干旱胁迫下半干旱雨养区春小麦光响应曲线的拟合

为揭示半干旱雨养区干旱胁迫对春小麦光响应模型的适应性,通过对4种光响应曲线模型的分析比较,探讨干旱胁迫对春小麦光响应模型的适用性。结果表明：持续干旱胁迫明显降低春小麦叶片的净光合速率,而生育后期的复水使得T₁、T₂处理出现了超补偿效应。各模型下的光响应参数拟合结果显示,最大净光合速率在指数模型的模拟效果最好,光补偿点在直角双曲线修正模型中拟合效果最好,暗呼吸速率在指数模型的拟合效果最好。4种模型中直角双曲线修正模型模拟效果最好。综上所述,干旱胁迫明显降低春小麦叶片的光合能力,降低小麦叶肉细胞的光合活性,而胁迫后期的复水使得T₁、T₂处理小麦叶片的光合能力得以恢复,出现了超补偿效应。     

3个油橄榄品种光合特性与同化物分配规律

为研究油橄榄光合特性及同化物分配规律,使用LI-6400XT光合测定系统及¹³C同位素标记分别测定3个油橄榄品种的光合指标和同化物分配。结果表明,3个品种光合日变化均为典型的双峰型,存在“午休”现象。灰色关联度分析表明,影响净光合速率的主要因子是气孔导度和大气CO₂浓度。3个油橄榄品种的光饱和点、光补充点均高于一般阳性植物,为强阳性树种。不同品种间光合及CO₂响应曲线特征参数存在差异,‘佛奥’、‘鄂植8号’光合能力较强,对光和CO₂的利用范围及利用率高。用¹³C同位素法标记72 h后,光合同化物主要集中在叶片,分配率为39.52%～49.92%;种仁的光合同化物含量最低,分配率仅为6.67%～8.18%。     

丽格海棠叶片光合特性及其与生长环境研究

运用LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了温室栽培条件下丽格海棠的光合特性。结果表明：叶片净光合速率的日变化呈双峰型,有明显的“光合午休”现象。丽格海棠的光饱和点约为327μmol·m^-2·s^-1,光补偿点约为28.3μmol·m^-2·s^-1;CO₂饱和点约为1200μl·L^-1,补偿点约为60~70μl·L^-1,对高温(>25℃)的反应敏感。     

春小麦非叶器官光合特性及与籽粒蛋白质关系的氮肥调控效应

为了解氮肥调控下春小麦非叶器官光合特性及与籽粒蛋白质含量的关系,在不同施氮量下,对小麦开花后非叶器官(包括旗叶鞘、穗下节间、芒及穗)叶绿素含量、光合面积及成熟期籽粒蛋白质含量进行了研究.结果表明,在春小麦拔节期增施氮肥,能够显著提高各非叶器官叶绿素含量、增加光合面积,并能有效延缓各非叶器官叶绿素含量的降解,但不同施氮量之间对各非叶器官光合特性的影响有差异.从非叶器官光合特性与籽粒蛋白质含量的相关性看,适量氮肥的施用,提高了非叶器官叶绿素含量、光合面积与籽粒蛋白质含量的相关性.     

干旱与正常供水条件下小麦光合午休及其机理的研究

在小麦生育后期测定了干旱与正常供水条件下旗叶光合速率及其相应指标的日变化。结果表明，两处理条件下小麦午休开始的时间相同，午休的发生皆以气孔限制为肇端，非气孔限制随后才参与进来，但由于干旱胁迫使小麦光合机构受到一定程度的损伤，而使干旱条件下的小麦午休在降低的光合水平上进行。     

