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不同土壤含水率对红豆杉幼苗叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响

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干旱地区农业研究 2020年第5期38卷 101-106页

作者：张玉豪姚素梅孟丽邓哲河南科技学院生命科技学院河南新乡453003

以太行红豆杉幼苗为材料,将土壤含水率阈值分别设置为田间持水率的90%~100%(W1)、80%~90%(W2)、70%~80%(W3)、60%~70%(W4)和50%~60%(W5),定时测量红豆杉幼苗的叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数,并于试验后期测量红豆杉幼苗的生长状况... 详细信息

以太行红豆杉幼苗为材料,将土壤含水率阈值分别设置为田间持水率的90%~100%(W1)、80%~90%(W2)、70%~80%(W3)、60%~70%(W4)和50%~60%(W5),定时测量红豆杉幼苗的叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数,并于试验后期测量红豆杉幼苗的生长状况。结果表明:红豆杉幼苗叶片叶绿素相对含量、气孔导度、净光合速率和蒸腾速率在W2处理达到最大值,分别比W5增长了10.17%、35.91%、53.03%和85.60%。且W2土壤含水率处理下红豆杉幼苗叶片qP、ETR和Y(Ⅱ)值最高,分别比W5增长了15.38%、30.74%和21.76%。随着土壤含水率的下降,红豆杉幼苗叶片NPQ升高,叶片热耗散能力增强,W5的NPQ值达1.4347,比W1增长了36.78%。W2显著提升了叶片rETRmax和半饱和光强Ik,与W1、W3、W4和W5相比,rETRmax分别增长了24.40%、4.93%、12.60%和26.15%;Ik分别增长了25.06%、7.70%、18.20%和27.08%。不同土壤含水率处理对红豆杉幼苗生长指标影响显著,W2处理的红豆杉幼苗株高、地径和叶面积指数LAI值分别为58.95 cm、7.76 mm和4.01,且显著高于其他处理。因此,在试验阈值范围内,土壤含水率阈值为80%~90%(W2)时有利于红豆杉幼苗光合作用的进行和植株的生长。

关键词：红豆杉幼苗土壤含水率叶片气体交换叶绿素荧光特性生长状况

春小麦叶片气体交换与产量对干旱响应的阈值差异

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中国生态农业学报（中英文） 2023年第11期31卷 1733-1744页

作者：赵福年刘江张强王润元王鹤龄张凯赵鸿齐月陈斐中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020 甘肃农业大学资源与环境学院兰州730070 甘肃省气象局兰州730020

叶片气体交换过程是作物干物质及产量形成的基础,在干旱发展过程中作物叶片气体交换对水分胁迫存在阈值响应,众多相关生理指标也以此为基础用于监测作物受旱状况。然而作物叶片气体交换过程与产量对干旱的响应阈值是否具有同步性,目前... 详细信息

叶片气体交换过程是作物干物质及产量形成的基础,在干旱发展过程中作物叶片气体交换对水分胁迫存在阈值响应,众多相关生理指标也以此为基础用于监测作物受旱状况。然而作物叶片气体交换过程与产量对干旱的响应阈值是否具有同步性,目前尚不清楚,这在一定程度上影响了利用作物生长期叶片气体交换相关生理指标监测农业干旱的准确性。本研究通过控制试验确定春小麦叶片气体交换对干旱的响应阈值,并利用该阈值特征参数化春小麦生长模型,从而设计水分控制模拟试验,分析春小麦产量对干旱的阈值响应特征及其与叶片气体交换指标阈值的差异。结果表明:春小麦气孔导度对土壤有效含水量的响应阈值为0.50,大于蒸腾速率与净光合速率的响应阈值(0.40)。用净光合速率对土壤有效含水量的响应阈值参数化春小麦生长模型,能够准确模拟春小麦地上部生物量和产量的变化。春小麦地上部生物量与产量对根系层土壤有效含水量的响应阈值为0.18,明显小于叶片气体交换指标对土壤有效含水量的响应阈值。证明了利用作物生育期间叶片气体交换等生理指标表征作物受旱状况,反映作物最终产量降低程度会存在一定问题。本研究结果可为农业干旱监测、预测及干旱影响评估提供参考依据。

关键词：响应阈值水分胁迫叶片气体交换产量作物模型春小麦

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胡杨的夜间蒸腾——来自树干液流、叶片气体交换及显微结构的证据

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北京林业大学学报 2017年第9期39卷 8-16页

作者：鱼腾飞冯起司建华张小由赵春彦中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院内陆河流域生态水文重点实验室中国科学院大学

不完全的气孔关闭引起的夜间蒸腾在不同物种和环境中普遍存在,且其大小与水汽压差和土壤水分有效性正相关,这意味着荒漠河岸林是研究夜间蒸腾的理想区域。本文基于木质部液流、叶片气体交换、显微结构及环境因子测定证实了胡杨夜间蒸腾... 详细信息

