数种常见饲草作物光合效应的观察及“同室效应法”的应用

近年来,包括我国在内的世界各国广泛开展的高光效育种,即提高作物本身光合效率的研究,在水稻、小麦、大豆、玉米、高粱等作物已获得初步成果。实践表明,高光效育种不能片面地局限于将C_3(三碳)植物转化为C_4(四碳)植物,从C_3植物的大量品种资源内筛选高光效的品种和株系更是有效可行的。同室效应法是进行这种选择常用的方法之一。该法将C_3和C_4植物同时播种于密闭小室内,形成一个人为地降低空气中CO_2浓度的条件,强制大量的C_2型植物幼苗生长于其相异(C_4植物能够生长发育)     

C_4植物的类型

<正> 植物按其光合途径大致可分为三类:C_3植物、CAM植物、C_4植物。其中C_3植物是最常见分布最广,也是最多的一类植物;CAM植物是C_3植物向C_4植物进化的过渡性中间型、肉质、特别耐旱的植物,它既保留着C_3植物光合途径的特征特性,又具     

内蒙古短花针茅草原植物水分及氮素利用效率对载畜率的响应

以内蒙古短花针茅草原为研究对象,探讨放牧对C_4、C_3植物水分及氮素利用效率的影响。结果表明:(1)C_3植物水分利用效率低于C_4植物;且随载畜率的增加,植物水分利用效率均显著(P0.05)降低,倾向于节水型的保守生长。(2)C_3植物的N素含量及C/N均高于C_4植物,且随载畜率的增加N含量显著(P0.05)增大,而C/N普遍降低(P0.05),氮素的利用效率明显降低。(3)C_4植物中水分利用效率与氮素利用效率没有相关性,而在C_3植物中,二者成极显著正相关(P0.01)。     

兰州银滩黄河湿地4种植物的光合特性

本研究以兰州银滩黄河湿地自然生长的千屈菜(Lythrum salicaria)、芦苇(Phragnites awstralis)、藨草(Scirpus triqueter)、菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,对4种典型植物生长季不同阶段的光合特性及其与环境因子间的关系进行比较分析,探讨了4种植物对湿地的适应特性和机制。结果表明,1)5月11日千屈菜、芦苇的净光合速率(P_n)呈不明显的双峰曲线,藨草和菖蒲的Pn变化较为平稳,日均P_n表现为芦苇千屈菜菖蒲藨草;8月19日,千屈菜、芦苇、藨草的Pn呈双峰曲线,光合"午休"现象明显,菖蒲为单峰曲线,日均Pn表现为芦苇菖蒲千屈菜藨草。2)5月11日,光合有效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、大气CO_2浓度(C_a)、相对湿度(RH)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用效率(WUE)与4种植物P_n的日变化存在不显著、显著(P0.05)或极显著(P0.01,P0.001)的正相关关系;8月19日,PAR、C_a、T_r、G_s、WUE、土壤湿度(SM)与4种植物P_n的日变化存在不显著、显著或极显著的正相关关系;3)5月11日,PAR、C_a、T_a、RH对4种植物的P_n影响较大,是主要的环境生理影响因子;8月19日,PAR、T_r对千屈菜、藨草的Pn影响最大,PAR、WUE对芦苇、菖蒲的P_n影响较大,是主要的环境生理影响因子。尽管各因子对4种植物的光合速率均有不同影响,但PAR是对植物光合生理特性产生影响的根本原因。     

