北京城区夏、秋季节短期增温对月季暗呼吸及光合参数的影响

与光呼吸不同,光对植物叶片暗呼吸具有明显抑制作用。目前,植物叶片这一生理生态现象很少受到关注,但光抑制呼吸会导致叶片日间碳损失,对植物碳平衡有重要影响。利用Li-6400(Li-Cor,USA)光合仪模拟北京城区夏、秋季增温对月季(Rosa chinensis)叶片暗呼吸及光合参数的影响。结果表明:(1)短期增温处理显著提高了蒸腾速率(Tr),降低了胞间CO2浓度(Ci),夏季增温时气孔导度(Gs)降低而秋季增温明显升高。(2)夏季增温5℃,有光暗呼吸(RL)显著高于增温2℃(P<0.05),而增温2℃对RL影响不显著(P>0.05);秋季增温5℃,RL显著高于增温3℃(P<0.05)。4个不同短期增温处理都对无光暗呼吸(RD)影响显著(P<0.05)。(3)秋季增温5℃对光抑制呼吸影响显著(P<0.05);其它3个短期增温影响不显著(P>0.05)。(4)秋季增温5℃,月季暗呼吸对增温敏感性显著高于增温3℃的值(P<0.05)。目的为分析城市白昼气温上升导致植物叶片碳损失估计提供实验案例,是提高城市植物碳汇生态服务功能可能途径的基础。

四种热带雨林树种幼苗比叶重,光合特性和暗呼吸对生长光环境的适应

雾凉季研究了西双版纳热带雨林 4种植物幼苗对生长光环境的适应 ,其中两个树种幼苗喜光 (团花树和滇南插柚紫 ) ,两个树种幼苗耐荫 (滇南红厚壳和玉蕊 )。发现弱光环境中生长的 4种植物比叶重、光合能力、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率、叶绿素 a/b比较低 ,叶绿素含量较高。玉蕊和滇南红厚壳幼苗的光合能力和呼吸速率低于团花树和滇南插柚紫。团花树和滇南插柚紫的比叶重和光合作用的可塑性大于玉蕊和滇南红厚壳。高光强下生长的团花树和滇南插柚紫增加叶氮分配给羧化酶的比例 ,减少分配给叶绿素的比例。滇南红厚壳和玉蕊适应弱光环境的能力略强于团花树和滇南插柚紫 ,但适应强光的能力较差。研究结果支持树种的生理生态特性决定了其演替状况和生境选择的假说。单位干重叶的光合能力和呼吸速率并未表现出利于光适应的可塑性 ,表明 4种植物生理适应能力较差。形态学上的适应在 4种热带雨林树种幼苗光适应方面起到了重要的作用 。

不同强度的UV-B辐射对高山植物麻花艽光合作用及暗呼吸的影响

以人工种植的多年生高山植物麻花艽 Gentianastraminea 为材料,在3个不同强度的UV-B辐射处理下,定时测定处理和对照叶片的净光合速率、表观量子效率和暗呼吸的变化.结果显示:UV-B处理对麻花艽叶片的光合作用在短期内有一定的抑制作用,但随着处理时间的增加,该高山植物能很快地适应强UV-B辐射的处理.表明麻花艽这种青藏高原常见的高山植物在长期的自然选择过程中可能已经形成了适应UV-B辐射的特有生理机制.暗呼吸的实验结果亦表明:在3种强度的UV-B辐射处理下,麻花艽叶片的呼吸作用从一开始就未受到抑制;随着UV-B辐射时间的增加,UV-B辐射强度越高,呼吸强度越强;这可能是UV-B辐射并未引起麻花艽呼吸机构的破坏所致.

厚皮甜瓜苗期叶片光合、光呼吸及暗呼吸速率的变化

【目的】探讨厚皮甜瓜苗期叶片光合作用、光呼吸及暗呼吸受环境条件影响的变化规律。【方法】在田间不同天气（晴天和阴天）及室内不同温度处理下，测定厚皮甜瓜幼苗生长发育过程中不同叶片的净光合速率、光呼吸速率和暗呼吸速率，分析其变化规律及不同叶片光呼吸系数和暗呼吸系数。【结果】阴天厚皮甜瓜幼苗叶片净光合速率、光呼吸速率及暗呼吸速率均为单峰型曲线，在10：00～12：00时达到峰值；晴天则表现为双峰型曲线，不同叶片以上3个指标最高峰值出现时间不同。在出苗后的前12d，子叶净光合速率大于第一片真叶，之后第一片真叶净光合速率大于子叶。温度对厚皮甜瓜幼苗叶片净光合速率的影响为正弦函数曲线。温度小于6．5℃或大于46℃时对净光合速率影响系数均为0，在28℃时对净光合速率影响系数达到最大。在25℃时厚皮甜瓜叶片白天的光呼吸系数和暗呼吸系数分别为0．17和0．21。【结论】甜瓜幼苗叶片净光合速率、光呼吸速率及暗呼吸速率随着叶龄、叶片类型及环境条件的变化而变化，子叶和真叶的变化规律存在差异。

