不同种植密度下的夏玉米冠层结构及光合特性

研究了种植密度对夏播玉米(CF008、郑单958和金海5号）冠层结构及光合特性的影响,目的是通过密度调控,构建高效冠层,发挥品种潜力,同时确立不同夏玉米品种高产高效冠层的定量化技术指标。结果表明,3个夏玉米品种均在中或低密度下（CF008为9.75和11.25万株 hm-2,郑单958为8.25和9.75万株 hm^-2,金海5号为6.75和8.25万株 hm^-2）构建的冠层较合理,冠层光合性能较高。冠层内透光率、叶夹角、茎粗、叶绿素相对含量（SPAD值）和净光合速率（Pn）均随着密度的增加而降低,说明高密度易造成群体内光分布不合理,导致光合性能的降低。灌浆中期前群体光合势（LAD）和叶面积指数（LAI）均表现为中或高密度条件下较高,而后为中或低密度下较高,并且吐丝后LAD所占比率为中或低密度处理显著高于高密度处理,说明高密度条件下冠层结构不合理,造成生育后期叶片提早衰老。在中或低密度下,群体穗位层透光率较大,吐丝期和灌浆中期分别为13.4%~19.45%和16.19%~21.48%;叶面积发展动态较为合理,吐丝期LAI达5.59~6.75,成熟期仍然保持在2.24~3.68,尤其中上层叶片LAI高值持续期较长;吐丝期中上层叶片Pn达到33.6~43.8 μmol CO2 m^-2 s^-1;吐丝后的群体LAD较高,特别是中密度下LAD达172.01~235.91 m2 d m-2,后期光合面积持续时间较长,更有利于玉米产量的提高。     

棉花非叶绿色器官光合能力的差异及与物质生产的关系

在田间条件下,以3个杂交棉品种(鲁棉研25、石杂2号和新陆早43)和2个常规棉花品种(新陆早13和新陆早33)为试验材料,通过两年试验研究了不同类型品种冠层叶片和非叶绿色器官(苞叶、铃壳和茎秆)的群体光合速率、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光合机构电子传递特性,及其与光合物质生产的关系。结果表明,杂交棉石杂2号和新陆早43号非叶绿色器官的群体光合速率显著高于常规棉品种,其中果实(铃壳和苞叶)和茎秆的群体光合速率分别比2个常规棉平均高85.1%和197.6%。叶片的叶绿素含量和实际光化学效率最高,铃壳次之,苞叶和茎秆最小;与常规棉品种相比,杂交棉品种叶片和苞叶的实际光化学效率无显著差异,但铃壳和茎秆的实际光化学效率显著较高;非叶绿色器官光合物质生产能力的提高与其对强光的适应能力和抗光抑制能力关系密切。     

缩节胺（DPC）对干旱区杂交棉冠层结构及群体光合生产的调节

 在干旱气候生态条件下,设置常规化调和轻量化调2种方式,以常规棉品种为对照,研究了不同剂量缩节胺（DPC）对杂交棉品种冠层结构及群体光合生产的影响。结果表明,轻量化调下,杂交种标杂A₁和石杂2号棉株主茎第6及以上节间长度明显增加,叶面积指数增大且生育后期下降较缓,光截获量增加;植株叶倾角增大,叶片较直立,冠层开度较大,透光良好,群体光合速率峰值高且高值持续期较长,光合物质积累量明显增加,皮棉产量显著提高。常规棉花品种新陆早13号和新陆早36号第6及以上节间长度变化不大,叶面积指数峰值高但生育后期下降较快,生育后期漏光损失严重,群体光合速率下降,产量显著降低。因此,采用轻量化调,有助于杂交种形成高光效冠层结构,增强群体光合生产能力,发挥其生长优势,提高产量。     

虎耳草不同叶龄光合特性及叶片结构比较

为了发现阴生植物越过强光和高温的光合机制,采用LI-6400光合测定系统和石蜡切片法,对虎耳草的春叶和秋叶的光合生理和叶片结构进行了研究。结果表明：春叶的光合速率、气孔导度等极显著低于秋叶,光合速率的降低受气孔因子限制;通过Pn-PAR曲线方程发现,春叶的补偿点为14.3 μmol photons/(m2?s),光饱和点为346 μmol photons/(m2?s),均极显著高于秋叶,表明春叶对强光有较好的耐受性;叶片解剖结构表明,春叶叶肉组织增加极显著,但栅海比低于秋叶,这证实了不同叶龄虎耳草叶片形态结构与生理功能的一致性。     

