05);各生育时期小麦叶片Hill反应活力都增强,孕穗期升高达到显著水平(P＜0.05);叶绿体Ca2 /Mg2 -ATPase活性均高于对照,但未达到显著水平.高CO2浓度使得小麦生物量积累有所增加,在拔节期、孕穗期小麦植株干重极显著增加(P＜0.01);提高了小麦籽粒产量,表现为穗粒重极显著增加(P＜0.01).在光合作用的整个过程中CO2浓度升高都起到了促进作用,并且最终表现在植株生物量和籽粒产量上.     

甘蔗不同基因型群体叶面积与光照度和蔗茎产量的关系

对５个甘蔗基因型的群体叶面积指数、冠层相对光照度和蔗茎产量进行了调查研究。结果表明,在伸长期间,基因型间的群体叶面积指数和冠层相对光照度都存在显著差异;蔗茎产量存在极显著差异;叶面积指数与产量,叶面积指数与光照度之间在伸长末期存在显著相关;蔗茎产量主要受群体叶面积的影响,受光照度的影响较小。     

不同基因型冬小麦冠层温度与产量性状的关系

为分析小麦冠层温度与产量性状的关系,选用55个不同基因型冬小麦品种(系),在灌溉条件下研究了不同冬小麦基因型产量性状,冠层温度差异及二者的相关性.结果表明,基因型间冬小麦的冠层温度在开花期、花后7 d、花后21 d和花后28 d均存在极显著差异.除花后21 d外,不同测量时期在重复间也均有极显著差异.开花期和花后21 d的冠层温度分别与穗数和穗粒数呈显著相关,灌浆期间冠层温度与千粒重呈显著或极显著相关.冠层温度与产量的相关性依次为花后7 d>花后21 d>开花期>花后28 d>花后14 d>抽穗期,其中花后7 d和21 d的冠层温度与产量呈极显著相关(P<0.01).冠层温度在灌浆中后期持续偏低与冬小麦绿叶功能和衰老机制的延缓有密切关系,可用于鉴定冬小麦产量潜力.     

种植方式对夏玉米光合特性与产量的影响

试验选用当地主栽夏玉米品种郑单958,比较分析不同种植方式对夏玉米光合特性与产量的影响。结果表明,在相同种植密度(6.75万株/hm2)条件下,与对照常规等行距种植方式相比,三行靠、四行靠和五行靠种植方式光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)均有不同程度增加,处理间叶片SPAD值、光合速率差异未达到显著水平。四行靠种植方式气孔导度、蒸腾速率最高,等行距种植方式胞间CO2浓度(Ci)最高。子粒灌浆后期等行距种植方式SPAD值、灌浆速率下降速度最快。收获期三行靠、四行靠、五行靠种植方式子粒产量分别比等行距种植方式增加10.58%、6.54%、12.06%,但处理间差异未达到显著水平。     

播期对大豆开花期和鼓粒期叶片光合特性及产量的影响

为研究播期对大豆光合特性及产量的影响,以中熟型大豆黑农48为试材,依托2017年哈尔滨农试站3个播期试验,分析大豆开花期和鼓粒期光合参数、气象和产量数据。结果表明:(1)不同播期大豆开花期和鼓粒期叶片的光合特性差异显著。净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)适播比早播、晚播有所增加,Pn、Tr和WUE适播比早播、晚播分别提高14.86%和15.67%、1.06%和1.35%、14.37%和14.83%;叶片气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)和叶绿素含量(SPAD)随着播期推迟变化不同,与适播相比,早播、晚播条件下Gs变化幅度分别为17.72%和-20.35%、Ci变化幅度分别为9.53%和3.72%,随着播期推迟Gs呈降低趋势,而Ci呈先降后增变化;而在鼓粒期随着播期推迟SPAD降低。(2)光合参数间的相互影响、协同作用影响大豆的生长状况和产量的形成。Pn与Tr、WUE、光合有效辐射(PAR)存在极显著的正相关,与Ci存在极显著的负相关,逐日气温(Ta)与Tr、Gs与Ci分别存在显著、极显著正相关,Ta、Gs分别通过影响蒸散和Ci起间接作用,在大豆生殖生长期,气温、光合有效辐射和土壤水分是影响Pn的主要气象因素。(3)适播有较高的Pn、WUE、干物质积累及向籽粒转化率,适时播期可充分利用光、温、水等气候资源,促进光合效率,大豆产量增加明显。     

