日光温室香瓜茄(Solanum murcatum)叶片光合特性

以香瓜茄(Solanum murcatum)主栽品种"阿斯卡"为材料,在日光温室条件下进行了不同生育时期和施肥处理下叶片气体交换特性及其日变化、光合速率对光强和CO_2响应的研究。结果表明:反季节生产条件下香瓜茄叶片光合色素含量在生育期内先升高后降低,于开花坐果期至果实膨大期达到峰值,有机肥处理的叶绿素含量显著高于不施肥处理,叶绿素a/b值约2.6,具有弱光适应特征。香瓜茄生育期中叶片气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和净光合速率(Pn)均在果实膨大期达到峰值,有机肥处理的叶片Pn和Gs均值显著高于不施肥处理,但处理间Tr差异不显著。香瓜茄叶片Gs与Tr极显著正相关(r=0.816)、与Pn显著正相关(r=0.555),但Pn与Tr相关性不显著(r=0.415)。自开花坐果期至第一穗果实成熟期,日光温室香瓜茄叶片气体交换参数日变化均呈单峰型,无光合午休现象,Pn、Gs(果实膨大期例外)和Tr均于正午前后达到峰值,施肥处理叶片的Gs和Pn显著高于不施肥处理,但Tr差异不显著。香瓜茄叶片光合速率的光响应特征可以用直角双曲线修正模型模拟、CO_2响应特性可用直角双曲线模型模拟,果实成熟期叶片初始量子效率显著高于、但羧化效率显著低于开花坐果期和果实膨大期,有机肥处理的平均初始量子效率显著低于、但羧化效率显著高于不施肥处理,有机肥处理的叶片补偿光强小于不施肥处理、但饱和光强差异不显著,叶片CO_2补偿点和CO_2饱和点显著低于不施肥处理,但两施肥处理间叶片光呼吸和暗呼吸速率、饱和光强或CO_2条件下的最大净光合速率无显著差异。香瓜茄叶片光合作用可利用光强较高,对弱光利用能力较差,但也有一定弱光适应性,施肥对香瓜茄弱光利用和碳同化能力具有一定调节作用。     

额济纳绿洲胡杨的光合特征及其对光强和CO2浓度的响应

以额济纳绿洲胡杨(Populus euphratica Oliv)为研究对象,用美国Li-cor公司生产的Li-6400便携式光合作用测定仪测定其光合速率的日变化及控制光强、CO2浓度和温度等环境因子,阐述了光合速率对光强和CO2浓度的响应特征。结果表明:在生长季胡杨阳叶光合速率的日变化呈现双峰曲线,具有明显的光合“午休”现象,但胡杨阴叶光合速率的日变化呈单峰曲线。光照、温度和CO2浓度皆对胡杨的光合作用有显著的影响。在控制环境条件下,光合速率随光强或CO2浓度的升高而增大,分别遵循Farquhar模型和Michaelis-Menten模型;在不同CO2浓度下,光饱和点随CO2浓度的升高而增大,表观量子效率和光补偿点则随CO2浓度的升高而减小,但在相同的CO2浓度条件下,阳叶的光补偿点高于阴叶;在不同光强下,表观羧化效率也随光的增强而增大。CO2补偿点随光强的增强而有所下降,且在同等光强条件下,阴叶的CO2补偿点大于阳叶。     

水盐梯度下湿地柽柳(Tamarix ramosissima)光合响应特征和水分利用效率

光合响应特征与水分利用效率研究对深入理解柽柳(Tamarix ramosissima)对水盐胁迫的适应性机制十分必要,可为荒漠绿洲湿地盐渍化的改善和治理提供科学指导。以荒漠绿洲湿地柽柳为研究对象,利用Li-6400光合仪测定水盐梯度下柽柳的光合参数及其对光强的响应,探讨水盐梯度对荒漠绿洲湿地植物光合作用和水分利用效率的影响机制。结果表明:荒漠绿洲湿地柽柳的净光合速率(P_n)呈不对称双峰型日变化趋势,河岸灌木、盐沼和绿洲草地湿地的次峰较主峰分别下降19%、8.5%和11.2%;蒸腾速率(T_r)表现为单峰型。在同一水盐环境下,柽柳的Pn和水分利用效率(WUE)随光合有效辐射(PAR)的增强先快速升高后渐趋平缓。Tr对PAR的增强表现均不敏感。盐沼湿地柽柳的最大净光合速率、光饱和点与表观量子效率均最大,光补偿点最小。柽柳光饱和点512.67~1 790μmol·m~(-2)·s~(-1),光补偿点16.28~19.23μmol·m~(-2)·s~(-1)。适度的水盐含量会促进光合作用,水盐含量过高或过低均会抑制光合速率。盐分含量越低,荒漠绿洲湿地柽柳适应光强的范围越广。适度的水分含量下降可促进水分利用效率的提高。     

