4种模型对黄枝油杉光合光响应曲线的拟合分析

【目的】为找出黄枝油杉(Keteleeria calcarea)光合光响应曲线的最佳模型,以得到较为准确的光合特征参数。【方法】采用Li-6400便携式光合系统对黄枝油杉的光合光响应曲线进行测定,并通过4种模型(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)对其光响应曲线进行拟合。【结果】直角双曲线模型和非直角双曲线模型的最大净光合速率(Pnmax)拟合值高于实测值,而指数模型和直角双曲线修正模型的拟合值与实测值较为接近;在4种模型中,直角双曲线修正模型的Isat拟合值(850.45μmol·m-2·s-1)与实测值(800μmol·m-2·s-1)最为接近,其余3种模型求得的Isat远低于实测值。直角双曲线修正模型对黄枝油杉的光响应曲线拟合得到的Pnmax、光饱和点(Isat)、光补偿点(Ic)和暗呼吸速率(Rd)分别为5.06μmol·m-2·s-1、850.45μmol·m-2·s-1、7.86μmol·m-2·s-1和0.816μmol·m-2·s-1。【结论】直角双曲线修正模型的拟合效果最好,指数模型次之,非直角双曲线模型和直角双曲线模型的拟合效果最差。     

美洲商陆光合光响应曲线及其模型拟合

为探讨不同光响应模型对美洲商陆光合特性的适用性,利用4种典型的光响应模型拟合了美洲商陆的光响应曲线,通过分析光合参数模拟值与实测值的拟合相似度,在4个模型中筛选最佳美洲商陆光响应模型。结果表明,直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数方程以及修正的直角双曲线模型对美洲商陆的光合光响应曲线都可以进行拟合,决定系数均为R2>0.99,但只有修正的直角双曲线模型可以计算它们的饱和光强。由各模型计算的光合参数可知,非直角双曲线模型求得的Pnmax远高于实测值,指数方程与修正的直角双曲线模型求得的Pnmax与实测值最为接近。直角双曲线、非直角双曲线模型以及指数方程求得的Isat均远低于实测值,唯有修正的直角双曲线模型求得的Isat与实测值最为相符。因此,修正的直角双曲线模型对于美洲商陆的光合光响应曲线的拟合以及各光合参数的求取最为适合。由修正的直角双曲线模型计算得到的美洲商陆的光合参数可知,美洲商陆的Pnmax为16.98μmol·m-2·s-1,Isat为1614.54μmol·m-2·s-1,Ic为14.14μmol·m-2·s-1,表明美洲商陆对光强具有较大的适应范围。     

广西道地药材战骨的光合特性研究

【目的】针对广西道地药材战骨(Premna fulva Craib)丰产、高产栽培技术研究缺乏的现状,对战骨光合特点进行测定与分析,旨在了解战骨的光合作用特征,为其人工种植提供科学依据。【方法】采用Li-6400便携式光合测定系统对战骨的光合作用-光响应曲线和光合日变化各指标进行测定。【结果】战骨叶片的最大净光合速率17.07μmol·m-2·s-1,表观量子效率0.047μmol·ml-2·s-1,暗呼吸速率0.620μmol·m-2·s-1,光饱和点1364μmol·m-2·s-1,光补偿点13.14μmol·m-2·s-1。战骨的净光合速率(Pn)日进程呈"双峰型"曲线,偏相关分析表明,Pn与光合有效辐射、气孔导度、蒸腾速率和叶温呈极显著正相关,光合"午休"的主要原因是强光引起的非气孔因素。【结论】战骨具阳生植物的光合特性,适宜种植在阳光充足的生境。     

4种经验模型在藏川杨光响应研究中的适用性

采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型和指数函数模型分别对藏川杨(Populus szechuanica Schneid)叶片光响应曲线进行了拟合与比较,探讨了几种模型在藏川杨光响应研究中的适用性.结果表明:不同模型对同一种植物光响应曲线的拟合结果存在差异,采用非直角双曲线模型和直角双曲线模型拟合出的光补偿点(LCP)、最大净光合速率(Pmax)高于实测值,光饱和点(LSP)远低于实测值;函数模型拟合的最大净光合速率较为接近实测值;采用直角双曲线修正模型拟合的藏川杨叶片光响应参数均比较准确.     

