不同营养液浓度对温室黄瓜叶片光合特性的影响

为了探究不同电导率（electrical conductivity,EC）的营养液对温室黄瓜叶片光合特性的影响,该文于2009年10月至2010年7月在江苏大学Venlo型温室中进行试验,采用4种EC值的营养液浇灌黄瓜,对4种EC值条件下温室黄瓜叶片的光合速率、叶绿素荧光、叶绿素含量及产量进行了测定,并对EC对黄瓜叶片叶绿素仪读数、光合速率和最大电子传递速率的影响及其之间的关系进行了分析。研究结果表明,营养液的电导率值对温室黄瓜下部叶片的叶绿素仪读数值、最大光合速率、光能初始利用率和电子传递速率有较大的影响,中部叶、上部叶片的叶绿素仪读数值、最大光合速率、光能初始利用率、电子传递速率和产量在不同处理间无论是秋冬茬还是早春茬均表现为：营养液的电导率为2.5 dS/m和营养液的电导率为2.2 dS/m差异不显著,但显著大于营养液的电导率为1.5 dS/m和营养液的电导率为0.036 dS/m;构建了最大光合速率与叶片叶绿素仪读数值、光能初始利用率与叶片叶绿素仪读数值的关系模型;光合速率与电子传递速率之间呈幂指数函数关系。该研究为通过叶片光合速率进行营养液管理提供了理论依据。     

温室黄瓜叶片光合速率的类卡方模型

为了精确模拟不同光照下温室黄瓜光合作用的变化规律,提出了一种类卡方模型（QCSM）进行建模。使用Li-6400便携式光合测定系统测定了温度分别为16℃、20℃、24℃、26℃、28℃、30℃和光量子流通量密度（PPFD）为0～ 2000 μmol/(m2?s)动态条件下温室黄瓜叶片净光合速率（Pn）,以Pn测定值为基础对QCSM参数进行了模拟。结果表明：QCSM拟合得到的黄瓜叶片净光合速率估计值 与实测值Pn相符。经过前一年的数据验证,模型精度较高,拟合优度达0.9908,残差标准误差（RSE）为0.4537。与负指数模型（ME）相比,QCSM净光合速率估计值与实测值较接近,同时,QCSM能得到包括光饱和点、补偿点、最大光合速率、暗呼吸、表观量子效率等在内的五个光合作用参数值。与非直角模型（NRH）相比,由QCSM估计的光饱和点、补偿点、暗呼吸与实际较接近。     

叶片氮浓度对温室黄瓜花后叶片最大总光合速率影响的模拟

光合作用是作物产量和品质形成的基础,直接受到叶片含氮量的影响.该文通过不同定植期不同氮素处理试验,建立了不同光温条件下温室黄瓜叶片适宜氮浓度的求算方程,并定量分析了不同光温条件下黄瓜叶片最大总光合速率与叶片氮浓度的关系.在此基础上,进一步建立了适合不同光温条件的温室黄瓜花后叶片最大总光合速率与叶片氮浓度关系的通用模型,并用与建模相独立的试验数据对模型进行了检验.结果表明,建立的模型能较好地预测不同定植期黄瓜叶片氮浓度对叶片最大总光合速率的影响.模型对温室黄瓜叶片最大总光合速率的预测结果与实测结果之间基于1:1直线的决定系数和均方根差分别为0.83和1.56 μmol·m-2·s-1.建立的模型可以为温室黄瓜周年生产的氮素精确管理提供理论依据与决策支持.     

