光合日变化的测定
合肥地区两种豆科植物光合作用日变化规律
本 试验利 用 E A— P 0 0 C D 5 l教 学 光 合 蒸腾 仪 ,
并 用 E北 郊 的 xe 软 通 紫 藤 和 龙 爪 槐 两 种 豆 科 不 同 科 属 的 植 物 进 行 比较 ,
观察 其在 市 区的光 合速 率 日变化 规 律 , 为合 肥 市 区 的绿 化 和园林设计 等提 供基础 设计数 据 。
相 同 。 原 因之 一 是 提 高 C O 浓 度 可 以 增 Ru P s B Ca e
1 : , : 进行 , 6O 1 ( 0 8) 0 步长 2 , h 在植 株中部选取长势相似的
化 的 主 要 原 因 。植 物 光 合 作 用 对 C 浓 度 的 增 加 O
光合速率(n ̄ 试采用 E A-P 00 教学光合蒸 p )j ) n J C - D 51
腾 仪 。光合 速率 ( n 日 化测 试 :n E变化 测 试选 在 晴 P) 变 P t
朗 无 风 光 照 充 足 的一 天 中 的 8 0 ,Oo ,2 O ,4 O , :O 1 :O 1 :O 1 :O
定 一 次 , 果 表 明 : 淮 南地 区 夏 季 5月上 旬晴 天 条 件 下 豆科 植 物 一般 无 “ 结 在 午睡 ” 象 , 单 峰 曲 线 , 据 现 呈 数
显 示 对 淮 南地 区绿 色植 物 的 光 合特 性 进 行 了解 , 利 合 肥 地 区 园林 设 计 和绿 化 。 有
呈正 相关 响 应 。C 。对 光 合 作 用 的 影 响 主 要 是 以 O
下 几 个 方 面 : 响 C 固定 酶 , 响 光 合 产 物 种 类 , 影 O 影 影响气 孔开度 , 响光合作 用强度 , 影 以及 影 响 光 能 转 化 率 。 研 究 表 明 , 着 C 浓 度 增 加 , 物 叶 片 P 随 O 植 n 明显 提高 。其变 化 趋势 同光 照与 P n变 化 趋 势 基 本
冰草叶片光合日变化研究
CO E U U U A Y M YX
20 7 总 1 期 草业 与畜牧 - 0 ̄ 第7 1 6
冰草叶片光合 日变化研究
闰伟红 ,徐 柱 ,李 临杭 ,马 玉宝
呼和浩特 00 1 ) 10 0 ( 中国农业科学院草原研究所依 业部草地资源与生态重点 开放实验室 ,内蒙古
1 供试材料 . 2
(emu hnni Ly s c i s )、 隐 子 草 属 e s
作者简介 :闰伟红 ( 99 ) 17 一 ,女 ,内蒙古赤峰人 ,在读博
士,主要 从事牧草资源评 价与利 用研 究。 通讯作者
1 0
(lioee)及蒿属 (r ms )植 物为优势种 。 Ce t ns sg At ia e i 试 验所 用 种子 采 自内蒙 古 、山西 、河 北 3 区 , 省
业 与畜牧 2 0业科学院草原研究所提供 ( 见表 1。 )
表 1 冰草材料名称及来源
材料
HB — C1 3 S xc2 4 - 5 NMC — 0 39
CO E U U U A Y M YX
不 同,3 份冰草材料叶绿素 a 含量均高于叶绿素 b 含 量,叶绿素a 比值为2 2 3 8 / b . ~ . ,这与在抽穗末期测 5 2
遗传 多样性和转 基 因育 种等方 面研 究较 多 ,而对 其在 自然 条件 下 的光 合 日变 化 和适 宜条 件 下冰草 的光 合
不同来源材料光合 日变化情况及与影响光合作用的环 境因子间相关性 , 探讨其对环境的适应性,揭示其适 应典型草原生存的光合特征 ,为合理利用和栽培提供
理论依据 。
1 材料与方法
11 试 验 地 概 况 .
研究 地点 位 于 内蒙 古 中部锡 林 郭勒盟 太 仆寺旗 ,
彩色马蹄莲光合特性日变化研究
彩色马蹄莲光合特性日变化研究摘要:采用Li-6400光合测定仪对彩色马蹄莲(Zantedeschia hybrida) Florex Gold花期(6月下旬)叶片的光合生理特性日变化及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明,彩色马蹄莲Florex Gold花期叶片净光合速率(Pn)日变化呈双峰型曲线,存在“午休”现象,峰值分别出现在10∶00和16∶00;叶片净光合速率(Pn)与气孔导度(Gs)、光合有效辐射(PAR)、大气温度(T)以及空气相对湿度(RH)均存在极显著的二次曲线关系。植株的气孔导度和光合有效辐射同净光合速率之间呈极显著正相关,光合有效辐射与气孔导度共同决定着彩色马蹄莲Florex Gold的光合速率,是彩色马蹄莲光合作用的主要影响因素。关键词:彩色马蹄莲(Zantedeschia hybrida);净光合速率;生理生态因子;日变化Diurnal Variation of Photosynthetic Characteristics on Calla LilyAbstract: The relationship between diurnal variation of photosynthetic characteristics and the environmental factors were studied on …Florex Gold‟ (Zantedeschia hybrida) leave during blooming period by using the Li-6400 portable photosynthetic system. The results showed that the diurnal variation of net photosynthetic rate(Pn) presented a double-peak curve with a “midday depression”; and the peak value appeared at 10∶00 and 16∶00. There was conic relation between Pn and stomatal conductance(Gs), photosynthetically active radiation (PAR), air temperature (T), relative humidity (RH). In addition, there was significant positive correlation between Pn and Gs, PAR. The photosynthetic rate of calla lily was decided by Gs and PAR. They were the main influencing factors of photosynthesis of calla lily.Key words: Zantedeschia hybrida; net photosynthetic rate; eco-physiological factors; diurnal variation彩色马蹄莲(Zantedeschia hybrida)原产于南非,属天南星科(Araceae)马蹄莲属(Zantedeschia)多年生球根花卉[1]。彩色马蹄莲花姿艳丽、花型独特,不仅是切花中的佼佼者,盆栽也深受人们的喜爱,有逐渐取代“球根花卉之王”百合之势,被公认为21世纪的“彩色百合”[2]。目前国内外对彩色马蹄莲的研究多集中在组织培养[3-5]、环境因子及激素对花期的影响[6-8]等方面,对彩色马蹄莲光合生理特性及其与环境因子的关系研究鲜有报道。该研究以彩色马蹄莲品种Florex Gold为材料,对其光合日变化特征以及光合生理与环境因子间的关系进行了探讨,以期揭示彩色马蹄莲光合作用的基本生理生态特征,分析彩色马蹄莲生长的适宜生态条件,为其引种及制定高效栽培措施提供理论依据。1材料与方法1.1试验地概况试验地选择在四川省西昌市天喜园艺有限公司彩色马蹄莲生产基地进行。试验地平均海拔为1 500 m,气候条件为热带高原季风气候,全年平均气温17.2 ℃,年平均日照时间2 432.1 h。1.2供试材料供试材料为从新西兰引进的金黄色系彩色马蹄莲品种Florex Gold。选择健壮无病、色泽光亮、芽眼饱满的种球(直径2~3 cm)于2009年4月14日下种。下种前将种球用多菌灵800倍稀释液消毒15 min,然后将种球放在通风阴凉处干燥处理1 d 。栽培基质为泥炭与珍珠岩(质量比7∶3)的混合基质,采用100 ℃左右的蒸汽消毒60 min,以确保基质无病毒。