侧柏叶温及叶绿素荧光特性对土壤水分胁迫的响应简

为了研究土壤水分与植物生长间的关系,以侧柏为材料进行盆栽试验,人工控制土壤水分,设置4个水分梯度（正常供水、轻度水分胁迫、中度水分胁迫、重度水分胁迫）,测定其叶温和叶绿素荧光参数.结果表明：随着干旱胁迫的加剧,叶温和非光化学淬灭升高;初始荧光F0总体上表现为逐渐上升的趋势;而最大荧光Fm、可变荧光Fv、PSⅡ最大原初光化学量子效率Fv/Fm、PSⅡ的潜在活性Fv/F0、PSⅡ实际光化学量子效率和表观光合电子传递速率均表现为下降.参数的日变化呈现单峰型曲线：PSⅡ实际光化学量子效率和非光化学淬灭的日变化曲线为凹形,而表观光合电子传递速率日变化曲线为凸形.可知干旱胁迫导致PSⅡ的电子传递效率降低,降低了光能利用率,影响其光合作用.     

磷胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响

以水土保持先锋植物类芦为研究材料,通过5个不同浓度磷胁迫的盆栽试验,测定类芦的光合色素、叶绿素荧光参数和光合参数,研究磷胁迫对类芦的光合特性的影响。结果表明:随着磷胁迫程度的加剧,类芦叶绿素含量逐渐下降。低磷胁迫与正常供磷条件下,类芦叶片气孔导度、光合速率和蒸腾速率日变化规律一致,均为单峰型,峰值在12:00;日均值表现为正常供磷>极度磷胁迫>轻度磷胁迫>中度磷胁迫>重度磷胁迫,光合速率、蒸腾速率与气孔导度呈正相关。在不同磷浓度胁迫下类芦叶片叶绿素荧光参数差异不大,极度磷胁迫与有磷条件下的光合作用机理可能不同,但PSⅡ光合反应中心没有受到破坏,类芦具有极强的耐低磷能力。     

土壤水分胁迫对大叶黄杨和月季光合生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了不同水分条件下月季和大叶黄杨的光合生理特性.结果表明:(1)随着水分胁迫的加重(W1→W2→W3),月季和大叶黄杨的主要光合参数净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日均值均呈逐渐降低趋势;大叶黄杨的WUE逐渐降低,月季先升高后降低;月季的气孔导度(Gs)逐渐降低,大叶黄杨在中度控水处理(W2)时的Gs高于轻度控水处理(W1);月季的胞间CO2浓度(Ci)先降后升,而大叶黄杨有逐渐增加的趋势.(2)水分胁迫下,两植物叶绿素荧光参数Fo升高,最大荧光(Fm),可变荧光(Fv),Fv/Fm,Fv/Fo降低,但大叶黄杨的参数变幅均大于月季.(3)两植物主要光合参数的日变化曲线有明显不同,CK和W1时,月季的Pn和Tr为"双峰"型,大叶黄杨为"单峰"型.(4)水分胁迫下,各荧光参数和光合作用参数变化均表明,大叶黄杨对土壤水分胁迫更为敏感.     

水分胁迫对长序榆幼苗脂质过氧化及抗氧化系统的影响

以盆栽长序榆一年生幼苗为试验材料,分对照、轻度干旱、中度干旱、重度干旱、饱和状态、轻度水涝、中度水涝7个处理,研究不同土壤含水量对长序榆幼苗脂质过氧化及抗氧化系统的影响。结果表明:处理前期,随着处理时间的延长和胁迫程度的加深,长序榆幼苗体内SOD、POD活性上升,脯氨酸和可溶性糖含量逐渐升高,质膜透性变化趋势不明显,MDA含量、.OH等活性氧的含量呈先降低后升高趋势,水涝胁迫下长序榆叶绿素含量、Fo、Fm、Fv/Fm、ETR、同期光合量子产量(Yield)、非光化学荧光淬灭系数(NPQ)都有所上升。到处理后期,超氧阴离子产生速率继续增大,SOD、POD活性开始下降,使活性氧的增加超出了细胞的清除能力,导致活性氧积累增加,使得质膜透性增大,.OH和MDA含量持续升高,Fo、Fm、Fv/Fm、ETR、Yield、NPQ大幅降低。灰色关联度分析表明,在16个指标中,与土壤水关系最密切的是叶绿素b,其次是Fo、Fm、Fv/Fm和ETR。通过隶属函数分析可知,长序榆幼苗更耐涝,对不同土壤含水量的适应程度依次为饱和状态>对照组>轻度水涝>中度水涝>轻度干旱>中度干旱>重度干旱。     

