土壤水分胁迫对冬小麦旗叶光合特性的影响

以土壤水分适宜做对照(CK),轻度水分胁迫(50%～70%)、中度水分胁迫(小于50%)3种处理在河北固城可控式土壤水分试验场,选择冬小麦灌浆初期的晴朗天气,采用Li-Cor 6400便携式光合作用仪,观测了3种处理的冬小麦旗叶光合作用参数的日变化。试验结果表明:土壤水分适宜时冬小麦旗叶净光合速率的日变化为"单峰型",未出现明显的"午休"现象,水分胁迫的处理都呈"双峰型",中度胁迫反而比轻度胁迫光合"午休"要短2h;3种处理的蒸腾速率日变化都呈"双峰型",气孔导度是反映叶片气体交换的重要指标,蒸腾速率与气孔导度成极显著正相关;土壤水分适宜或土壤干旱时冬小麦旗叶对环境变化的应变性较迟钝;轻度水分胁迫时冬小麦旗叶净光合速率比CK高2.8%～9.0%,蒸腾速率与CK基本相近,水分利用效率(WUE)比CK高10.6%～12.9%,这可能是一定程度的水分胁迫下冬小麦节水增产的生理调节机理。     

不同光质对温室甜椒气孔导度的影响

以甜椒品种‘苏椒13号’和‘川雄9号’为试材,于2009年3～8月在江苏南京设计不同彩色塑料薄膜(红、绿、黄、紫、蓝,无色膜为对照(CK))覆盖处理试验,系统研究不同光质对温室甜椒气孔导度的影响。结果表明:(1)在幼苗期2品种气孔导度日变化曲线的峰值均以对照(CK)最高,‘苏椒13号’和‘川雄9号’分别以紫膜和红膜处理最低,所有光质处理的气孔导度的日变化曲线均为单峰型;在结果期‘苏椒13号’的气孔导度峰值以红膜处理最高,黄膜处理最低;研究发现红膜、蓝膜和黄膜处理有效诱导温室甜椒叶片气孔开放,而紫膜和绿膜处理抑制气孔开放;(2)2甜椒品种的蒸腾速率在幼苗期和结果期分别均以对照和红膜处理最高,绿膜处理最低;(3)试验期间温度对甜椒叶片气孔导度影响不显著,而叶片气孔导度随光合有效辐射增强而增加。     

相对湿度对黄瓜叶片光合特性的影响

以黄瓜“津优1号”为试材,于2011年4月在南京信息工程大学进行人工环境控制试验,设计8个相对湿度梯度,用LI 6400进行光合参数的测定,系统研究不同相对湿度处理对黄瓜叶片光合特性的影响。结果表明：黄瓜叶片的净光合速率和胞间CO2浓度随着相对湿度的减小而降低;气孔导度、蒸腾速率和叶片的水分利用效率在相对湿度为75%时达到最大;而气孔限制值在相对湿度为75%时降到最低;黄瓜叶片最大光合作用速率（Pmax）与空气相对湿度呈指数关系：Pmax=22375e189085fRH;随空气相对湿度的减小,黄瓜叶片的表观量子效率、光饱和点均降低,而光补偿点增加;相关分析表明,净光合速率与叶面水汽压差呈负相关,而与气孔导度、胞间CO2浓度、相对湿度、蒸腾速率均呈正相关,且相关性均达到极显著水平。     

不同的酸雨处理对冬小麦净光合速率的影响

以冬小麦(皖麦68)为研究对象,采用大田及盆栽的培育方式,按照不同浓度将酸雨分为CK(pH5.6)、T1(pH4.0)、T2(p H2.5)三组,探究酸雨对小麦不同生育期净光合速率的影响。结果表明,随着模拟酸雨p H值的减小,小麦净光合速率受到抑制加强。整个小麦生长周期中T2处理下小麦净光合速率较CK处理降幅均显著,其中开花期的降幅达到极显著,而T1处理较CK处理净光合速率虽然有所降低,但不显著。小麦生长期间,中午时段会出现"光合午休"现象,此时会有效抑制小麦的净光合速率。     