兰州北山3个灌木优势种光合特性

本研究对兰州北山植被优势种柽柳(Tamarix austromongolica)、侧柏(Platycladus orientalis)和柠条(Caragana korshinskii)的光合特性和微气象环境进行了测定,分析了其日变化特点,并通过灰色关联度分析方法探讨了净光合速率(Pn)与生理因素及环境因素的关联程度。结果表明,1)自然条件下,3种植物的P_n日变化均为不对称的双峰曲线,存在明显的光合"午休"现象,这是由于午间高光强、高温构成光抑制现象。2)生理因素分别与3种植物P_n的关联度由大到小依次为,柽柳:胞间CO_2浓度(C_i)叶温(T_l)蒸腾速率(T_r)气孔导度(G_s)饱和水汽压(VPD)气孔限制值(Ls),侧柏:T_rT_lVPDC_iL_sG_s,柠条:TrTlCiGsVPDLs;生理因素中C_i对柽柳P_n的影响最大,T_r对侧柏和柠条P_n的影响最大。3)环境因素分别与3种植物Pn的关联度由大到小依次为,柽柳:光合有效辐射(PAR)相对湿度(RH)土壤温度(Ts)土壤湿度(SM)大气温度(Ta)大气CO_2浓度(Ca),侧柏:PARSMT_aT_sRHC_a,柠条:RHPARSMT_aC_aT_s;环境因素中PAR对柽柳和侧柏P_n的影响最大,RH则对柠条P_n的影响最大。     

内蒙古典型草原地区常见植物光合、蒸腾速率和水分利用效率的比较研究

在所测78种植物中，光合(Ph)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)的平均值，分别以反枝苋、藜和西伯利亚滨藜最高。在不同分类系统中，Ph、Tr和WUE个指标，C4植物大于C3植物；双子叶植物通常大于单子叶植物；藜科植物高于其他科植物；1—2年生草本高于其他生活型植物；撂荒地植物一般高于其他植被类型的植物。方差分析表明，光合速率的差异显著性水平在各分类系统中均高于蒸腾速率和水分利用效率。     

植物非叶绿色器官光合特征研究进展

植物的光合作用是最重要的化学反应之一,是生产人类和动物所需食物和氧气以及净化水源的重要过程。从光合作用着手提高植物产量一直是研究热点。挖掘植物非叶绿色器官光合潜力是提高植物整体光合能力的一个重要途径,一些植物非叶绿色器官在逆境条件下具有蒸腾速率较低、水分利用效率较高、渗透调节能力更强等特点,表现出优于叶片的光合抗逆性且具有可观的产量贡献。简要综述了非叶绿色器官光合作用的相关研究,主要包括植物繁殖器官及茎的光合表现、研究植物器官相对贡献率的方法、非生物胁迫对植物非叶绿色器官的影响、非叶绿色器官光合途径的鉴定及非叶绿色器官再固定CO₂等方面,分析了非叶绿色器官光合贡献率评价方法上存在的优缺点,并对未来在非叶绿色器官光合研究方向上作以展望。     

绿洲-沙漠过渡带引种植物光合生理特征研究

为了研究引种植物在绿洲-沙漠过渡带极端干旱条件下的适应性,在自然条件下对3种引种植物文冠果、酸枣、紫叶小檗的光合、水分等生理指标进行了研究。结果表明,1) 3种植物的光响应曲线变化趋势基本一致,均表现为随着光合有效辐射(PAR)的增大净光合速率(P_n)先增大后减小;文冠果和紫叶小檗的光饱和点明显高于酸枣(P<0.01),说明文冠果和紫叶小檗利用强光的能力较大,对光环境的适应性较强;紫叶小檗的最大净光合速率(P_nmax)和暗呼吸速率(R_d)也明显高于文冠果和酸枣,表明紫叶小檗具有高光合耐胁迫的优势。2)3种植物的叶绿素含量和丙二醛含量的变化一致,文冠果均显著高于其他2种植物(P<0.05);3种植物的可溶性糖含量差异不显著(P＞0.05),而紫叶小檗的脯氨酸含量显著高于其他2种植物(P<0.01),说明在该生境下紫叶小檗能够较好的保持体内水分含量,较好的适应该生境。3) 3种植物的清晨水势和正午水势都有相同的大小关系,都是文冠果较大,酸枣最小,而且植物种之间差异极显著(P<0.01),说明紫叶小檗和酸枣的吸水能力较强,它们主要依靠夜间水分恢复能力来应对干旱环境。总的来说,3种植物的光合参数及生理指标的变化趋势不是完全一致,这可能是由于植物种之间的个体差异,以及不同植物对同一生境的差异所致,因此,要想选取适合在策勒绿洲-沙漠过渡带大面积种植的引种植物,还需做进一步的研究。     