基质中全氮、全磷、全钾的含量分别为1.45、1.65、3.43 mg/kg。1.3研究内容与方法试验选择在彩色马蹄莲Florex Gold的花期进行,于2009年6月27日采用Li-6400便携式光合测定仪测定。选取生长健壮的彩色马蹄莲10株,每株测定上数第4位功能叶片。测定时间为8∶00~18∶00,每2 h测定1次,测定的光合参数包括叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶片水压亏缺(VPD)、光合有效辐射(PAR)、叶温(Ti)、气温(T)和空气相对湿度(RH)等,分析数据取平均值。水分利用效率(WUE)=净光合速率(Pn)/蒸腾速率(Tr)(μmol CO2/mmol H2O)[9];气孔限制值(Ls)=[大气CO2浓度(Ca)-胞间CO2浓度(Ci)]/[大气CO2浓度(Ca)-CO2补偿点(J)]×100%。式中CO2补偿点忽略不计[10]。运用Excel和DPS软件对测定数据进行分析处理与统计。2结果与分析2.1环境因子的日变化规律从图1可以看出,大气温度从早晨开始上升,全天的最高温度出现在14∶00,之后缓慢下降;空气相对湿度早晨最高,14∶00出现全天最低点,气温与空气相对湿度呈极显著负相关关系;光合有效辐射从早晨8∶00开始升高,最大值出现在14∶00,之后迅速降低;Ca在早晚较高,随着气温和光合有效辐射的上升,Ca逐渐下降,16∶00达全天的最低点,之后伴随着气温和光合有效辐射的迅速下降,Ca才开始回升,Ca日变化规律与PAR呈显著负相关关系。2.2光合特征参数的日变化规律由图2a可以看出,彩色马蹄莲Florex Gold净光合速率日变化呈“双峰”曲线,具有明显“午休”现象,第一个峰出现在10∶00,第二个峰出现在16∶00。从早上8∶00开始,随着时间的推移,光强不断增加,气温也逐渐升高,净光合速率迅速上升,10∶00出现全天的第一个峰值,此后,光强和大气温度进一步升高,空气相对湿度和大气CO2浓度逐渐下降(图1),净光合速率下降至14∶00时出现光合“午休”的最低值,之后随着光强和气温的降低,净光合速率又开始升高,16∶00出现全天的第二个峰值。16∶00之后随光强的进一步减弱,气温降低,净光合速率开始迅速减小。蒸腾速率在早晨和傍晚均比较低,随着光强和气温逐渐升高,空气相对湿度降低,叶片气孔开放度加大,蒸腾速率也逐渐升高,蒸腾速率在12∶00出现最高峰,之后缓慢下降,14∶00以后下降幅度加剧。由图2b可以看出,彩色马蹄莲Florex Gold的气孔导度和净光合速率的日变化趋势有一定的相似性,呈“双峰”曲线,最大值出现在上午10∶00,两者呈极显著正相关(r=0.902)。植物的胞间CO2浓度在早、晚均比较高,8∶00至16∶00期间,胞间CO2浓度呈缓慢下降趋势,16∶00以后其值有小幅上升,这可能与大气中的CO2浓度的变化有关(图1b)。由图2c可以看出,在8∶00~14∶00之间,彩色马蹄莲Florex Gold的叶片温度逐渐升高,其趋势与大气温度变化大体一致,叶温略高于气温,与此同时,叶片水压亏缺逐渐升高。彩色马蹄莲叶温和叶片水压亏缺的峰值均在14∶00出现,并对应着气孔导度的谷值,这表明正午的高温低湿意味着更多的蒸腾失水,使彩色马蹄莲植株濒临脱水的威胁。由图2可以看出,气温升高,气孔导度和蒸腾速率增大,叶温与叶片水压亏缺增大;气温降低,气孔导度和蒸腾速率减小,叶温与叶片水压亏缺随之减小。分析表明植株叶片水压亏缺与叶片温度呈极显著正p 2.3.1净光合速率与气孔导度的关系由图3a可知,当气孔导度小于0.52 μmol/(m2·s)时,彩色马蹄莲叶片Florex Gold的净光合速率(Pn)随气孔导度(Gs)的增大而升高。当气孔导度增大至0.52 μmol/(m2·s)后,Pn反而有所下降。回归分析表明,彩色马蹄莲叶片的净光合速率与气孔导度间存在二次曲线关系,模拟方程为:Pn=-54.62 Gs2+56.766 Gs-2.512 9(F=14.36>F0.01=10.00)Farquhar等[11]提出在植株“午休”现象产生时,Ci降低,Ls升高,光合速率的下降主要是由气孔限制因素引起;Ci升高,Ls降低,光合速率的下降则主要是由非气孔限制因素引起。试验数据表明,植株“午休”现象出现时,表现为Ci降低,Ls升高,根据该理论,彩色马蹄莲在中午光合速率下降主要是由气孔限制因素引起的,气孔导度的下降,阻止了光合作用所需CO2的供应,使叶片中CO2的溶解度降低、Rubisco 酶对CO2的亲和力降低,从而影响彩色马蹄莲的光合速率。2.3.2净光合速率与光合有效辐射的关系彩色马蹄莲净光合速率(Pn)与光合有效辐射(PAR)间存在着二次曲线关系:Pn=-0.02 PAR2+0.021 8 PAR+0.021 6(F=12.33>F0.01=10.00)。由图3b可知,光合有效辐射低于1 275 μmol/(m2·s)时,彩色马蹄莲净光合速率随着光合有效辐射的增加而升高;当光合有效辐射高于1 275 μmol/(m2·s)时,净光合速率随着光合有效辐射的增加而减小。当光合有效辐射超过光合系统所能利用的量时,光合速率便会下降,出现光抑制现象。正午时分,光合有效辐射高于1 275 μmol/(m2·s),温度升高,湿度减小,气孔导度也减小。当强光和这些环境胁迫因子同时存在时,光抑制则会加剧,同时也证明了彩色马蹄莲植株存在光合“午休”现象。2.3.3净光合速率与大气温度的关系统计分析结果表明,彩色马蹄莲Pn与T之间有着二次曲线关系:Pn=-0.144 8T2+9.782 8T-154.97(F=34.16>F0.01=10.00)由图3c可知,大气温度低于33.50 ℃时,彩色马蹄莲净光合速率随大气温度的升高而升高;当大气温度高于33.50 ℃时,净光合速率随大气温度的升高而降低。温度作用于植物的整个光合过程,主要是控制着参与反应的酶的活性。试验结果表明,彩色马蹄莲在28~32 ℃净光合速率较高,30 ℃左右的温度最有利于彩色马蹄莲进行光合作用。2.3.4净光合速率与大气相对湿度的关系彩色马蹄莲Pn与RH之间存在二次曲线关系:Pn=-0.021 RH2+2.5063 RH-60.661(F=35.576 3>F0.01=10.00)由图3d可知,RH低于60%时,彩色马蹄莲Pn随着RH的增大而升高;当RH高于60%时,Pn随着RH的增大而降低。因此,空气相对湿度过高或过低均不利于彩色马蹄莲光合作用的进行。当空气相对湿度在60%左右时,光合速率达到最大,最有利于彩色马蹄莲进行光合作用。大气湿度直接影响着植株的蒸腾作用和叶片水压亏缺,从而间接调控着彩色马蹄莲的光合作用。3小结与讨论彩色马蹄莲光合特性及其与环境因子之间的关系是制定其高效栽培措施的理论基础。试验结果表明,彩色马蹄莲Florex Gold净光合速率的日变化曲线为“升-降-升-降”双峰型,双峰分别出现在10∶00和16∶00,存在明显的光合“午休”现象,这与同科植物红掌[12]、半夏[13]和广东万年青[14]的净光合速率日变化相似。8∶00以后,随着气温和光强的增加,叶片气孔的开度加大,气孔导度增加,蒸腾速率加快,对其光合作用产生了有利的影响。但是,植株在中午强光和高温下受到光抑制,甚至可能出现光氧化现象[15],所以植株在中午出现“午休”现象。上午10∶00左右的光强、气温和空气湿度等环境因子最适宜彩色马蹄进行莲光合作用。彩色马蹄莲叶片净光合速率(Pn)与气孔导度(Gs)、光合有效辐射(PAR)、大气温度(T)以及空气相对湿度(RH)均存在极显著的二次曲线关系。彩色马蹄莲叶片的净光合速率(Pn)随气孔导度(Gs)的增大而升高,但气孔导度大于0.52 μmol/(m2·s)时,净光合速率有所下降。气孔导度影响着胞间CO2浓度,同时也影响着叶片的蒸腾速率,相关性分析表明净光合速率与气孔导度呈现出极显著的正相关关系(r=0.902),光合速率的下降主要是由气孔导度引起的,光合作用主要限制因素是气孔因素,这与Farquhar等[11]的研究一致。光合有效辐射同气孔导度共同决定着彩色马蹄莲的光合速率,是植株光合作用的主要决定因素。西昌年平均气温为17.2 ℃,年平均日照时间为2 432.1 h,具有适合彩色马蹄莲生长发育的气候条件,但在6、7月份中午的净光合有效辐射常接近或超过 1 300 μmol/(m2·s),温度高于35 ℃,相对湿度在50%以下,光照过强、温度偏高和湿度较低,导致叶片蒸腾速率及气孔导度下降,影响植株光合作用的正常进行。这就要求彩色马蹄莲栽培应尽可能选择在避开阳光直射的坡地,并保证水分充足供应,在正午前后适当采取降温措施,尽量避免或减轻光合“午休”现象,以利于光合作用的充分进行,提高彩色马蹄莲的光能利用率,提高其鲜花产量和种球品质。参考文献:[1] CORR B E. 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不同光照对油桐幼苗生长、光合日变化及叶绿素荧光参数的影响
