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1.
为应对干旱灾害对作物生长的影响,寻求玉米叶片抗旱减灾的生理阈值。采用LI-6400便携式光合仪测定不同程度干旱胁迫下春玉米叶片在不同光强和CO_2浓度下的光合生理指标。重度干旱胁迫下Pn在低PAR就达到饱和且偏小;在相同PAR下,Pn呈现正常灌溉轻度干旱胁迫中度干旱胁迫重度干旱胁迫。干旱胁迫加剧,Gs减小趋势明显,Ci瞬间储存量也不同。中度和轻度干旱胁迫受气孔限制影响显著,重度干旱胁迫主要受非气孔限制影响。PAR增强,Tr随干旱胁迫加剧而减小。CO_2浓度增大,温度高于35℃叶片Pn反而减小,30℃左右时Pn最大;CO_2浓度倍增Gs在35℃最小;叶片Ci在30℃和35℃明显小于20℃和25℃;30℃叶片Tr最大。不同程度干旱胁迫对光强反应差异显著;CO_2浓度倍增,叶片光合生理过程也受温度影响。 相似文献
2.
利用可精准控制CO2浓度([CO2])的大型人工气候室, 研究了水分亏缺和[CO2]升高对冬小麦气孔特征、气体交换参数及生物量的影响。结果表明, 水分亏缺导致冬小麦气孔开度减小和气孔空间分布的规则程度降低, 提高[CO2]能够减缓水分亏缺时气孔开度和气孔分布规则程度的下降幅度。与充分灌溉相比, 不同水分亏缺条件下冬小麦的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著降低(P<0.05), [CO2]仅可缓解轻度亏水对气体交换过程的影响, 该缓解能力随水分亏缺程度的加剧而降低。水分亏缺降低冬小麦生物量, 但[CO2]升高对水分亏缺时生物量产生的影响不显著(P>0.05)。水分亏缺条件下, 冬小麦通过调整气孔开度和气孔空间分布格局改变叶片的气体交换效率, [CO2]升高对冬小麦产生的“施肥效应”受土壤水分条件的限制。 相似文献
3.
CO2浓度对大豆叶片气孔特征和气体交换参数的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
利用可精准控制CO2浓度的大型气候箱设置7个CO2浓度处理(400、600、800、1000、1200、1400和1600 μmol mol -1), 对大豆进行CO2浓度富集的室内培养试验。结果表明, CO2浓度升高显著减小大豆叶片近轴面的气孔密度和远/近轴面的气孔面积指数。当CO2浓度为400 μmol mol -1时, 远轴面气孔分布最规则, 提高CO2浓度导致远轴面气孔的不规则分布; 与远轴面相反, CO2浓度升高导致近轴面气孔的空间分布更加规则, 即在较高CO2浓度处理下的Lhat(d)最小值均低于对照组。不同叶面(远/近轴面)气孔特征对大气CO2浓度变化的响应存在明显差异, 但大豆可以通过调整气孔形态特征和气孔空间分布格局进一步改变叶片的气体交换参数。研究结果有助于从气孔特征响应的角度深入理解CO2浓度对大豆叶片气体交换过程产生的影响。 相似文献
4.
玉米叶片气孔特征及气体交换过程对气候变暖的响应 总被引：6，自引：0，他引：6
气孔是植物叶片表面控制大气与植物间气体交换的孔状结构,对于生态系统碳、水循环过程的调节起着非常重要的作用。本文利用典型农田生态系统实验增温平台,研究了未来气候变暖对玉米叶片的气孔特征(包括气孔频度、气孔开口大小和形状以及气孔分布格局)和气体交换过程的影响。结果表明:(1)尽管增温并没有改变气孔密度(P0.05),但却由于表皮细胞数目的减少导致气孔指数显著增加12%(P0.05);(2)增温使气孔开口的长度显著减小18%(P0.01),宽度增加26%(P0.01),面积和周长分别增加31%(P0.01)和13%(P0.05);(3)实验增温还使单个气孔之间最近邻域的平均距离显著增加,表明气孔在玉米叶片上的分布变得更加均匀;(4)增温导致玉米叶片的净光合反应速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)分别增加52%(P0.05)、163%(P0.001)和81%(P0.05);与此相反,玉米叶片的暗呼吸速率(Rd)却显著降低24%(P0.01)。增温没有对细胞间CO2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)产生显著的影响(P0.05)。本研究结果表明,未来全球气候变暖可能通过改变玉米叶片的气孔频度、气孔开口大小和形状及其在叶片上的空间分布格局来改变其气体交换过程。 相似文献
5.
