调亏灌溉下番茄叶片气体交换日变化和光响应特性

以原料番茄“里格尔87-5”为试验材料,设置正常灌水、轻度亏水和中度亏水3个水平,对水分亏缺条件下番茄果实膨大期光合作用日变化及光合速率对光强度的响应进行研究,以对原料番茄光合能力进行探讨并模拟适合亏水条件下光响应过程。结果表明:(1)轻度亏水条件下,番茄叶片气体交换特性与对照无显著差异,但中度亏水条件下净光合速率、气孔导度、蒸腾速率显著降低。(2)利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数函数模型和直角双曲线修正模型,对表观量子效率、最大净光合速率、暗呼吸速率、光饱和点、光补偿点进行模拟,4个模型对光响应曲线的拟合程度较高,但直角双曲线修正模型拟合结果与实测值最符合。(3)不同水分条件下的表观量子效率、最大净光合速率与光合速率日均值显著相关,而光合速率日均值与产量显著正相关;中度亏水造成光合速率日均值显著降低,最终影响了产量;轻度亏水下番茄能够维持正常光合作用,在不显著降低产量的同时实现节水目标。     

NaCl胁迫对甜瓜叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响

以两个变种甜瓜幼苗为材料,在人工控制条件下研究了NaCl胁迫对甜瓜叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响。结果表明,盐胁迫降低了甜瓜叶片光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ潜在活性、PSⅡ电子传递量子效率和光化学猝灭系数,使非光化学猝灭系数升高。在≤50 mmol·L-1 NaCl胁迫下,甜瓜叶片光合速率降低主要由气孔因素引起,而在NaCl浓度≥100 mmol·L-1条件下则以非气孔限制因素为主。     

西鄂尔多斯铁路防护林柠条锦鸡儿和沙冬青对不同管护措施的生理生态响应

对西鄂尔多斯铁路防护林中滴灌栽植围封、无灌溉栽植围封和天然围封样地中柠条锦鸡儿和沙冬青的生理生态响应特点进行了研究。结果表明:滴灌栽植围封样地中柠条锦鸡儿和沙冬青比另两样地中有较好的水分状况和生长状况,较高的蒸腾速率和净光合速率。两种植物在滴灌栽植样地中蒸腾速率和净光合速率日变化都呈单峰曲线;在无灌溉栽植围封和天然围封样地中的蒸腾速率、净光合速率日变化都呈双峰曲线,有较明显的光合“午休”现象。3个样地间,柠条锦鸡儿及沙冬青的水分利用效率（WUE）差异不显著,说明本研究中的滴灌量没有使植物的WUE低于其在自然降水条件下的值。此外,柠条锦鸡儿对水分条件变化的响应较为敏感,水分条件改善时可大幅提高生产力;而沙冬青对水分条件变化的响应较平稳,水分条件改善时生产力提高幅度相对较小。可见柠条更适合用于建立滴灌人工防护植被,而沙冬青更适合自然状态下的恢复。     

水分胁迫对东方百合光合特性、叶绿素荧光参数及干物质积累的影响

 以东方百合“索邦”为试材,在科尔沁沙地对其在不同水分胁迫下的光合特性、叶绿素荧光及干物质积累进行了研究。结果显示,随着水分胁迫的加剧,净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)明显下降。另外,水分胁迫下百合叶片发生了“光合午休”现象,气孔导度(gs)也呈下降的趋势,胞间二氧化碳浓度(Ci)先下降后升高,并且通过gs和Ci变化方向可以判断出,百合叶片净光合速率受气孔与非气孔两种因素的限制。百合叶片最小荧光(Fo)无明显变化,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)和光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)下降较明显。百合总干重及各器官干重也随水分胁迫的加剧而明显下降。研究表明,水分胁迫降低了百合叶片净光合速率,抑制了PSⅡ的光化学活性,从而影响到了百合干物质的积累。因此,在科尔沁沙地,应该采取合理的灌溉技术来保证百合在生长过程中得到充足的水分,以此确保切花百合的品质。     