不同保水处理下苏丹草光合特性研究

为了研究矿区生态修复过程中植物对不同保水措施的生理响应,以常用修复植物苏丹草为研究对象,利用CIRAS-2型(PP-Systems)光合仪测定苏丹草的光合指标,探讨高温下苏丹草对不同保水措施的生理响应,以期为矿区生态修复中的保水措施提供理论依据。结果表明：不同保水处理下苏丹草的光合速率Pn和瞬间水分利用效率WUE日变化均呈“W”型曲线,蒸腾速率Tr日变化呈“M”型曲线。苏丹草的Pn有“午休”现象存在,主要受非气孔因素的影响。影响苏丹草Pn、Tr的主要环境因子为大气CO₂浓度Ca、大气温度Tc、大气相对湿度RH。在土壤上覆盖火烧石和添加粉煤灰均显著增大了苏丹草的Pn和WUE,增强了苏丹草适应高温环境的能力。从Pn的指标来看,土壤表面覆盖火烧石处理比土壤中添加粉煤灰处理的效果好,但两者同时作用效果略低于单独用火烧石处理,原因有待进一步研究。     

橡胶树光合与干物质积累模拟模型研究

基于单叶光合速率的光响应模型和冠层光的分布规律,通过积分形式,构建了橡胶树冠层光合作用模拟模型。模型充分量化了光通量密度、温度、叶面积指数、单叶最大光合速率、光合作用特征参数、消光系数、群体反射率等因子对橡胶树冠层光合速率的影响。在分别确定了叶片和木质器官与环境因子作用关系的基础上,构建了橡胶树的群体呼吸作用模型。在橡胶树冠层的光合作用模型和群体呼吸作用模型的基础上,整合成橡胶树干物质积累模拟模型。模型经初步检验,结果表明模拟值与观测值吻合度较好,模型不仅具有较强的机理性而且具有较高的预测性和实用性。     

外源一氧化氮供体SNP对受旱小麦光合色素含量和PS II光能利用能力的影响

以-0.5 MPa PEG模拟干旱胁迫, 0.1 mmol L^-1 SNP作为外源NO供体, 从荧光诱导动力学角度研究了干旱胁迫下SNP对小麦光合色素含量的变化和PS II光能利用能力的影响。结果显示, 干旱胁迫虽然引起光合色素含量的增加, 却减少了PS II反应中心的开放比例(qP), 从而限制PS II对光能的利用(F’_v/F’_m)和光合功能的正常运行(L_PFD)。经SNP和PEG同时处理的小麦光合色素含量明显增加, 细胞膜相对透性降低, 避免因干旱引起的光合功能的限制(L_PFD); SNP还能增加受旱小麦PS II开放反应中心的比例(qP), 使更多的光能传递给PS II反应中心, 减少激发能用于非光化学反应的热耗散(NPQ), 从而促使更多的激发能用于光化学反应(F’_v/F’_m)。另外, SNP减轻了干旱胁迫对PS II反应中心施加的激发压力, 引起Q_A的还原程度(1-qP)降低。因此, 干旱条件下外源NO供体SNP可能参与了受旱小麦光合色素的合成和PS II对光能的利用。     

晚播小麦灌浆期光合物质同化、分配及群体调节的效应

晚播小麦灌浆期叶片光合同化量最高、红占６０％以上，穗的光合同化量约占１５％，叶鞘及茎的光合同化量均在１１％左右。群体调节对植株上部器官、茎和叶鞘的光合同化影响较小，而主要影响倒二叶及以下叶片的光合同化。增加密度使植株中，下部叶片的光合速率及光合同化量显著降低。灌浆期籽粒是植株光合物质的主要输出部位。光合物质向茎的分配取决于种植密度。在较低密度条件下，茎是光合物质的输入部位，而在高密度条件下则是光合     

春小麦光合特性与抗旱性的关系研究

以CIMMYT提供的26份春小麦品系为试验材料,在雨养及灌溉条件下于灌浆初期、灌浆中期测定旗叶的气孔导度(G_s)、光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r),分析这些光合参数与其抗旱性的遗传相关性,并对有关性状及相关遗传力进行分析,旨在为春小麦抗旱育种的光合性状选择提供依据。结果表明:春小麦的多个光合指标与抗旱性显著相关;灌溉条件下灌浆初期T_r和G_s的遗传力较大,分别为54.62%和51.55%,灌浆初期Gs与抗旱指数的相关遗传力较大(0.4329);雨养条件下灌浆中期P_n和T_r、灌浆初期和中期G_s与抗旱指数的相关遗传力较大(0.4168~0.4907)。综合有关指标性状的遗传相关系数及遗传力、相关遗传力的分析结果,在春小麦抗旱育种实践中应注重对雨养条件下灌浆中期P_n和T_r、灌浆初期及中期G_s等光合性状进行考察及选择。     