CO_2浓度升高对干旱胁迫下蚕豆光合作用和抗氧化能力的影响 总被引：16，自引：0，他引：16
在 CO2 浓度分别为当今 CO2 浓度 (35 0 μmol mol-1)和倍增浓度 (70 0 μmol mol-1)的两个开顶式生长室内 ,研究分析了干旱胁迫下蚕豆 (Vicia faba L.)植株的生长情况、光合作用和抗氧化酶活性等生理指标的变化。实验结果表明 ,CO2 浓度倍增条件下 ,蚕豆的株高增加 ,光合速率显著提高 ,蒸腾速率降低 ,气孔阻力增大 ,水分利用效率得以较大程度地提高 ;此外 ,倍增 CO2 浓度下 ,受到干旱胁迫的植株其叶片中 CAT、SOD、GR的活性及叶绿素、类胡萝卜素、可溶性总糖的含量与水分充足条件下相比无明显变化 ,POD的活性甚至低于水分充足条件下。而高 CO2 /干旱胁迫下 ,蚕豆叶片中的MDA含量显著低于当今 CO2 /干旱胁迫下 ,表明高 CO2 对于干旱胁迫所造成的氧化损伤具有一定的改善作用。因此 ,CO2 浓度升高可能对增强植物的抗逆能力有利 相似文献
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探究在干旱胁迫和复水过程中白姜花光合和叶绿素荧光的生理响应,为姜花属植物抗旱性研究提供参考依据。以当年生白姜花单株盆栽苗为材料进行自然干旱试验,分别于干旱的第0、3、6、9、12天和复水第3天测量土壤相对湿度、叶片枯萎率、光合和叶绿素荧光参数。在干旱的第3、6、9、12天,土壤相对湿度从第0天的84.60%分别下降到了59.20%、34.40%、20.40%、15.40%;随着干旱程度的不断加深,叶片枯萎率、蒸腾速率、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、最大光化学效率、实际光能转化效率、光化学淬灭系数和光合电子传递速率均呈现下降趋势,其胁迫时期的参数间均存在显著差异(P<0.05);而水分利用效率、气孔限制值、非光化学淬灭系数则呈现上升趋势,其胁迫时期的参数间也存在显著差异(P<0.05);复水3天后各项指标均有不同程度恢复。综合分析各项参数,干旱胁迫对白姜花光合和荧光特性影响显著,气孔因素是导致白姜花净光合速率下降的主要因素;干旱后复水各项指标均能恢复,表明白姜花具有一定的干旱适应能力。 相似文献
7.
为探究油菜叶片与角果间光合特性的差异,以双低高油甘蓝型油菜杂交种秦优7号为材料,在不同光照、CO2浓度、温度和一日之内不同时间点等条件下比较了叶片和角果间气体交换参数的差别,结果显示:叶片和角果的气体交换参数随光强、CO2浓度、温度、一日之内时间的变化趋势基本相同。在同等光照条件下,叶片的净光合速率、气孔导度、水分利用效率和气孔限制值均高于角果,而胞间CO2浓度蒸腾速率低于角果;叶片的光饱和点、光补偿点、光呼吸速率明显比角果低,而光量子效率显著高于角果。在同等CO2浓度条件下叶片的净光合速率、水分利用效率、气孔限制值均明显高于角果,而胞间CO2浓度低于角果;叶片的CO2饱和点、CO2补偿点均比角果低,而羧化效率则显著高于角果。叶片进行光合反应的最适温度低于角果,在各自最适和相同温度范围内叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值均明显高于角果,而叶片的胞间CO2浓度、水分利用效率则比角果明显降低。在整个日变化范围内叶片的净光合速率、气孔导度、气孔限制值、水分利用效率明显比角果高,而叶片的胞间CO2浓度、蒸腾速率则明显比角果低。 相似文献
8.
