黑籽雀稗的光合生理特性研究

利用Li-6400便携式光合分析仪测定黑籽雀稗的光合特性。结果表明,黑籽雀稗的光合日变化呈双峰型,有明显的“午休”现象。11:00左右出现第1个峰值(Pn为28.8 μmol/m²·s),15:00左右出现第2个峰值(Pn为21.59 μmol/m²·s),变化趋势与气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)等因子相同。黑籽雀稗叶片的光饱和点(LSP)为1 700 μmol/(m²·s),光补偿点(LCP)20 μmol/(m²·s),表观光量子效率(AQY)0.073 9 mol/mol,CO₂饱和点(CSP)600.01 μmol/mol,CO₂补偿点(CCP)21.89 μmol/mol,羧化效率(CE)0.084 6 μmol/(m²·s)。     

不同光照对蝴蝶花光合特性及生长发育研究

用Li-6400光合测定系统测定了不同光照下蝴蝶花的光合特性,结合蝴蝶花的生长发育状况,探讨了蝴蝶花在不同光照下的适应性。结果显示,随植株上层光强的降低,蝴蝶花的Chl a/Chl b、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度均呈降低趋势,Chl b含量、蒸汽压亏缺、气孔限制呈增加趋势;光补偿点、暗呼吸速率、CO₂补偿点、表观量子效率下降,羧化效率增加,揭示了蝴蝶花对光照减低的生理适应机制;蝴蝶花的光补偿点在5.18~12.05 μmol/m²·s,光饱和点在1 000 μmol/m²·s左右,说明其对光的适应范围较宽。CO₂补偿点在54.84~58.45 μmol/mol、CO₂饱和点在970 μmol/mol左右。结合蝴蝶花生长发育状况分析,竹林下植株的叶面积最大、开花状况最佳,生长最好。但3种环境下植株均能生长。     

干旱对假俭草光响应曲线的影响

以假俭草2个品系——Yaan和Common为试验材料,研究了中度干旱(土壤含水量为田间最大持水量的50%)和重度干旱(土壤含水量为田间最大持水量的35%)对光响应曲线的影响。结果表明,同一干旱水平下,在一定的光照范围内,净光合效率和气孔导度随着光强的增加而增大;随着干旱程度的加剧则发生显著降低,在Common品系中最大光合速率和光饱和点分别由22.3降到11.2μmol/(m²·s),578降到350μmol/(m²·s),在Yaan品系中则由24.5降到13.0μmol/(m²·s),694降到474μmol/(m²·s)。在同一光强下,Yaan的净光合速率、气孔导度值均大于Common。从光响应曲线来看,Yaan品系受到干旱的影响较小,对光强的利用能力高于Common。     

阿拉善荒漠草原梭梭与白刺光合特征比较研究

为比较阿拉善荒漠草原区2种优势植物梭梭(Haloxylon ammodendron)和白刺(Nitraria tangutorum)的光合生理特征差异性,在2008年7月下旬利用Li-6400便携式光合仪测定了研究区内梭梭与白刺2种植物样株的光合作用日变化特征和光响应曲线,并采用非直线双曲线模型对光响应曲线进行了拟合分析。结果表明:在8:00-18:00的测定范围内,梭梭和白刺的光合速率日变化特征表现为单峰型曲线,光合速率的日峰值分别出现在12:00和11:00;梭梭的日平均净光合速率、水分利用效率均大于白刺;梭梭的最大净光合速率(Pnmax)、光补偿点(Lcp)和光饱和点(Lsp)均明显大于白刺。     

三种山麦冬属植物光合特性研究

用LI-6400便携式光合分析仪测定山麦冬、阔叶山麦冬、禾叶山麦冬的光合特性。结果表明:3种植物的光补偿点均小于20μmol/(m2.s),光饱和点均小于600μmol/(m2.s),最大净光合速率较低;其光合日动态具有“午休”现象,最大净光合速率出现在10∶00,净光合速率变化受光合有效辐射,叶面温度和相对湿度等环境因素的影响,随气孔导度和叶面饱和蒸汽压亏缺等因子的变化而变化,说明3种植物耐荫性均强,不喜强光。     