玉米耐高密品种冠层光氮分布及匹配特征研究

在有限氮投入下通过增密种植实现玉米增产增效,需要进一步挖掘耐密品种的光氮匹配利用潜力。揭示不同耐密品种冠层光氮空间分布和匹配特征差异,及其与玉米产量形成及氮效率的关系,对探索玉米产量效率层次差异消减途径具有指导意义。本试验以常规品种KH8和耐高密品种MC670为试验材料,在减氮增密条件下,系统分析了常规和耐密型玉米品种冠层光氮分布及匹配特征的差异。结果表明,耐高密品种MC670穗位以上透光率较常规品种KH8高20.6%。两品种的比叶氮(specific leaf nitrogen, SLN)均表现为上层叶片、中层叶片显著高于下层叶片; MC670上层、中层叶片SLN显著高于KH8,但下层叶片差异不显著。KH8和MC670的光氮匹配系数分别为1.28和0.86,MC670的光氮匹配系数与理想值差异较小,说明MC670的光氮匹配程度优于KH8。综上所述,与常规品种KH8相比,耐高密品种MC670冠层具有较低的消光系数和较高的氮消减系数,使耐高密品种冠层具有较优的光氮匹配程度,同时使其中上部冠层具有更高的光合氮比例、光合氮效率和光合生产力,这是其实现较高的氮肥生理效率、氮肥利用效率及获得高产...     

富士苹果不同树形的光能分布及利用

为了探索苹果不同树形树冠内相对光照强度分布的差异及光能利用状况,以富士苹果（Malus domestica Borkh cv. Fuji）为试材,测定了6种树形冠层内的相对光照分布、叶片的光合速率、比叶重、光合色素等,结果表明,高干开心形和小冠疏层形树冠内光照强度显著高于其它树形,双层形、拟纺锤形次之,大冠的疏散分层和自然开心两种树形光照较差,尤其是疏散分层形集中结果部位正处于相对光照强度急剧下降的50-100cm近地冠层内;小冠树形的光照水平及光能利用情况明显优于大冠树形;比叶重、光合色素受冠层内光照水平的影响显著。综合来看在使用乔化砧木的条件下,高干开心、小冠疏层形的光照水平较好,是生产上适宜采用的树形。     

施氮量对高产春大豆光合特性及产量的影响

为揭示不同施氮量对滴灌条件下高产春大豆不同冠层光合特性的影响规律,在大田条件下,研究4种施氮量(0、75、150、225 kg/hm ²)对高产春大豆植株形态特征及不同冠层叶片叶绿素含量、光合参数的影响。结果表明：增施氮肥显著提高大豆植株中上部节间长度、叶柄长度和叶形指数;提高大豆不同冠层叶片叶绿素含量,施氮处理使植株后期中上部叶片叶绿素含量的下降幅度较N₀处理减缓1.31%~4.44%;提高不同生育时期不同冠层叶片的净光合速率(P_n),减缓了中后期不同冠层净光合速率的下降幅度;施氮增加产量,以N₁₅₀产量较高,为4889.62 kg/hm ²,氮肥农学利用效率3.58 kg/kg。     

不同时期三个小麦主栽品种叶片光合作用的研究

不同时期三个小麦主栽品种不同层次叶片的最大光合速率均出现在盛花期以前。在灌浆期间,当前高产良种鲁麦14的光合速率下降速度较慢,比早期品种碧蚂1号和济南2号有一个较长的高光合持续期,这种差异在下部叶片表现得更为明显一些,尤其是倒3叶。从不同叶位叶片看,挑旗期参试品种均以倒2叶光合速率最高;盛花期以后,旗叶则逐渐占明显的优势。本文用叶片光合速率与叶面积的乘积,即全叶同化速率为指标,可较全面地反映不同品种叶片同化能力的大小。鲁麦14在灌装期间全叶同化速率占一定优势。叶片比叶重是鉴定筛选高光合速率个体的简单可靠的间接指标。叶片气孔阻力对光合速率有一定负效应,而叶片蒸腾对光合速率则有一定正效应。盛花期以前,叶片光合主要受气孔因素制约,而在生育后期,非气孔因素亦有很重要的作用。对小麦高产育种,尤其是光合特性的改良问题进行了讨论。     

