不同灌水量下胡杨光合-光响应过程模拟与模型对比研究

【目的】通过研究胡杨的光响应曲线及光合参数特征，阐明胡杨在不同灌水量下的光合-光响应机制，筛选不同灌水量下不同树龄胡杨的最优拟合模型。【方法】通过Li-6400光合仪测定不同灌水量[无灌水量(CK)、20 kg/株·次(T₁)、40 kg/株·次(T₂)、60 kg/株·次(T₃)]下3 a、5 a和7 a胡杨的光响应过程，获取光合特征参数，采用4种光响应模型进行拟合分析。【结果】不同模型对胡杨光响应过程及光合参数模拟存在差异，表观量子效率(AQY)拟合采用指数模型(AQY=0.039)；直角双曲线修正模型对T₁(20 kg)、T₃(60 kg)灌水下3 a、7 a胡杨和T₁、T₂灌水下5 a胡杨P_{n max}拟合效果最好[P_{n max}分别为22.83、22.03、22.01、28.78μmol/(m²·s)]，直角双曲线和双曲线修正模型对暗呼吸率(R_d     

不同氮肥水平下烟草CO2响应曲线的拟合分析

[目的]探讨不同CO2响应曲线模型拟合不同氮肥水平下烟草光合特性与CO2间的关系,筛选出最佳的CO2响应曲线拟合模型.[方法]以烤烟K326为对象,在不同氮肥用量(0、66.60、93.60和120.60 kg/ha)条件下,采用不同CO2响应曲线模型(直角双曲线模型、Michaelis-Menten模型、直角双曲线修正模型和指数改进模型),对烟株旺长期中部叶的CO2响应曲线进行拟合,分析拟合曲线与实测值的相似程度,筛选拟合效果最佳模型.[结果]直角双曲线模型、Michaelis-Menten模型和指数改进模型均无法完全拟合出光合速率随CO2增加而下降的曲线,且直角双曲线模型和Michaelis-Menten模型无法拟合最大净光合速率(Pn max).直角双曲线修正模型拟合R2为0.999,拟合效果优于其他模型,其光合参数[初始羧化效率(α)、Pn max和饱和胞间CO2浓度(Ci sat)]的拟合值更接近真实值,能反映实际情况.各模型决定系数排序为直角双曲线修正模型>指数改进模型>直角双曲线模型=Michaelis-Menten模型.[结论]不同CO2响应曲线模型对不同氮水平下烟草光合特性的拟合效果存在差异,四种模型中以直角双曲线修正模型的拟合效果最佳.     

不同锌肥水平下烤烟光响应曲线的拟合

为探究不同光响应曲线模型拟合不同锌肥水平下烤烟光合特征的适宜性,以烤烟K326为研究对象,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和双曲线修正模型对烟株成熟期中部叶的光响应曲线进行拟合,通过分析光合参数的拟合值和实测值的近似度,选出光响应曲线适宜的拟合模型。结果表明,随着锌肥适量的增施,烤烟的最大净光合速率、暗呼吸速率、光饱和点等光合特征参数均有所上升,烤烟叶片的光合能力明显提高,但当锌肥过量时光合特征参数反而下降。3种模型对不同锌肥水平下烤烟成熟期中部叶光响应曲线的拟合效果优劣排序为双曲线修正模型非直角双曲线模型直角双曲线模型,且双曲线修正模型拟合出的光合特征参数最丰富。因此,双曲线修正模型是拟合不同锌肥水平下烤烟光响应曲线的适宜模型。     

低温胁迫对设施三七叶片光响应曲线拟合的影响

以三七幼苗为试材,进行人工控制试验,设置0、3、6、9℃4个低温水平,分别处理1、3、5、7 d,以25℃为对照(CK),研究低温胁迫下设施三七叶片的光合特性,选取处理时间1、7 d和CK,用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型4种光合模型进行拟合分析,最终选择拟合程度最高的模型来模拟光合参数,旨在为调控三七生长环境和促进高产提供理论与实践依据。结果表明:非直角双曲线模型拟合最佳,其他拟合程度由高到低的顺序为直角双曲线修正模型、直角双曲线模型、指数模型,并利用拟合程度最高的非直角双曲线模型计算出光合参数;在低温胁迫环境下,最大净光合速率(P nmax)、光补偿点(L C,P)、光饱和点(L S,P)和暗呼吸速率(R d)均随处理时间延长而减小;随着温度的降低,P nmax、L C,P和R d总体上逐渐降低,L S,P先降低后增大。     

