祁连山中段5种典型植物光合光响应曲线拟合模型比较

测定祁连山中段5种典型植物的光响应参数,并用4种光响应模型进行拟合。结果表明:青海云杉(Picea crassifolia Kom.)、祁连圆柏(Juniperus przewalskii Kom.)、金露梅[Dasiphora fruticosa(Linn.)Rydb.]和垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)的光合光响应曲线属于饱和趋近型,蕨麻[Argentina anserina(Linn.)Rydb.]的光合光响应曲线属于强度抑制型。4种模型均能较好地拟合供试5种植物的光合光响应曲线,但仅直角双曲线修正模型可以较好地拟合强度抑制型光合光响应曲线的光抑制阶段。直角双曲线修正模型除了对饱和趋近型光合光响应曲线光饱和点的拟合值偏高外,可以较好地拟合其他光响应参数。综上所述,直角双曲线修正模型为祁连山中段典型植物光合光响应曲线的最优拟合模型。

不同刺槐品种光合光响应曲线的温度效应研究

采用Li-6400便携式光合测定仪分别测定了25、30、35℃等3个温度条件下3个刺槐品种的光合光响应特征曲线,并选用直角双曲线修正式对光响应曲线进行拟合。结果表明:1)温度对不同刺槐品种光合光响应曲线变化规律具有显著影响,普通刺槐和红花刺槐在25℃时光饱和点高,而四倍体刺槐在35℃时光饱和点高,说明四倍体刺槐对高温的适应能力相对较强;2)总体上,不同刺槐品种的最大净光合速率、光能利用效率及初始量子效率随着温度梯度的升高,均有所下降,光补偿点及暗呼吸速率随温度的变化规律不明显。

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。

秋季漳州地区8种园林植物的光响应特性及园林应用

为研究不同植物的光合变化规律和光适应能力,利用便携式光合仪Li-6400,以漳州市龙文区碧湖生态公园内的8种常用园林绿化植物为研究材料,测定不同光照强度梯度下植物光合作用的光响应,运用双曲线修正模型进行拟合,并对其耐荫能力进行分析。结果显示:具有高LCP、高LSP的美丽异木棉适应强光能力强,红花羊蹄甲、三角梅、朱槿具有较高的LCP和LSP,在强光下的适应能力相对较强,耐荫能力相对较差;具有低LCP、低LSP的蒲葵耐荫能力强,利用强光的能力较弱;而红背桂的LCP相对较高、LSP相对较低,不耐强光而具备一定的耐荫能力;香樟、复羽叶栾树的LSP较高、LCP相对较低,既对强光有一定的耐受能力,又能充分利用弱光。8种植物的净光合速率与光照强度、气孔导度、蒸腾速率等影响因子的相关性分析结果显示,影响因子在不同的植物之间各不相同,净光合速率分别与蒸腾速率、胞间CO_(2)浓度呈显著正相关和显著负相关。此外,蒲葵、香樟、红背桂、复羽叶栾树能较好的利用土壤的水分,是良好的节水植物。综上,可在光照充足的林缘、道路隔离带等地配置红花羊蹄甲、三角梅、朱槿、美丽异木棉;蒲葵适宜在林下较荫蔽或无强光直射的地方种植;红背桂适宜在某一时段遮荫或有围墙、其他建筑物或植物遮蔽的地带;香樟、复羽叶栾树光适应范围较宽,可根据景观表达需求实行灵活配置。另外,蒲葵、香樟、红背桂、复羽叶栾树可配置在相对较干旱的地方。

不同派系引种杨树品种(系)光合-光响应曲线

采用直角双曲线修正模型对白杨派、黑杨派、青杨派杨树品种(系)的光合-光响应曲线进行了拟合。结果表明,84-I-101、银×新4#、银×新6#、银×新192、03-04-156、014、171、174、178-2-19、中至1#、I-262的最大光合能力强,最大净光合速率(Pnmax)均超过了35.00μmol/(m^2·s);参试杨树品种(系)表现量子效率(AQE)在0.053~0.066μmol/(m^2·s),处于中上水平;3个派系中,黑杨派品种(系)的光补偿点(LCP)低于其他2个派系;白杨派树种的暗呼吸速率(Rd)整体上大于黑杨派和青杨派;LCP越高,Rd越大;白杨派杨树品种光能转化效率及生理活性优于黑杨派、青杨派杨树品种(系),黑杨派杨树品种(系)在弱光条件下的光能利用能力强。