CO_2施肥对桃树暗呼吸和光呼吸的影响

以3年生油桃为试材在水暖玻璃温室中进行CO2施肥研究,结果表明:在温室普通空气条件下,CO2施肥对桃树暗呼吸与光呼吸的影响不大;在相应处理CO2浓度条件下暗呼吸速率变化不明显,而光呼吸速率明显下降。在温室普通空气条件与相应处理CO2浓度条件下,桃树暗呼吸速率/光合速率(Re/Pn)值与光呼吸速率/光合速率(Phr/Pn)值均明显下降,这在一定程度上解释了表观光合速率的相对上升,CO2施肥对桃树的生长发育有着明显的正效应。

大气CO_2浓度倍增对植物暗呼吸的影响

以长期生长于350和700μmolCO_2·mol^(-1)空气的开顶式培养室的杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、玉米(Zea mays L.)等10种植物的离体成熟叶片或整株为材料,研究不同测定温度(15～35℃)下,CO_2浓度倍增对植物暗呼吸的影响。结果表明:在较低温度(15℃、20℃)下,CO_2浓度倍增对植物暗呼吸没有显著效应,在较高温度(30℃、35℃)下多数被测植物的暗呼吸显著增强。讨论了实验所得结果在未来全球气候变化中的可能的意义。

紫外线B增强对滇杨、川杨光合参数及暗呼吸的影响

在自然条件下利用紫外灯补充紫外线B,模拟臭氧层破坏10%、20%后昆明地区增加的紫外线B强度2.5和5 k J/(m^2·d),研究了紫外线B增加对滇杨(Populus yunnanensis)(2 430 m)和川杨(P.szechuanica)(3 300 m)光合参数、暗呼吸速率、叶片厚度的影响。结果表明:与对照相比,2.5和5 k J/(m^2·d)紫外线B处理使滇杨的净光合速率(Pn)分别降低了32%和51%,川杨则降低了16%和39%;相反,2.5和5 k J/(m^2·d)紫外线B显著提高了暗呼吸速率(Rd)和叶片厚度;相关性分析表明:两种杨树的叶片净光合速率与水分利用效率均呈显著正相关,与暗呼吸速率呈显著的负相关(P<0.01)。此外,2.5 k J/(m^2·d)紫外线B强度对滇杨和川杨的气孔导度、暗呼吸速率及其与净光合效率比值的影响不同;且川杨的净光合速率、暗呼吸速率、叶片厚度都显著大于滇杨,这些差异反映出生长在高海拔环境下的川杨比生长在低海拔的滇杨对紫外线B增强具有更强的耐性。

夏季自然高温对桉树光合速率和暗呼吸速率的影响

在湖南夏季的自然高温下 ,所测 7种桉树的日平均净光合速率在 12 56～ 2 7 85mg·dm- 2 ·h- 1之间 ,日平均暗呼吸速率在 6 0 6～ 2 2 39mg·dm- 2 ·h- 1之间。高温对桉树净光合速率的影响依品种而异。樟脑桉和蓝桉的净光合速率最高峰值出现在 35℃的气温下 ,而邓恩桉的净光合速率却受 35℃气温的显著抑制。桉树暗呼吸速率并不随气温的升高而增大。

几种热带雨林与荒漠植物暗呼吸作用对高CO_2浓度的响应

使用 Ｌ Ｉ６４００ 便携式光合作用测定系统测定了美国生物圈二号内长期生长在高 Ｃ Ｏ２ 浓度（＞ １５００μｍ ｏｌ／ｍ ｏｌ）下 ５种热带雨林植物与 ５ 种荒漠植物暗呼吸强度的变化。结果表明：在 ３５０～４００μｍ ｏｌ／ｍ ｏｌ下 ５ 种雨林植物的平均暗呼吸强度为（０５６±０１９）μｍ ｏｌ Ｃ Ｏ２／ｍ ２·ｓ；荒漠植物平均为（０９８±０７２）μｍ ｏｌ Ｃ Ｏ２／ｍ ２·ｓ。在 Ｃ Ｏ２ 浓度升高时大部分 Ｃ３ 植物暗呼吸作用升高，并呈一定的线形关系。当 Ｃ Ｏ２ 浓度加倍时，雨林植物暗呼吸强度升高６１％ ；荒漠 Ｃ３ 植物升高１３４％ ，而 Ｃ４ 植物变化不明显或略有下降。因而认为，长期高 Ｃ Ｏ２ 浓度可促进 Ｃ３ 植物的暗呼吸作用。