《华北农学报》2017,(3)
为了研究高温条件下,加富不同浓度CO_2对光合作用及叶片衰老的影响。以温室嫁接黄瓜为试材,研究了高温、加富不同浓度CO_2条件下黄瓜叶片的生长量、净光合速率及SPAD值的变化及功能叶和老叶中淀粉、可溶性糖和丙二醛(MDA)含量的变化,结果表明:与对照相比高温与不同浓度CO_2耦合,在处理7~19 d均提高了黄瓜叶片的净光合速率及SPAD值,但高温+高浓度CO_2处理,在试验开始13 d达到最大值后下降;高温+中浓度CO_2处理的黄瓜叶片的净光合速率及SPAD值,在叶片生育期10~19 d均显著高于对照、高温+低浓度CO_2以及高温处理。高温+高浓度CO_2处理的老叶与功能叶相比,淀粉含量显著上升,可溶性糖含量显著下降;而高温+中低浓度CO_2处理的老叶与功能叶的淀粉及可溶性糖含量并未出现明显变化。高温+高浓度CO_2处理的老叶丙二醛含量较功能叶显著增加,且老叶中丙二醛含量显著高于对照、高温+中低浓度CO_2及高温+低浓度CO_2处理。说明高温条件,加富高浓度CO_2能够快速促进光合作用增加,但会加速叶片老化,加富中浓度CO_2和低浓度CO_2能够促进光合作用持续增加,延缓叶片老化。 相似文献
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CO2浓度升高对旱胁迫下蚕豆光合作用和抗氧化能力的影响 总被引：21，自引：0，他引：21
在CO2浓度分别为当今CO2浓度（350μmol mol^-1）和倍增浓度（700μmol mol^-1）的两个开顶式生长室内，研究分析了干旱胁迫下蚕豆（Vicia faba L.)植株的生长情况，光合作用和抗氧化酶活性等生理指标的变化。实验结果表明，CO2浓度倍增条件下，蚕豆的株高增加，光合速率显著提高，蒸腾速率降低，气孔阻力增大，水分利用效率得以较大程度是提高；此外，倍增CO2浓度下，受到干旱胁迫的植株其叶片中CAT，SOD，GR的活性及叶绿素，类胡萝卜素，可溶性总糖的含量与水分充足条件下相比无明显变化，POD的活性甚至低于水分充足条件下，而高CO2／干旱胁迫下,蚕豆叶片中MDA含量显著低于当今CO2／干旱胁迫下，表明高CO2对干旱胁迫所造成的氧化损佃具有一定的改善作用。因此，CO2浓度升高可能对增强植物的抗逆能力有利。 相似文献
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壳寡糖对干旱胁迫下油菜光合参数的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
采用酶解法获得壳寡糖, 利用CIRAS-2型便携式光合仪测定干旱胁迫下油菜光合参数。其叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)显著降低; 气孔限制值(Ls)显著提高。说明气孔限制是油菜在干旱胁迫下Pn降低的主要原因。用50 mg L-1壳寡糖溶液喷施油菜的幼苗叶片后发现干旱胁迫下油菜叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)显著提高; 气孔限制值(Ls)显著降低。说明壳寡糖有助于减轻气孔限制引起的净光合速率的降低。壳寡糖还能促进幼苗根系生长。 相似文献
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高温条件下CO2对黄瓜叶片光合速率和气孔特性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
探索高温条件下,施加CO2对黄瓜叶片的光合速率、气孔长度、气孔宽度、气孔密度、气孔开张比和气孔开度的影响。采用LI-6400测定光合速率,结果显示高温条件下,经CO2处理的14、21、28、35和42d的黄瓜叶片光合速率显著增加,分别比常温处理增加30.8%、49.7%、34.5%、32.1%和32.1%。利用软件Motic Images Advanced 2.0分析表明,高温结合CO2处理后黄瓜气孔长度、宽度、密度、开张比和开度均显著增加,在处理35、28、42、14和28d时分别比常温处理增加了36.4%、38.8%、37.7%、30.2%和36.9%。 相似文献
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干旱区不同品种中华钙果光合特性比较研究 总被引：2，自引：2，他引：0
不同中华钙果品种在西北干旱区叶片形态及光合特性的研究可为该区域高产优质节水品种筛选提供理论依据。通过测定叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)等光合性能指标及形态,分析不同中华钙果品种的叶片形态特征与光合特征及其相关关系。结果表明：（1）不同中华钙果品种叶长和叶宽均存着较大差异,叶面积大小表现为‘农大5号’>‘农大7号’>‘农大6号’>‘生态晚熟种’>‘生态早熟种’;（2）‘农大7号’的净光合速率及蒸腾速率均最大,其净光合速率显著高于‘农大6号’和‘生态早熟种’,蒸腾速率均显著高于其他品种,5种中华钙果的气孔导度及胞间CO2浓度均无显著性差异;（3）5种中华钙果净光合速率、蒸腾速率、气孔导度与叶面积之间存在正相关线性关系,胞间CO2浓度与叶面积之间存在负相关线性关系;（4）5种中华钙果的光合速率与气孔导度、蒸腾速率、叶片蒸汽压亏缺、叶片温度呈极显著正相关,与胞间CO2浓度呈极显著负相关。 相似文献
13.