不同光照对油桐幼苗生长、光合日变化及叶绿素荧光参数的影响石凯;李泽;张伟建;何潇;曾艳玲;谭晓风【摘要】为探讨不同光照强度对油桐幼苗生长、叶片气体交换及叶绿体荧光参数的影响,采用盆栽试验,设置了4种光照条件光强度100%(L1)、光强度75%(L2)、光强度50%(L3)、光强度20%(L4),分别在遮阴2个月、3个月测定了幼苗的生长、叶绿素含量、光合日变化及叶绿素荧光参数的变化.结果表明:(1)在L3的透光条件下,油桐幼苗苗高显著增加,但地径随着遮阴强度的增加而逐渐降低(P<0.05);(2)随着光照强度的降低,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和叶绿素总量(Chl a+b)先增加后降低,说明适当的遮阴有利于叶绿素的合成;(3)随着光照强度的降低,油桐的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)、表现光合电子传递速率(ETR)及蒸腾速率(Tr)逐渐减小,且在L3的透光条件下显著低于对照(P<0.05),胞间CO2浓度(Ci)无明显变化规律,在L2的透光条件下,Pn的降低主要是气孔因素引起的,在L3的透光条件下,Pn的降低主要是由气孔因素和非气孔因素共同引起的,而在L4的透光条件下,Pn的降低主要是由光合机构活性损伤的非气孔因素引起的.【期刊名称】《中南林业科技大学学报》【年(卷),期】2018(038)008【总页数】9页(P35-42,50)【关键词】油桐;净光合速率;光合特性;叶绿素荧光【作者】石凯;李泽;张伟建;何潇;曾艳玲;谭晓风【作者单位】中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室,湖南长沙 410004;中南林业科技大学经济林育种与栽培国家林业局重点实验室,湖南长沙 410004【正文语种】中文【中图分类】S794.3光是影响植物生长、分布的重要生态因子,它以环境信号的形式作用于植物,通过光敏色素等作用途径调节植物生长、发育和形态建成,使植物更好地适应外界环境[1-2]。
光合作用测定系统如何检测植物的光合特性和光合作用指标
光合作用测定系统如何检测植物的光合特性和光合作用指标在对植物光合速率的研究中,CO2吸收法因其理论可靠,灵敏度高,可实时非破坏对样品进行测量。
托普云农生产的便携式光合测定系统/光合作用测定仪以有多年历史,曾为各大院校和研究院所提供了大量的高精度的植物光合作用测定仪,其中一部分用于光合和呼吸研究,但由于只是单一的气体分析仪,使用时不方便,为了方便用户,经过几年的努力,我们研究出了集笔记本计算机和气体分析于一体的植物光合作用测定仪,利用微机强大的计算功能与存贮功能结合红外线CO2分析仪、温湿度传感器及光照传感器,对植物的光合、呼吸、蒸腾等指标测量和计算。
3051D便携式光合测定系统又叫植物光合作用测定仪,是笔记本计算和气体分析于一体的光合呼吸测量仪器,植物光合作用测定仪可对植物的光合、呼吸、蒸腾等指标进行测量和计算。
单叶光合特性:需光特性(光饱和点、光补偿点)需光特性因种类、品种、叶位等而异,还受温度、光照、水分等环境因子的影响。
CO2需求特性(CO2饱和点、CO2补偿点)CO2浓度倍增后气孔密度、Gs、Tr降低,叶片失水减少,可提高水分利用效率达60~160%;CO2浓度倍增后可增加光的利用率,植物Pn提高(C3植物提高20~30%,C4植物提高10%或不提高)。
群体光合特性:植物群体光合特性测试需制作大小适宜的群体光合测试箱。
植物群体Pn一般比单叶Pn低,日变化曲线多为单峰型,无“午休”现象。
饱和点与单叶相似,但一般不易测出饱和光强。
群体光合作用CO2植物的Pn日变化规律:Pn的日变化规律一般有3种类型:单峰型:随光照强度的增大而上升,中午前后Pn达到最大;双峰型:上午Pn随光强增加而增大,多在11时前后达到最大,12:30~13:00出现“午休”,午后又逐渐升高,日变化呈双峰曲线,上午峰高于下午;降不起型:多发生在环境胁迫下(如水分),在上午10~11时达到最大后不断下降,下午光、温条件适宜时,Pn也不再上升。
白背三七(Gynura divaricata divaricata(L.)DC.)光合作用日变化的测定
白背三七(Gynura divaricata divaricata (L.)DC.)光合作用日变化的测定作者:吕金海来源:《现代园艺》2016年第07期摘要:采用LI-6400(LI-COR,Inc,USA)便携式光合作用测量系统,测定了白背三七(Gynura divaricata(L.)DC.)的光合作用日变化。
结果显示:9月份净光合速率峰值分别出现在11:00和13:00左右,12:00左右呈现不明显的“午休”现象。
蒸腾速率与气孔导度的日变化趋势相同,都呈现单峰型曲线且均在13:00左右达到最高值。
关键词:白背三七;光合速率;日变化白背三七(Gynuradivaricata(L.)DC.)的根、茎、叶均可入药,民间以白背三七地上部分作为食药两用,广泛用于治疗高血压病、高脂血症及糖尿病等。
关于白背三七光合生理研究的报道较少。
本实验测量了白背三七的光合作用日变化动态,以期为白背三七的人工栽培和田间管理提供理论依据。
1材料与方法1.1供试材料以长势良好的盆栽白背三七为材料。
每株白背三七至少10片叶。
1.2试验方法9月中旬,采用LI-6400(A)便携式光合作用测量系统测定光合有效辐射、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。
以白背三七的中叶(从顶端到根部第5和第6片叶)为测量对象,进行活体测量,每次测量3株,重复5次。
测量时间从早上8:00到下午17:00,每隔1 h测量1次。
测量数据利用SPSS软件进行分析。
2结果与分析2.1光合有效辐射的日变化怀化市地理位置位于东经108°47′~114°15′,北纬24°38′~30°08′,年平均气温16.4℃。
图1表明,试验当天光合有效辐射的日变化动态呈“单峰”型曲线,中午13:00左右达到高峰,然后下降。
2.2净光合速率的日变化图2表明:9月中旬白背三七的净光合速率变化略呈“双峰”型曲线,第1峰出现在12:00,峰值为2.3045μmol/m2·s,第2峰出现在14:00,峰值为2.2875μmol/m2·s,两峰值比较接近,13:00有很短的“午睡”回落,峰值2.03μmol/m2·s。
经济海藻红毛菜原位光合作用日变化
经济海藻红毛菜原位光合作用日变化夏建荣;田其然;高坤山【摘要】利用光合气体交换和叶绿素a荧光技术测定了原位沉水和干出条件下红毛菜光合作用的日变化,结果显示与沉水藻体相比,中午干出藻体光合速率、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP),光响应曲线初始斜率(aETR)和相对电子传递速率(rETR)值下降更明显.于出藻体重新入水后,其叶绿素a荧光参数在两个小时内可以完全恢复到沉水藻体的水平.红毛菜叶绿素a、类胡萝卜素、藻红蛋白的含量在一天中并没有出现明显变化.以上结果表明红毛菜日生长在中午要经历光抑制过程,干出状态下光抑制更严重;干出和沉水藻体光合速率都可以在傍晚得以恢复;红毛菜光系统Ⅱ反应中心可以通过增加热耗散和降低光合电子传递速率等策略来应对光抑制.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2010(030)006【总页数】8页(P1524-1531)【关键词】红毛菜;干出;叶绿素a荧光;日变化【作者】夏建荣;田其然;高坤山【作者单位】广州大学环境科学与工程学院,广州,510006;南开大学科学技术处,天津,300071;汕头大学海洋生物研究所,汕头,515063;汕头大学海洋生物研究所,汕头,515063【正文语种】中文潮间带大型海藻是一种特殊的生态类群,随着潮起潮落,经历着两种连续变化的环境:海水和空气。
