麻竹山地笋用林笋期叶片光合及呼吸性状研究

Through analyzing the various position leaves character of 3 ages bamboo, including net photosyntheticrate, light respiratory rate, dark respiratory rate, CO2 compensation point and light compensation point, in five-years - old forest during different growing shoot stages in stated - own forestry farm of Nanjin, results showed thatleaves had vigorous physiological function during prosperity stage of growing shoot. Net photosynthetic rate was high-er, light respiratory rate, dark respiratory rate, CO2 compensation point and light compensation point were lower,the photosynthetic coefficients was larger.2- year bamboo and 3 - year bamboo had stronger photosynthetic ability. Different photosynthetic and respiratory indexes of various position leaves were not consistent, but in generally, mid-dle leaf had stronger assimilation ability.     

杉木人工林针叶光合与蒸腾作用的时空特征

对3个林分(密度A1 667株·hm-2;B3 233株·hm-2;C9 767株·hm-2)的测定和分析表明,树冠不同部位的同龄叶的光补偿点、光饱和点及其最大光合速率不同;树冠同一层内,成熟针叶光合速率依当年生叶、1 a生叶、2 a生叶递减.强光下,中层叶的蒸腾速率明显小于上层叶.弱光下,中层和下层叶具有较高的蒸腾速率,几乎等于甚至超过上层叶.一般而言,杉木针叶光合作用的光饱和点为1 000～1 900 μmol·m-2s-1,光补偿点很低,大致在4.780 ～30.114 μmol·m-2s-1范围.同一枝条不同部位不同年龄针叶光合和蒸腾的能力差异明显.枝条后部针叶净光合速率和蒸腾速率明显小于处于枝中、前部的同龄叶,却明显具有较高的量子利用效率或对弱光(以散射光为主)的利用效率,分别为当年生叶0.006 60 μmolCO2·μmol-1PAR;1 a生叶0.017 94 μmolCO2·μmol-1PAR;2 a生叶0.012 97 μmol CO2·μmol-1PAR. 针叶最大光合速率可达13.335 μmolCO2·m-2s-1 .同一枝条不同部位的杉木针叶的蒸腾效率变化于0.003 5 ～0.007 gCO2·g-1H2O,越靠近枝条后部,蒸腾效率越低.一般而言,阳生叶的光合能力是阴生叶的2～4倍.生长季中当年生针叶光合和蒸腾速率的日变化均有2个峰值,中部和下部当年生叶的变化幅度小于上部针叶.辐射强度、空气湿度或者叶片周围空气的水汽压,是决定叶片气孔导度、光合与蒸腾速率的主要环境因子.呼吸作用白天明显高于夜间,多呈中午单峰型;日变化规律主要受温度、叶片周围空气的水汽压大小控制.蒸腾和呼吸呈紧密线性负相关.3个林分中,无论是2 a生叶,1 a生叶或当年生叶,光合强度均是密度小的最大,密度大的最小.密度越大,叶平均N素含量越低,光饱和点越低,而光补偿点越高,偏向于利用较弱的光,生长也较弱.     