土壤干旱及复水对侧柏叶绿素荧光参数的影响

为了研究不同程度土壤干旱及旱后复水对侧柏幼苗叶绿素荧光参数的影响,以盆栽1年生侧柏幼苗为试验材料,设置4个水分梯度[土壤相对含水量(RSWC)为:40%,52.16%,70%,87.84%],以充分供水(RSWC为100%)为对照,经干旱胁迫60 d后复水,测定了复水前及复水后2,24,48,72 h叶绿素荧光参数。结果显示:随着土壤干旱胁迫程度的加剧,侧柏幼苗PSⅡ的最大光化学量子产量Fv/Fm、相对光合电子传递速率ETR和实际光化学量子产量Yield总体上呈现下降的趋势,而非光化学淬灭系数NPQ则呈现上升的趋势,其中土壤相对含水量为40%的重度胁迫Fv/Fm,ETR和Yield分别比对照下降1.1%,4.5%,4.9%,而NPQ比对照增加22.6%。复水后叶绿素荧光都得到了恢复,在复水24 h除70%的处理其他处理Fv/Fm达到最大,其中重度胁迫40%的处理比对照上升3.1%。在复水48 h各胁迫处理Yield,ETR达到了最大值,40%的重度胁迫分别比对照上升1.0%,1.2%。由此可知,干旱胁迫尤其是重度胁迫,虽然对侧柏幼苗PSⅡ有一定的破坏,对光合作用有一定程度的影响,但复水后各指标都得到了相应的恢复。     

沙尘和遮阴复合胁迫对西梅叶片光合作用的影响

以5a生西梅为研究材料,对其叶片进行轻度沙尘+遮阴复合（1mg·cm-2沙尘+白色纱网1层）和重度沙尘+遮阴复合（5mg·cm-2沙尘+白色纱网3层）两种处理,分别在胁迫10、20、30和40d时测定其光合、叶绿素荧光等参数,探讨长时间沙尘和遮阴复合胁迫下西梅（Prunus domestica L．）叶片光合性能的变化机制。结果表明,两种处理下,随着胁迫时间的延长,总叶绿素（Chl）、叶绿素a（Chl-a）及叶绿素b（Chl-b）含量均表现为降低趋势。净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）随处理时间的延长而下降,胞间CO2浓度（Ci）呈现先下降后上升的趋势,最大荧光（Fm）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、潜在活性（Fv/F0）、光化学淬灭（qP）呈下降趋势,初始荧光（F0）、非光学淬灭（NPQ）呈上升趋势。说明沙尘和遮阴复合处理前期气孔因素是西梅光合作用的主要限制因素,处理后期复合胁迫使光合机构受到损伤,非气孔因素成为主要限制因素。复合胁迫影响了西梅叶片的光合参数,但并未对西梅叶片光反应系统造成不可逆的破坏。     

不同水分胁迫对刺槐生理的影响

本文以二年生刺槐为供试材料,探讨水分胁迫对其生理的影响,为园林绿地中刺槐的灌溉提供理论指导。结果表明,水淹和干旱胁迫明显影响刺槐的生长。水淹11d后,qP值、ETR值、Fv’／Fm’值和净光合速率的明显下降,qN值上升,19d后植株死亡。中度干旱胁迫（土壤含水量在8％～15％之间）对植株生长有一定影响,表现为净光合速率的下降和qN值上升等;干旱胁迫（土壤含水量低于10％）严重抑制植株的生长,表现为qN值上升,而qP、ETR、Fv’／Fm’和净光合速率下降,处理19d后干旱组植株死亡。轻度干旱（土壤含水量在15％～25％之间）适宜植物生长,表现为3次测定的qP、ETR、Fv’／Fm’、FV／Fm和净光合速率都较高且稳定。土壤含水量日变化在15％～25％以内受轻度干旱胁迫是园林中刺槐的最佳灌溉方式,既不影响景观效果,同时也能节约灌溉用水。     