闽江河口湿地互花米草与芦苇光合特性及适应性研究

互花米草在闽江河口鳝鱼滩湿地中潮滩的入侵及快速扩张,已严重威胁到鳝鱼滩湿地的生物多样性及土著种沼泽植物生态系统的结构与功能。为了从植物光合速率的角度分析互花米草入侵及快速扩张的生理生态学机制,利用Li-6400便携式光合作用仪测定了互花米草与土著种芦苇的光合速率日进程及光合光响应曲线。结果表明,互花米草净光合速率的日均值与最大值均大于芦苇,互花米草可积累更多的光合作用产物,使其具有更快的生长速率和初级生产力。根据两种植物的光合光响应曲线可以看出,互花米草利用光合有效辐射的能力更强,显示出互花米草的高适应性。     

河套灌区不同膜下滴灌方式对玉米拔节期光合日变化的影响

玉米是河套灌区第二大粮食作物,研究当地节水灌溉耕作方式下玉米光合生理特征,对提高水分限制条件和土壤盐渍化严重的河套灌区发展玉米膜下滴灌高效节水灌溉技术具有现实意义。在河套灌区通过大田试验,设置全膜平作、半膜平作处理,每种处理均进行高、中、低水滴灌量共6种膜下滴灌方式组合,研究了其对拔节期玉米光合特性、叶绿素荧光参数的影响。结果表明:河套灌区高水和中水滴灌量覆盖全膜条件下,玉米产量分别达到14 432.1 kg/hm2和15 472.0 kg/hm~2显著高于同等滴灌量的半膜覆盖处理,增幅达10.3%~27.5%。不同覆膜相同滴灌量处理之间净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、胞间CO_2浓度、气孔导度Gs日变化均差异显著(P0.05),相同覆膜条件下,低水与中水、高水处理的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、胞间CO_2浓度、气孔导度Gs日变化均值差异显著(P0.05),中水与高水无显著差异(P0.05),说明拔节期灌溉中水滴灌量即可提高玉米净光合速率。相同覆膜条件下,中水和高水增加了Fv/Fm,PSII反应中心原初光能转化效率提高,提高了实际光化学效率ФPSII,有利提高玉米叶肉细胞光合作用能力。     

黄河三角洲贝壳砂干旱生境杠柳(Periploca sepium)叶片的光合作用特征

水分是黄河三角洲贝壳堤滩脊地带植被生长的主要限制因子。以4年生杠柳(Periploca sepium)苗木为对象,模拟贝壳砂干旱生境,设定对照(土壤相对含水量RWC为77.72%)、轻度(RWC为58.16%)、中度(RWC为42.98%)及重度(RWC为32.39%)干旱胁迫4组水分梯度,测定分析杠柳叶片气体交换参数的光响应以及叶绿素荧光参数。结果表明:(1)水分条件可显著影响贝壳砂生境杠柳叶片的光合效率。随干旱胁迫的加重,杠柳净光合速率(P_n)显著下降,重度干旱胁迫下,P_n最小,为0.62μmol·m~(-2)·s~(-1),仅是对照的5%。表观量子效率、光饱和点和暗呼吸速率随干旱胁迫的加重逐渐降低,而光补偿点逐渐升高。干旱胁迫导致杠柳叶片光照生态幅变窄,光能利用率降低。(2)随干旱胁迫加重,杠柳蒸腾速率显著下降。适度干旱胁迫可显著提高杠柳的水分利用效率,在轻度、中度干旱胁迫下维持较高值,而对照和重度干旱胁迫下显著降低。在轻度、中度干旱胁迫下,杠柳P_n下降主要受气孔限制,而重度干旱胁迫则以非气孔限制为主。(3)随干旱胁迫加重,杠柳叶片潜在光化学效率、实际光化学效率和非循环光合电子传递速率均显著下降,受到光抑制,电子传递效率下降;非光化学猝灭系数显著增加,光能热耗散增多。杠柳叶片通过调节光合效能来适应干旱胁迫逆境,对干旱逆境表现出一定的可塑性和适应性。     