新疆高光强条件下小麦群体光合能力的研究

对新疆大陆性气候条件下春小麦群体光合能力进行研究,结果表明:新疆小麦在相同的光强下具有较高的群体表观净光合速率,具有较高的光合生产潜力,其CAP的值在-15~45μmol.m-2.s-1,与山东小麦群体光合能力比较,群体光补偿点相近,光饱和点高出1.5~3.0万lx,CAP最大值在拔节期高出4~7μmol.m-2.s-1,开花期高出6~10μmol.m-2.s-1;温光效应分析表明,光强是影响新疆春小麦群体光合能力主导生态因子,中午光强超过光饱和点是造成群体光合“午休”现象的重要原因。     

金钱树苗期光合特性研究

运用美国 L I- COR公司制造的 L I- 6 4 0 0便携式光合作用测定系统 ,研究设施内金钱树 (Zamioculcaszamiif olia)的光合特性。结果表明 :金钱树叶片净光合速率的日变化呈双峰型 ,有明显的“光合午休”现象。金钱树苗期的光饱和点为 4 2 7μmol.m- 2 .s- 1 ,光补偿点为 38μm ol.m- 2 .s- 1 ;CO2 饱和点为 12 0 0 μl.L- 1 ,补偿点为6 0～ 70 μl.L- 1。对高温 (>30℃ )的反应敏感。金钱树适合于遮阴环境下生长。     

潢川金桂夏季光合特性分析

采用Li-6400XT便携式光合作用测定仪对潢川金桂成年树光合特性进行研究。结果表明:夏季潢川金桂净光合速率日变化呈明显的双峰型,最高峰出现在9:00,其净光合速率为10.05μmol/(m~2·s),次高峰出现13:00,其净光合速率为8.980μmol/(m~2·s),有明显的光合午休现象。根据光响应曲线可以得出潢川金桂的光饱和点(LSP)为1290μmol/(m~2·s),光补偿点(LCP)为74.21μmol/(m~2·s),表观光量子效率为0.0267,由CO_2响应曲线可以得出CO_2饱和点(CSP)为530μmol/mol,CO_2补偿点为61.24μmol/mol,羧化效率为0.0433。潢川金桂具有较高的CO_2补偿点和光饱和点说明潢川金桂是喜光的阳性植物。     

6种魔芋光合特性的比较研究

光合作用是植物根本特性,其光合参数与植物种类有关.魔芋属半荫生植物,为获得不同魔芋种光合作用相关信息,应用双曲线修正模型建立通光响应曲线,通过计算和分析,结果表明:甜魔芋、疣柄魔芋、株芽魔芋、滇魔芋、东京魔芋、攸乐魔芋的光补偿点(LCPs)在2.41～17.83μmol·m~(-2)·s~(-1)之间,东京魔芋(2.41μmol·m~(-2)·s~(-1))和攸乐魔芋(3.67μmol·m~(-2)·s~(-1))光补偿点显著低于其他魔芋,光饱和点(LSPs)在417.16～1 381.22μmol·m~(-2)·s~(-1),甜魔芋(1 381.22μmol·m~(-2)·s~(-1))和弥勒魔芋(1 323.76μmol·m~(-2)·s~(-1))显著高于其余魔芋种.表观量子产率(AQYs)疣柄魔芋最低(0.026μmol·mol~(-1)),弥勒魔芋最高(0.046μmol·mol~(-1)).甜魔芋的最大净光合速率(P_(max)=14.47μmol·m~(-2)·s~(-1))显著高于其余种,弥勒魔芋次之,疣柄魔芋最小.这些研究结果揭示了魔芋种间光合性能的差异,为高光效育种奠定了基础.     

不同生境条件下续断的光合特性研究

以三个产地不同生境的续断(鹤峰县太平、鱼塘坝高硒区、巴东县绿葱坡)为试材,利用TPS-1便携式光合作用测定系统,对其叶片光合日变化、光响应曲线进行比较研究,运用非直角双曲线模型并结合SPSS软件的非线性回归估算其光合作用参数.结果表明:续断净光合速率日变化为典型的单峰曲线,最高峰值出现在11:00左右.续断光补偿点(LCP)为21.120~66.052μmol/m2s,光饱和点(LSP)为300.793~689.710μmol/m2s,三者有一定差异,其中硒元素富集的恩施鱼塘坝和续断的道地产地鹤峰县太平对光的适应能力较强.     

大针茅光合及水分生理生态特性研究

在非控制条件和控制条件下对大针茅的光合及水分生理生态特性进行了研究,结果表明:大针茅净光合速率(Pn)日变化表现为双峰曲线,第一个峰值出现在12:00,第二个峰值出现在16:00,出现了明显的"午休"现象.水分利用效率(WUE)变化规律与净光合速率(Pn)的变化规律一致.蒸腾速率(Tr)日变化曲线为单峰型,峰值出现在11:00时.研究大针茅在不同光合有效辐射强度及不同CO2浓度(CCO2)范围内叶片光合及水分生理生态参数的变化特征,结果表明:光合速率(Pn)与CO2浓度(CCO2)之间回归方程为Pn=-1.451+0.032CCO2-1.379×10-5 CCO22,CO2补偿点为46.27μmol·mol-1,CO2饱和点为1160.26μmol·mol-1;Pn与光合有效辐射(PAR)之间回归方程为y=-1.099+0.019x-5.461×10-6 x2,光补偿点为58.84μmol·m-2·s-1,光饱和点为1739.61μmol·m-2·s-1.     