阶段性干旱胁迫对小麦光合生理特性及产量结构的影响

在人工遮雨的条件下,采用盆栽的种植方式探究"皖麦68"营养生长期(返青期—开花期)及生殖生长期(开花期—成熟期)轻度干旱胁迫(土壤相对含水量为55%±5%)及复水(土壤相对含水量为70%±5%)对其光合生理特性及产量结构的影响。结果表明:返青期至成熟期充分供水(CK)的小麦旗叶光合参数和产量最高。开花至成熟期复水(DN)的小麦叶片在复水后光合能力迅速恢复,表现出了超补偿效应:光合速率(16.43μmol/(m~2·s))甚至超过了CK(15.01μmol/(m~2·s));采用非直角双曲线模型拟合小麦旗叶的光响应曲线,其中DN的曲角θ最大;DN产量较CK略有降低但千粒重为34.51 g,高于CK(34.44 g)。开花至成熟期轻度干旱(ND)及全生育期轻度干旱(DD)的小麦光合特征参数与产量均显著降低。DD产量最低、品质最差,但其收获指数I_H高于CK、仅次于DN。在小麦返青期—开花期进行水分管理适量减少灌溉,开花期—成熟期复水能够提升籽粒的干物质积累量,获得较高的产量及品质。     

不同光质对温室甜椒光合特性的影响

以甜椒＂苏椒13号＂品种为试材,于2009年在江苏南京设计不同彩色塑料薄膜（红、绿、黄、紫、蓝、无色（CK））覆盖处理试验,系统研究了不同光质对温室甜椒叶片光合作用特性的影响。结果表明：不同光质处理的甜椒叶片光补偿点和光饱和点分别在4560μmol.m-2.s-1和1 0001 200μmol.m-2.s-1范围内;红膜处理的单叶最大光合速率最高达8.4μmol.m-2.s-1,紫膜处理最低仅为2.89μmol.m-2.s-1;红膜和CK处理的甜椒叶片CO2饱和点明显高于紫膜和黄膜处理,所有处理的CO2补偿点均在100μmol.mol-1左右。CK的叶绿素含量最高,绿膜处理最低。不同色膜处理的晴天叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日变化均呈单峰型。除蓝膜外,其他色膜处理胞间CO2浓度日变化曲线均呈＂W＂型。水分利用效率日平均值以红膜处理最高、紫膜最低。气孔限制值以紫膜处理最高、红膜处理最低。红膜、黄膜处理可促进甜椒光合作用,而紫膜则具有明显的抑制作用。     

持续寡照对温室番茄开花座果、产量及果实品质的影响

选取番茄品种“金冠5号”为试材,在日光温室中利用遮阳网设计不同寡照(光合有效辐射,PAR<200μmol·m^-2·s^-1)持续日数(0、1、3、5、7、9 d)及正常光照条件下的恢复试验,研究寡照胁迫对番茄开花座果、产量形成及果实品质的影响。结果表明:持续寡照胁迫造成番茄开花期推迟,开花数和单穗果实数减少,座果率降低,寡照胁迫7—9 d,番茄花期推迟一周左右;寡照胁迫还导致番茄单果重、单株产量、果实直径降低,非商品果率增加,寡照9 d处理番茄单果重、单株产量、果实直径分别较CK低0.04 kg、1.80 kg和1.10 cm,非商品果率较CK高3.1%;寡照胁迫下,番茄单株产量与植株叶片数,叶片气孔导度、蒸腾速率、光合速率等光合参数均呈显著正相关,而与叶片胞间CO 2浓度呈负相关;番茄果实维生素C含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量随寡照胁迫持续时间增加而降低;而番茄果实抗坏血酸含量、有机酸含量和总酸度则相反,且寡照胁迫持续时间越长,番茄果实抗坏血酸含量、有机酸含量和总酸度越高。研究结论可为定量评估寡照灾害对设施番茄开花座果、产量及品质的影响提供一定依据。     

马铃薯对土壤水分胁迫响应的研究进展

干旱是马铃薯生产的主要限制因子。本文综述了近年来马铃薯生长发育、生理生态特征、产量形成等对水分亏缺响应的研究进展。干旱胁迫可引起播种后的种薯延迟或者不能发芽,出苗后的植株生长缓慢、叶片光合能力降低,最终导致块茎产量和收获指数下降。同时,随着水分胁迫时间的延长和胁迫强度的增加,干旱的抑制作用也逐渐增大。马铃薯叶片扩张速率的土壤有效水(PAW)为0.73(低敏感性品种)~1.00(高敏感性品种),植株相对生长速率、光合速率、蒸腾速率的PAW阈值分别为0.87、0.60、0.60。目前马铃薯生产中基于土壤和植株两个方面监测作物水分状况的监测指标和要素包括基于土壤的土壤水分、潜在蒸发、蒸发皿蒸发等以及基于植物的气孔导度、复水后的光合恢复、叶片/茎秆水势、叶绿素、叶片扩张、叶片相对含水量、作物水分胁迫指数、冠层温度等。在此基础上,提出了未来干旱对马铃薯生产影响研究中应着重加强的关键科学问题,为防旱减灾奠定一定的理论基础。     