土壤紧实胁迫对黄瓜叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响

紧实是温室土壤的疲劳症状之一,它对作物的生长、产量及养分吸收均有影响。本试验以容重为指标,用盆栽试验模拟温室土壤的物理疲劳症,研究了土壤紧实胁迫对黄瓜叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响,探讨温室土壤物理疲劳对黄瓜叶片光合作用产生影响的机理。结果表明,土壤紧实胁迫条件下黄瓜叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)下降,而胞间CO2浓度（Ci）却增大,最终导致叶片干物质的累积量减少,第一雌花节位降低,果实发育提早。叶片的叶绿素含量减少,光合活性（Fv）、光系统Ⅱ（PSⅡ）反应中心的电子传递活性（Fm/Fo）、光能的最大转化效率（Fv/Fm）及PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）降低以及PSⅡ的光能利用率下降是紧实胁迫条件下黄瓜叶片光合作用减弱的原因。     

柳属植物光合-光响应曲线模型拟合

为了研究柳属植物的光合-光响应曲线模型,利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对柳属植物的光合-光响应曲线进行拟合。结果表明,直角双曲线拟合所得的初始量子效率、暗呼吸速率、最大光合速率和光饱和点的值均高于非直角双曲线的拟合结果,但由于在有限光强下,2模型均不存在极值,因此无法直接得到最大净光合速率和饱和光强;而直角双曲线修正模型存在极值点,可以直接求得植物的饱和光强和最大净光合速率,且拟合值更加接近实测值。通过比较另外5种柳属植物净光合速率的实测值与模型估计值,得出直角双曲线修正模型估计值的相对误差之和最小,证明了直角双曲线修正模型的估计值更接近实测值。因此,直角双曲线修正模型是拟合柳属植物光合-光响应曲线的最佳模型。利用此模型可有效地对柳属植物光能利用效率进行评价,为高光效柳树的筛选提供理论参考。     

水分胁迫下黄瓜叶片光响应过程的模拟

以黄瓜品种"博新525"(Boxin525)为试材,设置4个土壤水分处理,即正常灌溉CK(土壤相对湿度为70%~80%)、轻度胁迫T1(土壤相对湿度为60%~70%)、中度胁迫T2(土壤相对湿度为50%~60%)、重度胁迫T3(土壤相对湿度为35%~45%),利用LI-6400便携式光合仪测定不同水分处理下黄瓜叶片的光响应曲线,采用直角双曲线、非直角双曲线、指数和叶子飘等4种光响应模型对黄瓜叶片光响应过程进行模拟,运用统计方法进行模拟效果评价,以探讨水分胁迫对黄瓜叶片光响应过程的影响。结果表明:(1)水分胁迫导致黄瓜叶片净光合速率(Pn)下降,当光合有效辐射PAR(photosynthetically active radiation)为800μmol·m~(-2)·s~(-1)时,T1、T2和T3处理叶片Pn分别比CK下降17.92%、26.49%和50.00%。实测与模拟的光响应曲线对水分胁迫的响应趋势一致,随着胁迫程度增加,Pn-PAR曲线变化幅度减小。(2)水分胁迫显著影响黄瓜叶片的光响应曲线参数。4种模型模拟的叶片初始量子效率均随胁迫加重呈先升高后降低的变化趋势;叶片暗呼吸速率以T2处理最高;4种模型计算的T1、T2和T3处理叶片光饱和点平均值较CK分别下降24.28%、31.99%和38.33%,叶片最大净光合速率平均值分别降低23.88%、33.19%和55.78%。(3)CK处理的黄瓜叶片光响应曲线模拟值偏离程度及光响应曲线参数的平均相对误差均最低,水分胁迫降低了黄瓜叶片光响应曲线的模拟效果。(4)4种模型模拟效果以叶子飘模型最佳,其后依次为指数模型、非直角双曲线模型、直角双曲线模型。研究认为水分胁迫显著影响黄瓜叶片的光响应过程,降低黄瓜叶片的光合能力。     