涝渍胁迫下厚皮香幼苗光响应特征

以1年生厚皮香幼苗为材料,分别进行涝害与渍害处理,使用Li-6400光合仪,测定不同光照强度下的净光合速率Pn,并采用直角双曲线、非直角双曲线和直角双曲线修正3种数学模型对叶片光响应曲线进行拟合,探讨其在不同水淹程度下的光能利用能力。结果表明:随着光合有效辐射的增加,对照组在PAR≈800μmol·m~(-2)·s~(-1)、渍害组在PAR≈500μmol·m~(-2)·s~(-1)时,Pn增减趋势变得平缓。渍害组、涝害组与对照组相比初始量子效率和最大净光合速率Pnmax都下降,暗呼吸速率Rd则上升;涝渍胁迫对厚皮香幼苗有光合抑制作用,直角双曲线修正模型对厚皮香幼苗叶片光响应过程拟合精确度高于直角双曲线和非直角双曲线2种模型;对照组厚皮香幼苗叶片由数学模型拟合的光合参数值与渍害和涝害2组相比,更为准确。     

干旱胁迫下3种玉米光响应曲线模型的比较

研究了不同土壤水分条件下玉米的光合作用,对光响应曲线进行拟合,比较3种不同拟合方法的优劣,优选出干旱胁迫下最优的光合作用光响应模型。利用玉米穗位叶光合数据,用直角双曲线模型、非直角双曲线模型以及直角双曲线修正模型对适宜土壤水分条件及中度干旱胁迫下玉米光响应进行拟合。从拟合的相关参数看,对照(CK)的拟合结果中,直角双曲线模型整体高于非直角双曲线模型,其中表观量子效率与最大净光合速率均提高33%,光补偿点提高10%,暗呼吸速率提高40%,直角双曲线修正模型得到的最大净光合速率低于非直角双曲线模型,其余参数差别很小。在对水分胁迫(MS)的拟合中,3种曲线所得参数的差异与CK一致。直角双曲线修正模型可以直接得到饱和光强与最大净光合速率,得到的光合参数比另外2种模型更接近实测值,因此该模型可以更好的拟合适宜土壤水分和中度干旱胁迫下的玉米光响应曲线。     

3种油葵光合光响应曲线模型拟合及其光合参数与产量的关系

采用2种典型的光响应模型对3个油葵品种KWS203、TH320及矮大头667DW叶片的光合-光响应曲线进行拟合,并分析其光合参数与油葵生物产量、籽粒产量的关系。结果表明:直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型对3个油葵品种的光合-光响应曲线的拟合精度较高,拟合方程的决定系数均为R2≥0.997。其中直角双曲线修正模型可以更好地拟合KWS203和矮大头667DW光系统Ⅱ动力学下调或光抑制部分的光合-光响应曲线,可准确计算其饱和光照度及最大净光合速率,且与实际测量值相当接近。直角双曲线修正模型拟合3种油葵光合-光响应曲线所得的光合参数与产量关系表明,油葵产量与最大净光合速率和饱和光照度具有相关性,饱和光照度与其生物产量(r=0.971**)、籽粒产量(r=0.982**)的相关系数均为极显著差异水平,但最大净光合速率与其生物产量(r=0.309)、籽粒产量(r=0.344)的相关系数都未达到显著水平;TH320的最大净光合速率、饱和光照度均最大,为36.926μmol/(m2·s),CO2、2 286.884μmol/(m2·s),其生物产量、籽粒产量也最高,分别为13 664.25kg/hm2、4 711.81 kg/hm2。综上所述,直角双曲线修正模型更符合油葵的光合生理特征,是研究油葵光合-光响应曲线的首选模型;TH320相对于其他2个油葵品种,具有更高的光饱和点和最大净光合速率,更低的暗呼吸速率和光合产物消耗。     

赤霞珠葡萄光合-光响应曲线拟合模型的比较分析

为探索光照对赤霞珠葡萄光合特性的影响及低光强区域的合理界定,分别用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数方程和直角双曲线修正模型对葡萄光合-光响应曲线进行拟合,将结果与实测数据进行了对比分析,并利用光能利用效率的下降点来确定合理的低光强区域.此外,也对不同光合有效辐射条件下不同生理因子的变化特征及不同生理因子对葡萄叶片净光合速率的影响作了探讨.结果表明:直角双曲线修正模型拟合的结果与实测值符合程度较好;低于150 μmol·m-2·S-1为赤霞珠葡萄叶片所对应的低光强区域,并在该区域求得表观量子效率为0.037;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率分别与光合有效辐射大体上呈正相关,而胞间CO2浓度与光合有效辐射呈负相关;气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率对净光合速率有着重要的影响作用.     