岩溶石漠化区四种牧草植物光合生理适应性特征

以类玉米、紫花苜蓿、菊苣和杂交狼尾草4种牧草植物为研究对象,通过测定其叶片结构性状、光合生理特征以及土壤理化特性,研究其对岩溶石漠化环境的生理适应性的差异。结果表明,4种牧草植物的叶面积(LA)、叶干重(DW)、叶绿素含量(Chl)和比叶面积(SLA)差异显著,反映出4种牧草植物叶片结构性状差异种间较大;同科植物类玉米和杂交狼尾草光合能力相近,而不同科植物如菊苣和紫花苜蓿光合能力差异较大,但其水分利用效率(WUE)和潜在水分利用效率(WUEi)相近;相比较而言,类玉米和杂交狼尾草具有较强的光合能力和较高的水分利用效率,而菊苣和紫花苜蓿的光合能力和水分利用效率相对较低。4种牧草对0～10和10～20cm土层土壤含水量的影响差异不大,但对土壤容重的影响存在差异。相关分析表明,4种牧草植物蒸腾速率(T_r)与0～10cm土层土壤含水量为显著的正相关关系,而10～20cm土层土壤含水量对大气饱和蒸汽压亏缺(V_pdl)影响较大。相比较而言,类玉米和杂交狼尾草具有较高的P_n,WUE和WUEi,对岩溶环境具有良好的适应性。     

暖季牧草的叶绿素、干物质和光合作用转换效率之间的关系

<正> 孔颖草属植物(Bothriochloa spp.),东方伽玛草[Tripsacum dactyloides(L.)L.]和弯叶画眉草[Eragrostis curvula(Schrad.)Nees.]是具有C_4光合途径的暖季牧草。这些植物在高温和高光强下,比C_3植物有较高的光合作用效率。有的作者曾经论证了若干种植物的干物质生产和叶绿素含量之间的直接相关。这种关系对不同植物种,在不同生长季节或同一季节内变化相当     

植物花后光合性能与物质转运的研究进展

植物花后光合性能及物质运转对籽粒产量具有重要贡献,在植物整株物质生产中具有重要价值.本文重点从植物花后叶绿素的含量、绿色非叶器官的结构与功能、花后叶片和绿色非叶器官的光合性能及其物质运转等方面综述了花后植物的光合性能及物质转运的研究进展.研究植物花后不同冠层或穗位光合同化物的生产及转运情况,明确植物花后绿色非叶器官的光合途径及机制,可以为植物高产或超高产研究提供理论依据,进一步了解其对储藏过程中种子老化劣变的影响,为解决粮食及种子储藏问题探寻新思路.     

青海湖畔3种盐生植物光合生理指标的测定

为揭示青藏高原地区盐生植物的光合生理特性,采用常规生理指标测定法对自然生长于青海湖畔3种典型盐生植物-灰绿藜(Chenopodium glaucum L.)、鹅绒委陵菜(Potentilla ansrinaL.)和西伯利亚蓼(Polygonum sibiricum Laxm.)的光合生理指标进行研究.结果表明:在1000～2400 ds·cm-1盐浓度范围内,3种盐生植物的净光合速率、表观量子效率和光补偿点均与盐胁迫强度成负相关,而光饱和点则随盐胁迫强度的增加而增加.青海湖畔3种典型盐生植物形成的上述光合生理指标变化是对高原盐生环境的高度适应,是青藏高原特殊生态条件长期胁迫的结果.     