两种原始兰科植物生理生态特征的比较

金佛山兰 (Tangtsiniananchuanica)为国家二级保护植物 ,野外个体数量极稀少 ,仅见于重庆南川金佛山及附近的稀疏马尾松林下 ,并且仅与其亲源种金兰 (Cephalantherafalcata)生长在一起。对比研究了生长在温室内的金佛山兰和金兰的多项生理生态指标。结果表明 ,金佛山兰与金兰只在气孔导度、水分利用率及胞间CO2 浓度方面有显著差异。金佛山兰的净光合速率、暗呼吸速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2 浓度、光补偿点、光饱和点、光能利用率和水分利用率分别为 6.1 6(± 0 .4) μmol·m- 2 s- 1 、0 .47(± 0 .0 4) μmol·m- 2 s- 1 、2 .7(±0 .2 )mmol·m- 2 s- 1 、0 .1 1 4(± 0 .0 2 )mol·m- 2 s- 1 、2 0 6(± 2 9) μmol·mol- 1 、1 0 μmolphotons·m- 2 s- 1 、2 0 0μmolphotons·m- 2 s- 1 、9.6(± 0 .9) %、3 1 (± 0 2 )mmolCO2 ·mol- 1 H2 O ;金兰的各项值分别为 5 .8(±1 .1 ) μmol·m- 2 s- 1 、0 .45 (± 0 .0 6) μmol·m- 2 s- 1 、2 .6(± 0 .3 )mmol·m- 2 s- 1 、0 .1 0 1 (± 0 .0 3 )mol·m- 2 s- 1 、1 73 (± 5 1 ) μmol·mol- 1 、1 0 μmolphotons·m- 2 s- 1 、2 0 0 μmolphotons·m- 2 s- 1 、9.1 (± 1 .1 ) %、2 .7(± 0 .7)mmolCO2 ·mol- 1 H2 O。在温室内晴     

中亚热带2种原始兰科植物对变化光环境的响应与适应

金佛山兰为国家二级保护植物 ,个体数极少 ,仅见于南川金佛山及附近的稀疏马尾松林下 ,并只与其亲缘种金兰生长在一起。在温室内 ,模拟研究了金佛山兰和金兰对不同强度变化光环境的响应与适应。结果表明 :①在强光下利用便携式光合仪长时间观测植物的光合速率时 ,由于温度的影响 ,应使用温控系统才能获得更准确结果。②对于PAR 80 0到 2 0 0 μmolphotons·m- 2 s- 1 之间任何强度的光照变化 ,金佛山兰和金兰的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2 浓度、气孔导度和水分利用率均保持相对稳定 ,表现出对大幅度变化光环境较好的适应性 ;对于逐渐遮荫至 10 0 μmolphotons·m- 2 s- 1 左右 ,金佛山兰和金兰均以降低水分利用率、提高光能利用率来适应变化的光环境。③不同强度的间断遮荫对二者光合速率等的影响程度不同。 2种原始兰花的净光合速率随间断遮荫均先迅速降至最低 ,然后逐渐回升 ,在恢复光照后 ,金兰比金佛山兰能更快地恢复光合作用 ;蒸腾速率随间断遮荫迅速降低 ,恢复光照后 ,大多能迅速恢复至遮荫前水平。恢复光照后 ,二者的气孔导度出现不同程度的降低。间断遮荫能导致二者胞间CO2 浓度升高约 2 0 %以上 ,恢复光照后 ,大多能迅速恢复到原有水平。所有这些 ,都反映了金佛山兰和金兰对所在地区变化光     

干旱胁迫下外源油菜素内酯对玉米幼苗光合作用和D1蛋白的调控效应

为了揭示干旱胁迫下外源油菜素内酯对玉米幼苗光合作用的保护机制,采用溶液培养的方法,以驻玉309为试验材料,研究外源油菜素内酯(BR)预处理及20% PEG-6000模拟干旱胁迫后玉米幼苗的生长参数、叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数及D1蛋白含量的变化。结果表明,与干旱胁迫处理(PEG)相比,BR+PEG处理的玉米苗株高增加45.87%,根长增加20.56%,总干物质积累增加8.01%,叶片相对含水量提高4.50%,叶绿素a含量增加26.32%,光合参数(Pn、Gs、Ci、Tr)分别提高9.57%,38.23%,30.19%,28.12%,光合系统Ⅱ(ΦPSⅡ)活性提高了20.48%,最大光化学效率提高了0.66%,光合系统Ⅱ绝对电子传递速率(ETR(Ⅱ)和相对电子传递速率r ETR(Ⅱ))分别提高20.40%和31.02%;D1蛋白含量增加37.34%(P0.05)。说明在干旱胁迫条件下叶片喷施BR可以改善玉米幼苗的生长发育,减缓光合系统的损伤,促进D1蛋白质的稳定,从而提高玉米幼苗对干旱胁迫的适应性。     

