一种在野外自然光照条件下快速测定光合作用-光响应曲线的新方法

本文尝试了一种在野外自然状态下测定植物光合作用_光响应曲线的方法。传统的方法或费时费力 ,或依赖精密的光发生装置 ,在野外操作均不方便。本研究使用英国生产的便携式光合作用测定系统LCA4型对毛乌素沙地 8种优势植物在全自然条件下进行测定 ,仅通过改变叶室 (含光敏探头 )与入射光线之间的角度即可在自然光照条件下快速获得一系列植物的光合作用_光照速率的反应曲线。拟合曲线值与实测值之间显著相关。测定这种曲线过程中环境参数除叶面温度有较明显的变动外 ,其它参数如大气温度、CO2 浓度基本不变 ,在这种环境下测定的曲线基本反映植物光合作用真实的自然状态 ,且操作简便、快速、经济、实效。

小蓬竹光合作用对CO_2的响应特征

为加强小蓬竹(Drepanostachyum luodianense(Yi et R.S.Wang))的保护利用及光合生理研究,以移栽和野生的2年生小蓬竹植株作为对比实验材料,利用Li-6400便携式光合作用测定系统对小蓬竹的CO2响应特性进行了研究。结果表明:小蓬竹CO2响应研究最适宜的数理模型为直角双曲线的修正模型,在控制条件为叶温28℃、叶面空气湿度75%、光合有效辐射1 700μmol·m-2·s-1时,小蓬竹胞间CO2摩尔分数随着叶室内CO2摩尔分数的升高而近乎同步直线上升,移栽小蓬竹与野生小蓬竹的胞间CO2摩尔分数和叶室内CO2摩尔分数值分别稳定在0.44、0.59;气孔导度随着胞间CO2摩尔分数的升高总体上逐步下降,移栽小蓬竹气孔导度水平略低于野生小蓬竹;蒸腾速率随着胞间CO2摩尔分数的升高及气孔导度的下降而逐步下降,最后趋于平稳,移栽小蓬竹与野生小蓬竹蒸腾速率表现出与气孔导度较为一致的差异。因此,移栽小蓬竹最大净光合速率与野生小蓬竹总体上无明显差异。

光合作用中两个难点问题的突破

对光合作用曲线中关键点的分析和光合作用速率的辨析及计算是两个难点问题。本文就教学难点的突破,从教学策略、教学设计、教学意图三个方面进行了探讨。

南粳9108及亲本生育后期生长、光合和产量比较

以南粳9108及其亲本为材料,研究在大田栽培条件下优质高产迟熟中粳品种南粳9108在产量形成的关键时期的生长和光合生理指标、光强-光合响应曲线,并在成熟期考察其产量构成因子。结果表明:南粳9108的单株实际产量比亲本均显著提高,比亲本武香粳14提高7.7%,大库和大粒是其高产的重要结构基础。进一步分析生长指标,南粳9108在开花后14 d内具有较大的绿叶面积以及倒三叶的较小叶基角,其群体的光合能力较强;供试材料剑叶开花后14 d光合作用对光强的光合参数分析,南粳9108的光合能力与亲本武香粳14类似,但显著低于亲本关东194;而通过光合作用对光响应的直角双曲线修正模型分析,其对光强更容易饱和,且容易发生光抑制。可见,高产水稻南粳9108具有良好的株型、穗粒结构以及较高的群体光合能力。进一步提高其单叶光合能力,将是其发挥超高产潜力的重要途径。

南粳9108及亲本生育后期生长、光合和产量比较（英文）

以南粳9108及其亲本为材料,研究在大田栽培条件下优质高产迟熟中粳品种南粳9108在产量形成的关键时期的生长和光合生理指标、光强-光合响应曲线,并在成熟期考察其产量构成因子。结果表明:南粳9108的单株实际产量比亲本均显著提高,比亲本武香粳14提高7.7%,大库和大粒是其高产的重要结构基础。进一步分析生长指标,南粳9108在开花后14 d内具有较大的绿叶面积以及倒三叶的较小叶基角,其群体的光合能力较强;供试材料剑叶开花后14 d光合作用对光强的光合参数分析,南粳9108的光合能力与亲本武香粳14类似,但显著低于亲本关东194;而通过光合作用对光响应的直角双曲线修正模型分析,其对光强更容易饱和,且容易发生光抑制。可见,高产水稻南粳9108具有良好的株型、穗粒结构以及较高的群体光合能力。进一步提高其单叶光合能力,将是其发挥超高产潜力的重要途径。