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。     

土壤逐渐干旱对4种荒漠植物光合作用和海藻糖含量的影响

以腾格里沙漠东南缘4种优势植物红砂(Reaumuria soongorica Maxim)、珍珠(Salsola passerina Bge)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom)和油蒿(Artemisia ordosica Krasch)为对象,研究土壤逐渐干旱对叶片相对含水量、净光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数及海藻糖含量的影响。结果表明:土壤逐渐干旱过程中,4种植物的叶片相对含水量、净光合速率(Pn)、光系统II(PSⅡ)最大光化学量子产量(Fv/Fm) 、光系统II表观电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(qP)都随干旱程度的加剧而下降;非光化学淬灭(qN)和海藻糖含量随干旱程度的增加而升高。4种植物对干旱过程的响应差异明显,随着土壤干旱的加剧,相对于其他三种植物,柠条具有更高的抗逆保护能力。相关分析表明,土壤含水量显著影响着4种植物的光合作用和海藻糖累积,海藻糖含量与光合作用存在相关性。     

水分对科尔沁沙地差不嘎蒿气体交换特性的影响

 以科尔沁沙地优良固沙植物差不嘎蒿（Artemisia halodendron）为实验对象,研究了其在不同水分条件下的气体交换特性。结果表明,不同水分处理下差不嘎蒿的气体交换特性存在显著差异。在对照供水条件（当地降水平均值,123 mm）下,差不嘎蒿叶片具有最大的光合速率;少量供水（61.5 mm）下,差不嘎蒿叶片的气体交换能力下降,导致净光合速率减小,但水分利用率升高,显示出对干旱环境的强适应能力,净光合速率日变化曲线为双峰型,具有光合“午休”现象;大量供水（184.5 mm和246 mm）下,叶片气体交换能力增强,但净光合速率和水分利用率较小,净光合速率日变化曲线为单峰型,光合“午休”现象消失。根据Farquhar和Sharkey的观点,相对于对照处理,可以判定少量供水条件下影响差不嘎蒿净光合速率的因素以气孔因素为主,而充分供水条件下则以非气孔因素为主。     

基于高光谱植被指数的叶片净光合速率Pn反演

植物净光合速率是衡量植被生产力、体现植物整体长势的重要指标。该文在分析植被光谱指数VI、光合有效辐射PAR与净光合速率Pn关系的基础上,建立了基于高光谱遥感数据的净光合速率反演模型。采集武汉市4种常见植被叶片共124个样本作为研究对象,在分析比较9种不同光谱指数与SPAD相关性的基础上选择3种相关性较高的植被指数对不同的植被类型进行净光合速率反演模型建立。结果表明:实验中CIrededge、NDVI705和RVI7003种植被指数与SPAD相关性较高,R2值均在0.7以上,最高达到0.88;在建立净光合速率反演模型时,若仅考虑叶片净光合速率(Pn)与植被指数的关系,其相关性较差;而将植被光谱指数、光合有效辐射(PAR)乘积后再与净光合速率(Pn)分析时,发现其相关性显著提高;以上3种植被指数中CIrededge*PAR vs.Pn反演效果最优,但农作物与园林植物净光合速率反演最优模型存在差异。因此,利用高光谱遥感技术可以了解和掌握植物叶片的光合效应,以此评价植物固碳释氧能力以及估测农作物产量是完全可行的。     