气候变暖及大气CO2浓度升高成为全球共识,由此增加极端天气气候事件(干旱)发生的频率和强度并对大豆生产带来不确定性。本研究通过大豆表型和叶片转录组测序(RNA-seq)分析,阐释CO2浓度升高、干旱及其交互条件对大豆基因表达影响,明确CO2浓度升高影响大豆耐旱性的调控途径,并在两个不同遗传背景品种中验证,从分子水平为未来气候变化背景下大豆抗旱育种提供理论参考。表型结果表明, CO2浓度升高促进了大豆的生长并缓解干旱胁迫的负面效应。叶片转录组测序分析共筛选到89个CO2响应基因, KEGG分类显示这些基因主要参与抗氧化物质(萜类、黄酮类等)代谢,同时特异性差异表达基因功能主要集中在细胞组分和生长发育方面。干旱条件下筛选的1006个差异表达(16倍)基因主要参与各类氨基酸(脯氨酸、色氨酸等)代谢途径,绝大多数蛋白质合成与转运相关基因上调,表明干旱胁迫下大豆叶片内物质合成交换过程加强。交互条件下筛选出的8566个差异表达基因主要参与碳水化合物代谢,光合作用-天线蛋白途径的相关基因几乎... 相似文献
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R. A. C. Mitchell C. R. Black S. Burkart J. I. Burke A. Donnelly L. de Temmmerman A. Fangmeier B. J. Mulholland J. C. Theobald M. van Oijen 《European Journal of Agronomy》1999,10(3-4):205-214
Spring wheat cv. Minaret crop stands were grown under ambient and elevated CO2 concentrations at seven sites in Germany, Ireland, the UK, Belgium and the Netherlands. Six of the sites used open-top chambers and one used a controlled environment mimicking field conditions. The effect of elevated CO2 for a range of N application regimes, O3 concentrations, and growth temperatures on flag leaf photosynthesis was studied. Before anthesis, flag leaf photosynthesis was stimulated about 50% by 650 compared with 350 μmol mol−1 CO2 at all sites, regardless of other treatments. Furthermore, there was no evidence of a decrease in photosynthetic capacity of flag leaves due to growth at elevated CO2 before anthesis, even for low N treatments. However, photosynthetic capacity, particularly carboxylation capacity, of flag leaves was usually decreased by growth at elevated CO2 after anthesis, especially in low N treatments. Acclimation of photosynthesis to elevated CO2 therefore appears to occur only slowly, consistent with a response to changes in sink–source relationships, rather than a direct response. Effect of elevated CO2 on stomatal conductance was much more variable between sites and treatments, but on average was decreased by ˜10% at 650 compared with 350 μmol mol−1 CO2. Carboxylation capacity of flag leaves was decreased by growth at elevated O3 both before and after anthesis, regardless of CO2 concentration. 相似文献
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为阐明大气CO2浓度升高和不同氮素水平对湿地植物光合生理特性和生长的影响,本研究以三江平原湿地优势植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)为研究对象,通过野外原位控制试验,利用开顶式气室(OTC)模拟环境大气CO2浓度变化,设置E0(380 ±20 µmol/mol)、E1(550 ±20 μmol/mol)和E2(700 ± 20 μmol/mol)3个CO2浓度;在每个OTC内设置 N0(0 g N/m2)、N1(4 g N/m2)和N2(8 g N/m2)3个氮素水平。结果表明,N0条件下,与E0处理相比,E1和E2处理（72 天）后小叶章叶片净光合速率分别降低11%和12%(P<0.05),其叶片可溶性蛋白含量、氮素含量（CO2熏蒸72 天）、小叶章株高（CO2熏蒸86 天）均显著低于E0处理(P<0.05);N1条件下,与E0处理相比,E1和E2处理（72 天）后小叶章叶片净光合速率降低5%(P>0.05)和10%(P<0.05),其叶片氮素含量(P<0.05)、小叶章株高均低于E0处理;N2条件下,E1和E2处理（72 天）小叶章净光合速率均呈稍增加的趋势(P>0.05),其叶片可溶性蛋白含量显著增加(P<0.05),氮素含量和小叶章株高无显著变化(P>0.05)。N0、N1和N2条件下,CO2浓度升高均显著增加了小叶章叶片可溶性糖含量。本研究表明长期CO2浓度升高可能通过降低小叶章叶片光合酶活性,进而降低了其净光合速率,而施加高浓度的氮肥可以缓解长期高CO2浓度对湿地植物光合及生长的负面影响。 相似文献
16.