草珊瑚叶片的光能利用特性研究

采用LI-6400便携式光合仪对草珊瑚1、2年生两类叶片光能利用特性进行系统测定与比较.得知草珊瑚1、2年生叶片的光饱和点均在800μmol.m-2.s-1左右,光补偿点分别为32.25μmol.m-2.s-1和19.13μmol.m-2.s-1;净光合速率日变化均呈"双峰"曲线,上下午各有一高峰,在11:00左右净光合速率显著降低,出现光合"午休"现象;影响净光合速率日变化主要因子有二氧化碳浓度(CO2S)(0.9858**)、胞间二氧化碳浓度(Ci)(0.983 6**)、气孔导度(Cond)(0.8603*)、蒸腾速率(Tr)(0.7408*)和光合有效辐射(PAR)(0.7276*).     

重庆石灰岩地区十大功劳(Mahonia fortunei) 的光合响应研究

运用开放式气体交换CI-310便携式光合作用测定系统,研究了重庆石灰岩地区适生灌木十大功劳(Mahonia fortunei)的光合光响应特性.结果表明十大功劳的净光合速率对光合有效辐射的响应模型为二次曲线方程;蒸腾速率对光的响应模型为一次线性方程;气孔导度对光的响应趋势基本与光合速率一致;胞间CO2浓度的响应趋势与净光合速率恰好相反.净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度均与气孔导度有较强的线性关系.十大功劳的光补偿点为61 μmol·m-2·s-1,光饱和点为1 725 μmol·m-2·s-1,为典型的阳性植物,有较高的水分利用效率,但以牺牲光能利用效率为代价.这些光合响应特性是与石灰岩地区的生境相适应的.     

银杏与珊瑚树光合及蒸腾特性研究

通过测定相同生境中银杏(Ginkgobiloba)与珊瑚树(Viburnumodoratissimum)的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等生理性指标及其叶绿素含量,研究了两种植物在栽培条件下的光合与蒸腾特性。结果表明:银杏的光补偿点(45μmolm-2s-1)和光饱和点(1236μmolm-2s-1)高于珊瑚树的光补偿点(31μmol·m-2·s-1)和光饱和点(1125μmol·m-2·s-1),前者的光合作用最适温度也高于后者。银杏和珊瑚树的净光合速率日变化都呈现中午降低型,其蒸腾速率日变化也均呈单峰曲线变化。两种植物的气孔导度在午间保持较低值,对光合作用有明显的限制作用。     

扇脉杓兰耐阴性的测定与分析

扇脉杓兰(Cypripedium japonicum)具有较高的观赏价值,为优良的观花观叶植物,园林应用前景较好。笔者采用CI-340超轻型便携式光合测定仪测定扇脉杓兰光合作用及相关生理变化,结果表明:扇脉杓兰最大净光合速率为6.07μmol/(m2·s),光补偿点为6μmol/(m2·s),光饱和点为416.5μmol/(m2·s),符合耐阴植物的标准,具有较强耐阴性,适宜室内观赏应用。     

红楠苗期光合特性的研究

用CIRAS-2便携式光合测定系统,以2年生红楠为试材,研究了红楠苗期的光合特性.结果表明,苗期红楠叶片光合速率日变化呈单峰曲线型,最高峰出现在10:00左右,峰值持续时间相对较长,不存在光合午休现象;光补偿点(LCP)为41μmol.m-2.s-1,光饱和点(LSP)为1 200μmol.m-2.s-1,表观量子效率(AQY)为0.041 8μmol.mol-1,表明红楠应属于阳性树种.     