垄作沟覆地膜对旱地马铃薯光合特性及产量形成的影响

为探讨垄作沟覆不同地膜对旱地马铃薯光合特性及产量形成的影响,于2018—2019年在宁夏南部山区设置垄上覆盖普通塑料地膜,沟内分别覆盖普通塑料地膜(DD)、可降解渗水地膜(DS)和麻纤维地膜(DM),以沟不覆盖为对照(CK),研究其对作物关键生育时期(播后60～120 d)土壤水分、马铃薯功能叶光合特性及产量形成的影响。结果表明,现蕾期(播后60 d)不同覆盖处理可显著提高0～100 cm层土壤贮水量, 2018年以DD处理最高, 2019年以DM处理最高,分别较CK显著提高11.2%和21.6%。马铃薯关键生育时期,除2019年DS处理叶面积指数较CK显著提高外,其他处理间差异均不显著;不同覆盖处理可有效提高净光合速率和蒸腾速率,其中在块茎膨大期(播后120 d) DM处理分别较CK显著提高30.0%和23.2%。2年块茎膨大期DD、DM和DS处理块茎干物质累积量平均分别较CK显著提高54.9%、50.0%和22.6%,马铃薯产量平均分别较CK增产13.2%、14.1%和5.2%,平均净收入分别增收16.3%、14.6%和4.0%,而DS处理马铃薯产量和净收益与CK相比差异均不显著。...     

不同栽培方式对玉米光合特性及产量的影响

为探索贵州地区玉米获得高产稳产的适宜栽培方式,在大田试验条件下,开展了6种不同栽培方式试验,揭示了6种不同的栽培方式对玉米叶面积指数、气孔导度、蒸腾速率、光合速率以及最终籽粒产量的影响,为贵州玉米高效生产提供基础理论依据。结果表明:与对照相比,秸秆覆盖和地膜覆盖均可提高叶面积指数、净光合速率,抽雄期的净光合速率达到峰值,从而显著提高玉米产量。在乳熟期,不同处理方式的光饱和点明显高于抽雄期,明显表现出移栽的要高于直播的,达到了差异显著性水平,地膜覆盖育苗移栽的LSP、LCP、AQE、A_(max)均显著性提高,表观量子效率的增大,提高了净光合速率,延缓了衰老,提高了光补偿点,进而提高最终产量,最终测产的结果也是地膜覆盖育苗移栽产量最高,相对于常规直播提高了20.5%,秸秆覆盖和常规对照的差异并不明显。籽粒产量与行粒数、穗行数、百粒重、穗长呈显著性相关。总的来说,地膜覆盖育苗移栽有利于提高玉米的光合特性和籽粒产量,是一种适合贵州地区的一种栽培方式。     