杉木幼苗不同光质光响应曲线的模型拟合及光合特性比较

以2年生无性系幼苗为试验材料,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分别对白光、红光和蓝光3种光质条件下杉木光合光响应曲线进行拟合,并分析3种光质条件下杉木的光合特性。结果表明,非直角双曲线模型适用于白光和红光的拟合,直角双曲线修正模型则适用于蓝光的拟合,而直角双曲线模型对3种光质的拟合效果均较差。弱光环境中(I≤200μmol·m-2·s-1),红光下杉木具有较强的光合能力,其光合速率、气孔导度和水分利用效率均较高;强光环境中(I200μmol·m-2·s-1),蓝光下杉木具有更强的光合能力,白光下的光合速率则介于红光和蓝光之间。     

葡萄光合速率对光及CO_2浓度的响应特征

为深入研究吐鲁番地区葡萄管理和节水灌溉技术,采用CIRAS-3型便携式光合仪对新疆吐鲁番地区葡萄光合作用进行的测定。结果表明:当光合有效辐射在0~600μmol·m-2·s-1时,净光合速率迅速上升;光合有效辐射在600~1 500μmol·m-2·s-1时,净光合速率升幅减弱;而光强在1 500~2 000μmol·m-2·s-1时,净光合速率随着光照强度的增加而出现下降。CO2浓度在800μmol·m-2·s-1之前,光合速率迅速增加;在800μmol·m-2·s-1之后,光合速率缓慢上升。利用非直角双曲线模型和直角双曲线模型拟合葡萄光响应曲线和CO2响应曲线,决定系数分别为0.996 2和0.988 5。     

药用植物艾纳香光合光响应曲线及其模型拟合

为了探明艾纳香光响应特征及其最大净光合速率、光饱和点等光合参数,从而为艾纳香优质苗木的培育及科学栽培提供理论依据,采用Li-6400光合作用测定系统对艾纳香一年生苗木叶片光响应进行了测定,并应用4种光响应经验模型对艾纳香叶片光响应曲线进行拟合。结果表明:1)直角双曲线、非直角双曲线及指数函数模型不能求取艾纳香最大净光合速率和光饱和点的解析解,而结合其他方法拟合的相应值与实测值有显著差异,同时也不能处理发生光抑制的光响应数据;2)修正的直角双曲线模型拟合的各项光合参数均比较准确,同时也能很好地处理艾纳香发生光抑制的光响应数据;3)经修正的直角双曲线模型拟合的艾纳香最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率和初始量子效率分别为19.00μmol/(m2.s)、1 866.15μmol/(m2.s)、33.56μmol/(m2.s)、-2.07μmol/(m2.s)和0.066。结论:艾纳香光能利用能力和光合生产力较高,有一定的耐阴能力,对光照的适应范围较宽。     

马尾松光合作用光响应曲线模型拟合

为了探讨不同的光响应曲线模型对马尾松无性系不同生长期光合特性的适用性,采用LI-6400便携式光合仪器分别测定了7月、9月和11月马尾松的光响应曲线,并选用二次多项式回归模型(QPM)、分段函数模型(SFM)、直角双曲线模型(RHM)、非直角双曲线模型(NRHM)、直角双曲线修正模型(MRHM)和指数函数模型(EM)来进行最适光响应曲线模型的选择。结果表明:要准确获得马尾松不同生长期的光响应参数需选择不同的光响应曲线模型,7月、9月和11月份马尾松最适合的光响应曲线模型分别是MRHM、EM和QPM。     

马尾松光合作用光响应曲线模型拟合

为了探讨不同的光响应曲线模型对马尾松无性系不同生长期光合特性的适用性,采用LI-6400便携式光合仪器分别测定了7月、9月和11月马尾松的光响应曲线,并选用二次多项式回归模型(QPM)、分段函数模型(SFM)、直角双曲线模型(RHM)、非直角双曲线模型(NRHM)、直角双曲线修正模型(MRHM)和指数函数模型(EM)来进行最适光响应曲线模型的选择。结果表明:要准确获得马尾松不同生长期的光响应参数需选择不同的光响应曲线模型,7月、9月和11月份马尾松最适合的光响应曲线模型分别是MRHM、EM和QPM。     