植物暗呼吸作用对大气CO_2浓度升高的响应

植物暗呼吸作用对ＣＯ２浓度升高的响应目前存在两种截然相反的观点：一种认为暗呼吸作用将随着ＣＯ２浓度的升高而下降，可能的原因有胞间ＣＯ２浓度升高、呼吸酶活性改变及暗固定ＣＯ２作用的加强等直接原因；另一种认为暗呼吸作用将随ＣＯ２浓度的升高而提高，影响因素可归结为碳水化合物含量增加、高ＣＯ２浓度刺激其他呼吸途径和生长加快等间接原因。由于目前国际上在实验手段、材料及呼吸作用表达方式等方面的不一致性，这些观点尚难定论，需要更多的实验数据来进一步验证。

温度对冷蒿枝条光合和暗呼吸作用的影响

本项研究应用红外线气体分析仪和同化室联用法的开放系统,测定了冷蒿枝条不同生育期的光合和暗呼吸速率与气温的关系。主要取得如下结果:1.随着生育期后移,冷蒿枝条光合作用的最适温度有所升高,在营养期、现蕾期。

羊草和大针茅群落暗呼吸速率与温度关系的研究

在植物生产过程中,呼吸作用是必不可缺的一环。暗呼吸与光合量之比是植物光合物质生产效率的重要标志之一。因此在研究羊草和大针茅群落日光合生产量的同时,也研究了夜间的暗呼吸速率,借以从光合产物的消耗比率这个侧面进一步分析草原群落光合物质生产的整个过程。

小麦的净光合作用CO_2补偿点、暗呼吸和RuBPCase活性的关系

从开花期到衰老后期测定了一个硬粒小麦品种和软质小麦品种旗叶的净光合,CO_2补偿点和RuBpcase(1.5—二磷酸核桐糖羧化酶)活性。二者的净光合没有显著差异。净光合和RuBpCase活性之间的线性关系可归因于相对低的酶活性。两个品种酶活性的直线斜率相近,说明二者的羟化效率相似。在210mlO_2L^(-1)气体中,两个品种的CO_2补偿点没有差异,而在22mlO_2L^(-1)气体中,两个品种的CO_2补偿点没有差异,而在22mlO_2L^(-1)气体中,仅定型叶片之间CO_2补偿点略有差异。将CO_2补偿点外推为零时,氧浓度为正值说明线粒体的呼吸作用没有完全被抑制。根据叶子光合作用的新模型,计算了两个品种呼吸作用的近似值。叶子从定型到衰老暗呼吸(测定叶圆片O_2的吸收)变化很小。在定型的叶片中,软质小麦品种的暗呼吸显著提高,而在衰老的叶片中,这种差异消失。由于其它因素如同化物的分配,呼吸消耗在生物产量的形成中也十分重要,高光合效率与高产并不总是相关关系,但高等植物叶子的光合作用仍是决定生物产量的主要因素。(Rawson etal.,1983),然而,为了寻找同一种群内光合效率的变异,已经进行了大量的研究。在调查小麦栽培品种时,Rawson等(1983)发现穗重与旗叶面积、灌浆期间的光合效率有关,而与叶子在个体发育中最大的光合效率无关。他们观察到不同叶子的最大光合效率是没有关系的,这或许是因为在发育期间接受的辐照度不同而引起的。并提出筛选高光效品种的时期不能在幼苗期,而只能在成株期。本文报道一个研究大田栽培的两个小麦品种从籽粒灌浆期到衰老末期旗叶光合作用过程的试验。这项研究的主要目的是为了寻找旗叶衰老期间两种基因型之间光合效率的可能差异,以及这些差异的生理学基础。测定项目包括净光合速率(Pn),CO_2补偿点(r)和RwBP-Case的活性。虽然CO_2补偿点只是一个假定的参数,但测定它仍可找到限制叶子净同化率的有关因子。(charles-Edwards 1978;Ticha等1981)。RuBpCase是固定碳素的关键酶,也许是控制CO_2吸收的最重要的生化因素,暗呼吸也要测定,因为它影响整个生育期间植株的净同化率。测定品种为在意大利种植适应范围很广的软质小麦品种Marzotto和硬粒小麦品种Cre 80.测定部位为旗叶叶片。

陆地植被暗呼吸的研究进展

全球变化背景下陆地植物的源汇效应一直是陆地生态系统研究的热点之一.暗呼吸在碳循环中占有重要的位置,是全球变化背景下碳循环过程研究的一个重要环节.目前国内外有关植物暗呼吸方面的研究还较少.本文就植物暗呼吸作用的生理过程、暗呼吸的观测方法,以及植物自身生物因素和环境因子对暗呼吸的影响进行了介绍,指出植物暗呼吸研究中存在的不确定性,并对后续研究的热点与方向进行了展望.