青藏高原3种野豌豆光合生理特性的比较

为探讨青藏高原地区野豌豆属植物的光合生理特性及其对环境的适应性,本文采用常规生理指标测定方法对生长于该地区3种野豌豆的光合特性、光合色素含量及叶绿素荧光参数等进行测定,并对其变化规律作了比较研究。结果表明:叶片厚度为三齿萼野豌豆(Vicia bungei)山野豌豆(V.amoena)救荒野豌豆(V.sativa);在一定光强范围内,随PFD的增加,净光合速率P_n、表观量子效率AQY、暗呼吸速率R_d和光补偿点I_c增加;总叶绿素(Chlt)、类胡萝卜素(Car)和叶黄素/叶绿素(A505/A652)含量在救荒野豌豆、山野豌豆和三齿萼野豌豆中大都呈上升趋势,而叶绿素a/b含量呈下降趋势;光系统Ⅱ实际光化学速率(Ф_(PSⅡ))和光化学猝灭系数(q_p)随PFD增加而降低,而非光化学猝灭系数(NPQ)和电子传递速率(ETR)则随PFD增加而增加。因此,青藏高原地区3种野豌豆属植物光合生理指标存在差异。     

氮素添加对黄土高原典型草原长芒草光合特性的影响

为研究氮沉降对黄土高原典型草原植物代谢功能的影响,本研究通过模拟大气氮沉降的方法对黄土高原天然草地进行了氮添加试验,分析了天然草地植物长芒草(Stipa bungeana)在不同施氮水平下叶片氮含量、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)以及叶绿素含量的响应特征,探讨了长芒草光合生理特性和叶片衰老的影响对氮添加的响应。结果显示,氮素添加可显著增加长芒草地上生物量(P0.05),明显增加其所占总生物量的比例,显著增加叶片氮含量、叶绿素含量和净光合速率,而对气孔导度和蒸腾速率没有显著影响(P0.05),显著提高了植物水分利用效率。另外,氮素添加延缓了长芒草叶绿素的降解速率。以上结果表明,一定范围内的大气氮沉降量有利于长芒草光合能力的提高,可以延缓长芒草叶片的衰老。     

高寒草甸植物与土壤脂肪酸组成特征分析

为探究脂肪酸对高寒草甸土壤退化及植被演替指示作用规律,采用野外调查与气相色谱质谱联用(GCMS)分析方法,对高寒草甸植物与土壤中脂肪酸进行测定和分析。结果表明,53种高寒草甸植物中含有脂肪酸68种,其中13种单不饱和脂肪酸、10种多不饱和脂肪酸及45种饱和脂肪酸,碳数范围为3~28。土壤样品含有41种脂肪酸,其中5种单不饱和脂肪酸、3种多不饱和脂肪酸和33种饱和脂肪酸,碳数分布范围与植物相同。含量较高脂肪酸的碳数分别为C_(24)、C_(22)、C_(20)、C_(18)和C_(16),脂肪酸有显著的偶碳数优势。对比研究菊科、禾本科以及莎草科的脂肪酸种类,菊科植物含有16种独有脂肪酸,禾本科唯一独有脂肪酸为6,9,12-十八碳三烯酸,莎草科中未发现独有脂肪酸。退化高寒草甸植物长链脂肪酸(C_(20))种类数高于土壤,而轻度退化以及未退化高寒草甸植物与土壤种类无明显差异。因此脂肪酸种类及含量可以作为评价土壤退化和植被演替重要指标。     

供氮对2个紫花苜蓿品种光合色素及光合特性的影响

以甘农3号和陇东苜蓿为研究材料,采用营养液砂培法,比较研究了NH4+-N 0、105、210、315、420mg/L 5个水平对紫花苜蓿光合色素及光合特性的影响。结果表明:供氮处理下2个品种紫花苜蓿的光合速率、气孔导度、叶面积和叶绿素含量均显著高于CK(P0.05),并随供氮水平的增大先增加后减小,在210mg/L达到最大。紫花苜蓿胞间CO2浓度随氮素水平的提高而降低,N210对紫花苜蓿叶片光合性能调节作用最大。2个品种对N210氮素水平的敏感度最高,且在N210处理下,甘农3号的光合速率、气孔导度和叶绿素含量对氮素的敏感度高于陇东苜蓿;而陇东苜蓿叶面积和胞间CO2浓度对氮素的敏感度高于甘农3号。     