在高潮时它们淹没在海水中,其光合作用不但利用海水中游离的CO2作为光合碳源, 而且还可以利用海水中大量存在的作为光合碳源,即:①通过质膜主动转运进入胞液,在细胞内通过碳酸酐酶的作用将转变为CO2,或②直接通过胞外碳酸酐酶催化细胞表面的转变为CO2,CO2通过扩散作用进入细胞内,以满足光合作用的需要[1]。
在低潮时,潮间带海藻暴露于空气中(处于干出状态),这时大量存在于海水中的不再存在,海藻表面水膜的浓度可以降低至沉水状态下的0.5%[2],空气中CO2为其唯一的碳源, 其利用方式主要是依靠大气CO2向藻体的扩散作用。
光合作用测定系统的测定方法及使用注意事项
光合作用测定系统的测定方法及使用注意事项随着科学研究的深入和现代化光合测定系统的推广,越来越多的植物生理学和植物生态学以及农学、林学、园艺学和遗传学的研究均涉及叶片光合作用的测定。
用于叶片光合测定的仪器种类和数量越来越多。
这类仪器的使用简便、快捷,几乎人人都能使用,即使对光合作用一无所知的人也可以用它在2 min内测得一组光合速率及有关的参数。
然而,尽管使用这类仪器的人很多,但能利用所得资料写出高水平科学论文的人却很少。
其中的原因主要的可能是使用者缺乏足够的有关光合作用的背景知识和测定及研究经验,测定方法不当,所得结果不可靠;或者实验设计不合理,难以说明问题;或者是对相关研究现状不清楚,不能明确地提出科学问题;或者是对光合作用的基础知识知之太少,不能对所得结果作出恰当的分析与解释。
这几种情况也许兼而有之。
为了充分发挥这类现代化但价格昂贵的仪器的作用,将光合作用研究推向深入,这里将光合测定与研究中一些常见的问题提出来,以引起初学者们的注意。
1测定方法光合作用的一个突出特点是对植物自身生理状态和外界环境条件的变化高度敏感。
这一特点,决定了测定方法的复杂性、多样性和灵活性,也决定了测定结果的多变性以及解释这些结果时了解植物状态、测定条件、环境条件、背景知识和研究经验的重要性。
测定时间在田间测定时,不仅要选择无云或少云的晴天,以便保证在太阳光强相对稳定的条件下进行,而且要注意选择合适的日时段。
众所周知,在晴天,光强和温度等环境条件从早到晚都呈现规律性变化,上午逐渐增高,中午达到最高值,然后逐渐降低。
叶片的光合作用速率也发生类似的变化。
光合速率之所以在中午前后才达到最高值,一是因为上午早些时候光强和温度比较低,二是因为光合作用还处在逐步增高的光合诱导期中。
因此,在作不同处理或品种的对比测定时,一定要在光合作用的诱导期结束、光合作用达到稳态之后进行,否则会得到不可靠、不可比、甚至错误的结果。
为了避免可能发生的中午光合作用明显降低(“午睡”或“午休”,Xu 和 Shen 2005)对测定结果可比性的影响,以在10:00~12:00 和14:00~16:00 之间进行测定较为适宜。
红背桂光合特性日变化研究
h e lva e r t 00a qa d 1 :0 p 1 1 h ts n ssh d asg i a d a e r sin p e o n n a t ep a( lu swe ea : n n 50 m . 1ep oo y t e i a i n fc t i d yd p e so h n m e o , dt e 8 r srci n n so aa s i e s nf sd p e so st e tito so tm t . o h h l
0 引 言
红 背 桂 ( xo c r o hnhn n iL u.,又 名 E c eai c c ic ies o r) a s
腾速率 、气孑 导度等 。本文对红背桂的主要 光合生理 L 指 标进行 了测定 ,以期 找 出其 光合作 用与环 境变化 的 关 系 ,从而 为人工 栽培红 背桂提 供一些 理论 依 据 。
一
1 材 料 与 方 法
1 1 实验材 料 与仪 器 .
可植 为阴处绿篱 。红 背桂是 天然 的除尘器 ,且有 一定
取 栽培 了 5 6年 的红 背桂健壮 植株 ,选择其 长势 — 良好 、形 态 色泽基 本 一致 的成 熟 叶子作 为测试 材 料 , 且测 试前 晚 浇透土壤 。
to y tm c o e . er s l s o d t a ed u a r c s fp o o y te i aewa n o v o sd u l- e lc r e i ns se i o tb r Th e u t h we h t i m lp o e so h t s n t r t sa b i u o b ep a( u v , n h t h c
光合指标测定
油茶光合特性研究进展俞新妥等测定了普通油茶和小果油茶的光合速率,研究表明: 6:00-18:00 ,两种植物都能测出表观光合作用,其日进程为双峰曲线,最高峰出现在9: 00-10: 00,次高峰出现在17: 00 左右。
梁根桃等通过测定普通油茶的光合作用日进程发现: 普通油茶光合作用日进程为单峰曲线,最高峰出现在10:00 左右,随后光合速率逐渐降低,直至傍晚。
骆琴娅等研究了高州油茶的光合日变化,指出其光合日变呈双峰曲线,第 1 次高峰(即最高峰)出现在10: 00,第2次高峰出现在16: 00左右,15: 00 最低。
出现上述油茶光合作用日变化现象可能和油茶栽培区的立地条件有关,即立地条件好,其光合日变化为双峰曲线;立地条件差,其光合日变化仅呈单峰曲线。
还与测定时的气候条件有关,如一般夏季和晴天易呈现双峰。
邹天才等研究了贵州山茶属 5 种野生植物的光合生理特性,发现 5 种野生植物的光合速率、光饱和点等光合生理特性存在明显差异,并认为这 5 种植物均为C3 植物。
黄义松等对幼龄期生长旺盛的 3 个油茶无性品系长林 4 号、长林166 号和长林53 号光合作用进行测定和分析发现:长林4 号在幼龄期光合特性上具有比较优良的种质优势。
这与长林 4 号长势较旺,枝叶茂密,而长林166 号长势中等,长林53 号长势较弱有关注意上述的高峰出现在10 点左右不同叶位叶片的净光合速率日变化趋势一致,但还具有时间和季节的差别。
王瑞等研究油茶优良无性系光合特性的影响因子中报道,9:00-11:00 上部叶片的净光合速率值大于下部叶片,而14:00-16:00 下部叶片的净光合速率值大于上部叶片,这与光照强度有密切的关系。
梁根桃等认为油茶在年生长周期中,不同叶龄叶片存在着功能转换过程,由 4 月中下旬低于2 年生叶到7 月初超过2 年生叶; 2 年生叶片叶绿素含量和光合速率高而稳定,是常年功能叶; 3 年生叶的叶绿素含量和光合速率逐渐降低。
中国柽柳叶片光合特性日变化的研究
中国柽柳叶片光合特性日变化的研究摘要:采用Li-6400便携式气体分析系统,对一年生中国柽柳叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)进行测定,并分析了三者的相互关系。结果表明,在光照充足条件下,中国柽柳叶片Pn、Gs日变化均呈双峰曲线、Tr的日变化为单峰曲线。中国柽柳叶片Pn与大气温度(Ta)、Gs、Tr、大气CO2浓度(Ca)有较明显的正相关关系,与大气相对湿度(RH)有较明显的负相关关系。关键词:中国柽柳;净光合速率;蒸腾速率;气孔导度;影响因子Sudy on the Daily Variations of Photosynthesis Rate in Leaves of Tamarix chinensis LourAbstract: Photosynthetic rate(Pn), stomatal conductance(Gs) and transpiration rate(Tr) were investigated in one-year-old Tamarix chinensis Lour. by using Li-6400 photosynthesis analyzer system. The relationships of them were also analyzed. The results revealed that in the typical sunny days, both of them present double-peak curve of the daily variation of net photosynthetic rate and stomatal conductance. However, it presents single-peak curve of the daily variation of transpiration rate. There a positive correlation between the photosynthetic rate and the atmospheric temperature, Gs, Tr, and the CO2 concentration in air, while there was a negative correlation with RH in Tamarix chinensis Lour..Key words: Tamarix chinensis Lour.; photosynthesis rate; transpiration rate; stomatal conductance; influence factors柽柳属(Tamarix L.)