不同土壤水分下侧柏苗木光合特性和水分利用效率的研究

在黄土半干旱区,采用人工控制土壤水分的方法,使用Li-6400便携式光合作用测定系统,对侧柏苗木净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度及其相应的环境因子进行了测定。结果表明:不同土壤水分状况下侧柏苗木光合速率日变化曲线呈“双峰”型,均有不同程度的“午休”现象,且上午的光合速率明显高于下午;气孔导度受水分和光热胁迫的影响,日变化曲线呈凹型;胞间CO2浓度受空气CO2浓度和气孔导度的双重影响,呈现出早晚高,正午低的日变化进程;水分利用效最高值出现在上午较早的时分,且上午的水分利用效率明显高于下午;随着土壤水分的增加,净光合速率和蒸腾速率升高,而水分利用效率降低。根据Farquhar和Sharkey的观点,造成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,上午净光合速率下降的主要是由气孔限制因素造成的,午间和下午光合速率的降低则主要归因于叶肉细胞羧化效率的降低。     

不同施肥处理对香梨膨果期光合特性的影响

在田间条件下,利用CIRAS-2型光合仪对不同施肥处理的库尔勒香梨膨果期光合特性日变化进行了测定.结果表明:香梨叶片净光合速率日变化表现为双峰曲线,峰型较弱或不明显,具有光合“午休”现象.气孔导度和气孔限制值的日变化与净光合速率日变化基本保持一致,呈双峰型,气孔导度峰型明显而气孔限制值峰型较弱.胞间CO2浓度日变化与净光合速率相反,呈双谷型.蒸腾速率日变化曲线呈单峰型,水分利用效率日变化则呈单谷型.施肥对香梨叶片的叶绿素含量、叶面积指数和光合特性都有显著影响.不同施肥处理下,香梨叶片的叶绿素含量和叶面积指数施肥效应均表现为:N＞P＞K.光合特性施肥效应各不相同,净光合速率与水分利用效率表现为:K＞P＞N,蒸腾速率表现为:P＞N＞K,气孔导度表现为:K＞N＞P.     

毛乌素沙地樟子松和油松人工林光合生理特性

利用Li-6400便携式气体分析系统,在自然条件下对毛乌素沙地腹地樟子松和油松人工林生长季叶片气体交换、水分利用效率及相关环境因子进行测定,同时探讨了影响樟子松、油松光合速率的内外因素。结果表明:生长季内毛乌素地区油松和樟子松的光合速率、蒸腾速率都表现出一定的日变化规律,都呈单峰型变化曲线;6月、7月、8月针叶树水分利用效率曲线呈下降趋势,上午时段的水分利用效率明显高于下午时段的水分利用效率。5月和9月针叶树水分利用效率日变化呈"W"型曲线,樟子松水分利用效率生长季均值为3.63μmolCO2/mmolH2O,油松水分利用效率生长季均值为3.22μmolCO2/mmolH2O,樟子松的水分利用效率始终高于油松。樟子松的净光合速率主要受光合有效辐射、气孔导度和胞间CO2浓度的影响,限制油松净光合速率的主要因子是光合有效辐射PAR和气孔导度。     

土壤水分及环境因子对刺楸叶片气体交换的影响

通过测定不同土壤水分条件下,3a生盆栽刺楸苗木的气体交换参数及其周围环境因子,探讨土壤水分及微气候因子对光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数的影响规律。结果表明:随着水分胁迫的加剧,刺楸叶片蒸腾速率、净光合速率和气孔导度总体上表现出减小的趋势,且随着胁迫的加剧,下降的幅度越大,蒸腾速率、净光合速率和气孔导度在重度、中度、轻度胁迫下日均值分别比对照下降6 6 % ,2 5 %和16 % ,81% ,30 %及5 1% ,70 % ,17%和14 %。随着土壤水分的减少,净光合速率下降逐渐由气孔限制转变为非气孔限制,水分利用效率并未完全表现出下降的趋势,日平均值表现为对照>中度>轻度>重度。逐步回归分析表明,刺楸苗木叶片水气交换参数,不仅受土壤水分的影响,同时也受外界环境因子的综合影响,且影响程度差异较大,回归方程相关系数较好     