成龄枣树光合特性与光响应曲线模型

【目的】 不同灌溉定额条件下,研究红枣光合特性变化规律及适用于滴灌模式下红枣的光响应曲线模型,为红枣滴灌决策提供数据支撑和理论依据。【方法】 以新疆南疆阿克苏地区进行地表滴灌的6年生红枣树为研究对象,通过田间试验测定不同水分处理条件下的光合-光响应曲线。【结果】 6年生红枣在20、30 m³667 m²灌溉水量区间内,最大净光合速率呈递减趋势。拟合模型针对新疆南疆成龄枣树叶片适用性排序为直角双曲线修正模型＞非直角双曲线模型＞指数模型＞直角双曲线模型。通过对比分析4种不同模拟机制的模型。【结论】 在轻度水分胁迫条件下有利于提高净光合速率及水分利用效率;直角双曲线修正模型对于南疆成龄枣树叶片的适用性最好。     

磷素供给对米槁幼苗光合作用—CO2响应的影响

[目的]探索不同磷素水平下米槁(Cinnamomum migao H.W.Li)幼苗光合作用对CO2的响应机制,为西南地区推广种植米槁及其科学施用磷肥提供参考依据.[方法]以0.5年生米槁幼苗为对象,设4个磷素(KH2PO4)供给浓度(CK为1.000 mmol/L,P1、P2和P3处理分别为0.125、0.500和2.000 mmol/L)处理,测定各处理米槁幼苗的光合特性,利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型及直角双曲线修正(Pn/Ci)模型拟合米槁幼苗的光响应曲线和参数.[结果]3种米槁幼苗光响应曲线拟合模型的拟合决定系数R2均在0.9900以上,表达的效力趋势排序为Pn/Ci模型>非直角双曲线模型>直角双曲线模型,以Pn/Ci模型对米槁的光合作用—CO2响应最实用,且不同磷素水平下模型拟合效力均符合此效力趋势.各磷素供给处理中,除胞间CO2浓度(Ci)外,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的排序均为CK>P3>P2>P1,且P1处理的Pn、Gs和Tr均与其他处理差异显著(P<0.05),表明1.000 mmol/L KH2PO4处理下米槁幼苗的光合作用效率最高.[结论]Pn/Ci模型最适宜进行米槁幼苗光合作用—CO2响应拟合;施用适量磷素能促进米槁幼苗的光合作用,最适宜米槁幼苗生长的土壤磷含量为1.000 mmol/L.     

桫椤对光照和CO2的响应曲线及其模型拟合研究

以濒危植物桫椤为研究材料,使用Li-6400便携式光合测定系统测定光合-光响应曲线,应用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和修正的直角双曲线模型3种模型进行模拟研究,并探讨不同模型对桫椤光响应及CO_2响应中的适用性。结果表明:采用修正直角双曲线模型拟合的桫椤光响应参数为0.077,Pnmax、Iisat、Ic、Rd分别为8.162、917.96、16.021、-0.975μmol/m2·s,CO_2响应参数为0.035,Cisat、Pmax、Γ、RP分别为1577.624、14.170、61.666、-2.028μmol/m2·s。修正直角双曲线模型能很好地拟合桫椤的光响应及CO_2响应数据,并能较准确地直接计算出光合参数,同时能很好地处理桫椤产生光抑制部分的光响应数据,高光强下直角双曲线模型和非直角双曲线模型不能处理光抑制问题。修正直角双曲线模型下光饱和点和CO_2饱和点高于直角双曲线模型和非直角双曲线模型,最大净光合速率表现相反。光补偿点、暗呼吸速率、光呼吸速率和CO_2补偿点介于直角双曲线和非直角双曲线模型之间,修正直角双曲线模型模拟值与实测值最接近。桫椤具有一定的耐阴性,能适应一定低光照的环境条件,对CO_2的适应范围较宽。修正直角双曲线模型是拟合桫椤光合-光响应曲线的理想模型,该模型能较好地对桫椤植物光能利用效率进行模拟,为桫椤植物的有效保护提供参考。     

小粒种咖啡光强和CO2响应曲线拟合模型筛选

通过测定不同时间段(上午9:00-11:30和下午15:00-17:30)小粒种咖啡叶片的各项光合响应参数,运用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型、直角双曲线修正模型对小粒种咖啡不同时间段的光响应曲线进行拟合;用直角双曲线模型、Michaelis-Menten模型、直角双曲线修正模型拟合CO2响应曲线.本研究旨...     