半干旱区不同颜色覆膜对春小麦生长和产量的影响

为比较不同颜色地膜覆盖对春小麦生长发育和产量的影响,在甘肃省定西市以春小麦"定西新24号"为试材进行试验。试验设置3个处理,分别为全黑膜覆土穴播(PM-B)、全白膜覆土穴播(PM-W)和裸地穴播(CK)。结果表明:(1)PM-B、PM-W全生育期土壤贮水量差异不明显(P0.05),春小麦生育前期,PM-B、PM-W土壤贮水量较CK分别提高8%和6%(P0.05),生育后期,PM-B、PM-W较CK分别下降13%和14%;(2)PM-B、PM-W春小麦全生育期较CK分别缩短6 d和5 d,开花期以前,各生育期PM-B较PM-W提前1~3 d;(3)拔节期PM-B、PM-W处理春小麦株高显著高于CK(P0.01),乳熟期不同处理则无显著差异(P0.05);(4)地膜覆盖水分利用效率(WUE)显著高于CK(P0.05),PM-B的WUE较PM-W提高1%~10%(乳熟—成熟期除外)(P0.05);(5)PM-B、PM-W单株干物重最大积累速率出现时间接近,较CK分别提早8 d和9 d,最大积累速率较CK分别增大22%和18%,平均灌浆速率(Va)较CK分别提高0.36和0.19 g·千粒~(-1)·d~(-1);(6)PM-B、PM-W的实际产量分别为466.15和456.91 g·m~(-2),分别较CK提高16%和14%。     

寡照对设施黄瓜光合特性的影响研究

为研究寡照对设施黄瓜苗期及花果期叶片光合速率的影响,于2012年2—4月份在章丘伟丽种苗基地设计不同程度寡照处理试验。结果表明：随着寡照天数的增加,黄瓜叶片PRD-V,LsD-V,TrD-V和CD-V均呈上升趋势,差值越大,寡照对黄瓜叶片光合速率、气孔限制值、蒸腾速率和气孔导度的影响越大。寡照处理1～7d,黄瓜叶片PRD-V,TrD-V和CD-V迅速增大,寡照处理7d后,黄瓜叶片PRD-V,TrD-V和CD-V缓慢增大,并趋于稳定。寡照7d可视为设施黄瓜发生寡照胁迫的临界值,苗期黄瓜叶片光合特性受寡照影响大于花果期。     

干旱胁迫对夏玉米叶片光合及叶绿素荧光的影响

选用华北地区大面积种植的夏玉米品种郑单958、承玉2号、鲁单981作为试验材料,通过研究干旱胁迫条件下的玉米叶片光合、叶绿素荧光等指标随着土壤水分的动态变化规律,以期为夏玉米干旱的生理生态变化监测及水分高效利用提供理论依据.研究发现,在土壤含水量70%左右时,随着土壤相对湿度的下降,上述3个夏玉米品种仍能保持其叶片水分状态.郑单958、承玉2号、鲁单981的叶片净光合速率在土壤水分中等条件下最大,分别为39.9、38.8、38.4 μmol CO2/m2 · s;在土壤相对湿度较低时,郑单958、承玉2号、鲁单981的叶片净光合速率下降趋势明显(P＜0.05).叶片水势变化规律为:在土壤相对湿度＞90%时,对水分胁迫郑单958、承玉2号不敏感,鲁单981敏感;在土壤相对湿度＜70%时,水分胁迫条件下承玉2号不敏感,而鲁单981、郑单958敏感.气孔导度(gs)变化规律:随着水分胁迫加剧,3个夏玉米品种气孔导度均下降,在土壤水分较高时,气孔导度变化规律不明显,在土壤水分较低时,气孔导度明显下降(P＜0.01),细胞间隙CO2浓度(Ci)随土壤水分胁迫加剧而上升.上述结果表明:与叶片的光合和水分状况相比,夏玉米的气孔对土壤水分的匮缺更为敏感.     