不完全的气孔关闭引起的夜间蒸腾在不同物种和环境中普遍存在,且其大小与水汽压差和土壤水分有效性正相关,这意味着荒漠河岸林是研究夜间蒸腾的理想区域。本文基于木质部液流、叶片气体交换、显微结构及环境因子测定证实了胡杨夜间蒸腾的存在:1)夜间叶片气孔是不完全关闭的,平均气孔导度为45 mmol/(m^2·s),远大于文献报道的杨属最小气孔导度(约为5 mmol/(m^2·s)),平均蒸腾速率为0.7 mmol/(m^2·s),两者分别占白天的26%和17%,这表明高的气孔导度和蒸腾速率主要是气孔开放引起;2)木质部平均液流速率白天为31.3 cm/h,夜间为16.5 cm/h,约为白天的53%,无论是白天还是夜间,液流速率与水汽压差均呈显著的对数关系,水汽压差可以解释55%的夜间液流变化,这表明夜间液流由蒸腾和组织补水两部分组成,因此,如何将夜间液流区分为夜间蒸腾和组织补水还有待进一步研究。午夜后液流速率的增加与木质部水势和径向生长变化是一致的,而与水汽压差是相反的,说明午夜后液流速率的增加是组织补水而非蒸腾。

关键词：树干液流叶片气体交换气孔显微结构夜间蒸腾组织补水

植被恢复树种在不同实验光环境下叶片气体交换的生态适应特点

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生态学杂志 2003年第3期22卷 1-8页

作者：赵平曾小平彭少麟中国科学院华南植物研究所广州510650

比较研究了华南丘陵地区植被恢复 8种乔木树种在不同光条件下的光饱和点、日平均净光合速率、叶温、气孔导度日平均值、内在水分利用效率和光合辐射利用效率等生理生态特征。结果表明 ,火力楠和藜蒴具有演替后期种的特征 ,在荫蔽条件下... 详细信息

比较研究了华南丘陵地区植被恢复 8种乔木树种在不同光条件下的光饱和点、日平均净光合速率、叶温、气孔导度日平均值、内在水分利用效率和光合辐射利用效率等生理生态特征。结果表明 ,火力楠和藜蒴具有演替后期种的特征 ,在荫蔽条件下生存和生长良好 ,它们不宜用作构建先锋群落的树种。大叶相思、马占相思和樟树是典型的阳生性树种 ,具有鲜明的演替后期种的特征 ;红椎和海南红豆显示除叶温以外的阳生性的特征。这些种类可被选作构建先锋群落的组成成分。桂西红荷则只能作为演替的过渡种类 ,它兼具有演替前期种和演替后期种的特征 ,尤其适用于对先锋群落进行林分改造。

关键词：植被恢复叶片气体交换光合作用演替早期种演替后期种

重庆石灰岩地区木豆与十大功劳叶片气体交换的比较

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生态学报 2006年第9期26卷 2964-2970页

作者：刘锦春钟章成何跃军西南大学三峡库区生态环境教育部重点实验室贵州大学林学院贵阳550025

对重庆石灰岩地区固氮植物木豆与非固氮植物十大功劳叶片气体交换进行了比较研究。结果表明木豆的日均净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)和光能利用效率(LUE)均大于十大功劳,但两者的水分利用效率(WUE)没有差别。净光合速率在... 详细信息

对重庆石灰岩地区固氮植物木豆与非固氮植物十大功劳叶片气体交换进行了比较研究。结果表明木豆的日均净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)和光能利用效率(LUE)均大于十大功劳,但两者的水分利用效率(WUE)没有差别。净光合速率在中午出现了较明显的光合“午休”现象。经分析木豆的光合午休主要由气孔因素引起,而十大功劳的光合午休现象以非气孔因素为主。同样,在季节变化中木豆的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)和光能利用效率(LUE)的季节均值也均大于十大功劳,但水分利用效率(WUE)却相反。木豆和十大功劳的叶绿素含量的季节变化与净光合速率季节变化趋势基本一致,木豆的叶绿素含量呈8月份高峰的单峰曲线,而十大功劳在8月份和10月份各有一高峰。木豆的叶绿素a/b的季节变化呈递减趋势,相反,十大功劳呈上升趋势。经分析,木豆和十大功劳的净光合速率的季节变化与叶绿素含量的季节变化相关联。木豆单位叶重的含氮量季节均值为37.6mg/g,明显高于十大功劳的14.8 mg/g,说明木豆的高固氮能力导致了木豆的高光合能力。但木豆的水分利用效率不如十大功劳,说明有高光合能力的固氮植物木豆在石灰岩地区的植被恢复中也存在其不适应的因素,但木豆是否真正适应干旱环境还需要进行全面的水分生理的研究。