6种生态型香根草光合光响应特征及光合参数日变化的比较

为了研究不同生态型香根草(Vetiveria zizanioides)的光合生理差异,比较了Karnataka、Sunshine、Huffman、Kandy、Monto和Veriveria nermorlis这6种生态型香根草的光合光响应特征和光合参数日变化规律。结果表明,除表观量子效率(AQY)外,6种生态型香根草的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大净光合速率(Pn,max)、暗呼吸速率(Rd)和光合作用日变化均存在明显差异。其中Karnataka和Veriveria nermorlis的LSP、LCP和Pn,max较高;而Sunshine和Kandy的LSP较低,Sunshine和Huffman的LCP较低,Monto的Pn,max最低,Karnataka的Rd较高,而Huffman的Rd较低。Karnataka和Veriveria nermorlis的净光合速率(Pn)日变化呈单峰型,在中午12:00达到最大值;其余4种生态型则呈双峰型,低谷出现在12:00。通过Pn与大气温度(Ta)、大气CO2浓度(Ca)、大气相对湿度(HR)、光照强度(PAR)等生态因子的相关性、通径和决策分析发现,PAR是影响6种生态型香根草Pn日变化的主要决定因子,HR是影响Karnataka、Huffman、Monto和Veriveria nermorlis的Pn日变化的主要限制因子,而Ta是影响Sunshine和Kandy的Pn日变化的主要限制因子。

不同水分条件下胡杨光响应曲线拟合模型比较

本研究通过测量不同水分条件下胡杨(Populus euphratica Oliv.)叶片的光响应曲线,并采用4种光响应模型对其光合特征参数拟合值与实测值进行比较,分析了不同水分条件下光响应曲线模型对胡杨适用性的影响机制。结果表明,当水分供应充足时,胡杨非直角双曲线模型对暗呼吸速率(Rd)的拟合效果最优,直角双曲线修正模型拟合光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_(nmax))、光补偿点(LCP)的结果与实测值较接近;但当胡杨受到水分亏缺后,直角双曲线修正模型对P_(nmax)和光饱和点(LSP)的拟合效果最优,直角双曲线模型对Rd和LCP的拟合效果最佳。因此,水分条件有利时胡杨应用直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型较好;水分亏缺条件下采用直角双曲线修正模型、直角双曲线模型更为适合。

洋姜光合-光响应曲线模型适用性研究

[目的]探讨洋姜的最佳光响应曲线拟合模型,为洋姜的生理生态研究提供参考。[方法]以洋姜为试验材料,采用Li-6400光合仪测定洋姜的光响应曲线。[结果]综合比较洋姜光响应各模型对应的拟合情况及估计的相关生理数据,得出直角双曲线改进模型(MRH)优于非直角双曲线模型(NRH)、直角双曲线模型(RH)、指数改进模型(MEM)与指数模型(EM)。根据MRH计算出洋姜最大净光合速率(Pmax)与饱合光强(LSP)分别为27.98μmol/(m^2·s)和1 998.78μmol/(m^2·s),均与实测值最接近。[结论]洋姜光响应的最佳拟合模型为MRH。