不同土壤水分对向日葵光合光响应的影响

以食用向日葵为试验材料,大田试验采取人为控制土壤水分在胁迫、适宜和过湿 (土壤田间持水量的40%~54.9%,55%~69.9%和70%~90%) 条件下,研究了向日葵3个生育期 (二对真叶—花序形成期、花序形成—开花期、开花—成熟期) 的光合光响应特性。结果表明:在试验设置光强条件下,各生育期净光合速率随着光合有效辐射的增加而增加,同等的光合有效辐射下净光合速率也随着土壤水分的减少依次降低,尤其是随着光合有效辐射的增大愈加明显。土壤湿度对最大净光合速率和表观量子效率的影响并不是同步的,最大净光合速率随着土壤湿度的增加而增大,而表观量子效率在一定程度的水分胁迫情况下出现最大值。不同的土壤水分含量对光补偿点和光饱和点影响不同,光饱和点随着土壤水分的增加而增加,光补偿点却相反,表明水分胁迫使向日葵可利用光的范围缩小,而适宜水分则扩大了光的利用范围,更有利于干物质积累。暗呼吸速率随着植物的生长进程逐渐降低,不同生育期的水分胁迫均导致暗呼吸速率降低。     

不同土壤水分处理下冬小麦生理要素变化分析

对不同土壤水分条件处理下冬小麦各生理要素的变化特征分析发现,在灌浆高峰阶段,随着土壤水分的增加,冬小麦的光合速率显著加快,平均值在土壤水分含量偏大处理下较土壤水分含量小处理下高5.91μmol.m-2.s-1,气孔传导速率高0.1591 g.mmo1.m-2.s-1,叶片蒸腾速率高0.0034 g.m-2.h-1,叶片温度偏低0.95℃,胞间二氧化碳浓度高44.5 mg.cm-3,气孔阻力偏低2.419 s.cm-1。小麦灌浆期间,充足的土壤水分保证可以有效延长叶片的生理功能,提高小麦产量。     

盘锦湿地芦苇叶片气孔导度的模拟

基于2005年5～9月盘锦湿地芦苇叶片气体交换观测数据,针对芦苇叶片气孔导度与光合速率以及光合速率与光合有效辐射之间的关系进行分析。结果表明:芦苇叶片气孔导度与光合速率的关系可应用Ball-Berry模型描述,光合速率与光合有效辐射的关系可应用非直角双曲线光合模型描述,联合Ball-Berry模型与非直角双曲线光合模型可通过环境变量求解叶片气孔导度。模型考虑了气孔导度与光合之间的相互作用。利用实验数据对气孔导度模型验证表明,叶片气孔导度模拟值和观测值回归方程的斜率为0.95,方程决定系数R=0.82(P<0.05)。     

干旱胁迫对冬小麦水分关键期的生理特性和物质生产影响

以冬小麦品种“齐麦2号”为试材,在水分关键期(拔节期~扬花期),设计5个水分处理(T1处于适宜水平,T2、T3、T4、T5分别按照水分关键期常年降水量减少20%、50%、75%、100%进行一次性补水)和1个雨养对照水分控制试验,模拟研究不同程度干旱胁迫对水分关键期冬小麦光合生理特性、抗氧化酶活性及产量结构的影响。结果表明：轻度干旱胁迫会造成冬小麦叶片最大光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度降低,气孔限制值升高,气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因;而当干旱胁迫达到重度时,胞间CO2浓度升高,气孔限制值降低,非气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因。轻度干旱胁迫会使得冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性显著升高,从而减轻MDA含量升高对冬小麦叶片膜系统的损伤,复水后抗氧化酶活性和MDA含量均可恢复至正常水平,而重度干旱胁迫下冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性不同程度降低,复水后抗氧化酶活性及MDA含量均无法恢复至正常水平,抗氧化酶系统遭受不可逆损伤。此外,水分关键期干旱胁迫还导致冬小麦灌浆速率降低、不孕穗率升高,理论产量大幅降低。研究结论可为科学评估干旱胁迫对冬小麦生长发育及产量形成的影响提供理论依据。     

水分胁迫对扬花期冬小麦光合特性和干物质生产及产量的影响

试验于2016-2017年冬小麦生长季在临沂设施农业气象试验站自动控制遮雨棚内的水分控制场进行,以"齐麦2号"为试材,在水分关键期设计5个梯度水分处理(T1适宜水平,T2、T3、T4、T5分别按照冬小麦水分关键期比常年降水量减少20%、50%、75%、100%一次性补水)和1个雨养对照的水分控制试验,模拟研究不同程度干旱胁迫对扬花期冬小麦光合特性、干物质生产及产量的影响。结果表明:干旱胁迫下,扬花期冬小麦叶片叶绿素a含量、光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r),株高、叶面积、地上部分总干重均呈降低趋势,且干旱胁迫越重,降低幅度越大,T5处理叶绿素a含量、P_n、G_s、T_r、株高、叶面积及地上部分总干重分别较T1处理降低33.6%、67.4%、90.9%、84.6%、43.9%、19.1%和33.3%;随着干旱胁迫的加剧,水分利用效率(WUE)则呈先增加后降低的趋势,并在轻度干旱胁迫时达到最高;干旱胁迫促进植株养分向叶、鞘转移,减少对茎、穗的养分供给,不利于冬小麦产量提高,此外,扬花期干旱胁迫还造成冬小麦灌浆速率降低、不孕穗率升高,理论产量大幅降低。     