不同土壤水分下黄刺玫光合生理生态特性的初步研究

应用CIRAS-2型光合作用系统,在半干旱黄土丘陵沟壑区,测定了3 a生黄刺玫在不同土壤水分条件下净光合速率、光合有效辐射、蒸腾速率、叶片水分利用效率的日变化,并同步测定了胞间CO2浓度、气孔导度等因子。结果表明:黄刺玫的净光合速率随土壤含水量的增加而增加,不同土壤水分条件下,净光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率的日变化曲线不同。适合黄刺玫生长的土壤水分范围在15.0%~6.3%。结论:黄刺玫是抗干旱能力很强的树种,在干旱缺水和强光、高温为突出环境胁迫因子的半干旱地区,黄刺玫最宜栽培于水分状况相对较好、光照强度相对较低的阴坡,可能会比阳坡获得更大的生产力。     

不同水分条件下核桃蒸腾速率与光合速率的研究

在黄土高原半干旱区,采用LI-1600稳态气孔仪和LI-6200便携式光合测定仪对不同土壤水分条件下盆栽核桃的生理指标进行了观测,研究土壤含水量对核桃蒸腾速率与光合速率的影响.结果表明,不同土壤含水量条件下核桃蒸腾速率、光合速率和水分利用效率的日变化具有显著的差异.当土壤体积含水量在5%以下时,核桃气孔导度很低,蒸腾速率日变化也不明显;当体积含水量为10%和15%时,蒸腾速率、光合速率和水分利用效率随着土壤水分的增加而升高,而且具有明显的日变化.土壤含水量越低,核桃叶片气孔导度与蒸腾速率和光合速率的相关性越差.通过对比得出,核桃光合作用适宜土壤体积含水量为10%～15%;土壤体积含水量控制在15%时核桃的水分利用效率达到较好状态.     

新型抗蒸腾叶面肥对刺槐水分利用效率的影响

采用盆栽法安排试验,在充分供水的条件下,用不同叶面肥对刺槐进行处理,使用LI-6200便携式光合仪、美制LI-1600稳态气孔计分别测定刺槐苗木叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)等水分生理指标及其相应的环境因子,结果表明:①不同叶面肥处理下,刺槐的净光合速率、蒸腾速率日变化都呈"双峰"曲线,而且,净光合速率日变化曲线存在光合午休现象。刺槐的水分利用效率在8:00左右最大,14:00点达到一天中的最低水平。②方差分析表明:3号叶面肥处理过的刺槐水分利用效率最大,清水对照的刺槐水分利用效率最小。     

夏玉米水分胁迫效应的试验研究

利用光合测定系统对夏玉米灌浆前期叶片水汽交换的参数进行了系统测定,得出叶片净光合速率、蒸腾速率、叶片温度、气孔导度与水分利用效率的关系.结果表明,3种水分处理的净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率都有大体一致的日变化过程,但又体现了不同水分处理的差异性.胁迫处理的水分利用效率大于湿润处理和干旱处理.水分利用效率与净光合速率、蒸腾速率的关系有很大的相似性,当净光合速率＜20μmol/m2@s时,水分利用效率基本无变化,当20μmol/m2@s＜净光合速率＜26μmol/m2@s时,水分利用效率增长最快;当蒸腾速率＜5mmol/m2@s时,水分利用效率变化不大,在5mmol/m2@s＜蒸腾速率＜7mmol/m2@s时,水分利用效率增长最快;当净光合速率＞26μmol/m2@s和蒸腾速率＞75mmol/m2@s时,水分利用效率均呈现下降趋势.水分利用效率对叶片温度有很强的敏感性,在40℃＜叶片温度＜42℃时,水分利用效率迅速增加.随气孔导度的增大,水分利用效率呈上升趋势,在140mmol/m2@s＜气孔导度＜200mmol/m2@s时,水分利用效率上升最快,气孔导度再增大时,水分利用效率趋于稳定甚或下降.     

土壤水分对山杏光合作用日变化过程的影响

在半干旱黄土丘陵区,应用CIRAS -2型光合作用测定系统,通过测定8个土壤水分梯度下山杏(Prunus sibirica L.)叶片光合生理参数的日变化过程,探讨土壤水分变化对山杏光合作用日变化过程的影响.结果表明:1)山杏光合作用日变化过程和光合午休的原因,随土壤水分的变化而明显不同,当土壤相对含水量(WT)在56.1％～66.1％之同时,山杏没有发生光合作用午休现象,但超出此土壤水分范围会发生不同程度的光合午休现象,当Wr在93.2％ ～77.0％之间时,山杏光合午休的主要原因是气孔因素限制,当Wr在49.3％ ～37.3％之间时,光合午休的主要原因开始由气孔因素向非气孔因素转变,当Wr小于37.3％后,光合午休的主要原因为非气孔因素限制,即叶肉细胞光合能力下降;2)当Wr在49.3％～77.0％之间时,山杏同时具有较高的光合速率和水分利用效率.     