植物为堇菜目(Violales)柽柳科(Tamaricaceae)灌木或小乔木[1]。我国柽柳属树种主要分布在西北干旱、半干旱地区,是一类具有水土保持和固沙造林的灌木树种,同时也是生态价值很高兼备经济价值的树种[2]。李向义等[3]研究了柽柳水势和蒸腾作用的日变化及其与环境因子的关系。张海清等[4]研究了柽柳气体交换与水分利用效率日变化,李怡等[5]对甘肃省人工栽植的五年生柽柳进行了光合特性的日变化研究。关于柽柳光合特性方面国内外已经有不少的研究,但大多集中在干旱生理或者生理生态方面[6-10]。中国柽柳是濒危中药材管花肉苁蓉的寄主植物,研究华北平原一年生中国柽柳叶片的光合特性,揭示光照充足天气下中国柽柳叶片光合特性的日变化规律,能够为华北地区柽柳-管花肉苁蓉复合苗的源库调控提供理论依据。1材料与方法1.1试验材料田间试验于2008年在河北农业大学标本园进行,采用盆栽的方式,选用沙壤土,装盆前全部过筛。供试树种为一年生中国柽柳(Tamarix chinensis Lour.)。2008年4月人工栽植柽柳并接种管花肉苁蓉,自然条件下生长,选择植株中层功能小枝叶作为试材。1.2试验方法2008年8月中旬对中国柽柳叶片光合特性日变化进行测试。采用美国L1-COR 公司生产的Li-6400便携式气体分析系统测定一天中不同时段、不同光合有效辐射下的净光合速率,以及光合速率环境因子的日变化。光合速率日变化[11]测试选在晴朗无风光照充足的一天,选定3株长势大小相近、生长良好且无病虫害的柽柳中部叶片作为样本,测定时间从08∶00开始,每隔2 h测定1次,中午为1h测定1次,到19∶00结束。试验3次重复。由于中国柽柳叶片较特殊,无法充满整个叶室,测定后取回测试叶,在实验室重新计算叶面积后,输入光合仪, 重新计算数据后输入电脑,供数据处理用。测定参数为净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr、同时记录空气温度Ta、大气CO2浓度Ca、空气相对湿度RH等。2结果与分析2.1中国柽柳叶片净光合速率的日变化从图1可以看出,中国柽柳叶片净光合速率日变化成典型的双峰型曲线,上午随着光照强度的增强其光合速率逐渐增加,上午10∶00其光合速率达到5.65μmol/(m2·s),即出现第一峰值,之后随着光照强度的继续增强光合速率开始下降,中午12∶00之后气温再度升高,空气的相对湿度也处于最低值,光合速率在13∶00出现最低值,即光合“午休”现象。14∶00之后光照强度开始下降,光合速率再度升高,在15∶00左右第二峰值出现,Pn达到3.56μmol/(m2·s)。可见上午中国柽柳叶片光合能力较强,而下午较弱。2.2中国柽柳叶片光合相关生理因子日变化从图1和图2可以看出,从上午08∶00开始气温逐渐升高,13∶00达到一天中的最大值,为37℃,之后开始缓慢降低;与温度的上升相伴随的是大气相对湿度的下降,12∶00达到一天中的最低值,为40.5%,之后随着温度的下降缓慢回升。光合作用作为植物体的重要生理过程,易受外界因素的影响。其中温度是最主要的环境因子[12]。从图3可以看出,从上午08∶00开始,随着环境中植物光合作用的进行,大气中的CO2浓度逐渐降低,10∶00之前下降的速度很快,之后下降的速度稍微放缓,到15∶00下降到一天中的最低值,为333.0 μmol/mol,然后有所回升,且回升的速度较快,说明此时环境中植物的光合速率相对已经放缓,而呼吸作用则在加强。大气中CO2的浓度作为光合作用的原料,对光合速率有很大影响[13]。2.3中国柽柳叶片净光合速率与蒸腾速率间的关系从图4可以看出,中国柽柳叶片蒸腾速率日变化规律呈单峰型曲线,与光合作用的日变化形式不同, 柽柳的蒸腾作用日变化并没有在上午10∶00左右达到最大值,而是在中午13∶00前后达到最大值,约为3.86 mmol/(m2·s)。之后随着气温的进一步升高,气孔开度减小或关闭,蒸腾速率呈逐渐降低趋势。这是因为植物的蒸腾作用过程及其影响因素与光合作用不同。蒸腾作用不仅是植物的生理过程,同时也是受气象条件影响的物理蒸发过程。2.4中国柽柳叶片净光合速率与气孔导度的关系由图5可以看出,中国柽柳叶片气孔导度日变化呈双峰型的曲线,气孔导度日变化与净光合速率日变化是基本一致的,第一个峰值出现在上午10∶00,其气孔导度处于一天中的最大值0.27mol/(m2·s),第二个峰值出现在下午15∶00左右,约为0.13 mol/(m2·s)。气孔导度在一天中与净光合速率呈同步的规律性变化,两者之间呈极显著相关[14]。证明了净光合速率和气孔导度之间存在着明显的相关性,因此气孔导度是影响光合速率的因子之一。3小结中国柽柳叶片净光合速率日变化为典型的双峰型曲线,这一结果与张海清等[4]研究的额济纳旗柽柳气体交换与水分利用效率日变化一致。第一峰值都出现在上午10∶00,第二峰值出现在下午15∶00,两峰之间呈低谷,也就是光合“午休”现象,低谷出现在下午13∶00。许大全等[15]报道了中午气孔关闭是光合“午休”的一个重要原因。光合作用的午间降低是自然界普遍存在的现象,不同的学者对此有不同的解释[16,17]。但绝大多数人认为,光合作用的午间降低主要是外界生态因子的影响而引起的[18]。中国柽柳叶片的气孔导度在一天中呈双峰型的日变化,第一个峰值出现在上午10∶00,其气孔导度处于一天中的最大值0.27mol/(m2·s),第二个峰值出现在下午15∶00左右,约为0.13mol/(m2·s)。中国柽柳叶片的蒸腾速率日变化趋势呈单峰型曲线,随着太阳辐射的增强迅速上升,13∶00左右蒸腾速率达最大值。从试验结果来看,中午温度较高, 引起叶片暂时水分亏缺,导致气孔关闭,胞间CO2浓度下降,是蒸腾速率下降的主要原因。中国柽柳叶片净光合速率与大气CO2浓度、蒸腾速率、大气温度和气孔导度有较明显的正相关关系,与大气相对湿度有较明显的负相关关系。参考文献:[1] 任宪威. 树木学[M].北京:中国林业出版社, 2002.238-247.[2] 刘铭庭.柽柳属植物综合研究及大面积推广应用[M].兰州:兰州大学出版社,1995. 1-142.[3] 李向义,赵强,何兴元,等.策勒绿洲前沿两种植物的水分生理生态特征[J].干旱区研究,2004,21(2):171-174.[4] 张海清,常金宝. 额济纳旗柽柳气体交换与水分利用效率日变化[J].内蒙古师范大学学报,2006,35(2):230-233.[5] 李怡,刘发民,宋耀选,等. 柽柳叶片光合速率日变化特征的研究[J].安徽农业科学,2008, 36(18):7559-7560,7563.[6] 邓雄,李小明,张希明, 等. 4种荒漠植物气体交换特征的研究[J]. 植物生态学报,2002,26(5):605-612.[7] 邓雄,李小明,张希明,等.四种荒漠植物的光合响应[J].生态学报,2003,23(3):598-605.[8] 邓雄,李小明,张希明,等.多枝柽柳气体交换特性研究[J].生态学报,2003,23(1):180-187.[9] 蒋进,高海峰.柽柳属植物抗旱性排序研究[J].干旱区研究,1992(4):41-44.[10] 徐飞,郭卫华,王炜,等.黄河三角洲柽柳与芦苇光合特性比较[J].山东林业科技,2007(6):29-33.[11] 乌日汗.额济纳胡杨光合和水分生理特性的研究[D].兰州:西北民族大学,2005.[12] 张正斌,徐萍,周晓果,等.作物水分利用效率的遗传改良研究进展[J].中国农业科学, 2006,39(2):289-294.[13] 苗海霞,孙明高,夏阳,等. 盐胁迫对苦楝根系活力的影响[J].山东农业大学学报(自然科学版),2005,36(1):9-12.[14] 杨模华,李志辉,黄丽群,等.银杏光合特性的日变化[J].经济林研究,2004,22(4):15-18.[15] 许大全,丁勇.田间小麦叶片光合效率日变化与光合“午睡”的关系[J]. 植物生理学报,1992,18(3):279-284.[16] 杜占池, 杨宗贵.土壤水分充足条件下羊草和大针茅光合速率午间降低的原因[J].植物生态学与地植物学学报,1989, 13(2):106-113.[17] TENHUNEN J D,SERRA SALA A,HARLEY P C,et al. Factors influencing carbon fixation and water use by mediterranean sclerophyll during summer drought [J]. Oecologia,1990,82:381-393.[18] 唐鸿寿,刘桐华,余彦波,等.小麦光合作用“午休”的生态因子研究[J].生态学报,1986,6(2):128-132.。