不同光质LED光源对黄瓜幼苗光合参数、水分利用效率和叶绿体超微结构的影响

采用发光二极管（LED）为光源,以白光作对照,研究了红光、蓝光和红蓝组合光对黄瓜品种“银胚99”幼苗叶片光合参数及水分利用效率的影响,并观察了叶绿体超微结构的变化。结果表明,蓝光和红蓝组合光均显著提高了叶片的净光合作用,在处理到第10天时,蓝光提高幅度最大,较白光高出27.29%;在处理到第20天时,红蓝组合光8R/2B提高叶片光合速率幅度最大,较白光高出56.94%。红蓝组合光处理下叶片的后期净光合速率下降较小,水分利用效率提高显著。与白光相比,红光处理对叶片净光合速率的影响不存在差异,且在处理第20天时叶片净光合速率和水分利用效率与第10天相比,有明显下降。叶片叶绿体超微结构显示,不同光质对黄瓜幼苗叶绿体发育有显著影响;白光不利于叶片叶绿体的成熟,红光造成叶片叶绿体淀粉粒过分积累,抑制了光合产物从叶片中的输出;红蓝组合光8R/2B和7R/3B处理则有利于叶绿体基质、基粒片层的形成和同化产物的输出。     

不同光合型植物气体交换参数与环境因子的关系

以昆仑山前山低山群自然生长的塔里木沙拐枣(Calligonum roborovskii)和驼绒藜(Ceratoides latens)为研究对象,通过观测分析,探讨了干旱区山地生态系统不同光合型植物气体交换参数特征及其对环境因子的响应,结果如下:①塔里木沙拐枣光合速率、蒸腾速率不同月份变化不明显,对海拔高度升高的响应更积极,驼绒藜光合速率、蒸腾速率呈下降趋势,对海拔高度变化的响应不明显;②两种植物午间光合速率下降归因于叶片光合酶活性下降,气孔调节作用不明显;③塔里木沙拐枣光合速率主要受光合有效辐射强度和温度影响,蒸腾速率与饱和水汽压差负相关性不明显,驼绒藜气体交换参数与环境因子相关性不明显;④水分条件改善是促使塔里木沙拐枣向高海拔迁移的主要因素,温度提高有利于其良好生长。     

塔里木河下游胡杨气体交换特性及其环境解释

结合塔里木河下游不同地下水埋深下胡杨的气体交换参数及其环境因子的实测结果,探讨地下水位及环境因子对胡杨光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(gs)、水分利用效率(WUE)等气体交换参数的影响规律。研究表明:随着地下水位下降,胡杨净光合速率和蒸腾速率日变化最大值提前,地下水埋深越深,净光合速率“双峰”曲线趋势越明显,地下水位4.37 m以上时,蒸腾速率呈“双峰”曲线,当地下水位下降到5.91 m时,蒸腾速率呈“单峰”曲线;低地下水埋深下,光合作用受抑制的主要原因是气孔限制;随着地下水位下降,光合抑制的主要原因则是非气孔限制;适度水分胁迫有利于提高胡杨水分利用效率\.同时,结果显示: 4 m为胡杨的合理生态水位,地下水位为4~5 m时,胡杨受到轻度水分胁迫,低于6 m,胡杨受水分胁迫加剧。     

崇明岛东滩湿地芦苇光合作用对土壤水盐因子的响应

2015年3~10月,在崇明岛东滩湿地设置7块采样地,以不同水盐条件下生长的芦苇(Phragmites australis)为材料,应用便携式光合系统分析仪(Li-6400),对芦苇的光响应特征进行实地测定,探讨芦苇光合过程对干旱和盐胁迫的响应机理。结果表明:1各月采样日的水位与土壤电导率显著负相关(n=420,p0.01),适当增加土壤水位,有利于降低土壤电导率,从而缓解植物盐胁迫伤害;28月21日的芦苇叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度与水位显著正相关(n=42,p0.01),而与土壤电导率显著负相关(n=42,p0.01);胞间CO2浓度与水位和土壤电导率不相关。当水位高于-50 cm,净光合速率随着水位下降而降低,非气孔因素可能是净光合速率下降的主要原因;当水位低于-50 cm时,土壤电导率高于10 m S/cm,叶片蒸腾速率快速降低,水分利用效率不断提高,芦苇叶片以较低的净光合速率来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片通过降低最大净光合速率、暗呼吸速率、光补偿点和光饱和点等光合生理特征来适应干旱胁迫和盐胁迫;芦苇叶片净光合速率和最大净光合速率对土壤水盐因子具有高度相关性,可以作为土壤水盐胁迫程度的反应指标。因此,在芦苇快速生长阶段,合理调控水位,对芦苇光合作用具有重要意义。     