4个地理种群红砂的抗旱性综合评价

在自然条件下以分布于兰州九州台(LZJ)、张掖临泽(ZYL)、武威民勤(WWM)和酒泉金塔(JQJ)4个地理种群的荒漠植物红砂为试材,对与其抗旱相关的光合、荧光、水分、渗透调节以及酶活性等18项生理指标进行了测定,并应用隶属函数法和灰色关联度法对这些生理指标及不同地理种群红砂的抗旱性进行综合评价。结果表明,不同地理种群红砂的抗旱性强弱顺序为:WWM＞JQJ＞ZYL＞LZJ,总体趋势表现为水分条件越差抗旱性越强,这是植物通过自身生理调节对外部环境条件产生适应的结果。光合速率、蒸腾速率、水势等18项指标在红砂的抗旱性中相互制约,相互依赖,综合调节着红砂的内在抗旱机制,但通过降低蒸腾速率来提高水分利用效率,依赖于叶黄素循环的热能耗散机制以及以Pro为主的渗透调节这3大机制在红砂的抗旱机制中占有重要的地位。     

3种鼠尾草属植物光合作用-光响应特性研究

研究丹参、宝兴鼠尾草和短唇鼠尾草光合作用-光响应特性,阐明其对环境光合特性的适应和生理响应,为丹参田间高产栽培技术、鼠尾草属野生植物资源的引种和保护提供理论依据。测定丹参、宝兴鼠尾草和短唇鼠尾草叶绿素含量,并利用LI-6400便携式光合仪研究其光合特性,同时运用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和C₃植物光响应新模型对光响应曲线进行拟合比较研究。结果显示,3种鼠尾草属植物的叶绿素含量存在明显差异。其光响应曲线均符合C₃植物光响应新模型。丹参表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pn_max)、光补偿点(LCP)均最低,分别为0.040 3,13.32 μmol/(m²·s),24.37 μmol/(m²·s);宝兴鼠尾草为最高;短唇鼠尾草居中。3种植物的净光合速率(Pn)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)对不同光合有效辐射(PAR)的响应均有一定程度的差异。C₃植物光响应新模型拟合的结果最好。丹参和宝兴鼠尾草不属于典型的阳性植物,短唇鼠尾草则更为耐荫。可以采取与玉米等高竿作物间作或套作,缓和蒸腾作用,以达到提高丹参净光合速率的目的。     

桑树品种荷叶白的光合生理生态特性研究

荷叶白是生产上大面积栽植的桑树品种,研究了该品种2年生植株的光合生理生态特性,作为高产栽培技术的依据。该品种2年生植株的光饱和点和光补偿点分别为401、46.7μmol/(m2.s),表观量子效率为0.0598,暗呼吸速率为2.8μmol/(m2.s),最大净光合速率为21.2μmol/(m2.s),具有较低的光饱和点和补偿点,表现出较强的弱光利用能力;CO2补偿点为131.1μmol/mol,羧化效率为0.1472,光合能力最大值为84.6μmol/(m2.s),表现出较大光合作用潜力和生存能力;随着CO2浓度倍增,气孔导度、蒸腾速率均不同程度下降,而水分利用效率明显增强。采用逐步回归与通径系数分析表明,气孔导度、叶面饱和蒸气压亏缺及光合有效辐射是影响桑树叶片净光合速率变化最主要的直接作用因子。在生产上栽植桑品种荷叶白可采用宽行密株或宽窄行相间的密植栽培形式,提高单位面积产叶量,并可在坡度较大的背光地带栽植,以充分利用丘陵蚕区的阳光与地力。     

三桠乌药耐阴性研究

对不同遮阴条件下盆栽三桠乌药植株生长状况以及光合特性的研究结果表明,50%左右的遮阴条件有利于三桠乌药植株的形态建成,植株形态综合评价指数为 0.91,全光照及95%遮阴条件下,植株形态综合评价指数仅为0.29及0.20。不同遮阴条件下三桠乌药叶片叶绿素a、叶绿素总量以及叶绿素a/b差异显著,但与光照强度之间无明显线性关系,而叶绿素b含量随着遮阴强度的增加而呈显著提高趋势。不同遮阴条件下三桠乌药光合速率日变化曲线差异明显,但与其生物量之间无明显线性关系。在较强光照条件下光合速率日变化曲线呈明显双峰曲线,存在“光合午休”现象。三桠乌药光合作用补偿点为12.98 μmol/(m²·s),光饱和点介于200~400 μmol/(m²·s)之间,而表观量子效率为0.0366 mol/mol,这表明三桠乌药具有较强的弱光利用的能力。     

松嫩平原不同旱地生境芦苇的光合特性研究

芦苇是世界广布植物。在松嫩平原不同旱地生境，芦苇叶片的净光合速率日变化均为双峰曲线，有明显的光合“午休”现象。在草甸、沙地和碱斑生境，芦苇光合“午休”现象是气孔限制因素所致，低洼生境则由叶肉光合能力下降所致。芦苇叶片的净光合速率以碱斑生境最高，以长期受到林荫影响的沙地生境最低。4个旱地生境芦苇的光响应曲线具有相同的规律性变化，均可用二次方程定量刻画。芦苇的光补偿点和光饱和点与生境土壤条件无关，只与光照条件有关。在长期林荫影响下的沙地生境，芦苇的光补偿点和光饱和点均较低。     