不同氮素条件米槁幼苗光合作用对CO_2响应特征

为探求氮素对米槁幼苗叶片CO_2响应特征影响,以1年生米槁幼苗为试验材料,采用砂培法,利用Li-6400光合仪测定4种不同氮浓度胁迫下米槁叶片CO_2响应曲线及气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)等相关光合参数,并运用直角双曲线、非直角双曲线、直角双曲线修正3种模型拟合米槁叶片CO_2响应曲线。结果显示,直角双曲线修正模型拟合米槁叶片CO_2响应曲线,可克服直角双曲线模型未考虑曲线凸度缺陷及无法拟合CO_2过饱和净光合速率(Pn)下降缺点,得到光合参数与实测值相近,直接确定CO_2饱和点(CSP)。在控制外界条件下,各氮处理米槁Ci随叶室内CO_2浓度(Ca)升高呈同步直线上升趋势。同一Ca值下,米槁叶片Ci随氮浓度水平增加而增大。各氮处理下米槁叶片Gs随Ci升高总体呈下降趋势;Tr变化趋势与Gs一致,在同一Ci下,Gs与Tr均随氮浓度增大而增加。米槁叶片Pn随Ci升高逐步升高,但在高Ci阶段Pn略下降,增施氮素可提高米槁叶片CSP、最大净光合速率(Pnmax),降低叶片CO_2补偿点(CCP),表明增施氮素能可强米槁叶片光合作用对CO_2适应幅度,提高CO_2利用效率,促进有机物积累。研究表明,直角双曲线修正模型拟合米槁叶片CO_2响应曲线效果最佳,施氮可有效促进米槁幼苗生长。     

不同磷营养条件下米槁光响应曲线模型比较分析

以半年生米槁幼苗为试验材料,温室条件下砂培,设置四种不同磷素浓度供给,分别测定不同处理下米槁幼苗光合特征,并利用六种模型拟合米槁叶片光响应曲线,筛选最佳光响应模型。结果表明,直角双曲线修正模型是拟合米槁光响应最优模型。磷素供给与米槁幼苗光合特性相关,在2 mmol·L-1磷浓度处理下,米槁光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pnmax)、表观量子率(AQE)均大于其他处理,光补偿点(LCP)小于其他处理。米槁叶片气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)随施磷量增加呈增大趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈下降趋势。在一定程度上,增施磷素可改变米槁对光的适应度,提高叶片光合能力。     

光合模型对无患子叶片光合响应参数计算结果的影响

目的旨在探究光合模型对无患子冠层不同部位叶片光合响应参数计算结果的影响,并得到合适的光合响应应用模型和合理的光合响应参数。方法本研究以福建建宁地区进入稳定结实期的无患子为研究对象,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角修正模型和指数修正模型来拟合无患子冠层不同部位叶片的光响应曲线,采用直角修正模型、直角双曲线模型和Michaelis-Menten模型来拟合CO₂响应曲线,通过均方误差和决定系数来检验光合响应模型的拟合精度,采用Duncan多重比较法检验不同模型和不同部位叶片光合响应参数的差异并进行方差分析。结果（1）4种模型对光响应曲线拟合结果的优劣为:直角修正模型 > 指数修正模型 > 非直角双曲线模型 > 直角双曲线模型,3种模型对CO₂响应曲线拟合优劣的结果类似:直角修正模型 > 直角双曲线模型/Michaelis-Menten模型。（2）层级间叶片光合响应参数的差异显著性因模型而有别,各模型得到的方向间叶片光合响应参数值的差异均不显著。（3）模型对初始量子效率、光响应最大净光合速率、光饱和点、暗呼吸速率、CO₂响应最大净光合速率和CO₂饱和点的影响更大,层级对光补偿点、初始羧化效率、CO₂补偿点和光呼吸速率的影响更大,方向对光合响应参数无显著影响,光饱和点、CO₂饱和点、初始羧化效率和CO₂补偿点还受到交互作用的显著影响。结论相对于其他模型,直角修正模型能更好地拟合无患子光合响应曲线,得到的光合响应参数也较准确;模型对所有光合响应参数的影响是极显著的,模型的筛选很重要。