虾脊兰光合-光响应曲线的拟合及分析

作者利用Li-6400便携式光合仪测定虾脊兰(Calanthe discolor Lindl.)的光合-光响应曲线,并用3种运用较为广泛的模型对其进行拟合,探讨虾脊兰光合-光响应的最适模型并通过拟合得到最大净光合速率、光补偿点、光饱和点等光合参数.此外,还分析了影响虾脊兰光合作用的主要因子.结果表明:(1)虾脊兰光合-光响应改进直角双曲线模型拟合R2为0.997,拟合效果优于直角双曲线模型和非直角双曲线模型,且其拟合值与实测值最接近.因此应将改进直角双曲线模型作为研究虾脊兰光合-光响应的首选模型;(2)经改进直角双曲线模型拟合得到的虾脊兰光合生理参数符合阴生植物特征,其表观量子效率()为0.045 mol·mol-1、最大净光合速率(Pmax)为3.772μmol CO2·m-2·s-1、光补偿点(LCP)为2.209μmol·m-2·s-1、光饱和点(LSP)为867.678μmol·m-2·s-1、暗呼吸速率(Rd)为-0.099μmol·m-2·s-1;(3)光合有效辐射是虾脊兰光合作用的主要影响因子.此外,胞间CO2浓度与气孔导度这两个生理因子也对其有影响.综上所述,在人工栽培虾脊兰的过程中应选择阴蔽度较高的环境.

光照对石楠属植物光合——光响应曲线参数的影响

随着光照强度的降低,3种石楠属植物幼苗的AQY有不同幅度的升高,LSP和LCP逐渐降低,遮荫也不同程度的降低了,3种石楠属植物幼苗的Pmax和Rd,在相同光强下,‘红罗宾’和‘鲁宾斯’的Pmax和Rd均高于石楠。

2种不同类型的尖叶胡枝子光合-光响应特性研究

以黄绿型和浓绿型2种不同类型的尖叶胡枝子Lespedeza hedysaroides为材料,对其叶绿素含量和光合-光响应特性进行了研究。结果表明,2种不同类型尖叶胡枝子的叶绿素含量存在显著差异。浓绿型尖叶胡枝子的最大净光合速率(Amax)、暗呼吸速率(Rd)、表观量子效率(AQY)均高于黄绿型尖叶胡枝子,而光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)低于黄绿型尖叶胡枝子。黄绿型尖叶胡枝子和浓绿型尖叶胡枝子净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及叶片温度(Tleaf)对不同光合有效辐射通量密度(PPFD)的响应均有一定程度的差异。

入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草光合生理特征对增温响应的差异

利用红外加热器模拟增温,比较入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草的光合特性对增温响应的差异,以预测气候变暖背景下入侵植物的入侵潜力,并为筛选替代控制植物提供依据。结果表明:增温导致喜旱莲子草和接骨草的叶绿素a/b值分别比对照显著提高6.21%和降低5.55%。无论增温与否,接骨草的叶绿素b含量显著高于喜旱莲子草,而叶绿素a/b值则相反。增温导致喜旱莲子草净光合速率显著提高9.23%,由于气孔导度增大引起蒸腾速率大幅度增加,使得其水分利用效率比对照显著降低10.64%。增温仅导致接骨草的气孔导度显著增加10.95%,而对其他气体交换特征无显著影响。对照条件下,尽管接骨草的气孔导度和胞间CO_2浓度分别显著低于喜旱莲子草7.03%和4.57%,但是前者的净光合速率和水分利用效率分别显著高于后者10.30%和11.92%。增温条件下,两种植物的净光合速率和气孔导度无显著差异,由于接骨草的蒸腾速率显著低于喜旱莲子草18.02%,故其水分利用效率显著高于后者26.45%。增温、物种及其两者的交互作用对光补偿点、光饱和点、最大净光合速率、暗呼吸速率和初始量子效率等光响应参数影响均不显著。总之,对照条件下,接骨草凭借较高的叶绿素b含量、净光合速率和水分利用效率,比喜旱莲子草具有更强的光合能力。但增温后,接骨草的光合优势被削弱。研究从光合生理角度证明接骨草有望作为喜旱莲子草的替代控制植物,但是未来气候变化背景下喜旱莲子草的入侵潜力可能增强。

