缙云山三种典型阔叶树光合生理特性研究

为研究缙云山三种典型阔叶树光合生理特性,并找出合适的光响应拟合曲线,通过测定自然条件下三种典型树种四川山矾（Symplocos setchuanensis）、四川大头茶（Gordonia acuminata）、白毛新木姜子（Neolitsea aurata）光合生理生态特征参数,采用修正直角双曲线模型、非直角双曲线模型对光响应曲线进行拟合,结果表明:（1）四川大头茶的光饱和点为1 048μmol/（m²·s）,光补偿点为3.25μmol/（m²·s）,四川山矾光饱和点为2337μmol/（m²·s）,光补偿点为5.48μmol/（m²·s）,白毛新木姜子光饱和点为1 164μmol/（m²·s）,光补偿点为4.62μmol/（m²·s）;（2）蒸腾速率表现为白毛新木姜子>四川大头茶>四川山矾,在相同光强下,白毛新木姜子比四川山矾蒸腾速率高0.6～0.7μmolCO₂/（m²·s）。四川山矾的耐光性最强,且可能为C4植物;对于有光抑制现象树种,修正直角双曲线模型在求光饱和点、最大净光合速率方面更具优势。     

不同高度层冬小麦叶片水分利用效率对CO2浓度变化的响应

大气CO2浓度升高会给地球生态系统带来一系列环境问题,植物能够通过气孔调节光合作用和蒸腾作用,对环境变化做出响应。本研究以评价植物光合作用和蒸腾作用相互关系的指标水分利用效率为切入点,以冬小麦为研究对象,在灌浆期将冠层按距离地面高度分上、中、下三层,采用LI-6400便携式光合作用测量系统测定数据对各层叶片光合、蒸腾特性随CO2浓度变化的响应进行了对比分析。结果表明：随着CO2浓度的增加,（1）各层叶片净光合速率呈直角双曲线形式增加,不同层叶片之间净光合速率对CO2浓度响应的差异不显著（P〉0.05）,但各层羧化速率、光合能力、光呼吸表现不一致,均为上层〉中层〉下层;（2）各层叶片蒸腾速率总体下降,不同层叶片之间蒸腾速率对CO2浓度响应的差异显著（P〈0.01）,蒸腾速率的变化是气孔导度随CO2浓度变化的结果,两者呈显著正相关（P〈0.01）;（3）净光合速率提高与蒸腾速率降低,共同使叶片水平水分利用效率提高。研究工作有利于加深气候变化对农业影响的认识,也为农田生态系统碳、水耦合循环的多层模型研究奠定基础。     

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。     

不同土壤水分条件下白榆的光响应研究

在黄土半干旱地区,利用LI- 6400便携式光合仪的Li-6400-02B红蓝光源设定从0～2 000 μmol/(m2·s)的光强,通过人工控水的方法取得不同的水分梯度,对白榆的各生理生长参数的光响应规律进行研究,结果表明光辐射强度和土壤含水量对白榆的净光合速率,蒸腾速率和水分利用效率有十分显著的影响.白榆光合速率Pn在土壤含水量为17.68%左右时达到最大,光合利用率在光强为1 200～1 600 μmol/(m2·s)时较高.蒸腾速率Tr在各水分梯度下随光强的增大有增大的趋势,水分利用效率WUE在土壤含水量为14.86%左右达到最大,在光强为800～1 500 μmol/(m2·s)时较高.因此,白榆生长的适宜水分条件为14.86%～17.68%,光强为1 200～1 500 μmol/(m2·s)时,光能和水分利用效率都较高.     

人工幼林施肥对紫椴光合速率和蒸腾速率的影响

为了提高紫椴人工林培育效益,以紫椴10年生人工幼林为研究对象,采用二次回归正交旋转设计筛选出适宜的追肥配比为:氯化钾97.70、钙镁磷肥126.47和尿素241.90 g/plant。N、P、K肥都有提高净光合速率和蒸腾速率的作用,以N肥最为明显;三者在对净光速率和蒸腾速率的影响方面存在叠加效应。净光合速率与蒸腾速率日变化趋势相似,但在时间上存在差异,每日净光合速率的提高滞后于蒸腾速度的提高。     

东江中上游3种造林树种的光合-光响应特征

 以东江中上游6年生的山乌桕、枫香和南酸枣为材料,采用LI-COR公司L i-6400光合作用测定系统测定光合、蒸腾、水分利用效率等生理参数及其光响应过程,探讨3树种在自然生境条件下的光合-光响应特征。结果表明:3树种光合-光响应曲线均符合非直角双曲线模型(R2>0.98)和指数模型(R2>0.98);3树种表观量子效率和暗呼吸速率均表现为山乌桕>南酸枣>枫香,山乌桕在弱光下光合能力要高于枫香和南酸枣,但对光合产物消耗大;山乌桕最大净光合速率与枫香、南酸枣间差异显著(0.05);3树种介于阴生植物和阳生植物之间,山乌桕对强光的适应能力较好,对光照强度表现出一定的适应性和可塑性,具有较宽的光照生态幅,对弱光与强光的利用能力较高;3树种净光合速率光响应均值表现为山乌桕>南酸枣>枫香,耗水能力表现为山乌桕>南酸枣>枫香,而水分利用效率表现为枫香>山乌桕>南酸枣。     