滴灌模式对冬小麦花后光合特性与产量的影响

为给冬小麦滴灌技术推广提供科学依据,以冬小麦品种青麦7号为材料,在全生育期灌水定额(1 800m3.hm-2)相同条件下,通过大田试验研究了4种滴灌模式(T3:一管三行、T4:一管四行、T5:一管五行、T6:一管六行)对冬小麦花后光合特性和产量的影响。结果表明,与无灌溉处理(CK)相比,滴灌冬小麦花后旗叶光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)显著升高,胞间CO2浓度(Ci)显著降低,叶绿素含量下降缓慢。不同滴灌模式间冬小麦旗叶光合特性也存在差异,灌浆前期Pn、Gs、Tr表现为T5>T4>T6>T3,灌浆后期表现为T5>T4>T3>T6。不同处理间产量表现为T5>T4>T6>T3>CK,且差异显著,其中T5比CK增产61.1%。在4个滴灌处理中,T5处理经济收益最高。说明一管五行滴灌模式最有利于冬小麦花后光合作用及高产高效。     

外源ABA对干旱条件下小麦冠层温度及光合同化物积累与分配的调控效应

为给外源脱落酸(ABA)在小麦抗旱栽培中的合理利用提供理论依据,以耐旱型品种山农20和水分敏感型品种辐287为材料,研究外源ABA对花后干旱条件下小麦冠层温度、光合特性、籽粒灌浆及产量的影响。结果表明,干旱处理显著降低了小麦吸收光能性能指数(PI_(abs))及被捕获电子传递到电子传递链Q_A~-中下游其他电子受体的概率(φ_0),尤其在灌浆后期,PI_(abs)及φ_0降幅均达到50%以上,导致叶片净光合速率、蒸腾速率及气孔导度显著下降和冠层温度显著升高。同时,干旱处理下两品种的最大灌浆速率及平均灌浆速率均呈现降低趋势。两品种花后光合积累量及花后贮藏同化物转运量对籽粒产量的贡献率均显著降低,辐287降幅大于山农20。最终表现为粒重及产量显著降低。干旱条件下喷施ABA可以显著提高PI_(abs)值、φ_0值、净光合速率及叶绿素相对含量,延缓叶绿素降解,诱导气孔适当关闭,减少水分散失,降低冠层温差。同时ABA处理提高了强势粒最大灌浆速率、平均灌浆速率,延长了生长活跃期,降低穗叶温差,花后光合积累量及花后同化物转运量对籽粒产量的贡献率显著升高,最终表现为粒重及产量提高。这说明耐旱型小麦品种叶片光合同化力强,花后干物质转运效率较高,有利于籽粒灌浆增重,实现产量提高;外源喷施ABA可以提高灌浆期水分亏缺条件下小麦的光合性能,显著降低穗叶温差,优化同化物分配比例,最终实现小麦的抗旱稳产。     

不同基因型玉米冠层温度与产量和水分利用效率的关系

2007年在甘肃陇东旱塬利用红外测温仪研究了19个基因型玉米冠层温度与产量、水分利用效率的关系。结果表明,不同基因型玉米在子粒灌浆期存在着冠层温度高度分异的现象,其差异可反应在产量和水分利用效率的不同上。无论灌浆初期还是中期或后期,旱地玉米产量、水分利用效率与冠层温度呈极显著的负相关(R²= 0.445～0.634),并且随着灌浆期推移,相关性增大。表明灌浆期冠层温度偏低的品种具有较高产量和水分利用效率,冠层温度可作为高产节水品种田间筛选的指标。     

