等氮条件下有机无机肥配施对小麦光合特性和群体结构的影响

为寻求最佳有机肥无机肥配施方式,以山西农业大学培育的山农9801为供试材料,在山西农业大学试验田进行了低氮(270 kg·hm^(-2))、高氮(360 kg·hm^(-2))2个施氮量下无机肥及有机肥各为37 500 kg·hm^(-2)、75 000kg·hm^(-2)4个有机肥无机肥配施共6个处理的田间试验,研究一定量氮肥下不同混施量的有机肥料与无机肥料对小麦群体叶面积指数、群体结构、叶绿素含量及光合特性的影响。结果表明:高氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的叶面积指数值最高;低氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的群体结构表现最为合理;高氮情况下,有机肥为75 000 kg·hm^(-2)的处理组的旗叶叶绿素含量和旗叶净光合速率最高,综上得出高氮情况下,有机肥75 000 kg·hm^(-2)、无机肥228.3 kg·hm^(-2)处理组(F组)为最佳试验组。     

曼陀罗光合特性研究

采用LI-6400型便携式光合测定仪对潜在能源植物曼陀罗(Datura stramonium L.)在6月份至9月份的光合特性指标(净光合速率、光合有效辐射强度和气孔导度)的日变化以及净光合速率和叶绿素含量的月平均值变化进行了研究,并采用非直角双曲线对曼陀罗叶片净光合速率的光响应曲线和C02响应曲线进行了拟合.结果表明:实验期间(6月份至9月份),光合有效辐射强度和曼陀罗叶片净光合速率的日变化均呈"单峰型",峰值出现在11:00左右;7月份的净光合速率峰值最高,为19.01μmol·m-2·s-1;气孔导度日变化呈"双峰型",最大峰值和次峰值分别出现在12:00和14:00.不同月份的净光合速率月平均值有极显著差异(P＜0.01),其中7月份的净光合速率月平均值最大,为9.41 μmol·m-2·s-1;不同月份叶绿素的月平均含量变化与净光合速率月平均值的变化相似,7月份叶绿素的月平均含量也最高,但叶绿素a、b及总叶绿素月平均含量有一定差异.曼陀罗叶片净光合速率的光响应曲线和CO2响应曲线相似,在光合有效辐射强度和CO2浓度较低的条件下呈线性升高,至饱和点后缓慢升高并趋于稳定;曼陀罗叶片的光补偿点为22.42 μmol·m-2·s-1,光饱和点为689.26 μmol·m-2·s-1;CO2补偿点为74.06μmol·mol-1,CO2饱和点为1 331.97μmol·mol-1.研究结果说明,曼陀罗为具有一定耐阴能力的阳性植物,但CO2同化能力较弱.     

不同水分条件下施磷对冬小麦穗花结实及光合特性的影响

为探究不同水分条件下施磷肥对冬小麦光合及结实特性的调控效应,明确施磷调控光合生产力促进穗花发育成粒的机制,于2020-2022年设置3种水分处理(W0:重度干旱;W1:中度干旱;W2:正常水分)和2种磷肥处理(P0:不施磷;P1:施磷)的盆栽试验,以大穗型品种周麦16(V1)和多穗型品种豫麦49-198(V2)为试验材料,通过测定不同穗位(基部、中部和顶部)的可孕小花数、结实数以及叶片净光合速率、叶绿素、叶绿素荧光参数、蔗糖含量等,分析不同水分条件下磷素对两类型品种冬小麦光合及结实特性的影响。结果表明,施磷肥可以有效增加冬小麦开花期(W10时期)可孕小花数,尤其对基部穗位的可孕小花数提升效果最显著(13.74%-27.01%),其次是顶部(9.57%-20.19%),再次是中部(6.97%-14.01%)。对成熟期的结实粒数而言,施磷肥可以提高干旱胁迫下每穗的小穗数以及各小穗的结实数,进而显著提高每穗的结实粒数。此外,施磷肥可以有效提高两类型品种叶片净光合速率、叶绿素含量、光系统II最大光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Φ_PSII);对蔗糖含量的影响因水分而异,干旱处理下增施磷肥降低了蔗糖含量,正常水分条件下则增加了蔗糖含量。将两类型品种光合指标分别与可孕小花数和穗粒数进行通径分析发现,5个光合指标与可孕小花数和穗粒数均呈正相关,其中净光合速率和蔗糖与可孕小花数的直接通径系数为1.001和0.435,与穗粒数的直接通径系数为0.996和0.626,远高于其他指标。最终,施磷通过增加穗数、穗粒数以及千粒重来显著增加产量,其中穗粒数在不同水分下均达到显著水平,穗数在W1和W2处理下显著,千粒重提升效果不显著。综上所述,在不同水分条件下施磷肥均可以通过调控冬小麦的光合性能提高其光合生产力,以维持正常的生理代谢功能,从而减少可孕小花的退化和败育以促进穗花成粒,最终达到缓解干旱胁迫危害以实现高产稳产的目的。研究结果为小麦生产中合理施用磷肥缓解干旱胁迫提供理论依据和技术支撑。     