K. Vandermeiren C. Black T. Lawson M. A. Casanova K. Ojanper 《European Journal of Agronomy》2002,17(4):337-352
The physiological effects of elevated CO2 and/or O3 on Solanum tuberosum cv. Bintje were examined in Open-Top Chambers during 1998 and 1999 at experimental sites across Europe as part of the EU ‘Changing Climate and Potential Impacts on Potato Yield and Quality’ programme (CHIP). At tuber initiation (≈20 days after emergence, DAE) elevated CO2 (680 μl l−1) induced a 40% increase in the light saturated photosynthetic rate (Asat) of fully expanded leaves in the upper canopy. This was 16% less than expected from short-term exposures of plants grown under ambient CO2 (360 μl l−1) to elevated CO2, indicating that photosynthetic acclimation began at an early stage of crop growth. This effect resulted from a combination of a 12% reduction in stomatal conductance (gs) and a decline in photosynthetic capacity, as indicated by the significant reductions in the maximum carboxylation rate of Rubisco (Vcmax) and light-saturated rate of electron transport (Jmax) under elevated CO2. The seasonal decline in the promotion of photosynthesis by elevated CO2 reflected the concurrent decrease in gs. Vcmax and Jmax were both reduced in plants grown under elevated CO2 until shortly after maximum leaf area (MLA) was attained. Although non-photorespiratory mitochondrial respiration in the light (Rd) increased during the later stages of the season, net photosynthesis was consistently increased by elevated CO2 during the main part of the season. Photosynthetic rate declined more rapidly in response to elevated O3 under ambient CO2, and the detrimental impact of O3 was most obvious after MLA was attained (DAE 40–50). Several exposure indices were compared, with the objective of determining the critical ozone level required to induce physiological effects. The critical O3 exposure above which a 5% reduction in light saturated photosynthetic rate may be expected (expressed in terms of cumulative exposure above 0 nl l−1 O3 between emergence and specific dates during the season (AOT0-cum)) was 11 μl l−1 h; however this value should only be extrapolated beyond the CHIP dataset with caution. The interaction between O3 and stomatal behaviour was more complex, as it was influenced by both long-term and daily exposure levels. Elevated CO2 counteracted the adverse effect of O3 on photosynthesis, perhaps because the observed reduction in stomatal conductance decreased O3 fluxes into the leaves. The results are discussed in the context of nitrogen deficiency, carbohydrate accumulation and yield. 相似文献
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为检验增施CO2对马铃薯组培苗植株光合特性及微型薯产量的影响,选用马铃薯品种夏坡蒂组培苗为试验材料,于2015年在温室条件下进行了两批次试验。结果表明,增加CO2浓度可显著增加植株的叶面积、叶片净光合速率和胞间CO2浓度,且CO2 750μmol/mol处理>550μmol/mol处理>CK（空气）,但增加CO2浓度降低了马铃薯植株叶片气孔导度和蒸腾速率。结果还表明,增施CO2增加了马铃薯单株结薯数、单个薯重和单株产量,其增幅随CO2量的增加而增加。上述结果充分证明在温室条件下增施CO2对加速马铃薯微型薯的繁育有积极作用。 相似文献
18.
The increase of atmospheric concentration of carbon dioxide ([CO2]) has substantially had a huge impact on agricultural production. As the sole substrate for photosynthesis, the increase of atmospheric [CO2] stimulates the net photosynthetic rate, thus promoting the biomass accumulation and yield level in many crops. However, the ‘fertilization’ effect of the elevated atmospheric [CO2] on crop production is less than theoretical expectation, and elevated [CO2] increases the health risk due to the decline in grain quality. The relevant mechanism is still unclear. In this paper, we analyzed the effect of elevated [CO2] on crop photosynthesis system, reviewed various responses of key photosynthesis indicators, such as the leaf net photosynthetic rate, the intercellular [CO2] of leaves, maximum carboxylation rate of Rubisco (Vc, max), and the capacity of Rubp-regeneration (Jmax) in different crops, in response to the elevated atmospheric [CO2]. Based on the C-N metabolism of the whole plant, we summarized two prevailing hypotheses about the acclimation of photosynthetic capacity under elevated atmospheric [CO2], namely the source-sink regulation mechanism and N limitation mechanism, respectively. We summarized the influence of elevated [CO2] on the nutritional quality of the grain, such as the change in the protein, oil, mineral elements, and vitamin concentrations. Furthermore, we also reviewed the potential interactive effect of the elevated atmospheric temperature and [CO2] on crop growth. Finally, the main research directions of this field in the future are proposed. In summary, this review can provide theoretical reference for accurately assessing the changes in crop yield and quality under climate change conditions, maximizing the ‘fertilization’ effect of elevated [CO2], and mitigating the adverse effects of climate change on crop production. 相似文献