高光效大豆光合速率与主要光合生理指标及农艺性状的关系

为明确不同大豆品种叶片在3个关键的生殖生长时期4个主要光合生理指标对光合速率(Pn)的影响;明确高光效大豆品种的Pn高于低光效大豆品种的诸多影响因素;明确大豆叶片的Pn与几个农艺性状之间的密切关系.选用4个光合速率不同的大豆品种(两个高光效品种:黑农40、黑农41;一个中光效品种:黑农37;一个低光效品种:黑农26)于大豆的始荚期(R3)、始粒期(R5)、鼓粒期(R6)测定上述4个品种的光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr),并且通过Pn.Tr的观察值推算出水分利用率(WUE=Pn/Tr).通过多元相关分析,研究了Cond等光合生理指标对Pn的影响,以及光合速率与农艺性状的相关性.结果表明:不同光合能力的大豆品种叶片的Pn在R3、R5、R6期分别与Cond、Tr呈极显著正相关;与Ci在3个生育时期大多呈微弱负相关;与WUE在R5期呈极显著正相关,在R3、R6期大多呈微弱正相关.但是,高光效品种在Pn与Cond、Ci、Tr及WUE的相关性方面比低光效品种密切.R5期大豆叶片的Pn与收获指数呈正相关,但不同光合水平大豆品种的Pn与单株重、单株粒重的相关性存在差异.     

不同品种茶树叶片功能性状及光合特性的比较

以18个茶树品种(系)为研究对象,测量了茶树叶片的叶面积、叶形指数、比叶面积、干物质含量、叶绿素a、叶绿素b及其比值、叶绿素总量、类胡萝卜素及光合特性,并分析了叶片功能性状和光合特性之间的相关性。结果表明,茶树叶片叶形指数、干物质含量、气孔导度的变异系数低于10%,其余11项指标的变异系数为15.08%~43.22%,表现出较高的多样性水平;比叶面积与干物质含量之间存在显著负相关,叶形指数和叶面积与其他叶片功能指标均无显著相关;干物质含量与光合色素之间存在显著相关,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a/叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素两两之间存在极显著相关性;净光合速率、气孔导度、蒸腾速率两两之间存在极显著正相关,且气孔导度与胞间CO_2浓度呈显著正相关,茶叶光合速率主要受气孔限制的影响;净光合速率与干物质含量之间存在显著正相关,净光合速率、蒸腾速率与光合色素含量之间存在显著或极显著正相关,说明光合色素含量高的品种具有更强的光合能力和干物质积累能力;气孔导度、水分利用效率与叶片功能性状之间相关性不显著。14号茶树品种比叶面积相对较低,同时具有较高的干物质含量、净光合速率和水分利用效率,属于抗旱性较强、光合速率和水分利用效率高的品种,可作为抗旱性强、高光效的茶树品种进一步选育和应用。     

适雨灌溉下氮肥运筹对水稻光合特性、氮素吸收及产量形成的影响

【目的】为合理利用水稻生长期间的降雨，改善江汉平原地区稻田氮肥管理。【方法】采用田间小区试验，研究了常规淹灌(FI)和适雨灌溉(RAI)条件下，农民习惯施肥(FFP)、30%尿素+70%控释掺混肥(30%N+70%CRF)和优化减氮施肥(OPT-N)对降雨利用率、水稻产量、光合特性、干物质积累及氮吸收利用的影响。【结果】1)RAI能在节省水资源同时提升稻田对雨水的储蓄和利用能力，与FI相比可减少田间灌溉水量41.7%，各生育阶段水稻叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)、干物质积累、氮素吸收以及产量均有不同程度的增加；2)两种水管理方式下，与FFP处理相比，OPT-N处理水稻在分蘖期的Pn、Gs、Ci、Tr、干物质积累和氮素吸收显著降低，但在孕穗期-灌浆期有所增加，对最终产量形成影响不大；RAI结合30%N+70%CRF处理有利于水稻生育前期Pn、Gs、Ci、Tr的增加，提升生育中后期干物质积累量，氮素吸收量在分蘖期显著高于OPT-N和FFP，在齐穗期和成熟期显著高于FFP，有效穗数、穗长、千粒质量和结实率在各处理间表现最高，实际产量相较常规水肥管理可增产10.4%。【结论】适雨灌溉条件下，OPT-N不会显著影响水稻的生长及产量，30%N+70%CRF有助于水稻光合作用、氮素吸收及产量的增加。     