黄土半干旱区元宝枫叶片气体交换参数对土壤水分的响应

在黄土高原半干旱地区，采用Li-6400便携式光合测定仪和TDR水分仪，对不同土壤水分处理下的元宝枫（Acer truncatum）盆栽苗木生长的生理生态特征进行观测。研究了叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和气孔限制值（Ls）对土壤含水量（SWC）的响应过程，并探讨了在不同土壤水分胁迫程度下影响元宝枫叶片光合作用变化的规律，最后确定了元宝枫树种在黄土区适宜生长的土壤水分调控标准。结果表明：元宝枫叶片净光合速率最高时的SWC为14％，蒸腾速率最高时的SWC为15％，叶片水分利用效率最高时的SWC为13％，8％的SWC是严重水分胁迫下叶片光合速率降低由气孔因素限制到非气孔因素限制的转折点。根据半干旱地区林业建设以提高林木水分利用效率为核心的土壤水分管理思想，确定元宝枫树种在该区最适宜生长的SWC为11％～15％。     

黄土高原高塬沟壑区坡面表层土壤水分研究

在黄土高寒区,通过人工控制土壤水分的方法,利用Li-6400便携式光合测定系统对银水牛果和沙棘苗木叶片的气体交换参数因子的光响应进行研究。结果表明,2种灌木的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率随着光强的增大而增强,而随着光强进一步增大,净光合速率、水分利用效率却出现下降的趋势,蒸腾速率仍继续增大。随着土壤含水量的增加,2种灌木的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度逐渐增大,水分利用效率先上升,在轻度水分胁迫下达到最大值后下降。在相同土壤含水量下,银水牛果光补偿点明显小于沙棘,光饱和点大于沙棘,光能利用率高于沙棘;银水牛果的表观量子效率大于沙棘,在低光强下的光合能力较高。在水分胁迫下,2种灌木相比,沙棘比银水牛果更易受强光胁迫;银水牛果对弱光的利用能力高于沙棘,水分利用效率高于沙棘,耐旱生产力较高。     

不同水肥条件对宁南旱地谷子产量、WUE及光合特性的影响

在宁南(海原)旱农试验区,通过谷子生育期补充灌水模拟当地不同降水年型,研究了不同水肥配合对谷子产量、水分利用效率(WUE)及旗叶光合特性的影响。结果表明:在欠水年型(不补灌)和平水年型(中补灌和高补灌)水分条件下,谷子产量和WUE的最高值均在中肥水平(N 120 kg/hm2,P2O5108 kg/hm2)时获得。然而,在欠水年型,从施肥增加当季作物产量和提高有限水分利用效率方面考虑,中肥水平的施肥量并不经济,而应适当减少施肥量,以节约农业生产成本,但从培肥地力的角度看,这种施肥水平是可取的。在丰水年型(高补灌)水分供应条件下,高肥水平(N 180 kg/hm2,P2O5162 kg/hm2)可使谷子产量达到最高,而中肥水平WUE却最高,因此,从提高旱作农田作物WUE和肥料利用效率角度看,施中等肥量更为合理。不同水肥条件通过改善土壤水分状况而改善作物净光合速率(P n)和蒸腾速率(T r),在水分亏缺的年份,作物受土壤水分胁迫严重,施肥对P n和T r的效应不明显;但当土壤水分供应状况较好时,P n和T r随施肥量的增加有增加趋势。     

土壤逐渐干旱下玉米幼苗光合速率与蒸腾速率变化的研究

对土壤逐步干旱下玉米幼苗光合速率、蒸腾速率及水分利用效率变化研究表明,土壤逐步干旱初期玉米光合速率、蒸腾速率有所升高,土壤相对含水量为90%时达最大,其后随土壤的继续干旱,玉米光合速率、蒸腾速率开始下降,且降势初期较缓,自70%后几乎呈直线,这是由气孔因子和非气孔因子交替或综合调节所致。叶水势-0.8MPa左右是提高玉米光合速率和水分利用效率的重要阈值之一。     