不同水分条件下梭梭和多花柽柳苗期光合特性及抗旱性比较

在新疆墨玉县对不同水分条件下大田栽植的梭梭和多花柽柳苗期的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率(WUE)、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）等光合生理指标进行了测定,同时测定了不同灌水量下梭梭和多花柽柳在不同时刻的叶片水势,以及两树种叶片的稳定碳同位素比率。结果表明:①梭梭和多花柽柳的水势在一天中的变化趋势呈“V”字型,不同处理下多花柽柳的水势日平均值略大于梭梭。②不同灌水量对梭梭和多花柽柳的水分利用效率影响不显著,在相同处理下,梭梭的水分利用效率总是大于多花柽柳。③梭梭的δ13C值为-12.65‰～-13.39‰,多花柽柳的δ13C值为-26.85‰～-27.70‰。梭梭的δ13C值显著大于多花柽柳（P<0.05）,表明梭梭的长期水分利用效率较高。④运用隶属函数综合各个指标的比较结果来看,梭梭的抗旱性强于多花柽柳。     

干旱程度对C3植物红砂和C4植物珍珠光合生理参数的影响

 C3和C4植物混生在草地生态系统中较多,而在荒漠生态系统少见。在中国荒漠地区,C3小灌木红砂和C4半灌木珍珠在特定生境下混生在一起,以独特方式适应高温强光和干旱的极端环境。通过在不同干旱程度下测定它们生长期叶片的光合气体交换参数,探讨它们在混生条件下对极端环境的生理响应特征。结果表明,红砂的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)均要高于珍珠;而珍珠的水分利用效率(WUE)则要高于红砂。这表明珍珠和红砂在水分匮乏的荒漠生境下采取了不同的生存策略。红砂通过维持较高净光合速率和较高蒸腾速率来生存;而珍珠则通过高水分利用效率生存。     

超旱生植物红砂与珍珠光合生理生态日变化特征初探

超旱生植物红砂与珍珠长期生活在严酷的生境中,形成了独特的生物学特性和生理生态适应性。在自然条件下研究了两种超旱生植物的光合生理生态日变化特征。结果表明,红砂和珍珠光合作用受环境变化影响明显,具有一定的可塑性:①在土壤含水量（SWC）、光、温、湿等条件较好的8月22日,两植物净光合速率（Pn）、蒸腾速率(Tr)日变化呈不明显双峰型。Pn红砂高于珍珠,日平均分别为(7.74±0.79)μmol\5m-2\5s-1 和(5.64±0.75)μmol\5m-2\5s-1;Tr也是红砂高于珍珠,日平均分别为(24.38±3.07)mmol\5m-2\5s-1和(15.41±2.01)mmol\5m-2\5s-1;水分利用效率（WUE）则相反,日平均珍珠大于红砂,分别为0.35 μmol·mmol-1和0.31 μmol·mmol-1。②在SWC、光、温、湿等条件较差的9月28日两植物Pn、Tr日变化呈单峰型,且值明显小于8月22日,而WUE则高于8月22日。通过对两种超旱生植物小枝水势、叶片气孔导度及叶绿素荧光参数生理特性变化的分析,得出两植物光合作用受到气孔和非气孔等多种环境及自身因子的影响。     

绿洲与沙漠地带疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia.)光合生理特征的适应差异

光系统Ⅱ的电子传递、生物量积累和形态变化三个方面对比研究了新疆石河子地区绿洲和沙漠生境下疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)光合生理特征的适应特点,发现两地Pn(净光合速率)特征值表现出清晨高,午后低的节律变化。沙漠生境下疏叶骆驼刺具有光饱合点高、蒸腾速率低和高水分利用率的特点,而绿洲生境下疏叶骆驼刺则通过较高的蒸腾速率来维持其高的光合速率,表现出高蒸腾、高光合的特点。二个样点Pn都与gs,WUE相关显著,而受Fv/Fm和水势变化的影响较小。认为疏叶骆驼刺对新疆沙漠和绿洲二种生境具有良好的环境适应性,并形成了不同的光合生理的适应特点;沙漠环境虽然不利于种群繁殖,但不影响疏叶骆驼刺的个体生长。     

昆仑山北坡驼绒藜叶片功能性状及其海拔差异性

以昆仑山北坡前山带驼绒藜为试验材料,测定其光合、叶片氮、磷含量及比叶面积,并检验其相关关系。研究结果表明:①光合有效辐射和土壤含水量随海拔升高而增大,温度随海拔升高而降低;②驼绒藜的光合日进程曲线为“单峰型”,且没有出现明显的“午休”现象,到上午10:00左右达到最大值,而后逐渐下降;其最大净光合速率随海拔升高而增大;③随着海拔上升,叶片氮、磷含量及比叶面积均呈升高趋势;④单位面积最大光合速率（Aarea）与叶片氮（Nmass）、磷（Pmass）含量及比叶面积（SLA）的相关性均达到极显著水平,且呈高度正相关。逐步回归分析发现对Aarea贡献大小顺序为Nmass>SLA>Pmass。     