不同遮荫条件下罗布麻光合特性的初步研究

用便携式光合测定仪和叶绿素荧光仪测定了不同遮荫条件下罗布麻叶片的光合参数和叶绿素荧光参数.结果显示:遮荫50%和70%处理较全光照的罗布麻叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和光饱和点(LSP)分别降低47%和65%、45%和68%、20.41%和37.45%,而表观量子效率(AQY)分别提高33%和36%;不同遮荫下罗布麻的叶绿素荧光参数PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均比全光照降低.研究表明,罗布麻虽对弱光有一定适应能力,但遮荫仍产生明显的弱光抑制而显著降低其光合效率,影响其正常生长.     

超高产杂交稻光合特性的研究

比较了超高产杂交稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）Ｘ０７Ｓ／紫恢１００和两优培九与多年来大面积推广的杂交稻汕优６３的光合功能和抗光胁迫能力。结果表明,超高产杂交稻Ｘ０７Ｓ／紫恢１００和两优培九的净光合速率（Ｐｎ）分别比汕优６３高９．１％和１１．９％,而其蒸腾速率（Ｔｒ）分别比汕优６３低３７．４６％和３１．４２％,此外,其水分利用效率（ＷＵＥ）分别比汕优６３高出７４．２％和６３．５％;经强光（２０     

麦冬、山麦冬叶片解剖结构与光合特性研究

以麦冬和山麦冬为材料,比较分析了叶片形态结构,以及叶绿素含量、光合参数等生理指标的差异,以期为人工栽培麦冬提供技术依据。结果显示:(1)山麦冬的气孔直径、气孔密度、每个叶肉细胞所含叶绿体数目均较麦冬多,且叶绿素和类胡萝卜素(Car)含量均显著高于麦冬。(2)麦冬和山麦冬的光补偿点(LCP)均在11μmol·m-2·s-1左右,但麦冬光饱和点(LSP)低于300μmol·m-2·s-1,而山麦冬LSP在600μmol·m-2·s-1左右,且山麦冬的表观量子效率高于麦冬。(3)麦冬和山麦冬光合日变化均呈明显的双峰型曲线,存在明显的光合"午休"现象,但麦冬光合"午休"为非气孔限制,而山麦冬光合"午休"为气孔限制。(4)麦冬的光抑制现象较山麦冬严重,这可能与麦冬的Car含量显著偏低有关。研究表明,山麦冬和麦冬的叶片均具有明显的半阴性植物结构特征,但山麦冬对光照环境的适应性以及光合能力更强。     