播期、密度和行距对BNS型杂交小麦光合及产量的影响

为筛选BNS型杂交小麦的适宜播期、密度和行距配置,设置了3个播期[10月5号(A1)、10月15号(A2)、10月25号(A3)]、3个密度[基本苗150×104株·hm~(-2)(B1)、225×104株·hm~(-2)(B2)、300×104株·hm~(-2)(B3)]和3个行距[18.3cm(C1)、23cm(C2)、宽窄行13.3/23cm(C3)],研究了播期、密度和行距配置对小麦光合特性及产量的影响。结果表明,杂交小麦旗叶净光合速率在所有测定时期均以A2B1C2处理最高,A2B3C1处理次之;通过极差分析可知,旗叶叶绿素a和叶绿素b含量的最佳处理为A2B3C2;三因素对小麦冠层透光率的影响程度因时期和部位而不同;A2B3C1和A3B3C2处理的产量显著高于其余处理。因此,在本试验条件下,杂交小麦适宜的播期、基本苗和行距分别为10月15号、300×104株·hm~(-2)和18.3cm。     

离树间距对枣麦间作小麦光合特性及产量的影响

为了解离树间距对枣麦间作小麦光合特性及产量的影响,分析了单作(D0)小麦及距离枣树90cm、110cm、130cm(D1、D2、D3)的间作小麦光合、LAI、分蘖及产量特点。结果表明,在灌浆期D0和D2、D3处理下小麦净光合速率比D1处理分别高13.04%、8.99%、11.73%,D0、D2和D3处理的小麦气孔导度比D1分别高21.43%、9.52%、16.67%,而各处理间蒸腾速率和胞间CO2浓度无明显差异。从拔节期至成熟期,不同处理间的小麦单株茎数、单株分蘖数、LAI和单株干物质积累量存在显著差异,表现为D0D3D2D1。D0和D3处理下小麦穗数、穗粒数、千粒重均显著高于D2和D1;小麦产量表现为D0D3D2D1,D0处理比D1、D2、D3处理分别高25.78%、16.49%和6.70%。枣麦间作下,距离枣树越远,小麦植株光合性状表现越好,产量也较高,因此优化枣麦株行距配置有利于小麦产量的增加。     

棉花花铃期低温对叶片PSI和PSII光抑制的影响

选用陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早45号,在室外盆栽至开花结铃期后,移至人工气候室,模拟新疆棉花花铃期易出现的低温逆境条件,设置处理T(16℃/10℃,昼/夜),以常温(30℃/18℃,昼/夜)处理作为对照,采用叶绿素荧光和P700同步测定技术,研究低温对棉花花铃期叶片光合机构PSII能量分配、PSI氧化还原状态及环式电子传递流的影响。结果表明,与对照相比,低温处理显著降低了棉花叶片PSII光适应状态下最大光化学量子产量(F_v'/F_m')、光化学猝灭系数(qP)和PSII有效光化学量子产量[Y(II)],并使PSII非调节性能量耗散[Y(NO)]和调节性能量耗散[Y(NPQ)]量子产量显著升高,诱导PSII发生光抑制。低温引起棉花叶片光合机构PSI受体侧限制[Y(NA)]显著下降和供体侧限制[Y(ND)]显著升高,但未引起有效的PSI复合体含量(P_m)显著降低,表明与PSII相比,棉花叶片PSI对低温不敏感。此外,低温引起环式电子传递量子产量[Y(CEF)]以及与PSII实际量子产量比率的[Y(CEF)/Y(II)]显著升高,进一步表明在低温下,光破坏防御机制中环式电子传递流对棉花PSI、PSII起着重要的保护作用,是主要的光破坏防御机制。非光化学热耗散(NPQ)和调节性非光化学热耗散[Y(NPQ)]与[Y(CEF)]具有显著的正相关关系,表明低温引起棉花花铃期叶片PSII反应中心过度关闭产生过剩的激发能,造成了PSII可逆的光抑制,环式电子传递流的响应及较高的调节性能量耗散共同保护了棉花叶片PSI和PSII免受光抑制的损伤,这可能是棉花叶片PSI对低温不敏感的重要原因。     