膜下滴灌对梨树生长发育、果实品质及营养元素含量的影响

为筛选出甘肃中西部沙漠边缘区梨树高效优质栽培适宜的灌溉模式,研究梨树抗旱生理机制,选用9年生"黄冠"梨树,以常规漫灌为对照（CK）,设计5种膜下滴灌处理（依灌溉时期和单次灌溉量,分为T1~T5）,测定并分析了叶片和一年生枝条生长情况、果实产量和品质以及不同器官中营养元素的含量,综合评价不同处理的效果。结果表明：与CK相比,灌溉处理下叶片面积和叶绿素a、b含量无明显变化,但叶片的物质积累、失水速率、水分饱和亏缺均存在显著差异。灌水量与枝梢长度、粗度显著负相关,T5处理更有利于枝梢的生长。不同处理对营养元素含量的影响明显,T3最有利于促进叶片营养元素的积累,T2处理下果实中营养元素积累显著提升,并且灌水量与叶片中P含量显著负相关。T3、T4和T5处理单株产量与CK无明显差异,但果实品质性状差异较大,T5处理可溶性固形物含量显著高于CK,且品质性状综合评判值最大,而T3处理果实品质表现较差。因此,根据树体枝叶生长、果实产量和品质综合表现,处理T5（冬灌1次、每年滴灌9次,生长季节灌水量5 670 m³·hm^-2,年灌水总量7 340 m³·hm^-2）为沙漠边缘区梨园适宜的节水灌溉模式。     

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。     

咸水灌溉对黄河蜜瓜产量和品质的影响

分析了不同矿化度(0.8 g·L^-1、2 g·L^-1和5 g·L^-1)灌溉水灌溉对黄河蜜瓜产量、作物抗性和果实品质的影响.结果表明:随着灌溉水矿化度的增加,作物耗水量逐渐降低,间苗后第49天之前耗水量明显降低,但随着高矿化度水持续使用,耗水量在定植后第49天有所增加;作物叶面积指数和叶面积持续时间不断降低;果实上市产量不断降低,但果实个数没有明显变化;收获指数不断增加;果实的可溶物总量明显增加;单个果实的种子数量明显增加;果实形状指数明显增加,灌溉水矿化度越高瓜形越接近球形.土壤电导率超过2.7 dS·m^-1时每增加单位土壤电导率作物总产量降低12.7%.     

民勤咸水灌溉及SWAP模型模拟研究

 采用0.8 g·L-1和5 g·L-1浓度咸水对民勤传统作物黄河蜜进行咸水灌溉试验。通过野外试验和实验室分析,评价了咸水灌溉对土壤性质和作物产量的影响,校正了SWAP模型并对相关因子进行了模拟分析。研究结果显示,尽管基于当地种植经验的灌水量与基于潜在蒸发蒸腾量（ET0）及根据田间持水量计算的需水量有一定差异,但灌溉水质和灌水量与田间产量具有较好的一致性;0.8 g·L-1处理的水利用效率高于5 g·L-1处理,湿润年的水利用效率高于干旱年;模拟结果显示,SWAP模型对不同试验处理和不同气候条件下的土壤性质和作物产量模拟效果较好。由此得出结论,在民勤可以利用SWAP模型模拟不同环境条件下的土壤水分状况及作物产量,为农田耕作提供理论支撑。     

灌溉对疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)幼苗光合生理指标及渗透物质的影响

 研究了不同灌溉梯度对疏叶骆驼刺光合生理指标及渗透物质的影响。结果表明,灌溉对疏叶骆驼刺的光合有显著的影响。灌溉后土壤含水率和叶片叶绿素含量升高,同时随着叶片气孔导度值(gs)升高,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)也增大,进一步促进了光合作用的进行。灌溉后疏叶骆驼刺的光补偿点(LCP)降低,量子效率(φ)升高,从而说明灌溉提高了疏叶骆驼刺对光能的利用程度和效率。随着灌水量的增加,疏叶骆驼刺的呼吸作用不断增强,光合作用也不断增强,说明水分条件越好疏叶骆驼刺的生理代谢越活跃,表现出高合成高消耗。另外,干旱胁迫可以导致疏叶骆驼刺叶片脯氨酸的大量积累,说明脯氨酸在疏叶骆驼刺的抗旱生理中起到重要作用。夏季灌溉可以有效改善疏叶骆驼刺样地的水分状况,提高光合生产力。     