不同增温处理对夏蜡梅光合特性和叶绿素荧光参数的影响

利用红外线辐射器(Electric radiant infrared heater)设置3个不同增温处理:(1)晚上增温2℃(18:00—翌日6:00);(2)白天增温2℃(6:00—18:00);(3)全天增温2℃;以不做增温处理作为对照,模拟气候变暖对夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)的光合特性和叶绿素荧光参数的影响。3个季节中,3种增温处理下的夏蜡梅净光合速率(Anet)和最大净光合速率(Amax)均高于对照。表明3种增温处理均可以提高夏蜡梅的光合作用能力。增温处理提高了气孔导度(Gs)、暗呼吸速率(Rd),降低了胞间CO2浓度(Ci)。3种增温处理中,夏蜡梅在3个生长季节的Anet和Amax均以白天增温最大,表明白天增温下夏蜡梅具有最高的光合作用能力。白天增温处理下的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)显著高于全天增温、晚上增温以及对照。白天增温和晚上增温使夏蜡梅的相对叶绿素含量显著增加,且白天增温叶绿素相对含量显著高于晚上增温、全天增温及对照。白天增温、晚上增温与全天增温处理下的夏蜡梅的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均显著低于对照,在12:00和14:00时,三者之间存在显著性差异,以白天增温最高,晚上增温次之,全天增温最低。总之,3种增温处理夏蜡梅的光合能力总体上均有不同程度的增强,且在白天增温处理下,夏蜡梅的Anet、Amax值最高,表明白天增温下夏蜡梅具有最高的光合能力,这与白天增温引起的相对叶绿素含量增高、叶片对强光的适应能力加强、较低程度的光胁迫等因素有关。本研究说明未来增温条件下,将提高夏蜡梅的光合生理活性,促进夏蜡梅的生长。     

不同生境刺五加生长发育及光合特性研究

以郁闭度分别为40%、60%和70%的蒙古栎林、针阔混交林和次生杂木林3种生境下野生刺五加种群为材料,考察了其生长发育、光合色素和光合特性的变化,探讨刺五加种群对光照条件的适应机制,寻找有利于刺五加种群生长和更新的适宜天然条件,为人工抚育生境的选择和促进天然次生林更新提供科学依据.结果表明:(1)不同生境下刺五加种群个体株高、基径和生物量均表现为蒙古栎林>针阔混交林>次生杂木林;随着郁闭度的增加,刺五加种群叶构件生物量比率呈现增加的趋势,而茎构件和根茎构件生物量比率则呈现下降的趋势.(2)刺五加种群叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量随着生境郁闭度增加呈逐渐增加趋势,而叶绿素a/b却呈下降趋势.(3)随着郁闭度的增加,刺五加种群的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、气孔限制值、光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率等光合参数均显著降低,而胞间二氧化碳浓度却显著提高.(4)蒙古栎林下刺五加种群具有相对较高的净光合速率和水分利用效率,从而带动种群各构件旺盛生长,使其个体株高、基径、各功能构件生物量均显著高于针阔混交林和次生杂木林种群;光能不足是限制次生杂木林刺五加种群生长的主要因子之一.因此,在抚育刺五加人工林的过程中,应该充分考虑郁闭度对刺五加种群生长发育的影响,同时还要考虑其他植物对刺五加种群生态位的竞争,并以在郁闭度40%的蒙古栎林下抚育为佳.     

水稻亚种间杂种F1 光合特性研究

用绵恢725、蜀恢527和蜀恢881三个籼型恢复系、1个美国稻Lemont和1个爪哇稻香大粒作母本, 与1个日本特早熟粳稻Kitaake杂交, 研究了5个杂种F1及其亲本的光合生理表现。结果表明, 在高光通量密度(Photosynthetic flux density, PFD)条件下, 5个杂种F1净光合速率(Pn)明显高于双亲或双亲之一, 推测亲本与杂种F1之间不同的Pn同叶片中Rubsico活性有关。杂种F1的比较中, 在表观量子效率(j)、羧化效率(CE)、CO2补偿点(G)等方面, 籼粳亚种间杂种F1(绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake、蜀恢881/Kitaake)对2个亚种内杂种F1香大粒/Kitaake(粳爪交)、Lemont/Kitaake(不同生态型的粳粳交, 美国稻属于特殊粳稻)具有明显的优势, 而蜀恢881含有粳型血缘, 蜀恢881/Kitaake也比典型籼粳亚种间杂种F1 绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake优势稍逊一筹。5个杂种F1因为具有不同的遗传差异而表现出不同的光合优势, 在这方面, 典型籼粳亚种间杂交蜀恢527/Kitaake、绵恢725/Kitaake要优于其他杂交种, 说明亲本间遗传差异越大, 其杂种F1的光合优势越强。     