土壤水分胁迫对杜仲叶片光合及水分利用特征的影响

通过实验研究了华北石质山区4种不同土壤水分条件下3a生杜仲苗木叶片光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)等参数的光响应过程。结果表明:(1)杜仲叶片在土壤水分轻度(W1)、中度(W2)和重度(W3)胁迫条件下的光饱和点分别比对照(CK)下降12.5%、44.8%、68.5%,晴天日光合速率最大值分别比对照(CK)下降21.5%、47%、69.7%;(2)叶片蒸腾速率(Tr)呈现随光合有效辐射(PAR)增加而上升的趋势。对比CK,Tr在W1、W2和W3条件下分别下降了17%、52%和93%;(3)Gs随着PAR的增加而逐渐上升。对比CK,Gs在W1、W2和W3条件下分别下降了22.6%、67.9%、88.7%。从无水分胁迫一直到中度水分胁迫条件下,气孔限制是影响光合作用的主要原因,而土壤水分严重胁迫条件下,当PAR小于1000μmol.m-2.s-1时,气孔限制是影响光合作用的主要原因,尔后转变为非气孔限制;(4)叶片水分利用效率(WUE)对光强的适应范围比较广,W3条件下,WUE值最高。CK、W1、W2条件下,WUE相差不大,对比W3,分别下降68.6%、69.5%、67.3%。     

土壤干旱条件下锰肥对夏玉米光合特性的影响

在盆栽条件下进行了土壤干旱时夏玉米施用微量元素锰的试验。通过测定拔节期玉米叶片气孔导度(Cs)、细胞间隙CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、光合速率(Pn)和水分利用效率(WUR)等指标,探讨了干旱胁迫下外源锰对夏玉米光合特性的影响。结果表明,施用锰肥能降低光合作用的气孔限制和非气孔限制,显著提高夏玉米光合能力。锰肥对夏玉米光合作用的影响在土壤干旱时尤为显著。土壤干旱情况下,锰肥可使玉米叶片Cs增加58.11%,Pn和WUR分别增加42.07%和50.00%,从而减轻了土壤干旱对玉米光合作用的抑制。     

大青山南麓阳坡油松生长的适宜土壤水分环境研究

在大青山南麓浅山地带的阳坡造林地,使用Li-6400便携式光合测定仪对不同土壤水分处理下的油松（Pinus tabulaeformis）苗木的光合生理参数进行了测定。为了确定适宜油松生长的土壤水分范围,研究了叶片净光合速率（Pn）、羧化效率（Ce）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）对土壤含水量（SWC）的响应过程,并探讨了在不同土壤水分状况下叶片光合作用的变化规律。研究表明:维持油松最佳Pn的SWC为17.9%;维持最佳WUE的SWC为14.66%;维持最佳Ce的SWC为16.43%;油松的土壤水合补偿点为3.74%,Tr最大时的SWC为18.7%。根据大青山南麓阳坡造林地的立地条件,选取维持最佳WUE的SWC临界值和维持最佳Pn 70%相应的SWC作为油松生长的适宜土壤水分环境上下限,这一指标可量化为10.85%～14.66%。     

桃光合性能杂种优势的秋季日变化特征

以桃品种“吊枝白”和“霞晖5 号”及其杂交F1 代种苗为试验材料, 研究了桃在秋季的光合性能杂种优势日变化特征。结果表明: 净光合速率(Pn)午间表现正向杂种优势, 蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)全天基本表现负向杂种优势, 而水分利用效率(WUE)则全天基本表现正向杂种优势。相关性分析表明, 杂交F₁ 代种苗的Pn 与Tr、Pn 与Gs、Tr 与Gs 均呈正相关, 其中Pn 与Tr 之间相关性达显著水平(P<0.05); 亲本的Pn 与Tr之间呈显著正相关(P<0.05), Gs 与Pn、WUE 之间呈显著正相关(P<0.05)。灰色关联度分析表明, 影响Pn、Tr和WUE 杂种优势率的主要因素均为大气CO₂ 浓度(Ca)。     