基于三维冠层模型的玉米光合作用和光能利用模拟

光线分布和叶片光合特征在冠层内部具有极强的时空异质性,基于三维冠层模型的玉米光合模型是精确评估品种高光效的重要手段。该研究将作物三维冠层模型、光线分布模型、光合模型与光能利用模型相耦合,建立了玉米冠层光合生产模型3DMaizeCaP,设置3个不同株型的玉米品种（矮单268、京科968和郑单958）,2种不同光照条件（晴天和阴天）,通过大田试验与模型模拟研究揭示了玉米冠层光合速率和光能利用效率对品种和环境的响应。结果表明,矮单268、京科968和郑单958的叶片最大光合速率和暗呼吸速率均随节位下降呈线性降低的垂直分布规律,各品种中矮单268的最大光合速率最大,而暗呼吸速率最小;冠层净光合速率日变化趋势明显,矮单268在阴天和晴天下的冠层最大净光合速率（以CO2计）为21.6和26.2 μmol/(m2·s),均显著（P<0.05）高于京科968（20.8和24.9 μmol/(m2·s)）和郑单958（19.6和24.4 μmol/(m2·s)）;矮单268的日CO2净同化量在阴天和晴天下均显著（P<0.05）高于郑单958,增幅分别高达14.8%和12.4%,各品种间株型虽有显著差异（P<0.05）,但冠层日累积光截获并无显著差异（P>0.05）;单叶尺度上,各叶片中第16节位的单叶日净同化量达到最大;矮单268的光能利用效率最大,在阴天和晴天下分别为3.22和3.03 g/MJ,比京科968分别高4.5%和5.6%,比郑单958分别高7.7%和7.8%;初始光量子效率对玉米冠层光能利用效率的敏感性显著高于最大光合速率（P<0.05）。从提高玉米冠层光能利用效率考虑,建议设计株型紧凑、叶片光合性能强的玉米品种。研究可为定量研究玉米冠层光合速率提供估算方法,也可为高光效品种选育提供评价依据和鉴定技术。     

典型干旱指数在黄河源区的适宜性评估

光线分布和叶片光合特征在冠层内部具有极强的时空异质性,基于三维冠层模型的玉米光合模型是精确评估品种高光效的重要手段。该研究将作物三维冠层模型、光线分布模型、光合模型与光能利用模型相耦合,建立了玉米冠层光合生产模型3DMaizeCaP,设置3个不同株型的玉米品种（矮单268、京科968和郑单958）,2种不同光照条件（晴天和阴天）,通过大田试验与模型模拟研究揭示了玉米冠层光合速率和光能利用效率对品种和环境的响应。结果表明,矮单268、京科968和郑单958的叶片最大光合速率和暗呼吸速率均随节位下降呈线性降低的垂直分布规律,各品种中矮单268的最大光合速率最大,而暗呼吸速率最小;冠层净光合速率日变化趋势明显,矮单268在阴天和晴天下的冠层最大净光合速率（以CO2计）为21.6和26.2 μmol/(m2·s),均显著（P<0.05）高于京科968（20.8和24.9 μmol/(m2·s)）和郑单958（19.6和24.4 μmol/(m2·s)）;矮单268的日CO2净同化量在阴天和晴天下均显著（P<0.05）高于郑单958,增幅分别高达14.8%和12.4%,各品种间株型虽有显著差异（P<0.05）,但冠层日累积光截获并无显著差异（P>0.05）;单叶尺度上,各叶片中第16节位的单叶日净同化量达到最大;矮单268的光能利用效率最大,在阴天和晴天下分别为3.22和3.03 g/MJ,比京科968分别高4.5%和5.6%,比郑单958分别高7.7%和7.8%;初始光量子效率对玉米冠层光能利用效率的敏感性显著高于最大光合速率（P<0.05）。从提高玉米冠层光能利用效率考虑,建议设计株型紧凑、叶片光合性能强的玉米品种。研究可为定量研究玉米冠层光合速率提供估算方法,也可为高光效品种选育提供评价依据和鉴定技术。     