氮素营养对干旱地区小麦光合生理的影响

对不同供氮条件下小麦光合速率、蒸腾速率、细胞间隙CO2浓度的分析表明,土壤水分胁迫下,细胞间隙CO2浓度日变化则呈"W"型,叶片光合速率和蒸腾速率日变化均呈单峰型,光合峰值出现在上午10:00前后,蒸腾峰值则出现在上午11:00前后;土壤水分胁迫下,过多施用氮肥可使作物细胞间隙CO2浓度下降,显著抑制叶片蒸腾和光合速率,合适的施氮量应保持在90kg/hm2左右。     

白榆沙棘光合生理参数与土壤含水量关系研究

采用Li-6400便携式光合仪在模拟光照条件下，对不同水分处理的白榆、沙棘进行观测。观测参数包括：净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等。并且运用SPSS数据处理软件进行分析，从而确定白榆、沙棘光合生理参数与土壤含水量之间的关系，并在研究过程中对试验地土壤水分进行有效性评价；其等级分别为：无产无效水、低产低效水、高产高效水、高产低效水。而把高产高效水作为指导当地林业生产的土壤水分管理条件。结果表明白榆沙棘具有高产高效的土壤含水量分别为11．4％～17．2％；9．5％～16．5％。     

地表覆盖及生理生态因子对苹果树光合特性的影响

以9年生长枝富士苹果树为研究对象,利用LI-6400便携式光合测定系统监测不同地表覆盖模式下盛果期苹果树净光合速率、蒸腾速率日变化,并对与净光合速率和蒸腾速率相关的环境因子及生理子的相互关系进行分析.结果表明,清耕和生草处理的净光合速率(Pn)日变化为双峰型,地膜覆盖、秸秆覆盖和砂石覆盖的净光合速率(Pn)日变化进程为单峰型;蒸腾速率(Tr)日变化均为单峰型.净光合速率(Pn)与光合有效辐射(PAR)、气温(Ta)、叶温(Tl)均呈二次曲线关系;与大气相对湿度(RH)、气孔导度(Gs)呈显著正相关;与胞间CO2浓度(Ci)呈显著负相关.蒸腾速率(Tr)与光合有效辐射(PAR)为幂指数关系;与大气相对湿度(RH)呈二次曲线关系;与气温(Ta)、叶温(Tl)、气孔导度(Gs)呈显著正相关;与胞间CO2浓度(Gi)显著负相关.砂石覆盖和秸秆覆盖的净光合速率最大,不同覆盖模式下蒸腾速率日均值差异不显著,不同覆盖模式下苹果树的光合特性与各项环境因子和生理因子密切相关.     

修枝截干对二球悬铃木叶片光合特性的影响

采用Li-6400便携式光合作用测定系统对修枝截干和自然生长的二球悬铃木中部当年向南枝顶的完全展开叶进行单叶光合特性测定.结果表明,修枝截干和自然生长的二球悬铃木叶片的净光合速率(Pn)日变化均呈双峰曲线,有明显的"午休"现象,最高峰发生在11:00,次高峰在15:00,光强最大时(13:00) Pn最低,即两种生长状态下都受到光抑制.修枝截干二球悬铃木Pn[μmol(CO2)·m-2·s-1]的最高峰为12.16,次高峰为9.21,最低谷为6.47,分别比自然生长高27.06%、69.93%和159.84%,这暗示修枝截干可促进光合作用,减轻光抑制.修枝截干的Pn-光量子通量密度(PPFD)响应可拟合为Pn=12.30(1-1.135 3e-0.030 2PPFD/12.30)(R2 =0.989 1**),自然生长的为Pn=10.92(1-1.130 7e-0.030 5PPFD/10.92)(R2 =0.984 9**),修枝截干的最大光合速率(Pmax)、光补偿点、光饱和点及光合幅度的估算值分别为12.30 μmol(CO2)·m-2·s-1、51.67 μmol·m-2·s-1、1 927.32 μmol·m-2·s-1和1 875.65 μmol·m-2·s-1,分别比自然生长提高12.64%、17.33%、13.85%和13.76%,这意味着修枝截干可提高单叶对光能的利用.修枝截干的Pn-CO2浓度(Ci)响应可拟合为Pn=11.96(1-1.471 6e-0.028 7Ci/11.96)(R2=0.982 4**),自然生长的为Pn=10.70(1-1.465 7e-0.029 2Ci/10.70)(R2 = 0.981 0**),修枝截干的Pmax、CO2补偿点、CO2饱和点及CO2幅度估算值分别为11.96 μmol(CO2)·m-2·s-1、67.54 μmol·mol-1、872.02 μmol·mol-1和804.48 μmol·mol-1,分别比自然生长提高11.78%、-27.44%、0.39%和3.73%,说明修枝截干可增强叶片对低浓度CO2的同化能力.     