水分胁迫对刺五加幼苗光合生理特性的影响

 通过对刺五加（Acanthopanax Senticosus）幼苗的盆栽实验,模拟4个土壤水分梯度（对照、轻度水分胁迫、中度水分胁迫和重度水分胁迫）下,刺五加幼苗的光合色素、光合作用以及脯氨酸和丙二醛含量的变化特性。结果表明:光合色素含量随水分胁迫程度的加强呈下降的趋势,中度和重度水分胁迫组的光合色素含量较低,均显著低于对照组,而轻度水分胁迫组的光合色素含量与对照组差异不明显,且一直保持很高水平。各组的叶绿素与类胡萝卜素含量比值在3.02～3.65之间波动。在轻度的水分胁迫环境下,其净光合速率未受到显著影响,保持与对照组一致的较高水平,其蒸腾速率较低,比对照组下降27.25%,而水分利用效率比对照组增加26.97%。在中度水分胁迫环境下,刺五加幼苗表现出了较低的净光合速率和蒸腾速率以及较高的水分利用效率,与对照组相比,净光合速率下降29.46%,蒸腾速率下降50.67%,水分利用效率升高33.70%;重度的水分胁迫下的净光合速率和蒸腾速率均处于最低水平,但此时水分利用效率却最大,高出对照77.51%。在整个实验期,叶片脯氨酸和丙二醛含量随着干旱胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而持续上升。研究表明,刺五加幼苗具有一定的抗旱能力,但不适应相对干旱的土壤水分环境。研究结论为人工栽培刺五加提供了科学依据。     

干旱及复水对玉米叶片光合特性的影响

盆栽条件下,以玉米品种户单4号为材料,设正常供水(CK)、中度水分胁迫(MS)和重度水分胁迫(SS)三个水分处理,研究了拔节期和孕穗期水分胁迫及复水对玉米叶片光合、叶绿素荧光的影响,以期为玉米补偿机制的阐明提供理论依据。结果表明:(1)干旱胁迫使叶水势(ψleaf)降低,复水后拔节期重度胁迫叶水势迅速恢复并超过对照,而孕穗期则恢复缓慢;(2)拔节期和孕穗期重度胁迫降低了叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)及光化学猝灭系数(qP),但复水5d后可基本恢复至对照;Ci最低,气孔限制值(Ls)较对照分别增加了6.85%,9.52%,Fv/Fm值分别降低了1.72%和0.61%,表明气孔限制是Pn降低的主要原因;(3)拔节期重度胁迫叶的水分利用效率(WUE)高于对照,表现出补偿效应;孕穗期干旱胁迫下WUE表现为:MS>CK>SS,在复水第一天达最大值,随后趋于降低。说明拔节期和孕穗期光合特性变化存在差异性。     

黄土高原半干旱区林木生长适宜土壤水分环境的研究

采用 L I- 62 0 0型植物光合测定系统、L I- 160 0型稳态气孔计和 L NW- 5 0 A型中子水分测定仪 ,对不同土壤水分胁迫下刺槐、侧柏林木和苹果树及其盆栽苗木生长的生理、生态特征进行实地观测 ,研究了叶片净光合速率( Pn)、蒸腾速率 ( Tr)、羧化效率 ( CE)、叶片水分利用效率 ( WUEL)以及气孔导度 ( Cs)和气孔阻力 ( Rs)对土壤含水量 ( SWC)变化的响应过程。结果表明 :刺槐、侧柏和苹果净光合速率最高时的 SWC分别为 17.13 % ,15 .90 %和 16.11% ;维持其最高净光合速率 70 %以上的土壤含水量 (即气孔导度的土壤水分响应曲线转折点对应的土壤含水量 )临界值分别为 10 .5 0 % ,9.5 0 %和 9.75 % ;其蒸腾速率最高时的 SWC分别为 18.82 % ,19.70 %和16.3 3 % ;其叶片水分利用效率最高时的 SWC依次为 13 .2 3 % ,10 .66%和 12 .3 8% ;其羧化效率最高时的 SWC依次为 15 .70 % ,15 .5 0 %和 15 .83 %。根据半干旱地区林业建设以提高林木水分利用效率为核心的土壤水分管理思想 ,分别选取维持最高叶片水分利用效率的土壤含水量临界值和维持较高光合速率 (最大光合速率的 70 %以上 )的土壤含水量临界值作为林木生长适宜土壤水分环境的上、下限标准。这一标准概化为 :刺槐 10 .5 %～ 13 .5 % ,侧柏 9.5 %～ 10 .5 %