接种摩西球囊霉胡杨幼株对渐进式土壤水分亏缺的响应

通过采用室外盆栽试验,对2 a生胡杨实生幼株接种摩西球囊霉菌剂后对土壤渐进式水分亏缺的气体交换、光合作用和生长响应进行了分析,结果表明：在饱和灌溉6 d后,盆栽胡杨幼株试验的土壤0～40 cm范围平均含水量就从田间持水量下降至轻度干旱胁迫水平,第15 d后下降至重度干旱胁迫水平。在不同停灌时期,接种摩西球囊霉菌剂胡杨幼株生理活动对土壤水分亏缺的响应与未接种株的不同。其中：停灌3 d后,叶片气孔导度的日变化趋势在接种与未接种株间相似,且无显著差异;停灌15 d后,接种株叶片气孔导度的日变化趋势与未接种株的不同,接种株的比未接种株的高12～131 mol·m-2·s-1。在不同停灌时期,接种株叶片光系统II（PSⅡ）的实际量子产量日变化趋势与未接种株的相似,但日变幅不同,其中,停灌6 d后,接种与未接种株日变幅分别为0.42、0.48,停灌15 d后则分别为0.45、0.51。接种株叶片光系统II（PSⅡ）的光化学猝灭系数日变化趋势与未接种株的相似,其中,停灌6 d后两者间的差异不显著,停灌15 d后,除了8∶00和18∶00外,其它时间接种株的显著高于未接种株的[（P]<0.05）。在水分渐进式亏缺期内,接种株有新的侧枝长出,未接种株没有,接种胡杨幼株的高度、基径的增幅均比未接种株的大。     

沙埋对科尔沁沙地两种主要作物存活的影响及其光合生理响应

为了解沙埋对农作物存活、产量的影响及其光合生理响应特征,在内蒙古科尔沁沙地研究了玉米（Zea mays）和绿豆（Vigna radiata）在不同沙埋深度下第5、10、15天的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率的变化,并于作物生长末期对其存活率及产量进行了测定。结果表明：（1）玉米较绿豆具有较强的耐沙埋能力,埋深等于株高时绿豆全部死亡,玉米仍有12.5%的存活率;（2）埋深超过株高的25%后,玉米和绿豆的产量均显著下降,但玉米的下降幅度明显小于绿豆;（3）随着沙埋胁迫的加剧,两种植物的净光合速率下降,表明沙埋胁迫对植物的光合作用破坏很大。但相比于绿豆,玉米对于沙埋胁迫有着更好的光合适应机理,随着胁迫的时间增加,其净光合速率有所恢复。且可以通过降低蒸腾速率和提高水分利用效率来适应沙埋胁迫。     

几种甘草（Glycyrrhiza）光合特性、形态特征及生物量比较

采用TPS-2型光合测定仪对乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis）、胀果甘草（G.inflata）、刺果甘草（G.pallidiflora）、光果甘草（G.glabra）和黄甘草（G.eurycarpa）栽培植株上部叶片光合日变化特征进行研究,对光合色素、形态和生物量进行测定和分析,并比较上述指标的种间差异,为甘草栽培技术和综合利用模式提供科学依据。结果表明：（1）各种的叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用率和气孔导度日变化均呈“双峰”型,峰值分别出现于12：00和16：00,14：00存在明显的光合“午休”现象;叶片细胞间隙CO₂浓度日变化均呈“W”型,峰值分别出现于08：00、14：00和18：00,低谷出现于12：00和16：00;叶片温度日变化均呈“倒V”型,峰值出现于14：00,低值出现于08：00和18：00;且各种上述指标存在不同程度的差异性。（2）各种的叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量及叶绿素总量和叶绿素a含量/叶绿素b含量大小各不相同,其中叶绿素a含量存在种间显著差异。（3）各种的主茎分枝数、叶片数、主茎高、主根长、地上部分干重、地下部分干重及总生物量存在一定的差异性。（4）净光合速率日均值与气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、叶面温度日均值和叶绿素a含量正相关,相关系数分别为0.984、0.977、0.927、0.909和0.933,与胞间CO₂浓度负相关,相关系数为-0.972。乌拉尔甘草具有较高的光合性能和经济产量,适于在该区大规模推广栽培;胀果甘草、光果甘草和刺果甘草总生物量较大,除地下部分药用外,应加强对其地上部分的开发利用;黄甘草光合性能、经济产量和总生物量均显著低于其他种,但地上部分鲜嫩,建议对其加强畜牧业方面的开发利用。