欧洲鹅耳枥光响应曲线模型拟合与应用

为筛选出欧洲鹅耳枥(Carpinus betulus)及其4个品种(Carpinus betulus‘Albert Beekman’、Carpinus betulus‘Frans Fontaine’、Carpinus betulus‘Lucas’、Carpinus betulus‘Fastigiata’)光响应曲线拟合的最优模型,并找出北京和南京两地光合能力较强的品种,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型及直角双曲线修正模型对欧洲鹅耳枥及其4个品种在北京和南京两地的光响应曲线进行拟合。研究发现,(1)欧洲鹅耳枥及其4个品种光响应模型拟合效果依次为直角双曲线修正模型>非直角双曲线模型>直角双曲线模型;(2)北京地区欧洲鹅耳枥及其4个品种的光合能力由强到弱依次为C.betulus‘Fastigiata’>C.betulus‘Albert Beekman’>C.betulus‘Lucas’>C.betulus‘Frans Fontaine’>C.betulus,南京地区光合能力由强到弱依次为C.betulus‘Fastigiata’>C.betulus>C.betulus‘Lucas’>C.betulus‘Albert Beekman’>C.betulus‘Frans Fontaine’。(3)C.betulus‘Lucas’、C.betulus‘Fastigiata’和C.betulus更适宜在南京地区生长,而C.betulus‘Albert Beekman’、C.betulus‘Frans Fontaine’更适宜在北京地区生长。

苏丹草生长及光合相关指标对生根剂的响应研究

[目的]探讨植株生长和光合指标对生根剂的响应性。[方法]采用完全随机区组试验设计,研究苏丹草(Sorghum sudanense)植株生长及光合相关指标对NKII-298、NKII-888和NKII-16共3种生根剂的响应。[结果]经NKII-298处理的苏丹草植株,叶片的叶绿素a和类胡萝卜素含量、叶绿素荧光参数(PSII量子效率、光化学猝灭系数和电子传递效率)显著高于对照(P<0.05),光合速率-光响应曲线模拟得出的最大光合速率和呼吸速率较高,单株生物量累积最大;经NKII-888和NKII-16处理的苏丹草幼苗,仅叶绿素荧光参数显著高于对照(P<0.05),其余指标与对照差异不显著。[结论]苏丹草对生根剂种类敏感,在实际生产上应根据生产目的而进行选择。

干旱区典型植物梭梭与柽柳的光响应曲线模型拟合

为选择合适的模型对干旱区典型植物梭梭和柽柳的光合-光响应曲线进行拟合,较好地反映植株的光合特性,采用3种典型的光合-光响应曲线模型[直角双曲线模型(RH)、非直角双曲线模型(NRH)、直角双曲线修正模型(MRH)]对梭梭和柽柳光合作用的光响应曲线进行拟合,计算出最大净光合速率(Pn,max)、暗呼吸速率(Rd)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)以及表观量子效率(AQE),并结合决定系数(r^2)、平均绝对误差(MAD)、相对误差(RE)及均方根误差(RMSE)综合对比3种模型的拟合优度和光合参数估计精度。经分析对比不同模型拟合度,并且将拟合值与实测值进行比较,结果表明,NRH模型对梭梭光合参数LCP、Rd、AQE的拟合效果优于RH、MRH模型;RH模型对柽柳光合参数LCP、Rd的拟合效果优于NRH、MRH模型;梭梭、柽柳Pn,max的求解均以MRH模型最佳,且明显优于其他2种模型;3种模型中拟合优度最佳的为MRH模型。

林下生境对大叶丹参叶表型及光合特性的影响

为揭示大叶丹参对林下不同生境的适应性,研究大叶丹参在不同林下生境中叶片发育及光合特征,以马尾松(Pinus massoniana)人工林林缘(LY)、林隙(LX)和林内(LN) 3种生境种植的大叶丹参为研究对象,测定了3种生境中大叶丹参的叶表型参数、光合色素含量及光合参数。结果表明:不同生境大叶丹参叶长、叶宽、叶柄长、叶周长和比叶面积的大小均表现为LX>LY>LN;不同生境大叶丹参叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl t)和类胡萝卜素(Car)含量具有显著差异,且含量高低均表现为LY>LN>LX;不同生境中大叶丹参叶片的净光合速率(P_(n))日进程均呈“双峰”型曲线,有明显的“午休”现象,LY与LX的“午休”现象主要是由气孔限制引起的,LN则为非气孔限制。LX大叶丹参的光补偿点(L_(cp))较低,光饱和点(L_(sp))较高;同时暗呼吸速率(R_(d))低,日平均P_(n)和最大净光合速率(P_(max))较高,对光利用能力更强。以上结果表明,LX有利于大叶丹参光合碳同化和有机物积累,有助于植株生长。