补光时间及光质对温室甜椒矿质元素吸收与分配的影响

为探究发光二极管(LED)补光对温室甜椒矿质元素吸收及分配的影响,以甜椒品种奥黛丽为试材,设置红光(R)和蓝光(B)组合2:1(2R1B)、4:1(4R1B)、8:1(8R1B) 3种光质,2 h(18:00-20:00)、4 h(18:00-22:00)和8 h(18:00-02:00) 3个补光时间,以不补光为对照(CK),研究补光时间及光质对甜椒N、P、K、Ca、Mg、Mn、Zn积累及分配的影响。结果表明,光质与补光时间显著影响矿质元素在甜椒中的积累与分配,且二者存在显著的交互作用。与CK相比,LED补光显著促进了甜椒全株中N、P、K、Ca、Mg和Mn的积累,光质对N、P、K、Mg、Mn积累总量的影响无显著差异,但补光时间会显著影响矿质元素的积累,以补光8 h的元素积累量最高,其N、P、K、Ca、Mg和Mn的单株积累量分别较CK增加51.82%、55.56%、47.55%、50.00%、56.76%和36.23%,补光4 h的N、Ca、Mn积累总量与补光8 h无显著差异。从分配比例来看,与CK相比,补光2 h降低了N、P、Mg、Mn在果实中的分配比,补光4 h提高了N、P、K、Mg、Mn在果实中的积累总量和分配比。综上,光质对甜椒矿质元素的积累量影响较小,LED补光4 h在调控甜椒营养积累与分配上表现最佳。本试验结果为温室栽培甜椒补光调控的营养吸收机制提供了理论参考。     

水氮条件对温室黄瓜光合日变化及产量的影响

为研究温室内主要环境因子变化规律和黄瓜叶片光合日变化特征及其与产量的关系,在华北平原日光温室内设置了习惯和减量2个灌水处理,每个灌水处理下设3个施氮水平,共6个处理组合。结果表明：温室条件下光合有效辐射、温度、湿度等环境因子日变化均为单峰曲线;不同水氮条件下叶片净光合速率、气孔导度日变化曲线均呈双峰型,光合“午休”现象明显,气孔因素是主要限制因子;温室黄瓜光合速率与产量间呈二次曲线关系;适量的减水、减氮,黄瓜净光合速率下降不显著,而叶片瞬时水分利用效率则明显提高。当季的黄瓜以灌水5190 m3/hm2,施氮600 kg/hm2时（W2N40）具有较高的产量,这与习惯水氮处理相比,可增产4.21%。综合分析,优化的水氮处理（W2N40）不仅具有较高的净光合速率,瞬时水分利用效率,而且黄瓜产量高,是一种较为合理的水肥管理方式。     

弱光条件下不同基因型辣椒幼苗光合与生长的差异

利用遮光方式,使光照强度降低65%~70%,以研究弱光对不同基因型辣椒幼苗光合、蒸腾以及生长形态指标的影响。结果表明:弱光环境下辣椒净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率下降,并且净光合速率的下降是非气孔限制的结果。弱光下辣椒幼苗同化物合成与积累受到抑制,表现为叶片数减少,高粗比增加,根冠比、比叶鲜样质量、比叶干样质量、全株干样质量和壮苗指数下降。弱光使辣椒叶片叶绿素含量增加,叶绿素a/b比值下降,叶片含水量上升。小果型辣椒的耐弱光性普遍强于大果型甜椒,并且弱光环境下相对壮苗指数较高,以及净光合速率下降较少的辣椒或甜椒,具有耐弱光的优势。     