盐胁迫条件下竹柳光合作用日变化特征研究
盐胁迫条件下竹柳光合作用日变化特征研究作者:***来源:《安徽农业科学》2024年第04期摘要以竹柳盆栽苗木為试验材料,分析其在不同盐分浓度下的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度等光合生理指标的日变化特征。
结果表明:竹柳在对照与轻度胁迫条件下,净光合速率的日变化特征表现为双峰型;在中度和重度胁迫条件下,为单峰型曲线,变化趋势表现为先上升后下降。
气孔导度在对照与轻度胁迫条件下的日变化特征表现为双峰型;在中度和重度胁迫条件下为单峰型曲线,呈逐渐下降的趋势。
蒸腾速率的日变化特征与气孔导度类似。
各胁迫处理胞间CO2浓度均较对照高,且随胁迫程度的加剧,胞间CO2浓度也随之上升。
关键词竹柳;盐胁迫;净光合速率;气孔导度;蒸腾速率;胞间CO2浓度;日变化中图分类号 S718 文献标识码 A文章编号 0517-6611(2024)04-0087-03doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.018开放科学(资源服务)标识码(OSID):Study on Photosynthetic Diurnal Variation of Salix matsudana Under Salt StressZHAO Yu.peng(Shanxi Academy of Forestry and Grassland Sciences, Taiyuan, Shanxi 030012)Abstract The Salix matsudana were used as experimental material to study the effect of salt stree on the photosynthetic diurnal variation.The results showed that the photosynthetic rate of Salix matsudana showed a bimodal type in the standard contrast and mild stress conditions,while showed a single peak type in the moderate and severe stress condition with a trend first rise then falling.The stomatal conductance showed a bimodal type in the standard contrast and mild stress conditions,while showed a single peak type in the moderate and severe stress conditions with a trend of gradual decline.The daily variation trends of transpiration rate was similar with the stomatal conductance.The intercellular CO2 concentration under stress treatment were higher than the standard contrast,and increased with the salt stress levels.Key words Salix matsudana;Salt stress;Photosynthetic rate;Stomatal conductance;Transpiration rate;Intercellular CO2 concentration;Diurnal variation作者简介赵育鹏(1988—),男,山西陵川人,工程师,从事森林生态研究。
软枣猕猴桃光合日变化的研究
种结果枝上的功能叶 , 其净 光合速率 日变 化曲线均为双 峰型, 高峰 出现 的 时 间不 同 ,魁 绿” 最 “ 出现在 l :O lO 为
1. m I r - 一,90 ’ ‘41 出现 在 1: , 33“ 0 .f l s ‘71 和 80 ’ 00 为 o
试 验于 20 年 在中国农业科 学院特产研 究所软枣 09 猕猴桃 资源 圃中进行 , 选择“ 魁绿” ‘7 1和 ‘41 中生 、90 ’ 80 ’ 长势、 株高和树龄等大致相 同的植株 3株 , 每株选取叶片 大小、 生长状况一致的向阳健康成熟叶片为试材供澳定 。 4 12 试验方法 . 使 用英国 P S T MS公 司的 CR S2便携式光 P YS E IA -
以及 2 个优 系‘4 1 和‘71 [] 80 ’ 90 , 。 的光合 特性指标 , 为系 统研究软枣猕猴桃叶片光合作 用提供 重要理论基础 , 为 其高产优质栽培提供理论依据。
1. o ・ - S 26 Nnl m ・ 和 1. r 1 i- S 次 高峰 出 29In .n ・ ~, lO
Pa gh e q ] l c.xMi. 为多 年生 落叶 木质 藤本 果树 , n 主产 于 我 国东北地 区 , 是珍 贵 的抗 寒果 树资 源 , 其果 实 富含各
种营养 成分 , c V 含量高达40m /O g并具有一定 的药 3 g lO , 用价值 。软枣 猕猴桃 加工 的果 汁 、 果酒 、 果酱 等具 有浓 郁的软枣猕猴桃特有 的风 味 , 受人们 的喜 爱 。该树种 深 抗病虫 害能力 强 , 人工 栽培 基本 无病虫 害 发生 , 实无 果
光合仪简单说明
实验1:基本光合参数的测定(Pn、Gs、Ci、E等)获得的参数:Pn(净光合速率)、E(蒸腾速率)、Gs(气孔导度)、Ci(细胞间隙CO2浓度)。
实验准备:选择晴朗的天气,测定时间以上午8:30-11:30最佳。
实验前一天将仪器充满电,检查仪器的吸收管,调试好仪器。
实验当天将要测定的植物材料提前半小时放到光下进行充分光适应。
实验步骤:1 开机前接好所有电信号插口,光源,开机预热,仪器预热结束后进行自动调零和差分平衡,然后进入测定界面。
(具体操作见CIRAS-2使用说明书)。
2 参数设定图中最下方A,V,Q,C,H,T设定如下,点击修改即可:A:2.5 (圆形叶室)或1.7 (水稻形叶室)V:200 一般不需要更改C:如果是使用大气则设为0,使用钢瓶设定为380H:70-95,根据测定当日的湿度情况适当选择,一般设定为90Q:对于阳生植物设定为1000或1200,阴生植物设定为600或800T:点击T,需要控温时选择“Enter Value”输入温度值。
不需控温的时候选择“None”3 点击“Recording”→“Bgain”在弹出的对话框中选择“Key Press”→“Ok”,在弹出的对话框中输入保存的文件名和保存路径。
4设定结束后,用叶室夹上光下适应好的叶片,等屏幕上的线稳定(数值稳定)后点击“Singal”记录数据,或者将光合速率(Pn),气孔导度(Gs),蒸腾速率(E),细胞间隙CO2浓度(Ci)的值记录在本子上。
5 记入完毕后,更换另一片光适应好的叶片重复步骤4的过程6 实验结束后,点击“File”→“Exit”退出软件界面,关机。
实验2:光合日变化测定实验准备及要求:选择晴朗的天气。