羊草在多云条件下光合及水分生理生态特征研究

使用Li-6400便携式光合测定仪,对自然条件下呼伦贝尔草原羊草的光合及水分生理生态特征进行了研究,结果表明:八月的呼伦贝尔草原多阴云天气,羊草的净光合速率日变化呈现双峰曲线,蒸腾速率曲线与净光合速率表现出一致的趋势.光响应曲线、CO_2响应曲线结果表明:光合速率(P_n)与CO_2浓度(C_(CO_2))之间回归方程为P_n=-0.09051+0.03865 C_(CO_2)-1×10~(-5) C_(CO_2)~2,根据回归方程可求得CO_2补偿点为2.34μmol·m~(-2)·s~(-1),CO_2饱和点为1932.5μmol·m~(-2)·s~(-1).P_n与光合有效辐射(PAR)之间回归方程为P_n=-2.0596+0.02094 PAR-8×10~(-6) PAR2,光补偿点(LCP)为102.36μmol·m~(-2)·s~(-1),光饱和点(LSP)为1308.75μmol·m~(-2)·s~(-1),羊草较高的光补偿点和光饱和点是其适应内蒙古高原高光强环境的表现,也是其成为该地区优势植物的适应对策.     

油松光合光响应曲线的模型拟合比较研究

在田间实验条件下,对河北平泉,山西太行山和陕西黄陵3个油松种源的光响应曲线进行了测定。采用4种典型光响应经验模型(直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型和指数模型)对光响应曲线进行了拟合,并将决定系数(R2)与均方根误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和赤池信息量准则(AIC)值相结合,探讨了不同模型对光响应过程的拟合优度。结果表明,对各个种源而言,这4种模型的R2均大于0.990(0.993-0.999)。与其他3种模型相比,直角双曲线修正模型的R2并列最大或最大,RMSE、MAE和AIC值普遍较小,整体上拟合效果最佳。根据直角双曲线修正模型获得3个油松种源的最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd),河北平泉种源的Pnmax最大,LSP居中,LCP和Rd最低;显示这一北部种源的光合潜力总体上较高。     

两种叶型五指毛桃的光合特性比较研究

五指毛桃(Ficus hirta Vahl.)具有较高的遗传多样性。本研究对野外引种的两种叶型五指毛桃的光合特性进行比较,为进一步了解和利用五指毛桃提供科学依据。以圆叶五指毛桃和缺叶五指毛桃为试材,采用LI-6400便携式光合测量仪测定两种五指毛桃的叶片光合作用参数,并对其净光合速率与主要环境因子进行相关性分析。圆叶五指毛桃最大净光合速率为4.89μmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于缺叶五指毛桃(P0.05),高出12.10%;圆叶五指毛桃的表观量子效率、光饱和点、光补偿点分别为0.044,1 046.89和25.17μmol·m~(-2)·s~(-1),缺叶五指毛桃的分别为0.036,1 400.70和17.37μmol·m~(-2)·s~(-1)。两种不同叶型五指毛桃叶片净光合速率日变化均呈现"双峰型"曲线,出现光合"午休"现象,均主要为气孔限制因素所致,圆叶五指毛桃净光合速率日变化均值比缺叶五指毛桃高36.70%。圆叶五指毛桃最大净光合速率值较大,同时具有较低的光饱和点及较高的光补偿点;缺叶五指毛桃最大净光合速率值较小,具有较高的光饱和点及较低的光补偿点。缺叶五指毛桃的光照适应范围较圆叶五指毛桃广,可种植范围更大,在选用两种进行间种或林下套种时,应注意适当增大株行距,同时注意通光。     

基于光合和叶绿素荧光参数评判两个假稻种群对草甘膦的敏感性

假稻（Leersia japonica（Makino）Honda）是上海郊区危害严重的一种水田杂草,为了解假稻嘉定种群对光环境的适应能力和对草甘膦的敏感程度,研究比较了假稻上海嘉定种群和浙江金华种群室外自然条件和草甘膦作用下的光合作用和叶绿素荧光参数.结果发现：（1）自然条件下假稻的实测最大净光合速率为11.8～8.10μmol CO2.m-2.s-1,光补偿点在3.21～2.70μmol.m-2.s-1,光饱和点为1234～1008μmol.m-2.s-1,反映出假稻是一种耐荫杂草,但同时也能较好地适应阳生环境;（2）假稻嘉定种群的光合能力大于浙江金华种群;（3）嘉定种群对草甘膦的耐药性总体上高于浙江金华种群.     

光合作用对光响应的直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型的对比研究

利用直角双曲线修正模型和非直角双曲线模型拟合了三叶鬼针草、水稻和冬小麦的光响应曲线并进行了对比研究.拟合结果表明:非直角双曲线模型可以很好地拟合植物不出现净光合速率随光强增加而降低的光响应曲线,但得到的最大净光合速率大于实测值.此外,该模型不能很好地拟合植物净光合速率随光强的增加而降低的光响应曲线,且最大净光合速率低于实测值.直角双曲线修正模型则可以拟合植物在不同生境下的光响应曲线,且拟合得到的光合参数与实测值符合,这为研究植物在不同生境下的光合特性提供了一个更有效的工具.