水稻亚种间杂种F1光合特性研究

用绵恢725、蜀恢527和蜀恢881三个籼型恢复系、1个美国稻Lemont和1个爪哇稻香大粒作母本,与1个日本特早熟粳稻Kitaake杂交,研究了5个杂种F1及其亲本的光合生理表现.结果表明,在高光通量密度(Photosynthetic flux density,PFD)条件下,5个杂种F1净光合速率(Pn)明显高于双亲或双亲之一,推测亲本与杂种F1之间不同的Pn同叶片中Rubsico活性有关.杂种F1的比较中,在表观量子效率(ψ)、羧化效率(CE)、CO2补偿点(T)等方面,籼粳亚种间杂种F1(绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake、蜀恢881/Kitaake)对2个亚种内杂种F1香大粒/Kitaake(粳爪交)、Lemont/Kitaake(不同生态型的粳粳交,美国稻属于特殊粳稻)具有明显的优势,而蜀恢881含有粳型血缘,蜀恢881/Kitaake也比典型籼粳亚种间杂种F1绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake优势稍逊一筹.5个杂种F1因为具有不同的遗传差异而表现出不同的光合优势,在这方面,典型籼粳亚种间杂交蜀恢527/Kitaake、绵恢725/Kitaake要优于其他杂交种,说明亲本间遗传差异越大,其杂种F1的光合优势越强.     

Photosynthetic characteristics in Brassica carinata hybrids and their parents as influenced by moisture stress

The response of Brassica carinata hybrids and their parents to moisture stress at different growth stages was studied. B. carinata 226 was found to be susceptible to stress at pre-flowering and post-flowering stages while B. carinata 241 at flowering stage. Neither the changes in stomatal conductance nor in chlorophyll content could fully explain the reduction in net photosynthetic rate (P_N) induced by stress. B. carinata 241 had higher leaf water potential (ψ_w) although, it had lower P_N compared to B. carinata 226. Both the parents had lower P_N as well as leaf ψ_w. The stress response of PN in hybrids followed that in their respective female parents. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Photosynthetic variation and photosynthetic nitrogen use efficiency in <Emphasis Type="Italic">Brassica</Emphasis> species with different genetic constitution of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase

Net photosynthetic rate (P _N) was high in genotypes with ‘C’ genome both in the nucleus and cytoplasm. This may be attributed to the co-ordinated manner of acting of both genome sources. Leaf mass per area (LMA) and chlorophyll content increased with leaf nitrogen (N) content but did not show any correlation with P _N. The factors which affected P _N had the same effect on photosynthetic nitrogen use efficiency (pNUE). Thus, differential allocation of N to the various components influences plant pNUE which is not significantly affected by genome constitution.     

氮磷添加对金露梅叶片化学计量及光合特征的影响

通过三种养分添加处理,氮添加(5、10和15 g??m-2)、磷添加(梯度同氮添加)、氮磷同时添加[(5 g N＋5 g P)??m-2、(10 g N＋10 g P)??m-2、(15 g N＋15 g P)??m-2],对照(无养分添加),探讨养分添加对金露梅叶片性状氮含量(Nmas )、磷含量(Pmas )、氮磷比(N∶P)、比叶重(LMA)、净光合速率(Pn )和光合氮利用效率(PNUE)的影响,以及各性状之间的相互关系.结果表明：在处理水平上,除N或P显著提高金露梅叶片的N∶P外,氮、磷添加对叶片其它性状无显著影响;不同氮、磷处理下添加水平对金露梅叶片的Nmas、N∶P、Pn和PNUE均有显著影响,随着养分水平提高,各性状的变化模式各不相同,叶片Pmas无明显变化,而叶片LMA虽有降低的趋势但不显著.回归分析表明,叶片Pmas与Nmas之间呈显著正相关(R2＝0．347,P＜0．001),叶片Nmas 与N∶P之间也呈显著正相关(R2＝0．018,P＜0．05),而叶片Pmas与N∶P呈显著负相关(R2＝0．505,P＜0．001);叶片LMA与Pn之间显著负相关(R2＝0．02,P＜0．05),而与PNUE之间显著正相关(R2＝0．077,P＜0．001).这表明在一定范围内,环境变化可以改变金露梅叶片的养分保持能力、光合能力以及养分利用效率.     