测定日变化时对照和处理材料必须时同一天测定,不同天测定的不能比较。
实验前一天将仪器充满电,检查仪器的吸收管,调试好仪器。
一般日变化测定时间为:6点8点10点12点14点16点18点。
(用户可以根据自己的实验适当减少一个点)实验步骤:1将叶室的光源取下,开机前接好所有电信号插口,开机预热,仪器预热结束后进行自动调零和进行差分平衡,然后进入测定界面。
不同土壤水分条件下刺槐幼苗光合日变化研究
2 0 1 3 , ( 1 ) : 5 ~9
Sha a nx i For e s t S c i e n c e a nd Te ch no l o gy
不 同 土 壤 水 分 条 件 下 刺 槐 幼 苗 光 合 日变 化 研 究
谢 心 , 赵 忠
( 西北农林科技 大学 林 学院 , 陕 西杨 陵 7 1 2 l O O )
Ab s t r a c t : The di u r na l pho t o s y nt he t i c v a r i a t i o n o f po t t e d o ne — y e a r — ol d s e e dl i ngs o f Ro b i n i a ps e u do ac a —
出现 明显 的午 休 现象 。在 全 天 的 七 个 测 定 时 间点 , 刺 槐 叶 片 的 P” 、 G 、 丁 r 、 L s 、 C E均 表 现 出 : 正 常 水 分 >
中度 干 旱 > 重 度 干 旱 ; C i 则 表现为 : 重度干旱> 中度干旱 >正常水 分 ; 而 w UE在 全 天 不 同 时 段 表 现 不
同, 显示刺槐可通过生理调节 机制适应外界环境变 化 , 维持高 效的水 分利用 效率 。随土壤水 分降 低 , 刺 槐 叶片 P ”的 降 低 在 8 : o O 一1 O : o O是 由非 气 孔 限制 引起 ; 而 1 0 : o O ~1 2 : O O则 由气 孔 限 制 引 起 。 关键词 : 干旱胁迫 ; 刺槐 ; 光 合 日变 化
d r ou gh t a nd s e ve r e d r ou gh t( 75 ,5 O
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三个品种假连翘光合特性的比较
三个品种假连翘光合特性的比较摘要:对假连翘3个不同品种黄叶假连翘(Duranta repens cv.Golden Leaves)、花叶假连翘(Duranta repens cv. variegata)和假连翘(Duranta repens Linn.)的光合日变化进行了初步研究,并测定了叶绿素a、b及可溶性糖含量.结果表明,3三种假连翘净光合速率均呈单峰曲线.假连翘和花叶假连翘的净光合速率均高于黄叶假连翘,可能与黄叶假连翘的叶绿素和类胡萝卜素比值较低有关,故其叶呈黄色.黄叶假连翘的可溶性糖含量最高,其次是花叶假连翘,故黄叶假连翘常作为园林绿篱.关键词:黄叶假连翘、花叶假连翘、假连翘、光合特性、可溶性糖含量假连翘是马鞭草科(Verbenaceae)假连翘属(Duranta L.)植物,生长旺盛、花期长、花量多,具有较高的观赏价值和良好的生态效应,是重要的城市绿化植物.光合作用是植物生长发育的基础,是植物最重要的生理过程,受到遗传特性和环境因素的相互影响[1].通过对假连翘不同品种的光合日变化与蒸腾效率之间、可溶性糖含量与抗逆性之间的关系进行研究,可为假连翘苗木生产、树种选择、栽培管理、绿化配置等提供依据与指导.1 材料与方法1.1 材料黄叶假连翘(Duranta repens cv.Golden Leaves)、花叶假连翘(Duranta repens cv. variegata)、假连翘(Duranta repens Linn.).3个假连翘品种为华南师范大学校园内绿化树种.1.2 主要仪器Yanxin CB-1101便携式光合测定仪、AM-300手持式叶面积仪、VIS-723N分光光度计1.3 方法1.3.1 光合日变化测定选择在1月中旬2个晴天,从9:00至17:00,每隔2h测定一次.取3种假连翘品种的叶位相同、发育成熟的叶片,用 Yaxin CB-1101便携式光合测定仪分别测定,净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(COint)、蒸腾速率(E)等指标,每品种每叶3次重复,取平均值.1.3.2 叶绿素a、b含量的测定取新鲜叶片各0.5g,剪碎,加入10mL95%乙醇研磨成匀浆,黑暗处放置24h,过滤后用VIS-723N分光光度计分别在649nm,665nm波长测定A值,再根据朗伯-比尔定律[2]计算出3种材料叶片的叶绿素a、b含量.每处理3次重复.1.3.3 可溶性糖含量的测定取叶片各0.5g,剪碎研磨至匀浆,加入约10ml80%酒精,80℃水浴30min,冷却、过滤定容至25ml.用浓度200μg/ml葡萄糖标准液制作标准曲线后,各吸取0.2ml提取液和0.8ml 蒸馏水,混合,加入5ml蒽酮,混匀,沸水浴10min,分别测定625nm处的A值,从标准曲线上得到提取液中糖浓度,再计算糖含量.2 实验结果2.1 光合特性的日变化2.1.1 净光合速率的日变化3种假连翘的净光合速率见图1,从中可看出,3中假连翘叶片的净光合速率日变化曲线基本呈单峰型,无光合“午休”现象[3]. 3个品种的净光合速率起伏波动均较明显,其中黄叶假连翘与假连翘在13:00处净光合速率出现峰值,而花叶假连翘在15:00处出现峰值. 假连翘和花叶假连翘的净光合速率均高于黄叶假连翘,可能与黄叶假连翘的叶绿素和类胡萝卜素比值较低有关,类胡萝卜素占主导地位,故黄叶假连翘的叶子呈黄色.2.1.2 有效光合辐射与气温日变化图2,花叶假连翘和假连翘的有效光合辐射强度的变化幅度很明显,且均在中午13:00时有效光合辐射强度达到最高点,分别为1317μmol •m -2•s -1、1121μmol•m -2•s -1.而黄叶假连翘的有效光合辐射强度相对较低,因为其周围有高达的乔木遮挡阳光所致,因此使得黄叶假连翘的净光合速率较低.图3,花叶假连翘和假连翘周围的大气温度相一致,故它们的净光合速率也基本一致,但在15:00时,假连翘的净光合速率突然下降,与花叶假连翘的Pn 值相差2μmol•m -2•s -1.可能与其他影响植物光合作用的环境因素有关.在9:00~11:00时,气温均在15℃左右,此时黄叶假连翘的净光合速率是一天中最低的,说明了黄叶假连翘的光合作用对温度较敏感,可能是温度直接影响了有光光合作用酶的活性.图1 两种品种净光合速率的日变化规律图2 光合有效辐射的日变化规律图3 气温的日变化规律2.1.3 蒸腾速率的日变化图4,假连翘和黄叶假连翘的蒸腾速率在中午时段出现峰值,这与净光合速率的单峰型在中午时段一直未呈现下降趋势情况相似,说明蒸腾速率日变化与净光合速率存在一致性[4-5].但是黄叶假连翘在13:00时蒸腾速率比假连翘快很多,说明了黄叶假连翘一天中此时的代谢强,此时气温在25℃左右,可能与气温增强了代谢酶的活性有关.从图中可明显得看出,花叶假连翘在13:00时的蒸腾速率大大地下降,而花叶假连翘的净光合速率曲线是单峰型,在13:00处无“午休”现象,说明了蒸腾速率下降不是叶片气孔关闭所致,原因是在测量时,花叶假连翘被浇水了,其周围的空气相对湿度增大了,叶内外蒸汽压差就变小,于是蒸腾变慢.图4 蒸腾速率日变化规律2.1.4 水分利用效率的日变化水分利用效率是植物耐旱性的重要指标,也可根据植物的水分利用效率的情况来调节给水的量,以达到节水效果.在理论上,当达到一定光照强度以后植物净光合速率提高,植物的水分利用效率也随之增加,但黄叶假连翘和假连翘在中午时光照最强时水分利用效率却减少了(图5),由于此时这两品种的蒸腾速率加快所致的.花叶假连翘在13:00处水分利用效率达到最大值,最主要的原因是蒸腾速率大大地变慢了.此次的水分利用效率测量值不能说明3个品种假连翘的耐寒性,还有待进一步的研究.图5 水分利用率日变化规律2.1.5 胞间CO2浓度的日变化经过夜间富集,大气中CO2浓度较高[6].三个假连翘品种胞间CO2浓度在9:00较高,也可能与早上大气中CO2浓度较高有关.随着净光合速率的提高,3品种的胞间CO2浓度下降,可能是由于高的光合速率消耗了太多的CO2.花叶假连翘和假连翘在12:00左右胞间CO2浓度最低.而黄叶假连翘在13:00处最低,可能是黄叶假连翘在13:00处净光合速率最高有关(图1).图6 胞间CO2浓度的日变化规律2.2 叶绿素a、b和可溶性糖含量的测定从下面的叶绿素条形图可知,花叶假连翘和假连翘的叶绿素a:叶绿素b为3:1.黄叶假连翘的叶绿素a:叶绿素b接近4:1,而其叶子却呈现黄色,可能是类胡萝卜素的含量较高. 3个品种的叶绿素含量为:假连翘>花叶假连翘>黄叶假连翘.故假连翘叶片颜色最绿.花叶假连翘的叶绿素含量比假连翘低的原因是,花叶假连翘叶缘呈黄白色,无叶绿素.叶片的叶绿素含量与植物的光合作用能力紧密相关,因为叶绿素含量的增加可以提高用于吸收光能的捕光色素蛋白的相对含量,从而提高光能利用率[7].故假连翘的净光合速率是最高的(图1).图7 三个品种叶片鲜重时的叶绿素含量可溶性糖不仅是高等植物的主要光合产物,而且是碳水化合物代谢和暂时贮藏的主要形式,所以在植物代谢中占有重要位置。