CO2浓度增强对沿阶草光合生理特性的影响

实验在人工控制CO2浓度梯度条件下,分别测量了沿阶草于两个生长季--11月份和3月份的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶面饱和蒸气压亏缺(Vpdl)对连续CO2浓度增大的响应.结果表明CO2浓度升高的整个过程中,Pn和水分利用率(WUE)随CO2浓度的升高而增大,CO2浓度从350μmol.mol-1增至1600μmol.mol-1,11月Pn增幅达327.8%,3月Pn增幅达895.9%;水分利用率11月增幅达255.1%,3月增幅达995.7%.两个生长季的Ci、Tr、Gs则随CO2浓度的增加表现出不同的变化趋势,且Gs与Tr的变化趋势基本一致.沿阶草的光合作用和水分利用效率的提高对CO2浓度升高的响应极显著.CO2浓度升高对沿阶草光合作用的直接促进作用很大,并能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产.     

CO2浓度增强对沿阶草光合生理特性的影响

实验在人工控制CO2浓度梯度条件下。分别测量了沿阶草于两个生长季——11月份和3月份的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶面饱和蒸气压亏缺(Vpdl)对连续CO2浓度增大的响应。结果表明：CO2浓度升高的整个过程中．Pn和水分利用率(WUE)随CO2浓度的升高而增大，CO2浓度从350μmol．mol^-1增至1600μmol．mol^-1。11月Pn增幅达327．8％，3月Pn增幅达895．9％；水分利用率11月增幅达255．1％，3月增幅达995．7％。两个生长季的Ci、Tr、Gs则刚随CO2浓度的增加表现出不同的变化趋势，且Gs与Tr的变化趋势基本一致。沿阶草的光合作用和水分利用效率的提高对CO2浓度升高的响应极显著。CO2浓度升高对沿阶草光合作用的直接促进作用很大。并能从提高现有水分利用效率途径促进植物的第一性生产。     

2个紫花苜蓿品种叶片对氮的光合响应

采用砂培法,设2种氮素形态(NH_4~+-N、NO_3~--N),5个浓度水平(0、105、210、315、420mg/L),对在灌区与旱作区适宜种植的2个紫花苜蓿品种甘农3号和陇东苜蓿的幼苗进行处理,通过测定叶面积、叶绿素及光合生理指标,探究氮素对2个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种叶片光合特性的影响。结果表明:2个紫花苜蓿品种的光合性能对氮的响应程度不同,施加低浓度氮(210mg/L)较对照显著(P0.05)增加紫花苜蓿叶面积、叶绿素的含量及净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,并呈现先增大后减小的趋势,且均在210mg/L水平时达到峰值;胞间CO2浓度随氮素水平的增加而降低。相同氮水平下,NH_4~+-N较NO_3~--N更有利于其光合性能的增强;2个紫花苜蓿品种相比,甘农3号对外源氮素较为敏感,对氮素的转化及利用率高,光合能力较陇东苜蓿强。     

内蒙古草甸草原植物叶片光合色素对极端干旱的响应

为深入了解草原植物叶片光合色素含量及组成如何响应极端干旱,研究了内蒙古草甸草原5种常见物种(羊草、贝加尔针茅、寸草苔、披针叶黄华和冷蒿)以及群落水平叶片叶绿素、类胡萝卜素含量及其比值在两种极端干旱模式(生长季为期4个月减雨66％和为期2个月减雨100％)下的变化特征.研究结果显示,为期4个月减雨66％显著增加了 5种物...