增施氮钾和光照强度对不同品种莴笋光合特性和产量的效应

通过盆栽试验研究了增施氮钾和光照强度对不同品种莴笋光合特性和产量的效应。结果表明,增施氮、钾肥3个品种莴笋的净光合速率（Pn）增加,且随光照的增加而增加;其中以“双尖”的Pn最低,“大白甲”和“挂丝红”的Pn较高。不同施肥处理对“双尖”光合特性影响较小;“挂丝红”光合特性在低光照下以＋K处理正效应较大,中、高光照下以＋N处理正效应较大,这与增施氮钾肥对“大白甲”光合特性的效应相反。3个莴笋品种产量随光照的增加而增加,产量以“挂丝红”＞“大白甲”＞“双尖”。3个光照强度下,＋N、＋K处理提高了不同品种莴笋产量。在高光照下,氮、钾增产效率以“双尖”最大,“大白甲”最小;中光照以“大白甲”最大;低光照以“挂丝红”最小。低光照下,莴笋施钾增产效率＞施氮;而中、高光照下,“大白甲”和“挂丝红”的施氮增产效率＞施钾,而“双尖”则相反。表明低光照下应控制氮肥施用量、适量增加钾肥用量;而在光照强度大的季节或条件下视莴笋（作物）品种特性适量增施氮肥和科学调控氮、钾肥的施用量比,可获得良好的增产效果。莴笋的产量与光合特性密切相关,以Pn、Chla、Ci与产量间相关性较好。     

Effects of different mulching practices on the photosynthetic characteristics of hot pepper (Capsicum annuum L.) in a greenhouse in Northwest China

Mulching is considered a desirable management technology for improving and stabilizing agricultural crop production. The aim of the present study was to evaluate the effect of different mulching practices on hot pepper (Capsicum annuum L.) performance in terms of leaf photosynthetic capacity, photosynthetic light response (PLR) curves, and growth parameters, under greenhouse conditions. Consequently, field experiments were conducted during the 2011 and 2012 growing seasons in Northwest China using four types of mulching practices (without mulch; wheat straw mulch; plastic film mulch; and combined mulch with plastic film and wheat straw). The results showed that mulching increased the leaf net photosynthesis rate, stomatal conductance to water vapor, intercellular CO₂ concentration, water-use efficiency, and transpiration rate. Mulching significantly affected the PLR curves, and important parameters (such as the apparent quantum yield, maximum net photosynthetic rate, light compensation point, and light saturation point) were all improved under combined mulching conditions when compared with other mulching practices. Therefore, it is inferred that hot pepper leaf photosynthetic capacity and light-use efficiency were significantly improved under combined mulching, and thereby the combined mulching is recommended for hot pepper cultivation in greenhouses due to working well to facilitate soil condition (moisture and temperature), plant growth, and marketable photosynthetic characteristics.     

旱涝交替胁迫条件下粳稻叶片光合特性

为研究分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫对粳稻叶片光合特性和产量的影响,于2013年进行盆栽试验,分别在粳稻分蘖期(tillering stage,T)和拔节期(jointing stage,S)设置涝-轻旱(light drought,LD)和涝-重旱(sever drought,HD)共4个旱涝交替胁迫处理,其中分蘖期涝保持水深10 cm,拔节期涝保持水深15 cm,同时以浅水勤灌(CK)为对照,测定叶片净光合速率、气孔导度、潜在水分利用效率和胞间二氧化碳浓度以及最终产量等。结果表明,胁迫结束时,T-HD处理净光合速率极显著低于CK和T-LD处理(P0.01);T-LD和T-HD处理气孔导度和胞间二氧化碳浓度均极显著低于CK(P0.01);S-HD处理净光合速率极显著低于CK(P0.01),且气孔导度比CK低62.73%(P0.01);S-LD和S-HD处理胞间二氧化碳浓度呈升高趋势,且S-LD和S-HD处理潜在水分利用效率均低于CK。复水至10月10日,各处理净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于CK(P0.05)。相同光强下,各处理净光合速率低于CK,但光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率均高于CK,并且提高了水稻CO_2响应曲线的净光合速率。但各处理最终产量均显著低于CK(P0.05)。研究结果可为分析水稻干物质积累、灌溉水利用效率等提供依据。     