田间密植诱导抽穗期玉米叶片衰老时的光合作用机制

为理解田间密植是否诱导抽穗期玉米叶片衰老以及衰老叶片的光合作用规律和机制,本研究以玉米"先玉335"为材料研究了抽穗期栽培密度对穗位叶和穗下第4叶的光环境、比叶重、氮素含量、叶绿素含量、气体交换以及叶绿素荧光诱导动力学的影响。结果表明,随着密度的增加玉米冠层内的光强大幅降低,尤其穗下第4叶;穗位叶和穗下第4叶的比叶重降低。同时,穗位叶和穗下第4叶的氮素含量和叶绿素含量均随栽培密度增加而下降。不同栽培密度下穗位叶荧光诱导动力学曲线(OJIP)未发生明显改变,而高密度下穗下第4叶OJIP的J和I相的相对荧光产量较低密度有提高趋势。高密度下,穗位叶和穗下第4叶叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率均降低;不过,穗位叶胞间CO2浓度降低,穗下第4叶胞间CO2浓度增加。我们认为,田间密植条件下异质性光环境可以迅速诱导抽穗期玉米冠层下部叶片(如穗下第4叶)衰老;该过程中,光合作用的限制因素不是光能吸收和电子传递,而可能是碳同化。     

杂交棉标杂A1和石杂2号超高产冠层特性及其与群体光合生产的关系

在田间自然条件下, 以标杂A₁、石杂2号为材料, 研究了超高产(3 500 kg hm^-2以上)杂交棉冠层的叶面积配置、叶倾角和光分布等冠层特性的变化及与群体光合生产的关系。结果表明, 超高产条件下杂交棉叶面积指数高且持续期长, 群体叶面积配置与光分布较均匀, 花铃期冠层中部有较好的透光性, 吐絮期底部漏光损失较小, 整个冠层仍保持较高的光吸收率。超高产杂交棉不仅群体光合速率峰值高, 而且高值持续时间长, 生育后期非叶器官仍维持较高的光合能力, 特别是茎的光合贡献率为常规高产棉花的1.6~4.9倍, 这是杂交棉在生育后期能保证群体光合优势的一个重要原因。超高产杂交棉的棉铃干物质空间分布与叶分布、光分布和冠层光合分布的比例吻合程度较高, 保证了光能的有效利用, 促进同化物及时向棉铃转运, 有利于挖掘杂交棉品种的增产潜力。     

棉花株冠光合特性的研究

本文对棉花盛铃期的株冠结构进行了不同层次的光合特性分析,用放射性同位素整株标记法研究了棉花株冠不同层次光合器官的相对光合强度,~(14)C—同化物的运输和分配以及棉花群体的相对呼吸强度;揭示了棉花盛铃期复杂株冠结构与光合特性的联系,为高产育种和栽培提供了部分理论依据。     

红花蕾期不同叶位叶的光合特性及与产量的相关性

测定了3个红花品种（系）不同叶位叶在蕾期的光合作用特性，并对来自7个国家的16个红花品种（系）在该时期上位叶的光合速率与产量及农艺性状间相关性进行了分析。结果表明, 各叶位间最大光合速率(P_nmax)、光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率(Rd)以及表观量子效率(AQY)均为上位叶>中位叶>下位叶。光响应曲线显示，除PI 401470和川红1号的上位叶外，其余叶片在高光强下光合速率明显下降，并且在低光强下，各叶位叶片的光合速率差异较小，当光量子通量密度(PFD )超过400 µmol m^-2s^-1时，上位叶的光合速率明显高于中、下位叶。光合作用日进程中，不同品种（系）及叶位间表现出不同的峰型，且到达峰值和低谷的时间和大小也不相同。蕾期上位叶光合速率与红花单株花产量、百粒重和顶果球直径呈显著或极显著相关，高光效育种是红花增产的一个有效途径。     