北固山湿地虉草光合日变化的研究

采用便携式LI-6400光合测定仪,在晴朗的天气,对虉草成熟叶片净光合速率(Pn)以及光合有效辐射(Par)、气孔导度(Cond)、细胞间CO2浓度(Ci)、叶温(Tl)、叶周围气温(Ta)和蒸腾速率(Tr)等影响因子进行田间测定,研究虉草的光合日变化.结果表明:虉草净光合速率日变化呈双峰曲线,主峰出现在10∶00,次峰出现在15∶00,光合'午休'现象明显,非气孔限制是产生'午休'的主要原因.净光合速率变幅为5.86～20.64 μmol·m-2·s-1,蒸腾速率变幅为2.8～6.22 mmol·m-2·s-1,光补偿点为40 μmol·m-2·s-1,光饱和点为2 100 μmol·m-2·s-1(自然状态下达不到),表观光量子效率为0.056 5 mol·mol-1,暗呼吸速率为2.26 μmol·m-2·s-1,水分利用效率为2.31～3.65 μmol·mmol-1.数据显示,虉草是一种高光效植物,对于其资源的合理利用及其对湿地生态系统的稳定意义重大.

水质恶化影响下香蒲·水葱叶片的光合响应

[目的]从叶片光合生理角度,探讨水葱和香蒲对水质恶化的响应。[方法]以香蒲和水葱为研究对象,设置试验组(污水生长环境培养)和对照组(中水生长环境培养),处理90 d后,用Li-6400便携式光合测定仪测定植物叶片的光合作用光响应曲线和叶绿素荧光参数。[结果]香蒲叶片最大净光合速率(Pnmax)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、有效荧光产量(Yield)、电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(q P)和非光化学淬灭系数(NPQ)在2种处理间差异不显著(P>0.05),但试验组叶片的暗呼吸速率(Rd)显著低于对照组(P<0.05),表观量子效率(AQY)显著高于对照组(P<0.05);试验组水葱叶片的Pnmax、AQY、Rd、LSP、Yield、ETR、q P显著高于对照(P<0.05),LCP显著低于对照组(P<0.05),而NPQ差异不显著(P>0.05)。[结论]试验用污水超过V类,香蒲和水葱均具有较强的耐污能力,水葱对水质恶化的反映较香蒲敏感。

高中生物学图像题的教学策略

介绍了用“实验现象到本质”的教学策略来解决一些图像题,如“光照强弱对放置在烧杯底部的小圆形叶片上浮数量的影响”,从而引出呼吸速率、总光合速率、净光合速率、光照强度和CO_(2)浓度对光合作用的影响以及相关应用。同时介绍了如何利用“归纳法”解决细胞分裂过程的曲线图题和柱形图题,化繁为简,帮助学生降低难度,节省做题时间。

农膜残留对大豆光生理特征及生物量累积的影响

农膜覆盖技术的应用及推广极大地提高了干旱半干旱地区的农业产量,促进了当地农业发展及社会经济效益。然而,由于农膜碎片化程度高、回收难度大、降解周期长,使得残留在土壤中的农膜日益增多,严重威胁着作物生长、土壤健康以及农业可持续发展。尽管农膜残留对土壤质量影响的研究较多,但对于其种类(可降解或不可降解)及残留累积量对作物光生理特征的研究还相对较少。本试验以大豆为研究对象,对比普通聚乙烯(PE)和生物降解(BP)两种农膜(残片大小为0.5~2 cm),研究不同农膜残留累积量(土壤重量的0、0.1%、0.5%、1.0%)下大豆花期及初荚期叶片光合作用光、CO_(2)响应曲线特征及花期、收获期的植株生物量,探讨塑料类型及残留量对大豆光生理特征及生物量累积的影响。结果表明:PE残留导致大豆叶片光补偿点在花期降低23.96%,而初荚期升高51.38%,说明PE残留导致大豆叶片弱光利用能力在花期提升,但在初荚期被抑制。在初荚期,BP残留使光补偿点降低54.82%,且光饱合点升高58.12%,从而提高了叶片强光适应能力,增大了叶片光能利用范围。同时,PE和BP添加使暗呼吸速率分别增长30.56%和22.28%,从而导致干物质消耗增加。土壤中PE、BP残留量的增加,最大光合力分别降低36.49%和23.56%,表明大豆叶片CO_(2)利用能力减弱;CO_(2)补偿点分别降低67.96%和38.91%,从而提高了叶片低浓度CO_(2)的利用能力,并降低光呼吸速率,从而减少了干物质的消耗。此外,不同农膜及残留量处理下,仅在花期0.1%与0.5%残留量的BP处理中,地下生物量随农膜残留量的增加显著降低,其他各处理间地上及地下生物量无明显变化。光响应及CO_(2)响应曲线各拟合参数与生物量的Pearson相关性分析结果表明,收获期PE处理下,地上生物量与光补偿点呈显著负相关,而光呼吸速率、CO_(2)补偿点、初始羧化效率与生物量(地上+地下)的积累有较强相关性。因此,PE农膜残留量增加提高了大豆花期叶片对于弱光的利用能力而减弱初荚期对弱光的利用能力,BP农膜残留量增加则会增强初荚期叶片对弱光的利用,也对大豆叶片适应强光的能力有所提升。