固定道结合垄面覆盖种植模式对春小麦冠层结构特性的影响

为了进一步丰富固定道耕作技术理论体系,2005年在河西走廊中部小麦种植区通过结合垄面覆盖试验,探讨了固定道耕作技术对春小麦株高、叶分布、叶面积指数、群体内光分布和光合速率等冠层结构特性的影响。结果表明,固定道结合垄面覆膜(CTP)、固定道结合垄面秸秆覆盖(CTS)、固定道无覆盖(CT)处理的小麦株高分别比平作(对照, LT)低2.09、3.27和5.65 cm。CTS和CTP处理的旗叶与倒3叶间距、旗叶与倒2叶间距以及倒2叶与倒3叶间距的比值接近3:2:1,有利于光能在群体各个层次均匀分布。叶面积指数在6月25日后呈LT>CTP>CTS>CT的变化规律,3个固定道处理的叶面积指数都小于LT处理,而垄面覆盖可以减弱这种影响。LT处理入射光线的97.2%被小麦群体截获,其中77.3%在旗叶层被截获,旗叶光合速率较低,光能利用率不高;CTP和CTS处理的群体内光分布较均匀,漏射损失的光线分别占入射光线的8.0%和11.2%;CT处理生长中期旗叶光合速率较高,但入射光线的透射损失率较高,占入射光线的23.7%,而且整个生育期叶面积指数偏低。总之,CTP和CTS处理构建的“松塔型”结构有利于光能有效利用,增加作物产量;而LT和CT处理则分别由于群体过于密闭遮蔽和稀疏导致光能反射和透射损失严重而降低了作物生产力。     

秸秆带状覆盖对西北雨养区马铃薯农田土壤温度及产量的影响

为探明秸秆带状覆盖和地膜覆盖对马铃薯农田土壤热量传递和产量的影响,试验于2018-2019年进行,设置不同覆盖材料（地膜、秸秆）、覆盖时期（秋、春）、露地（CK）5个处理,研究不同覆盖对马铃薯农田土壤热量传递特性及产量的影响。结果表明,各处理在不同生育期和不同土层温度存在显著差异。与CK相比,2个生长季秸秆带状覆盖显著降低0~25cm土层土壤温度0.6℃~0.9℃,降温幅度为秋覆盖大于春覆盖,地膜覆盖提高土壤温度0.3℃~0.7℃。不同时期相比,地表覆盖存在增温和降温的双重效应,降温效应秸秆带状覆盖大于地膜覆盖,而增温效应地膜覆盖大于秸秆带状覆盖。地温日变化随气温的变化存在明显的滞后效应,覆盖显著抑制地温波动。覆盖具有“双抑制效应”,在低温时段抑制了土壤热量向大气的散失,高温时段抑制了地表对太阳辐射热量的吸收,且秸秆覆盖优于地膜覆盖,秋覆盖优于春覆盖,与CK相比,2个生长季秸秆覆盖温度梯度降低7.3~7.8℃/m,地膜覆盖降低3.4~6.3℃/m。秸秆带状覆盖增产14.7%,地膜覆盖增产25.3%,处理间单薯重的差异是引起产量差异的主要因素。因此,秸秆带状覆盖在西北雨养区马铃薯生产中具有应用推广价值。     

供水与地膜覆盖对干旱灌区玉米产量的影响

研究限量供水与地膜覆盖对玉米产量的耦合效应,对于充实干旱内陆灌区水资源高效利用理论具有重要意义。在甘肃河西石羊河流域通过田间试验研究了不同覆膜方式(全膜覆盖、半膜覆盖和未覆膜)和不同灌水水平(7200、6450和5700 m3 hm–2)对玉米产量的影响。结果表明,地膜覆盖方式与灌水量对玉米籽粒产量、收获指数、双穗率、穗粒数、粒重及水分利用效率有显著影响,且二者互作效应显著。全膜覆盖高、中灌水量条件下,玉米籽粒产量分别达到13 275.5 kg hm–2和12 880.5 kg hm–2,显著高于同等灌水量的半膜覆盖和未覆膜处理,增幅达7.0%~31.0%。全膜覆盖条件下,玉米水分利用效率达到16.9 kg mm–1 hm–2,较半膜覆盖和未覆膜处理分别高12.7%和6.3%,差异显著。全膜覆盖结合高灌水量玉米的双穗率、穗粒数和粒重在各处理中均表现最高,分别达到23.9%、658.6粒穗–1和36.4 g 100粒–1。全膜和半膜覆盖条件下,高灌水量处理玉米全生育期平均叶面积指数(LAI)分别达到2.8和2.7,显著高于对应低灌水处理,中等灌水量处理与低灌水量处理的平均LAI差异不显著;全膜高灌水处理0~30 cm土壤含水量和0~25 cm土层0℃积温分别达到23.9%和3717.9℃,显著高于其他各处理。通径分析结果进一步说明,地膜覆盖主要是通过提高双穗率、增加叶面积指数提高了玉米粒重和穗粒数,从而提高玉米籽粒产量,进而双穗率、平均叶面积指数的提高均可归因于耕层土壤水热状况的改善。     