Effects of Verticillum Wilt on Leaf Microstructure,Photosynthesis of Cotton

[Objective] The purpose of this study was to determine the change of microstructure and photosynthetic characteristics in cotton leaves under different disease index levels (b0～b4)．[Method] Through investigation and sampling in cotton fields, five treatments were designed based on disease index levels of cotton leaf, and the leaf photosynthesis was tested by WFS-3000 and microstructure was observed with Microscope ECLIPSE Ni-E. [Result] With the increase in disease index levels, cotton leaf gradually lost green color, serious necrosis area occurred, with the leaf withered up till dried to death. The stomata of disease leaf incurred abnormally, increasing intercellular space in mesophyll tissue. Total thickness, upper and lower epidermis thickness, palisade tissue thickness and spongy tissue thickness all decreased significantly among all treatments; the trend showed as followed: total thickness was b0>b1>b2>b3>b4, upper epidermis thickness was b0>b1>b2>b3, lower epidermis thickness, palisade and spongy tissue thickness were consistent as b0>b1>b2. As a whole leaf of total thickness, upper, lower epidermis thickness, palisade and spongy tissue thickness were very significantly negatively correlated with leaf disease index levels, The correlation coefficient reached -0.6. The net photosynthesis rate, transpiration rate, stomata conductance gradually decreased and reached significant different with b0, leaf temperature increased, internal CO₂ first went up then down but no significant difference with b0. [Conclusion] The results indicated that Verticillum wilt damaged leaf microstructure and impaired photosynthesis of cotton leaf.     

转基因棉花苗期光合特性的研究

以3种不同转基因棉花及其亲本对照为材料,研究了盆栽条件下不同棉花品种苗期光合作用及有关生理特性。结果表明,与其非转基因对照相比,转基因棉花叶片的气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度的变化不明显,且不同抗虫棉的变化趋势不同,其中仅有转Bt基因棉Z30与其对照Z16之间的净光合速率差异达显著水平;所有供试转基因棉花叶片中的RuBP 羧化酶活性均显著下降而乙醇酸氧化酶的活性均显著上升,但叶绿素a、b和总含量以及叶绿素a/b无显著变化。推测转基因抗虫棉花叶片RuBP 羧化酶和乙醇酸氧化酶参与调控的光合及呼吸代谢过程可能发生了改变。随着转入基因的多样化,其可能引发转基因作物产生的非预期效应更加不确定与复杂。     

富士苹果垂柳形树冠光照参数与果实品质的关系

以垂柳形红富士苹果为试材,利用树冠分格法系统研究了红富士苹果采用垂柳形树形整形后的树体光照分布状况,光照分布与果实产量品质的关系,结果表明：垂柳形苹果树冠内光照分布从上到下、从外到内相对光强递减,水平方向分布从树冠内膛到外围差异较小,无效光区和高光区所占比例相对较小,仅占20.56%,其树形在相对光照方面优于其他树形。处于不同叶幕部位的叶片,其叶绿素含量、净光合速率和比叶重与光照分布情况在一定范围内呈现出一致性,说明光照分布对树体的叶绿素含量、净光合速率和比叶重的影响较大。果实品质垂直和水平分布也与光照垂直和水平分布呈极显著正相关,树冠中、上层和中、外部为高品质分布区;果实质量、果实含水量、可溶性固形物、可溶性糖含量、固酸比、糖酸比、果实硬度和可滴定酸含量在同一树冠的不同部位最大差异幅度分别达到81.31%、2.25%、13.79%、36.69%、174.12%、230.04%、22.49%和140.68%,均达到极显著差异;对果实着色方面影响也较大。本研究中,垂柳式苹果树形的果实可溶性固形物及可溶性糖含量平均可达到15.61％和24.18％,果实品质与着色均优于其他树形。     