适雨灌溉下氮肥运筹对水稻光合特性、氮素吸收及产量形成的影响

【目的】为合理利用水稻生长期间的降雨,改善江汉平原地区稻田氮肥管理。【方法】采用田间小区试验,研究了常规淹灌(FI)和适雨灌溉(RAI)条件下,农民习惯施肥(FFP)、30%尿素+70%控释掺混肥(30%N+70%CRF)和优化减氮施肥(OPT-N)对降雨利用率、水稻产量、光合特性、干物质积累及氮吸收利用的影响。【结果】1)RAI能在节省水资源同时提升稻田对雨水的储蓄和利用能力,与FI相比可减少田间灌溉水量41.7%,各生育阶段水稻叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)、干物质积累、氮素吸收以及产量均有不同程度的增加;2)两种水管理方式下,与FFP处理相比,OPT-N处理水稻在分蘖期的P_n、G_s、C_i、T_r、干物质积累和氮素吸收显著降低,但在孕穗期-灌浆期有所增加,对最终产量形成影响不大;RAI结合30%N+70%CRF处理有利于水稻生育前期P_n、G_s、C_i、T_r的增加,提升生育中后期干物质积累量,氮素吸收量在分蘖期显著高于OPT-N和FFP,在齐穗期和成熟期显著高于FFP,有效穗数、穗长、千粒质量和结实率在各处理间表现最高,实际产量相较常规水肥管理可增产10.4%。【结论】适雨灌溉条件下,OPT-N不会显著影响水稻的生长及产量,30%N+70%CRF有助于水稻光合作用、氮素吸收及产量的增加。     

水钾耦合对大豆光合特性及其产物积累运转的影响

盆栽条件下,研究了不同生育时期水钾耦合对大豆光合特性及水分利用效率的影响,并对光合速率与各器官干物重进行相关分析。结果表明：苗期与花期控水时,土壤水分及水钾互作极显著影响光合速率（Pn）;结荚期控水时,水分极显著影响Pn。花期与荚期控水后测定的Pn要高于苗期的Pn。水钾耦合对光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）的影响趋势相似,即水分效应要优于钾肥,且一般而言同一钾肥水平下,土壤水分的影响表现为：W4>W3、W5>W2>W1。只有当土壤水分供应适宜（W3）时,钾肥的施用提高了植株的Pn、Tr和Gs。水分对植株水分利用效率（WUE）的影响要优于钾肥,且水分为正效应。苗期及开花期控水条件下,植株的Pn与根、茎、叶干物重呈极显著正相关（p<0.01）,且Pn与各器官的相关程度表现为茎>叶>根;结荚期植株Pn与根、茎、叶干物重仍呈极显著正相关（p<0.01）,与荚粒干物重呈显著正相关（p<0.05）。     

磷素对不同品质类型大豆光合生理的影响

以6个不同品质类型(普通型、高油型和高蛋白型各2个)的亚有限结荚习性大豆品种为材料,采用裂区试验设计,研究了3个磷素水平(0、82.5、165.0 kg.hm-2P2O5)对不同品质类型大豆叶片光合生理的影响。结果表明:施磷对不同品质类型大豆开花期至鼓粒期的光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶面积指数和水分利用效率有较大影响,且施磷有利于提高各品质类型大豆的光合速率、气孔导度等光合生理指标。此外,施磷使生育后期大豆的光合速率、气孔导度等下降速度减缓,其中对高蛋白品种的影响最为明显。高蛋白品种在高磷(165.0 kg.hm-2P2O5)处理下的光合速率、气孔导度等的下降速度均最为缓慢。     