黄土丘陵区翻白草光合特性的研究

运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统,测定了自然条件下黄土丘陵区翻白草(Potentilladiscolor Bunge)的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Cs)及其光响应曲线.(1)翻白草净Pn日进程呈"单谷"型曲线,在早晨800,Pn为全天最大值14.91μmol/(m2·s);至1400,Pn降到最小值0.13 μmol/(m2·s),植物进入"午休"状态.(2)翻白草的光补偿点为51.4μmol/(m2·s),光饱和点为527μmol/(m2·s),表观量子效率为0.056 6,说明翻白草属于典型的阳生植物.(3)在光响应过程中,随着有效光辐射强度(RPA)的增强,翻白草的蒸腾速率(Tr)一直处于上升趋势,与Gs变化趋势完全一致,二者呈指数关系.翻白草WUE随RPA的增强呈抛物线状变化,在初始阶段,WUE增加较快,RPA为800 μmol/(m2·s)时,WUE达到最大值4.68 mmol/mol之后,WUE开始逐渐降低,但是变化较小.     

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％。     

本氏针茅与柳枝稷光合生理生态特征比较研究

采用美国LI-COR公司生产的Li-6400便携式光合测定系统,选择在干旱季节里,在田间自然条件下,测定并比较研究了引种牧草柳枝稷和天然牧草本氏针茅两种禾本科植物的光合生理生态特征的日变化.结果表明,柳枝稷属于高光合、低蒸腾和高水分利用效率的植物,具有较强的气孔调节能力.柳枝稷之所以具有较高的光合速率,主要是因为它具有较强的叶肉细胞羧化能力,较低的气孔导度降低了蒸腾速率,从而提高了水分利用效率;本氏针茅属于较低光合,较高蒸腾和低水分利用效率的植物,但二者均能在黄土高原保持良好的生长.     

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%。     

晋西黄土区人工刺槐林生理生态特点分析与研究

采用Li-cor 6400便携式光合仪,对山西省吉县蔡家川流域试验区内刺槐的光合速率、蒸腾速率、气孔导度及其环境因子进行了观测,并辅以不同水分梯度下的林木生理指标观测与比较,研究了生理指标与环境因子之间的相互关系.结果表明:刺槐在生长过程中没有充足水分供应时,光合速率会出现负值;蒸腾日变化曲线单峰或双峰取决于土壤水分条件;各环境因子之间呈显著相关关系,综合作用于蒸腾速率,其中光合有效辐射是蒸腾速率的主要影响因子;气孔导度与相对湿度的变化一致,它们之间显著相关,呈二次项曲线关系.     

杨树无性系气体交换特征和水分利用效率研究

通过对3个杨树无性系(JK-7,JK-10,JK-11)气体交换参数及其相应环境因子的测定,对其光合与水分生理生态特征进行了研究.结果表明,3个无性系对同一环境的响应不同.JK-7和JK-11的蒸腾速率(T_r)和净光合速率(P_n)日变化呈单峰型,JK-10呈双峰型;3个无性系的水分利用效率(WUE)日变化均呈双峰型.它们的P_n,T_r差异显著(P＜0.05),WUE差异不显著,其中JK-10的P_n,T_r均显著高于JK-7.3个无性系的气体交换受气孔导度(G)、光合有效辐射(PAR)的影响均比较大,同时,JK-7受相对湿度(RH)的影响较大,JK-10受气温(Ta)影响也较大.3个无性系的WUE均与G_s显著负相关.     

栽培模式对水稻镉积累差异及其与光合生理关系的研究

本研究以湘早籼45号和陆两优996为材料,研究了不同栽培模式下水稻体内镉(Cd)积累特性及其与光合生理之间的相关性。研究结果表明,在常规水育秧(T1)、软盘育秧(T2)、旱育秧(T3)、直播(T4)4种不同栽培模式下,产量差异达显著水平(P0.05),2个品种均在直播模式下产量最高;从不同器官来看,镉含量最高的是根系,最高可达10.19 mg·kg-1,其次是茎秆、叶片,稻谷中含量最低;水稻体内重金属镉主要分布在茎秆中,占吸收总量的41.53%~54.67%,稻谷中镉分布量占4.92%~14.36%;直播栽培模式下植株对重金属镉的吸收能力最强,各个器官中的镉均显著高于其他3种栽培模式;光合生理特性与水稻各器官镉含量、积累量具有一定相关性,其中蒸腾速率与稻谷中镉积累量呈显著正相关,相关系数为r=0.684(P=0.029)。