6份凉粉草种质的光合日动态

为了探讨凉粉草（Mesona chinensis）的光合特性,探索合适的种植模式,采用LI 6400XT便携式光合系统测定了6份不同产地的凉粉草种质的光合日变化和光响应曲线,同时利用分光光度法测定了叶片的叶绿素含量。结果表明,三甲仙草和下坝仙草的“午休”现象是气孔因素和非气孔因素共同作用的结果,灵山大叶、灵山小叶、派潭仙草和越南仙草为气孔因素的作用;6种凉粉草光补偿点的高低顺序依次为灵山小叶>三甲仙草>下坝仙草>派潭仙草>灵山大叶>越南仙草,光饱和点的高低顺序为灵山小叶>下坝仙草>越南仙草>派潭仙草>灵山大叶>三甲仙草。方差分析表明,灵山小叶的光补偿点和光饱和点均显著高于（P<0.05）其他5种凉粉草,适合在光照较强的环境中生长,越南仙草的光补偿点最低（P<0.01）,较为耐阴,可能适应林下栽培模式;6份凉粉草种质叶片的叶绿素含量与最大净光合速率显著正相关（P<0.05）,而日变化净光合速率均值是各种环境因素和内在因素共同作用的结果。本研究可为探索凉粉草种植模式、合理规范化种植和优良品系筛选等方面提供理论依据。     

4种披碱草属植物光合作用光响应特性的比较

利用人工模拟光源研究了4种披碱草属植物的光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂(C_i)浓度及叶面饱和水压亏(V_pdl)随模拟光辐射(SPR)增强的变化规律及其相关性,并计算了各材料表观量子效率及其光饱和点与光补偿点等。结果表明,4种植物的P_n和T_r均随SPR的增强而增大,在相同的光照强度下,麦宾草的光合速率较高,披碱草次之,其他2种材料净光合速率近乎一致。麦宾草和肥披碱草的T_r明显高于老芒麦和披碱草;披碱草属不同材料的WUE随SPR的加强而呈递增规律,其中WUE的大小顺序为老芒麦＞披碱草＞麦宾草＞肥披碱草;4种植物气孔导度均随模拟光辐射强度的升高而增大,麦宾草和披碱草的G_s明显高于其他2种植物;4种植物胞间CO₂均随着SPR的增强和P_n的增大而减少。当SPR从0增至500 μmol/(m²·s)时,4种植物V_pdl 有一个小的下降过程,之后除披碱草缓慢下降外,其他材料随SPR增加而缓慢增加,麦宾草和肥披碱草的V_pdl明显高于其他2种材料。老芒麦和麦宾草光补偿点相对较低,说明两者利用弱光的能力相对较强,麦宾草和披碱草光饱和点较高,说明两者利用强光的能力较强。通过综合分析,利用光能的能力高低顺序为:麦宾草＞披碱草＞老芒麦＞肥披碱草,也就是无论在强光或弱光条件下,麦宾草和披碱草利用光能的能力较强。     

基于同质园实验的两种典型荒漠植物叶片功能性状变异研究

植物叶功能性状的变异及影响因素对了解植物利用资源和适应环境具有重要意义。本研究以同质园中不同地理种源白刺(Nitraria tangutorum)和红砂(Reaumuria soongorica)为研究对象,测定叶片形态性状和化学计量指标,并对其进行单因素方差分析、相关性分析和冗余分析。结果表明：同质园中各地理种源白刺叶片肉质化程度、含水量、组织密度、氮含量、氮磷比有显著差异(P<0.05),表明白刺叶功能性状表现出的种间差异可能与遗传分化有关;白刺和红砂的比叶面积和组织密度呈极显著负相关关系(P<0.01),氮含量与氮磷比呈显著正相关关系(P<0.05),而红砂叶片碳氮比与碳磷比呈极显著正相关关系(P<0.01),表明两种植物对环境的适应策略有所差别,红砂叶片具有较高的碳同化能力;白刺叶片肉质化程度、含水量、组织密度和红砂叶片比叶面积和磷含量受海拔显著影响(P<0.05),表明海拔是影响两种植物生长的主导环境因子。     