茶树对水分的生理响应

本文研究了茶树对不同供水水平及干旱胁迫的生理响应。     

涝害对甜叶菊光合及单株干叶产量的影响

利用温室盆栽法研究不同持续时间涝害对甜叶菊种质材料IS-1、QF-1、青甜杂4、JD-1、AL-4光合作用及干叶产量的影响。结果表明:随着涝害时间的持续,5份甜叶菊种质材料的叶绿素SPAD值、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)及单株干叶产量均表现出不同程度的变化。短时间涝害处理(Ta:5d)对SPAD值、Pn、Gs、Ci、Tr及单株干叶产量影响均不显著;但随着渍水时间的持续叶片SPAD值、Pn表现出下降趋势:在Tb(涝害处理10d)中IS-1、QF-1、青甜杂4、JD-1、AL-4的SPAD值较正常水分处理分别下降21.29%、34.57%、27.84%、23.01%、17.59%,QF-1下降最快,AL-4下降最慢;Pn较正常水分处理分别下降65.88%、78.51%、74.44%、71.68%、59.58%,QF-1下降最快,AL-4下降最慢;Gs与Tr变化趋势与Pn相似,而Ci与Pn变化趋势相反;随着涝害持续时间的持续,甜叶菊单株干叶产量出现下降趋势,不同材料相同时间涝害胁迫单株干叶产量下降幅度不同,表明不同材料对涝害的耐受力不同。     

超级稻上部叶片光合能力的研究

2003年,以超级杂交稻组合GD-1S/RB207为材料,研究了水稻上部叶片的光合能力.结果表明,水稻剑叶中部的净光合速率(Pn)最高,上部次之,基部最低,并且叶片不同区段的气孔导度(Gs)和羧化效率(CE)呈现同样的变化趋势.对于不同叶位的叶片而言,Pn,Gs和CE自上而下逐渐降低.相关分析表明,Pn与CE的相关性都远高于Pn与Gs的相关性,而且Pn与胞间CO2浓度(Ci)呈负相关.因此得出结论:水稻叶片光合能力高低的决定因素是Rubisco的羧化活性而不是气孔导度.另外,虽然不同分蘖剑叶的Pn与Gs呈正相关,但是与Ci呈负相关,也说明气孔导度不是叶片光合能力高低的决定因素.     

新老大豆品种叶片光合特性的比较

为了了解大豆品种叶片光合特性与产量的关系，我们对跨越70多年的4个老大豆[Glycine max(L.)Merr.]品种和4个新大豆品种的光合特性和产量进行了研究。研究结果表明：新品种产量比老品种提高了91%，新品种叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、叶绿素含量和比叶重也不同程度高于老品种，其中以净光合速率增加最多(17.3%)，而胞间CO2浓度却低于老品种。在盛花期和盛荚期，新老大豆品种叶片净光合速率与产量呈显著正相关（P﹤0.05），而其它光合特性指标与产量的相关性不稳定。     

打顶对芝麻不同叶位光合特性的影响研究

在大田管理条件下,以不打顶为对照,研究了打顶对芝麻不同叶位叶片光合特性的影响。结果表明：芝麻叶片在打顶后通过调节合适的气孔开度来控制对蒸腾强度的调节,使气体交换达到一个经济合理的阈值,从而提高光能利用效率(LUE)和水分利用效率(WUE)。打顶使芝麻各部位叶片蒸腾强度（Tr）和气孔导度（Gs）都同时下降,平均比不打顶的分别下降4.71%和8.81%,而光合速率和水分利用效率分别比不打顶的高出5.97%和13.96%。打顶与不打顶各叶位间比较,上、中、下三叶位叶片光合速率（Pn）、叶片光能利用效率、叶片水分利用效率、蒸腾强度和气孔导度都达极显著水平。打顶后,在生育后期中、下部叶位叶片仍具有较高的光合效率、光能利用效率与水分利用效率。