古尔班通古特沙漠白梭梭枝干光合及其影响因素

植物枝干光合（P_g）固定其自身呼吸所释放的CO₂,有效减少植物向大气的CO₂排放量。以古尔班通古特沙漠优势木本植物白梭梭（Haloxylon persicum）为研究对象,利用LI-COR 6400便携式光合仪与特制光合叶室（P-Chamber）相结合,观测白梭梭叶片、不同径级枝干的光响应及光合日变化特征;同时监测环境因子（大气温湿度、光合有效辐射、土壤温度及含水量等）与叶片/枝干性状指标（叶绿素含量、含水量、干物质含量、碳/氮含量等）,揭示叶片/枝干光合的主要影响因子;采用破坏性取样,量化个体水平上叶片与枝干的总表面积,阐明枝干光合对植株个体碳平衡的贡献。研究结果显示：（1）白梭梭叶片叶绿素含量是枝干叶绿素含量的12-16倍,各径级枝干叶绿素含量差异不显著;（2）枝干光饱和点低于叶片,枝干不同径级（由粗至细）,暗呼吸速率和枝干光合逐渐减小;（3）光合有效辐射、土壤含水量和空气温湿度是影响叶片光合的主要因子,对枝干光合无显著影响;（4）枝干光合可以固定其自身呼吸产生CO₂的73%,最高可达90%,枝干光合固定CO₂约占个体水平固碳量的15.4%。研究结果表明,忽视枝干光合的贡献来预测未来气候变化背景下荒漠生态系统碳过程,可能存在根本性缺陷,并且在估算枝干呼吸时,需要考虑枝干是否存在光合作用,以提高枝干呼吸的准确性。     

毛竹光合作用对环境因子的季节响应

采用Li-6400测定毛竹光合作用对光照强度、CO2浓度、温度和湿度等环境因子响应的季节变化,结果表明:毛竹最大净光合速率、光补偿点、光饱和点、光合量子效率的年均值分别为7.30、19.15、1075mmol.m-2.s-1,0.032;最大净光合速率夏季>秋季>冬季>春季;春季的光补偿点最高,夏季次之,而秋季和冬季均较小;光饱和点与光合量子效率的季节变化均为秋季>夏季>冬季>春季。毛竹CO2补偿点、CO2饱和点、羧化效率的年均值分别为73.52、1500μmol.mol-1,0.033。CO2补偿点春季>冬季>秋季>夏季;CO2饱和点春季>秋季>夏季>冬季;羧化效率夏季>秋季>冬季>春季。毛竹光合最适温度均在20～30℃,光合最适温度在春、秋季与实验前3天最高气温的平均值十分接近,而夏、冬季与测定前10天的最高气温平均值较为接近,光合最适温度在春、秋两季相当,夏季稍高,冬季最低。光合最适湿度为40%～65%,季节变化趋势:秋季>夏季>冬季>春季。总体而言,毛竹光合作用对环境因子的季节响应与环境因子的季节变化、叶片的生理活性密切相关。     