6个种源红砂幼苗光合作用特性研究

植物对环境的长期适应所形成的遗传特性对其光合作用有重要影响，本研究以6个种源地红砂（Reaumuria soongorica）幼苗为试验材料，采用LI-6400便携式光合作用系统对所标记的枝条进行净光合速率（Net photosynthesis，P_n）、蒸腾速率（Transpiration rate，T_r）、气孔导度（Stomatal conductance，G_s）的测定，分析其光合特性及其相关性，探究不同种源红砂幼苗光合特性变化规律。结果表明：6个种源红砂幼苗的净光合速率日变化曲线呈单峰或双峰型。在极端干旱生境条件下（酒泉金塔JQJ和酒泉肃州JQS）红砂种源幼苗具有较强的气孔调节能力，通过保持较低的蒸腾耗水而维持较高的水分利用效率（Water use efficiency，WUE）以适应干旱胁迫，表现出较强的光合抗旱性。6个种源红砂幼苗的P_n与T_r和G_s均呈显著正相关，体现了P_n，T_r与G_s3者具有较好的协同效应；WUE与T_r和G_s呈显著负相关，表明T_r，G_s分别作为影响WUE的因子与其有着极其密切的关系。本研究表明不同种源红砂之间的光合特性有一定差异，酒泉种源较其他各种源而言更能够抵御环境胁迫，可作为植被恢复的优良种源在西北干旱、半干旱荒漠区推广应用。     

桑树叶片光合生理性状对土壤水分含量和光照强度的响应

用CIRAS-2便携式光合仪测定不同土壤水分含量条件下2年生桑树叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、光能利用效率(LUE)等光合生理参数,分析桑叶光合生理特性对土壤水分含量和光照强度的响应规律,为建立桑树的节水高产栽培技术提供理论依据。结果表明:随着土壤相对含水量(RWC)的降低(由94.3%梯度降至28.7%),桑叶的Pn、表观量子效率(Φ)、LUE先升高后降低,暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)先降低后升高,Tr、光饱和点(LSP)一直呈降低趋势。综上认为,桑树叶片的光合生理参数对光照强度、土壤水分含量的变化具有明显的阈值响应,有利于桑树进行高光合作用和维持高水分利用效率的适宜土壤相对含水量为44.8%～77.8%,最适土壤相对含水量为52.0%左右,适宜的光照强度为800～2 000μmol/(m2·s)。     

CO2浓度升高、干旱胁迫和氮沉降对白羊草光响应曲线的影响

为揭示白羊草(Bothriochloa ischaemum (L.) Keng.)对全球气候变化的光合生理特征响应规律,采用盆栽控制试验,研究了白羊草在不同CO₂浓度、水分条件和施氮水平下叶片的叶绿素含量和光响应曲线特征。结果表明:随CO₂浓度升高和施氮量增加,白羊草叶片SPAD值,最大净光合速率(P_max),表观量子效率(AQE)和光饱和点(LSP)均呈增加趋势;干旱胁迫降低了SPAD值,P_max和LSP。多因素方差分析表明,CO₂浓度,水分处理和施氮水平对SPAD值,P_max和LSP有极显著影响,施氮水平对AQE有极显著影响。CO₂浓度和水分处理对P_max,AQE和LSP有显著的交互作用;CO₂浓度和施氮水平对P_max,AQE和光补偿点(LCP)有极显著的交互作用;水分处理和施氮水平对P_max,AQE和LSP有极显著的交互作用。RDA分析表明氮素是影响白羊草光合特征的最重要因素。全球CO₂浓度升高和氮沉降增加对干旱胁迫引起的白羊草光合速率下降有显著的缓解作用。     

氮肥、刈割强度对桂牧1号杂交象草光合特性的影响

采用两因素的随机区组设计,研究了氮肥(250 kg/hm²、不施氮肥)、不同刈割强度(即刈割时离地面5,20和50 cm)对桂牧1号杂交象草光合特性的影响。结果表明,6个处理叶片净光合速率日变化曲线均为双峰曲线,但随着刈割强度的增加,光合速率先升高后降低,且在施氮肥的情况下,光合“午休”明显减弱。施氮肥能显著增加桂牧1号杂交象草的叶绿素含量和最大净光合速率。在施加氮肥的情况下,随着刈割强度的增加,叶片表观量子效率有增加的趋势,羧化效率先增大后降低,光补偿点、光呼吸速率和暗呼吸速率则呈现相反的变化趋势;而在不施氮肥的情况下,随着刈割强度增加,表观量子效率、光补偿点、羧化效率、光呼吸速率和暗呼吸速率均呈现先减少后增加的趋势。这些试验结果表明,氮肥、刈割强度均对桂牧1号杂交象草光合特性产生了一定的影响,在中强度刈割条件下,对桂牧1号施用250 kg/hm²氮肥,可以显著提高其光合能力。