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。

油茶秋水仙素诱导苗光合作用变异研究

对秋水仙素处理的油茶苗光合作用进行了初步研究。结果表明,0.1%秋水仙素处理苗与对照之间叶绿素含量存在显著差异;不同浓度处理油茶苗与对照之间Am ax和LSP均较低,其中只有0.1%处理苗Am ax和LSP的值均高于对照,分别达6.555CO2μmol/m2.s和271.4694μmol/m2.s,比对照分别增加3倍和1.7倍。处理苗和对照光补偿点(LCP)均较高,但0.3%处理苗LCP比对照LCP值低,为38.59073μmol/m2.s,0.1%和0.2%处理的均比对照高。从光合作用测定初步研究可得出:8号株叶绿素、净光合速率、光饱合点均比对照高,因此它可以作为优良品种选育的基础材料。

滇楸幼苗无性系光合特性的比较

以2年生滇楸嫁接苗为试验材料,对不同无性系干旱胁迫下的光合特征进行比较。结果表明：持续干旱及高温严重抑制了滇楸苗期生长;不同无性系间,8月和12月的生长性状差异均不显著（P〉0.05）;各无性系光合特征不再出现明显的单峰或双峰曲线。净光合速率（Pn）最大值（8~14μmol·m-2·s-1）均出现在7：00,之后直线下滑,维持在2~6μmol·m-2·s-1的低位,Pn日总量由大到小的顺序为：008-1、Y011-1、Y023-2、Y020-6、8402、Y011-4、YN014-5。瞬时水分利用效率（WUE）日均值,由大到小的顺序为：008-1、Y011-4、YN014-5、Y020-6、Y011-1、Y023-2、8402。各无性系光饱和点（LSP）与最大净光合速率（Pnmax）分别为324~796、4.58~8.17μmol·m-2·s-1,远低于正常水分供应下的特征值。WUE与生长性状及重要光合特征均显著相关（P〈0.05）,受到干旱胁迫时,WUE的高低尤为重要。根据生长表现,结合WUE和光合特性,当遭受干旱高温胁迫时,5个滇楸无性系中,Y011-4具有相对较高的生长势和光合能力。

外来植物南美蟛蜞菊、裂叶牵牛和五爪金龙的光合特性

对南美蟛蜞菊、裂叶牵牛和五爪金龙的光合生理特性进行研究 ,结果表明 :(1) 3种植物都具有较强的 CO2 固定能力 ,南美蟛蜞菊的净光合速率峰值达 2 2 .1μm ol/ (m2 · s) ,高于裂叶牵牛 (17.2 μmol/ (m2 · s) )和五爪金龙 (18.6 μmol/ (m2 · s) ) ;(2 ) 3种植物光合速率、蒸腾速率的日进程曲线呈“双峰”型 ,气孔导度变化规律与蒸腾速率相似 ,在中午前后均出现一定程度的下降 ;(3)暗呼吸速率曲线呈单峰型 ,在中午时出现高峰 ,暗呼吸速率大小次序为 :五爪金龙 >裂叶牵牛 >南美蟛蜞菊。(4 )南美蟛蜞菊的光饱和点为 15 31μm ol/ (m2· s) ,光补偿点为 2 0 .0 μmol/ (m2· s) ,而裂叶牵牛的光饱和点 114 6 μmol/ (m2· s) ,光补偿点39.3μmol/ (m2· s) ;五爪金龙的光饱和点 12 6 1μmol/ (m2· s) ,光补偿点 4 4 .1μm ol/ (m2· s) ,3种植物都表现为喜阳植物的特性 ,且对弱光条件的适应力也较强 ,其中尤以南美蟛蜞菊的有效光合辐射范围最广 ,光量子利用效率较高 ,具有很强忍耐强光及适应阴生环境的能力。该项研究有助于解释南美蟛蜞菊生长迅速、生产力高。