新疆内陆干旱区不同灌水量对长绒棉光合特性的影响

为探索新疆内陆干旱区不同灌水量对长绒棉新海14号光合特性的影响,利用小区试验,在5种灌水量（W）条件下,对其光合特性进行研究。结果表明：灌水量为7650m3/hm2时,叶片净光合速率日变化呈单峰曲线;随着灌水量的降低,其净光合速率日变化呈双峰曲线。新海14号的光补偿点为50μmol/m2·s;灌水量为2850m3/hm2时,其光饱和点为310μmol/m2·s,灌水量为5475m3/hm2以上时,其光饱和点为1280μmol/m2·s。叶片的净光合速率及蒸腾速率随灌水量的升高而增加,气孔阻力随灌水量的升高而降低。水分利用效率随着灌水量的降低而提高,呈极显著负相关;棉花产量对灌水量极为敏感。净光合速率与蒸腾速率呈显著正相关,与气孔阻力呈极显著负相关;蒸腾速率与气孔阻力呈显著负相关。新海14号的光合作用最适宜灌水量为6945m3/hm2;灌溉的临界值为5250m3/hm2     

脱叶剂对棉花叶片叶绿素荧光动力学参数的影响

利用叶绿素荧光动力学测定技术,对脱叶剂的不同喷施时间条件下棉花叶片光能吸收、传递、转换特性及棉花产量进行了研究。结果表明喷施脱叶剂降低了棉花叶片的光合功能,降低了最大光化学效率(Maximum photochemical efficiency,Fv/Fm)及PSⅡ反应中心开放部分的比例,使初始荧光(Minimal fluorescence,Fo)上升、光合电子传递速率(Electron transport rate,ETR)和PSⅡ总的光化学量子产量(Photosynthetic quantum yield,Yield)降低,提高了非光化学猝灭系数(Non-radiant energy,NPQ),说明脱叶剂胁迫下棉花叶片发生了光抑制,PSⅡ复合体受到损伤伴随着光合电子传递受阻。吐絮率10%时喷施脱叶剂使棉花铃重、衣分、皮棉产量显著低于对照。吐絮率50%时喷施脱吐隆300 g·hm~(-2)+40%乙烯利1200 m L·hm~(-2),第25天棉花脱叶率为90.1%,吐絮率为99.87%,对棉花铃重、衣分及皮棉产量影响最小且更有利于促进叶片脱落和棉铃成熟。     

南疆超高产棉花光合物质生产与分配关系的研究

于2008-2009年在南疆自然生态条件下,利用普通高产和中低产棉花对比研究了超高产棉花光合物质生产与分配关系。结果表明:超高产棉花LAI花前增长速率明显快于高产、中低产棉花,盛铃期峰值大,且盛铃期后下降缓慢,后期仍能保持较高水平;叶片SPAD值与Pn(净光合速率)关系密切,即开花前超高产棉花叶片SPAD值增长较快,Pn增长较快,后期叶片SPAD值保持较高水平,Pn下降缓慢;超高产棉花地上部分与蕾铃干物质快速积累持续期长,且积累量大;超高产棉花光合产物向茎、叶器官分配集中在开花期以前,花后向茎、叶输送减少,转而向蕾铃器官分配较多,保证后期产量形成,而高产、中低产棉花开花后仍有光合产物向茎、叶输送,对产量影响较大。     

液膜对棉花叶片蒸腾特性及水分利用效率的影响

研究了液膜不同浓度对棉花叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素荧光诱导动力学参数及水分利用效率的影响。结果表明，液膜不同浓度均能降低棉花叶片的蒸腾速率和气孔导度；较高浓度液膜增大叶片qN值，降低叶片净光合速率；适宜浓度液膜(40～50倍)显著提高叶片水分利用效率，对净光合速率无明显影响。     

红叶石楠绿叶与红叶的光合蒸腾特性比较研究

为了研究红叶石楠绿叶与红叶光合蒸腾特性存在的差异,通过测量红叶石楠2种不同颜色叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci),计算水分利用效率(WUE)和气孔限制值(L)等参数值,比较研究2种叶片的光合蒸腾特性,探讨二者对环境变化的适应性。结果表明：（1）红叶的光合作用比绿叶强,当光照强度较高时,绿叶出现“光合午休”现象（属于非气孔因子限制）,而红叶未出现此现象;红叶Pn日均值较高,气体交换强于绿叶;（2）绿叶的Tr和Gs均比红叶弱,红叶的WUE始终低于绿叶,且两者的Gs存在显著差异。由此可见红叶石楠的红叶适应外界环境变化的调控机制没有绿叶强,同时抗旱能力也比绿叶弱。