红松和长白松针叶暗呼吸对连续4个生长季高浓度CO_2处理的响应

以开顶箱法研究了高浓度CO2对长白山两种针叶树—红松和长白松针叶暗呼吸作用的长期影响.对两个树种连续4个生长季进行700和500μmol·mol-1CO2处理,同时设接受大气CO2浓度(约350μmol·mol-1CO2)的开顶箱为对照,在CO2处理的第2,3和4个生长季分别测定了针叶的暗呼吸速率.结果表明:CO2处理的第2个生长季,高浓度CO2下红松和长白松针叶暗呼吸速率增加,可能与碳氮含量变化有关;CO2处理的第3个生长季,高浓度CO2条件下生长的红松针叶暗呼吸速率增加,长白松针叶的暗呼吸速率下降,两树种呈不同响应主要与植株的生长速率不同有关;CO2处理的第4个生长季,红松和长白松针叶的暗呼吸速率均受高浓度CO2抑制.第3个生长季通过改变测量CO2浓度,发现高浓度CO2对长白松针叶暗呼吸作用的短期效应与长期效应呈现一致性,红松不完全相同.红松和长白松针叶的暗呼吸作用对高浓度CO2的响应与CO2处理时间及植株个体的生长发育阶段有关,暗呼吸速率的变化是CO2直接作用与长期驯化共同作用的结果,不能用短期的测定结果预测针叶暗呼吸对高浓度CO2响应的长期效应.

四种作物光下暗呼吸速率降低的原因

以C3作物(小麦,Triticum aestivum和大豆,Glycine max)和C4作物(玉米,Zea mays和千穗谷,Amaranthus hypochondriacus)为例,探讨了其光下暗呼吸速率降低的原因。结果表明,2%O2条件下,CO2浓度为0时,叶室CO2浓度维持在0左右,而胞间CO2浓度(Ci)显著高于叶室CO2浓度。分析认为这是由于此时植物的暗呼吸仍在正常进行。因此,该测量条件下的表观光合速率应为CO2浓度为0时的光下暗呼吸速率(Rd)。CO2浓度为0时,不同光强下的Rd均随光强的升高而降低,且在低光强(50μmol·m–2·s–1)和高光强(2 000μmol·m–2·s–1)之间存在显著差异,说明光强对Rd具有较大影响。在2%O2条件下,经饱和光强充分活化而断光后,以上4种作物叶片的暗呼吸速率(Rn)均随着时间的推移而下降,说明光强并未抑制暗呼吸速率。试验结果表明,Rd的降低是由于CO2被重新回收利用所导致,CO2回收利用率随光强的升高而增大,从低光强(50μmol·m–2·s–1)到高光强(2000μmol·m–2·s–1),小麦、大豆、玉米和千穗谷的回收利用率范围变动分别为22.65%–52.91%、22.40%–55.31%、54.24%–87.59%和72.43%–90.07%。

冬小麦叶片暗呼吸对CO_2浓度和温度协同作用的响应

植物暗呼吸的准确评估直接影响到植物碳收支估算.为弄清气候变化对冬小麦叶片暗呼吸的影响,采用开顶式气室模拟研究了冬小麦叶片暗呼吸对不同CO2浓度和温度的响应.结果表明,冬小麦叶片暗呼吸速率随CO2浓度升高呈线性下降趋势,560μmolmol1CO2浓度下冬小麦叶片暗呼吸速率较390μmolmol1CO2浓度下平均降低11%.冬小麦叶片暗呼吸速率与温度呈指数关系,暗呼吸温度系数Q10接近于2.冬小麦叶片暗呼吸对温度和CO2浓度的响应是独立的,据此建立了冬小麦叶片暗呼吸对CO2浓度和温度协同作用的响应关系.研究成果可为估算未来气候变化对冬小麦暗呼吸速率的影响,采取科学的碳对策提供依据.

氮过量吸收对地肤暗呼吸速率及相对生长速率的影响

为研究N过量吸收对植物生长的作用,以耐盐植物地肤(Kochia scoparia)作为研究对象,设置3个不同的施N处理,测量了不同生长时期的N含量、暗呼吸速率、生物量和相对生长速率(RGR)。结果表明:在N过量吸收的情况下,多余的N对暗呼吸速率并没有显著的影响,导致了暗呼吸中N的利用效率变低;单位质量暗呼吸速率与相对生长速率(RGR)有很好的线性相关,并且直线的斜率和截距并不受氮素过量吸收的影响,表明单位质量暗呼吸速率与RGR的关系不受施氮水平的影响;暗呼吸速率与总N的异速关系中,幂指数的大小与施N量相关,施N量越大对应的幂指数越小。