可调LED光源系统设计及其对菠菜生长的影

为提供设施农业装备运用的人工光源,进行了发光二极管(LED)光源系统的硬件及软件设计,并通过以荧光灯为对照对6种柔性组合的LED光源,进行了菠菜生长试验。研究发现该系统具有光质、光强、光周期及占空比柔性可调,可以作为设施补光及光生物学研究的理想光系统。在该光系统下的菠菜生长试验发现,菠菜在红蓝黄(RBY)光处理下叶柄长、叶面积、叶柄粗及根长都显著大于其他处理,生长较其他处理健壮,且RBY光处理菠菜光合色素质量分数显著高于其他处理,表明在红蓝复合光的基础上添加黄光有利于光合色素的合成,并显著地促进菠菜的生长,同时也表明该LED光源系统对开展植物补光应用具有一定的现实意义和使用价值。     

不同红光远红光配比对冰草生长发育、光合特性及品质的影响

为探明人工光植物工厂中红光远红光配比对水培冰草产量和品质的影响,本研究在光合有效辐射强度200 μmol·m-2·s-1的条件下,以白光LED作为CK(R/FR=5.5),在CK基础上添加不同强度远红光,分别设置FR1(R/FR=1.2)和FR2(R/FR=0.8),研究不同光质组合处理下冰草的生长发育、光合特性及营养...     

钙对低温高光锻炼下烤烟幼苗光合的促进效应

以烤烟品种龙江911为材料,研究了喷施CaCl2对烤烟幼苗低温高光锻炼过程中光合和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:低温高光锻炼过程中,烤烟幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(φPSⅡ)均明显低于未锻炼幼苗,说明低温高光锻炼虽然能够增强烤烟幼苗的抗逆性,但却降低了其光...     

不同颜色地膜覆盖对棉花冠层构型及光合特性的调控效应

为探究不同颜色地膜对棉花产量的调控效应,在大田条件下,设置无地膜覆盖(CK)、覆白色透明地膜(WF)、覆黑色地膜(BF)、覆银色地膜(SF)、覆绿色地膜(GF)、覆红色地膜(RF)共6个处理,分析不同颜色地膜覆盖对棉花冠层光质特性、棉花冠层形态、光合特性、干物质积累分配和产量构成因子的影响。结果表明,覆盖不同颜色地膜能改变冠层红光和远红光强度;与CK相比,覆盖地膜后通过提高棉花分枝数和叶面积指数,降低果枝与主茎倾角改变冠层构型,从而提高了光截获,同时提高了叶片SPAD值、净光合速率、源器官光合产物合成能力,并提高了干物质在叶片和花铃中的分配系数,最终使籽棉产量提高了8.4%~24.5%。红色地膜因较高的红光和远红光反射强度,对净光合速率、干物质积累量提高幅度优于其他颜色地膜处理,产量最高,为3 153.6 kg·hm^-2,黑膜次之,为3 123.7 kg·hm^-2,绿膜增产幅度最低。综合棉花的产量和干物质量来看,棉花覆盖红色地膜和黑色地膜更能促进产量的提高,并提高其生产效益。     

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。     

日光温室番茄单叶净光合速率模型的温度修正

番茄单叶净光合速率模型是温室番茄环境调控中的核心模型之一,而温度修正模型对于正确解析番茄单叶净光合速率模型非常重要。试验根据前人确定的植物单叶净光合速率模型中最大光合速率的温度修正模型,通过对不同的CO2浓度、光强和温度条件下日光温室番茄净光合速率的测定,明确了日光温室番茄最大光合速率的温度修正模型中修正因子C的取值公式,并经拟合检验,结果表明在不同CO2浓度、不同光强条件下日光温室番茄最大光合速率下温度修正模型的模拟值与实测值拟合良好,说明可将这一温度修正模型作为日光温室番茄光合模型的温度影响子模型应用,从而使植物单叶净光合速率模型更好地适用于日光温室番茄生产。