不同覆盖方式和施氮量对糜子光合特性及产量性状的影响

于2011-2013年以榆糜2号为试验材料, 采用双因素裂区设计, 以覆盖栽培方式为主因素, 氮肥应用水平为副因素,调查分析不同栽培方式和施氮量下糜子光合指标及产量性状的变化。结果表明, 与传统不覆盖和不施肥相比, 覆盖和施氮均显著提高糜子开花至成熟阶段旗叶的叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r), 同时显著降低胞间CO₂浓度(C_i), 光合改善效果以“W”垄覆地膜+垄间覆秸秆和180 kg·hm^–2氮肥施用量最为显著。覆盖和氮肥均显著提高糜子开花期和成熟期干物质积累量、干物质在各器官中的分配量, 降低糜子花前营养器官贮藏同化物转运量及其对籽粒的贡献率, 而提高了糜子花后同化物在籽粒中的分配量及其对籽粒的贡献率。覆盖显著提高糜子产量、千粒重、穗粒数和穗长, 其调控效应以“W”垄覆地膜+垄间覆秸秆较好;随施氮量的提高, 糜子产量和千粒重先升后降, 而穗粒数和穗长持续增加, 适宜的氮肥施用量为135~145 kghm^–2。因此, 建议黄土高原糜子最佳栽培措施为“W”垄覆地膜+垄间覆秸秆的二元覆盖集水保水系统结合135~145 kghm^–2氮肥用量。     

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。     

甘蓝型油菜在不同生态区的净光合速率随外界条件变化的比较

为研究冬油菜区和春油菜区2地甘蓝型油菜的光合作用差异,以甘蓝型油菜杂交种‘秦杂油3号’为材料,比较了不同光强、CO₂浓度和温度条件下2个生态区净光合速率的差别。结果显示：不同生态区甘蓝型油菜净光合速率随光强、CO₂浓度和温度变化规律基本相同;春油菜区叶片的光饱和点和光量子效率高于冬油菜区,而光补偿点、光呼吸速率和饱和光强下净光合速率比冬油菜区低;春油菜区叶片的羧化效率比冬油菜区高,而CO₂饱和点和饱和CO₂浓度下净光合速率则比冬油菜区低,两者的CO₂补偿点无显著差异;春油菜区进行光合反应的适合温度范围比冬油菜区宽,在最佳温度下春油菜区的净光合速率低于冬油菜区。结果表明春油菜区叶片的光合能力要强于冬油菜区,对环境的适应性较强。     

寒旱区地膜覆盖与施肥对土壤作物的效应分析

为了明确寒旱区不同地膜覆盖与不同施肥量的土壤和作物效应特点以及地膜覆盖增温和保水作用的相对重要性,采用二因素完全组合随机区组设计大田试验,分析比较了寒旱区宽窄幅普膜和降解膜与施肥的土壤水分、温度与作物生长和产量效应的差异。结果表明,宽、窄降解膜和普膜覆盖均有明显的增温保水作用,施肥也具有一定的增温保水作用。宽、窄降解膜和普膜覆盖玉米各生育时期均比CK明显提前,而施肥处理对玉米生育期无影响,覆盖处理对玉米生长发育的促进作用主要表现在生育前期,而施肥处理主要表现在生育中后期。不同覆盖处理显著增加了玉米产量和水分利用效率,且宽幅膜效果又显著好于窄幅膜,增产的原因主要是百粒重的显著增加,而施肥显著增产的原因是穗粒数和百粒重共同增加的结果。寒旱区限制玉米生长发育的主要因子是低温,地膜覆盖增产作用相对大于施肥,二者互作效应不显著。