关键词：石灰岩木豆十大功劳叶片气体交换叶绿素含量叶氮含量

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黄栌幼苗叶片气体交换对干旱胁迫的短期响应

林业科学 2015年第1期51卷 29-41页

作者：李金航齐秀慧徐程扬王畅刘海轩孙鹏北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室干旱、半干旱地区森林培育和森林生态系统国家林业局重点实验室北京100083

【目的】本研究探讨不同产地黄栌苗木叶片气体交换特性对土壤水分胁迫的短期响应特点及规律。【方法】采用田间模拟试验,选取北京西山、山东泰山和山西绛县3个产地的1年生黄栌幼苗为供试材料,设置对照（CK,土壤田间持水量的75%~80%）、... 详细信息

【目的】本研究探讨不同产地黄栌苗木叶片气体交换特性对土壤水分胁迫的短期响应特点及规律。【方法】采用田间模拟试验,选取北京西山、山东泰山和山西绛县3个产地的1年生黄栌幼苗为供试材料,设置对照（CK,土壤田间持水量的75%~80%）、中度胁迫（MS,土壤田间持水量的55%~65%）和重度胁迫（SS,土壤田间持水量的35%~45%）3个水分梯度,利用LI-6400便携式光合测定系统和SPSS 20.0统计分析软件测定和拟合幼苗成熟叶片的光响应曲线（Pn-PAR）及CO2响应曲线（Pn-Ci）,根据非线性最小二乘法的Levenberg-Marquardt迭代原理计算各光合参数。【结果】1）黄栌幼苗的CO2同化能力随干旱胁迫程度的加剧及胁迫时间的增加显著（P〈0.05）下降,主要原因是持续干旱胁迫环境中幼苗叶片CO2传导及光合电子传递受阻、光能利用率下降。受重度胁迫处理幼苗的CO2气孔导度＋叶肉导度（gsc＋gm）、表观量子产量（AQY）、光饱和点-光补偿点（LSPLCP）、最大电子传递速率（Jmax）和最大电子传递速率/最大羧化速率（Jmax/Vc,max）分别比对照低50.5%,12.0%,21.0%,37.9%和16.9%,干旱胁迫环境中幼苗的gsc,gm,AQY,LSP-LCP,Jmax/Vc,max在胁迫后期比胁迫中期分别低18.7%,81.0%,19.3%,4.6%,5.5%。2）水分亏缺可在一定程度上刺激黄栌幼苗提高弱光利用效率及CO2羧化速率。3）受中度胁迫处理黄栌苗木的CO2气孔限制值（ls）、叶肉扩散限制值（lm）分别比对照高36.9%和25.3%,而受重度胁迫处理幼苗的ls,lm分别比对照高9.7%和103.0%;干旱胁迫环境中黄栌幼苗的平均ls及平均lm在胁迫中期分别比对照高17.7%和46.0%,在胁迫后期则分别比对照高47.0%和71.1%,说明气孔限制和叶肉扩散限制分别是适度干旱胁迫和严重干旱胁迫环境中导致幼苗净光合速率下降的主要原因。4）重度胁迫环境中,山西产地幼苗光饱和时的最大净光合速率（Pn,max）、CO2饱和时的最大净光合速率（Amax）、Rubisco活性和数量限制的最大净光合速率（Ac,max）、Ru BP再生限制的最大净光合速率（Aj,max）、Vc,max、磷酸丙糖利用速率（VTPU）的降幅（相对胁迫处理前）分别比北京产地和山东产地的幼苗高38.0%和50.3%、40.7%和46.3%、45.7%和51.2%、52.4%和54.2%、47.3%和55.8%、55.5%和82.6%,而山西产地受持续干旱胁迫处理幼苗的LCP和暗呼吸速率（Rd）分别比北京产地和山东产地的幼苗低31.2%和47.5%、27.2%和9.2%。【结论】北京西山、山东泰山和山西绛县3个产地黄栌幼苗对持续干旱胁迫环境反应的敏感性具有显著差异。总体而言,重度胁迫环境中山东泰山幼苗叶片的碳同化能力显著高于北京产地和山西产地,而北京产地幼苗叶片的碳同化能力显著高于山西产地。持续干旱胁迫环境中山西产地幼苗的CO2扩散阻力及光合电子传递阻力显著高于其他两产地,而该产地的LCP及Rd均高于其他两产地,因此,山西产地黄栌幼苗光合参数对水分亏缺的反应较北京产地和山东产地剧烈,但该产地幼苗通过降低光补偿点及暗呼吸代谢水平以保证光合同化产物积累的能力相对较强。