黑河流域几个主要植物种光合特征的比较研究

对自然生长在沙丘上的旱生植物沙拐枣、梭梭和防护林带的中生植物沙枣和杨树在大气干燥,土壤干旱下的光合响应机制进行了比较研究。结果表明,4种植物气孔导度的变化主要受空气相对湿度和饱和水蒸汽压差的影响,气孔的关闭是对空气湿度的急剧降低、饱和水蒸汽压差的急剧升高的前馈反应,只是响应程度不同。沙拐枣、沙枣和梭梭具有高光合,杨树为低光合。沙拐枣、梭梭、沙枣的光合速率日变化曲线呈双峰型,有午睡现象出现;杨树的呈单峰型。沙拐枣的午睡主要由非气孔因素引起,光化学效率的降低可能是非气孔因素之一;梭梭的光合午睡也是由非气孔因素引起。而气孔关闭是沙枣光合午睡的一个原因。沙枣的光合速率的日变化曲线与气孔导度的变化呈平行下降趋势,其他3种植物没有表现此现象。4种植物在强光时都发生了不同程度的光抑制,只是出现的时间不同;沙拐枣和沙枣出现低谷后恢复很快,梭梭和杨树起伏比较大,杨树恢复相对较慢,但到晚上都得到恢复。4种植物对沙区高光强表现出不同程度的可调控的保护性机制。     

荒漠绿洲过渡带柽柳和泡泡刺光合作用及水分代谢的生态适应性

对分布于荒漠绿洲过渡带的柽柳(Tamarix ramosissima)和泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)光合和水分代谢特性进行了比较研究。结果表明,柽柳和泡泡刺：①净光合速率与环境因子响应具“光合下调”现象,其曲线符合Gauss model。②净光合速率最大值分别为20.2 μmol CO2·m-2·s-1和23.8 μmol CO2·m-2·s-1;光补偿点和饱和点为244.62 μmol·m-2·s-1和1 180.31 μmol·m-2·s-1,73.67 μmol·m-2·s-1和1 467.85 μmol·m-2·s-1。③净光合速率近似双峰型抛物线;光能利用效率单峰曲线;柽柳蒸腾速率和水分利用效率为单峰旗形,泡泡刺波浪型。 ④泡泡刺利用较高的净光合速率、蒸腾、水分利用效率,柽柳通过高光能利用效率来适应荒漠生态环境。因此,光抑制所导致的“光合下调”现象是柽柳和泡泡刺对水分胁迫所产生的保护性机制,反映了荒漠植物在与环境协同进化过程中的生态适应性;较低的水分利用效率是荒漠植物对其环境响应的普遍适应机理。     

干旱区绿洲不同种植模式作物的耗水特征

研究了限量交替灌溉条件下小麦间作玉米的产量效应和水分利用效率(WUE),并采用微型蒸渗仪测定了小麦间作玉米的棵间蒸发量,分析了影响间作棵间蒸发量的主要因素。结果表明,在低、中、高3个灌水水平下,小麦间作玉米的土地当量比分别达到了1.25、1.22、1.28,WUE较单作小麦和单作玉米的加权平均分别提高了5.8%、7.2%、16.9%。间作的日棵间蒸发量较单作加权平均分别高10.75%、8.53%、4.41%,棵间蒸发量占蒸散量比重间作较单作高6.0%～11.7%,降低表土层的土壤含水量是降低间作棵间蒸发的可行措施之一。间作通过叶日积的增大提高了作物产量和WUE,但其全生育期较低的叶面积指数不利于无效蒸发的抑制。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)叶片气孔导度与气体交换对典型降水事件的响应

C4植物以其较高的水分利用效率而表现出较强利用荒漠环境有限降水的能力,但对其气孔行为和气体交换对降水响应的理解并不深入。本研究选择荒漠区沙丘上6~7年生的梭梭(Haloxylon ammodendron),利用自制的降水拦截设施,将每次降水事件后样地中接受的降水量分别减少和增加10%、20%和30%,形成包括对照在内的7个降水梯度,研究梭梭气孔导度(Gs)与净光合速率(Pn)对典型降水事件的响应。结果表明:6~12mm的降水对土壤水分的补给集中在50cm土壤深度范围内。降水量每增加10%,Gs和Pn分别增加9.17%和4.17%;Gs和Pn在降水前后呈现先增加后降低的单峰型趋势,峰值出现在降水后第1天,两者与土壤水分含量(SVWC)、空气相对湿度(RH)以及水汽压差(VPD)显著相关。降水后梭梭黎明前叶水势在-2.08~-2.74 MPa时叶片气体交换主要受气孔因素影响,而当叶水势降至-3.16MPa以下时主要受非气孔因素控制。