利用叶片荧光参数估算油蒿灌丛群落生态系统生产力

生态系统生产力（GEP）在全球碳循环中具有重要意义,但其准确估算仍然是一个挑战。近年来,叶绿素荧光和冠层GEP的关联成为生态学的研究热点,关系尚不清楚且存在广泛争议。于2015年对宁夏盐池毛乌素沙地荒漠灌木油蒿（Artemisia ordosica）灌丛生态系统碳交换（NEE）特征进行连续观测,使用多通道荧光监测仪对通量贡献区内油蒿叶片的实时荧光（F_s）和光下荧光（F_m''）进行原位连续监测,叶面积指数（LAI）、归一化植被指数（NDVI）以及环境因子同步观测。利用光合有效辐射（PAR）、LAI和实际光化学效率（Φ_PSII）等参数构建基于叶绿素荧光的生态系统生产力（GEP_ChlF）模型,探究叶片和冠层尺度不同参数对环境因子波动的响应,比较分析GEP_ChlF和基于涡度相关法监测生态系统生产力（GEP_EC）相关性及GEP_ChlF的适用性。研究发现,Φ_PSII和NEE日变化规律一致,Φ_PSII、GEP_ChlF和GEP_EC由PAR控制,受空气温度（T_a）和饱和水汽压差（VPD）调控,土壤含水量（SWC）和Φ_PSII呈显著正相关（P<0.01）。PAR处于400-800 μmol m^-2 s^-1时,GEP_ChlF与GEP_EC线性关系最优,斜率为0.627（R²=0.67,P<0.01）;弱光下GEP_ChlF的低估可能是由于冠层实际光能拦截率高造成;强光下GEP_ChlF显著高于GEP_EC,呈非线性关系,可能是GEP_EC基于夜间温度敏感性所拟合的生态系统呼吸（R_e）无法预测光呼吸部分所导致。GEP_ChlF具有荧光参数的特性,对环境波动更加敏感,和环境因子相关性优于GEP_EC。结果表明,高辐射、极端温度、高蒸腾和干旱是限制叶片和冠层尺度下油蒿光合过程的主要胁迫因素。本研究构建的荒漠生态系统光合过程模型GEP_ChlF能够替代GEP_EC作为一个良好的冠层尺度生态参数,所提出的空间尺度上推方法可为促进区域可持续发展提供数据支撑和决策参考。     

枫香叶片衰老过程中光合能力的变化

利用Li-6400XT便携式光合作用测定系统,于2014年10—12月测定枫香叶片衰老过程中光合作用光响应曲线,采用叶氏模型和非直角双曲线模型进行模拟,分析枫香叶片衰老过程中光合能力的变化.结果表明: 随着枫香叶片逐渐变黄变红,其净光合速率的光响应能力逐渐降低,实测的最大净光合速率从叶片开始泛黄时的2.88 μmol CO₂·m^-2·s^-1下降到叶片衰老后期(12月8日)的0.95 μmol CO₂·m^-2·s^-1.2种光响应模型均较好地模拟了观测的光响应数据,其中叶氏模型表现更优.模拟得到的最大净光合速率、表观量子效率、光补偿点的量子效率、暗呼吸速率等参数均随枫香叶片衰老凋落而逐渐下降,反映出枫香叶片衰老过程中光合能力缓慢下降的过程.在树梢红叶未落期间,枫香叶片仍具有一定的净光合作用能力,这有利于增加秋冬季节的碳吸收量.     

干旱胁迫下黄条金刚竹的光合和叶绿素荧光特性

通过盆栽试验,研究了自然干旱胁迫处理下,黄条金刚竹植株形态、土壤含水量(SWC)、叶片含水量(LWC)、叶片水势(LWP)、光合作用参数和叶绿素荧光参数的变化,及与环境因素的关系.结果表明:自然干旱胁迫后第17天,黄条金刚竹出现干旱伤害症状,叶片失水下垂、内卷,第43天地上部分失水死亡;复水后10 d,叶片叶绿素荧光参数与第43天无显著差异.在干旱胁迫0～21 d,SWC显著下降,而在17 d以后,LWP急剧下降,29 d以后LWC显著降低.随着干旱胁迫程度的加剧,叶片蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)持续下降,而光合速率(P_n)波动较大,瞬时水分利用效率（PWUE）则先升高后降低;17 d后,P_n由气孔限制为主转为非气孔限制为主,实际光合效率(Φ_PSⅡ)开始下降;25 d后,黄条金刚竹的光合机构被破坏,最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在热耗散能力(q_N)分别由0.64、0.79下降到-0.11、0.33.T_r、g_s、PWUE与LWP密切相关,大气湿度对P_n、T_r、g_s的影响显著,气孔是光合参数变化的主导因素.本试验条件下,黄条金刚竹适宜在土壤相对含水率≥12%的土壤中生长,且干旱胁迫持续时间不超过25 d.