无患子夏季光合速率日变化研究
无患子夏季光合速率日变化研究作者:廖兴国 言议超 郭圣茂来源:《绿色科技》2016年第15期摘要:采用Li-6400便携式光合系统分析仪,对夏季无患子叶片的光合速率日变化进行了测定。
测定结果表明:夏季无患子叶片的光合速率日变化呈双峰型曲线,与很多植物一样,存在光合“午休”的现象。
第一次高峰出现在中午12:00左右,第二次高峰出现在下午15:00左右,日最大的净光合速率值为13.80 μmol/m2·s。
此外,净光合速率(Pn)与气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Trmmol)、胞间二氧化碳浓度(Ci)间存在相关性。
关键词:夏季;无患子;光合速率;日变化;光合“午休”中图分类号:S794.9文献标识码:A 文章编号:16749944(2016)150061021 引言无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是无患子科(Sapindaceae)无患子属(Sapindus)落叶乔木,别名“肥皂树”,分布广泛,在东南亚各国、我国的台湾省及淮河以南各省区均有分布[1]。
其根系非常发达,很耐干旱贫瘠,低山、丘陵及石灰岩山地最常见[2]。
无患子树形优美,抗虫抗害能力强,为园林观赏、绿化造林的首选树种[3]。
无患子也是我国传统中药材[4],在开发生物洗涤剂及天然化妆品等方面应用广泛[5]。
因无患子种仁含油量超过40%[6],所以,作为生物质原料树种的无患子,越来越受到人们的关注[7]。
目前,无患子的研究主要集中在开发利用[8]、育苗技术[9]、有效成分提取[10]等方面。
本文主要研究夏季无患子光合速率的日变化,从而揭示其光合作用的基本生理生态特性和规律,以期为无患子的栽培生产提供理论参考。
2 材料与方法2.1 试验材料供试无患子种子来源于九江市庐山区,2015年3月播种于江西农业大学科技园,进行常规管理,测定时苗木的平均高度为130 cm。
2.2 试验方法选择2015年8月下旬的一个晴天,进行光合作用日变化的测定,在样地调查的基础上,选择具有代表性的5株无患子为研究对象。
四种樟属树种幼树的光合生理特性比较
四种樟属树种幼树的光合生理特性比较摘要:采用li-6400光合测定仪系统研究了樟属树种香樟、岩桂、天竺桂、猴樟的幼树在不同生长季节的田间光合生理特性。
结果表明,4种樟属树种幼树在春季、夏季的净光合速率日变化都呈“双峰”型曲线变化,出现典型的“光合午休”现象,并且第一峰值高于第二峰值;而在秋季各树种幼树的净光合速率日变化则都呈“单峰”型曲线变化。
4种树幼树的光合作用生理指标各不相同,但光适应能力均较强;其中,净光合速率高低排序为香樟、猴樟、天竺桂、岩桂,光饱和点高低排序为香樟、猴樟、天竺桂、岩桂,光补偿点高低排序为天竺桂、猴樟、岩桂、香樟,表观量子效率高低排序为香樟、猴樟、天竺桂、岩桂,co2补偿点高低排序为猴樟、天竺桂、岩桂、香樟。
多元逐步回归分析结果表明,影响净光合速率的关键环境因子随树种不同而变化,对香樟的净光合速率有显著影响的因子是光合有效辐射、气孔导度和胞间co2浓度,对岩桂和天竺桂的净光合速率有显著影响的因子是气温、气孔导度和胞间co2浓度,对猴樟的光合速率有显著影响的因子是光合有效辐射和气温。
关键词:樟属;幼年树;光合生理;特性;环境因子中图分类号:q949.747.5;s725.71;s718.43 文献标识码:a 文章编号:0439-8114(2013)06-1346-06光合作用是植物生长的基础,是构成植物生产力的最主要因素,植物叶片光合性能与其生产能力呈正相关关系[1]。
光合作用的强弱主要与植物的遗传特性和环境条件有关,当外界环境因素发生变化后,植物的光合生理特性也随之出现对应变化[2]。
香樟[cimamomum camphora(l.)presl]、岩桂(c. petrophilum n. chao)、天竺桂(c. pedunculatum sieb.)、猴樟(c. bodinieri levl)4种树木都属于樟科(lauraceae)樟属(cinnamomum trew)常绿乔木,由于其叶片内富含挥发油成分,具有适应性强、观赏价值高、绿化用途广的特点,经济价值与生态价值非常高,所以也是城市绿化的优良树种[3-5]。
十大功劳春季光合日变化研究初探
十大功劳春季光合日变化研究初探
陈兰兰;廖兴国;赖晓莲;郭圣茂
【期刊名称】《山东林业科技》
【年(卷),期】2013(43)4
【摘要】采用Li-6400型便携式光合测定系统对十大功劳(Mahonia
fortunei(Lindl.)Fedde)叶片的春季光合日变化进行了研究.结果表明:十大功劳净光合速率的日变化呈双峰曲线,最高峰出现在11:00时,第二高峰出现在13:00时,存在明显的光合“午休”现象.十大功劳日最大净光合速率为12.633 μmol·m-2·s-1.同时气孔导度和蒸腾速率日变化均呈双峰曲线.
【总页数】4页(P19-21,33)
【作者】陈兰兰;廖兴国;赖晓莲;郭圣茂
【作者单位】江西农业大学园林与艺术学院,江西南昌330045;江西农业大学园林与艺术学院,江西南昌330045;江西农业大学园林与艺术学院,江西南昌330045;江西农业大学园林与艺术学院,江西南昌330045
【正文语种】中文
【中图分类】Q945.11
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光合日变化的测定:采用Li-6400便携式光合仪从08:00-18:00,每2h测定一次光合指标。
测定时选长势一致的植株主茎上的功能叶,每处理测三株,每株测三片叶,每片读数10次,取其平均值。
测定指标为净光合速率(Pn,μmol •m-2•s-1)、胞间CO2浓度(Ci,μmol•mol-1)、气孔导度(Gs,mol •m-2•s-1)、蒸腾速率(Tr,mmolH2O•m-2•s-1)、PFD、叶面温度(Ta)等参数。
光响应曲线的测定:采用Li-6400便携式光合系统(Li-cor,美国)进行测定。
每处理重复测定3株,每株测定3个中部叶片。
通过Li-6400系统控制叶片温度为26℃±1℃,CO2体积分数为400μmol/mol,等待时间为120 s -200 s,光合有效辐射(PAR,μmol •m-2•s-1)由低到高设定为0,25,50,80,100,150,200,400,800,1200,1600,2000μmol •m-2•s-1。
由仪器“Light-curve”程序自动测定叶片的净光合速率(Pn,μmol •m-2•s-1)、胞间CO2浓度(Ci,μmol•mol-1)、气孔导度(Gs,mol •m-2•s-1)、蒸腾速率(Tr,mmolH2O•m-2•s-1)等指标。
以光量子通量密度(PFD)为横坐标,以净光合速率为纵坐标拟合光合响应(Pn-PFD曲线)方程,并计算光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Pday)、表观光量子密度(AQY)、水分利用率(RWUE)、气孔限制值(Ls)等参数。
二氧化碳响应曲线的测定:根据光饱和点测定的结果,用CIRAS-2LED光源控制光强在光饱和点处,通过安装高压浓缩CO2小钢瓶,控制调节CO2浓度在100~2 000μmol/mol,设定的梯度为100、
200、400、600、800、1 000、1 200、1 400、1 600、1 800、2 000Lmol#mol-1。
以细胞间隙CO2浓度(Ci)为横轴,净光合速率(Pn)为纵轴,绘制光合作用CO2响应曲线(Pn-Ci)。