白菜型冬油菜叶片结构和光合特性对冬前低温的响应

为明确白菜型冬油菜在冬前低温下叶片结构特征、光合作用特性及其抗寒性,本研究在0℃和–7.6℃自然低温条件下,选用白菜型冬油菜品种陇油7号(超强抗寒)和天油4号(弱抗寒),测定并比较其叶片气孔性状、解剖结构和光合、荧光参数的日变化等指标。结果表明,随着冬前温度下降,2个白菜型冬油菜叶片气孔密度、气孔面积、气孔周长、栅栏组织和海绵组织厚度均变小,细胞间隙变大,叶片变薄;P_n日变化呈"单峰"型曲线,无光合"午休"现象;叶片的P_n、G_s、T_r和CE均降低,而C_i均升高,说明是非气孔限制引起P_n降低。白菜型冬油菜在冬前低温条件下发生了光抑制现象,表现为F_m和F_v/F_m下降,F_o上升。与超强抗寒品种陇油7号相比,弱抗寒品种天油4号叶片气孔密度和气孔面积均较大,气孔总周长较长,叶片较厚,P_n、F_m和F_v/F_m均较高,说明冬前低温条件下,天油4号光合能力较强,光抑制程度较弱。白菜型冬油菜在冬前低温条件下的叶片气孔密度越大、气孔面积越大、气孔周长越长、叶片及栅栏组织和海绵组织越厚,光合能力越强,地上部生长越旺盛,品种抗寒性越差。本研究为冬油菜抗寒种质创新和育种提供了部分理论支撑。     

Short-term water management at early filling stage improves early-season rice performance under high temperature stress in South China

Asymmetric warming and frequent temperature extremes are the consequences of climate change that are affecting crop growth and productivity over the globe while heat stress at early filling stage is of serious concern for the early-season rice in double cropping rice system of South China. In present study we assessed different short-term water management strategies to cope with the high temperature at early filling stage in rice. Water was applied as flood irrigation at two various depths i.e., 4–5 cm (I1) and 5–10 cm (I2) during 9:00–18:00 and then drained off at 18:00 as well as applied over-head during different time spans i.e., over-head sprinkle irrigation during 11:00–12:00, 13:00–14:00 and 14:00–15:00 at 60–80% relative humidity (RH) at early filling stage and regarded as S1, S2 and S3, respectively. A control was maintained with the maintenance of 1 cm water layer as normal farmer practice of this region. A fragrant rice cultivar, ‘Yuxiangyouzhan’ in early March (regarded as early season rice) in both 2014–15 and the effectiveness of different water management strategies were measured by estimating physio-biochemical responses, photosynthesis, yield and quality of rice exposed to high temperature stress at early filling stage. Our results showed that water treatments lowered lipid peroxidation (in terms of reduced malondialdehyde (MDA) contents) whilst proline and protein contents were affected differently. The water treatments also regulated the activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), nevertheless, improved plant photosynthesis and gas exchange, rice yield and quality attributes considerably by lowering severity of canopy temperatures than control (CK). On average, both flood and sprinkler water application were proved effective against high temperature stress, nonetheless, flood irrigated treatments were remained more effective than sprinkler which provided 26.58 and 43.63% higher grain yields in 2014–15, respectively than CK. On average, 5.58 and 11.92% higher grain yields were recorded in flood irrigation than sprinkler irrigation whereas among individual water application treatments, I1 was noted as the most effective regarding grain yield of rice (26.76 and 49.35% higher yield than CK) in both years which suggests that maintenance of 4–5 cm water layer might be helpful for the rice to withstand against high temperature stress at post heading and/or early filling stage in early-season rice production in South China.