春玉米穗分化期低温对产量构成因素的影响

为探讨低温冷害对东北地区春玉米的影响,确定障碍型冷害对春玉米生育的影响程度,2015年以郑单958玉米品种为试验材料,利用人工气候室模拟低温（13℃,15℃,17℃）研究穗分化期（前期、中期、后期）春玉米产量构成因素和光合特性的影响。结果表明:春玉米在穗分化期受不同低温影响后,观测到的产量构成因素和光合特性的变化趋势相似;与对照相比,低温处理后,春玉米穗长和穗粒数显著减少、穗粒重显著降低,且温度越低,持续时间越长,影响越重;穗粗和百粒重变化不显著;穗分化前期低温对春玉米穗粒数影响最重,中期次之,后期较小;低温处理后春玉米叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率均显著降低;穗分化期春玉米遭受障碍型低温冷害造成穗粒数减少是减产的主要原因。研究结果可为春玉米障碍型低温冷害影响评估提供参考。     

干旱胁迫对夏玉米叶片光合及叶绿素荧光的影响

选用华北地区大面积种植的夏玉米品种郑单958、承玉2号、鲁单981作为试验材料,通过研究干旱胁迫条件下的玉米叶片光合、叶绿素荧光等指标随着土壤水分的动态变化规律,以期为夏玉米干旱的生理生态变化监测及水分高效利用提供理论依据。研究发现,在土壤含水量70％左右时,随着土壤相对湿度的下降,上述3个夏玉米品种仍能保持其叶片水分状态。郑单958、承玉2号、鲁单981的叶片净光合速率在土壤水分中等条件下最大,分别为39．9、38．8、38．4μmolCO2／m^2·s;在土壤相对湿度较低时,郑单958、承玉2号、鲁单981的叶片净光合速率下降趋势明显（P〈0．05）。叶片水势变化规律为：在土壤相对湿度〉90％时,对水分胁迫郑单958、承玉2号不敏感,鲁单981敏感;在土壤相对湿度〈70％时,水分胁迫条件下承玉2号不敏感,而鲁单981、郑单958敏感。气孔导度（g1）变化规律：随着水分胁迫加剧,3个夏玉米品种气孔导度均下降,在土壤水分较高时,气孔导度变化规律不明显,在土壤水分较低时,气孔导度明显下降（P〈0．01）,细胞间隙CO2浓度（Ci）随土壤水分胁迫加剧而上升。上述结果表明：与叶片的光合和水分状况相比,夏玉米的气孔对土壤水分的匮缺更为敏感。     

冬小麦主要生理过程对土壤水分胁迫的响应

在中国科学院栾城农业生态系统试验站进行的试验设5个水分处理。比较了其中3个不同水分处理对冬小麦扬花末期单叶水平的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）及水分利用率（WUE）的影响。分析了不同水分处理条件下净光合有效辐射（PAR）、蒸腾与气孔阻抗（R）及蒸腾与叶水势（LWP）之间的相关关系,并用计算机分别拟合出其关系式。     

冬小麦冬季灌水适应性温度指标研究

通过2011-2013年2个越冬期的盆栽试验,利用高低温(交变)湿热试验箱研究了不同最低温度下(-9℃、-6℃、-3℃和0℃)冬灌对冬小麦叶片理化性质、产量构成要素及产量的影响。结果表明,与最低温度为0℃的处理相比,在最低温度为-9℃和-6℃的处理造成了冬小麦叶绿素含量和气孔导度的大幅下降,可溶性糖含量大幅升高,差异均达显著(p0.01),灌水处理并没有带来明显的改善;而最低温度为-3℃时,叶绿素和可溶性糖含量总体上无明显差别,气孔导度则有一定程度的降低,差异显著(p0.05),冬灌导致其叶片叶绿素和可溶性糖含量分别有不同程度的升高和降低,具有明显的正效应。最低温度为0℃的处理,冬灌对冬小麦叶片叶绿素含量、可溶性糖含量及气孔导度等影响均有明显的正效应。从产量及其构成要素上看,-6℃与-9℃条件下,冬灌致使单株小穗数、穗粒数和穗粒重下降;-3℃和0℃条件下,冬灌提高了单株穗粒数和穗粒重。综上所述,最低温度在-6℃及以下不适合进行冬灌,而最低温度在-3℃及以上则适合。