关键词：黄栌幼苗干旱胁迫叶片气体交换叶肉扩散限制气孔限制

土壤水分及环境因子对刺楸叶片气体交换的影响

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水土保持学报 2005年第2期19卷 179-183页

作者：夏江宝刘信儒王贵霞杨吉华吕爱霞于洪泰山东农业大学林学院山东泰安271018 山东省淄川区水务局山东淄博255100 泰安市水土保持研究所山东泰安271000

通过测定不同土壤水分条件下,3a生盆栽刺楸苗木的气体交换参数及其周围环境因子,探讨土壤水分及微气候因子对光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数的影响规律。结果表明:随着水分胁迫的加剧,刺楸叶片蒸腾速率、净光合速率和气孔... 详细信息

通过测定不同土壤水分条件下,3a生盆栽刺楸苗木的气体交换参数及其周围环境因子,探讨土壤水分及微气候因子对光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数的影响规律。结果表明:随着水分胁迫的加剧,刺楸叶片蒸腾速率、净光合速率和气孔导度总体上表现出减小的趋势,且随着胁迫的加剧,下降的幅度越大,蒸腾速率、净光合速率和气孔导度在重度、中度、轻度胁迫下日均值分别比对照下降6 6 % ,2 5 %和16 % ,81% ,30 %及5 1% ,70 % ,17%和14 %。随着土壤水分的减少,净光合速率下降逐渐由气孔限制转变为非气孔限制,水分利用效率并未完全表现出下降的趋势,日平均值表现为对照>中度>轻度>重度。逐步回归分析表明,刺楸苗木叶片水气交换参数,不仅受土壤水分的影响,同时也受外界环境因子的综合影响,且影响程度差异较大。

关键词：环境因子叶片气体交换刺楸气体交换参数净光合速率土壤水分条件气孔导度叶片蒸腾速率水分利用效率非气孔限制气候因子影响规律水分胁迫逐步回归水气交换综合影响影响程度相关系数回归方程下降日均值

等渗透势干旱、盐、碱胁迫下枣和酸枣叶片气体交换的响应

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中国南方果树 2011年第6期40卷 18-23页

作者：徐呈祥肇庆学院生命科学学院肇庆526061 南京林业大学森林资源与环境学院南京210037

对等渗透势不同种类胁迫(干旱、盐、碱),枣和酸枣叶片气体交换均表现为比较相似的响应。与对照相比,历经60天的干旱、盐或碱胁迫后,5个枣品种及酸枣叶片气体交换响应总体表现为光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度... 详细信息

对等渗透势不同种类胁迫(干旱、盐、碱),枣和酸枣叶片气体交换均表现为比较相似的响应。与对照相比,历经60天的干旱、盐或碱胁迫后,5个枣品种及酸枣叶片气体交换响应总体表现为光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)及气孔限制值(Ls)降低,胞间CO2浓度(Ci)增大,但品种、处理、参数间差异明显:Pn减小幅度最大,Ls减小幅度最小;抗逆性强的品种降幅明显较小,以酸枣变幅最小,次为大瓜枣,金丝小枣变幅中等,冬枣、梨枣、泗洪大枣的这些参数的稳定性明显较低,诸参数的响应特性与枣品种综合抗逆性基本一致;碱胁迫的抑制效应大于干旱胁迫或盐胁迫,但相同渗透势下,干旱或盐、碱胁迫间叶片气体交换同一参数的差异不大,尤其渗透势降至-1.15MPa差异更小;在同类胁迫下,渗透势为-1.15MPa对气体交换的影响明显大于-0.30MPa。

关键词：枣酸枣等渗胁迫抗逆性叶片气体交换

植物叶片气体交换和叶绿素荧光动力学在抗温度胁迫中的研究

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北方园艺 2010年第1期 223-225页

作者：韵敏王四清北京林业大学园林学院北京100083

对目前国内外叶片气体交换和叶绿素荧光动力学在植物抗温度胁迫中的研究进行了综述,从不同植物的生理指标变化中寻找到相同稳定的变化规律,即叶绿素荧光动力学中的光系统II(PSⅡ)最大光化学量子产量Fv/Fm和净光合速率Pn与植物抗温度胁... 详细信息

对目前国内外叶片气体交换和叶绿素荧光动力学在植物抗温度胁迫中的研究进行了综述,从不同植物的生理指标变化中寻找到相同稳定的变化规律,即叶绿素荧光动力学中的光系统II(PSⅡ)最大光化学量子产量Fv/Fm和净光合速率Pn与植物抗温度胁迫能力呈现正相关性。希望能用上述2种指标作为筛选抗性品种的标准,找到低能耗品种并分类栽培种植达到节能减排的目的。

关键词：叶绿素荧光动力学节能减排叶片气体交换低能耗