干旱气候条件下水分胁迫对辣椒叶片生理特性的影响

以"陇椒2号"辣椒为材料,研究了正常水分处理、轻度水分胁迫和中度水分胁迫对辣椒叶片MDA含量、保护酶活性及叶绿素荧光参数的影响,以确定甘肃省干旱气候条件下满足辣椒正常生长的土壤水分。结果表明:随着处理时间的延长,3种处理下辣椒叶片的MDA含量呈上升的趋势,SOD和POD活性均呈现先升高后降低的趋势;中度水分胁迫下辣椒叶片MDA含量和SOD活性均高于另外2个处理,POD活性在处理前期较高,在处理后期则下降;3种处理下辣椒叶片的Fv/Fm、Fv’/Fm’、ФPSII和qP指标均表现出先上升后下降的趋势,在处理后期,中度水分胁迫下的叶片上述指标较低;3种处理下辣椒叶片的NPQ指标变化趋势与qP指标的趋势相反,在轻度水分胁迫下2个指标的变化较为平缓。综合结果说明在水资源相对匮乏的干旱地区,轻度水分胁迫(田间持水量的60%)可以满足辣椒的正常生长需要。     

水分胁迫下柱花草叶水势、光合及叶绿素荧光特性的变化特征

以热研2号柱花草为供试材料,采用盆栽控制实验研究了不同土壤水分条件下柱花草叶水势、光合特性和叶绿素荧光参数的变化特征。结果表明：（1）柱花草叶水势随着水分胁迫程度的增加而降低,其日变化呈双峰曲线特征,日平均值表现为充分供水〉轻度胁迫〉中度胁迫〉重度胁迫。（2）充分供水条件下柱花草净光合速率最大,而在重度胁迫下最小,水分胁迫下柱花草光合速率的降低主要为非气孔限制因素所致;柱花草气孔导度在充分供水和轻度胁迫下随光合有效辐射的增强而增大,但在中度和重度水分胁迫下变化不明显;充分供水和轻度水分胁迫下,气孔导度均随蒸腾速率的增加而增加,中度、重度水分胁迫下蒸腾速率分别达到0.46、0.31mmol·m-2·s-1时气孔开始关闭;中度胁迫下水分利用效率高于轻度胁迫,可能是植物对胁迫环境的生理适应所致。（3）初始荧光F0随着干旱胁迫程度的增加而增加,而光系统Ⅱ的最大光化学效率Fv/Fm和潜在活性Fv/F0均降低,表明随着胁迫程度的加深,PSⅡ光抑制的程度也加深,水分胁迫抑制了PSⅡ的光化学活性,使其反应中心受到一定程度的破坏或可逆失活。     

不同水分处理下冬小麦旗叶叶绿素荧光参数的变化研究

用叶绿素荧光诱导动力学技术研究了变水条件对冬小麦旗叶叶绿素荧光参数:初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转化效率(Fv/Fm)和潜在活性(Fv/Fo)以及qP和qNP等的影响。结果表明,干旱胁迫使Fo和qNP值增加,Fv、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、qP、ETR值降低,但在拔节期和灌浆期干旱或复水处理下与干旱处理结果相反,这说明干旱可引起PSⅡ反应中心的破坏,而不同生育期的干湿交替环境条件可以增加PSⅡ反应中心开放部分的比例,将更多的光能用于推动光合电子传递,从而提高光合电子传递能力,同时qNP的提高,有助于耗散过剩的激发能,以保护光合机构,缓解环境对光合作用的影响。     

类芦的生长与VA菌根的关系分析

类芦是我国南方快速绿化水蚀荒漠化地区的优良草种。对类芦根蔸土壤中VA菌根真菌的调查表明，栽植类芦后，土壤中的VA菌根真菌数量大幅度增加，并与类芦根系形成一种协调的共生体系，极显著地促进了类芦的生长。新栽植类芦时，可在基肥中增施少量VA菌根土与磷肥，以促进土壤中VA菌根菌的快速繁衍。     

不同品种葡萄叶片光合特性对干旱胁迫的响应及旱后恢复过程

以设施葡萄品种“巨峰”和“夏黑”为试材,设置5个不同的干旱胁迫组：T1（干旱胁迫3d）,T2（干旱胁迫6d）,T3（干旱胁迫9d）,T4（干旱胁迫12d）和T5（干旱胁迫15d）,以正常水分处理组为CK（土壤相对含水率70%～80%）,研究干旱胁迫下葡萄叶片的光合荧光参数变化,以及不同程度干旱胁迫后水分恢复处理下的叶片恢复情况。结果表明：干旱可降低葡萄叶片的光合参数和荧光参数,且巨峰的变化幅度大于夏黑。在15d的干旱胁迫中,巨峰的光合参数下降70%～90%,夏黑下降60%～80%;葡萄叶片的荧光参数中,F0随着干旱胁迫的加剧而显著上升,而qP、Fv/Fm、ETR和ΦPSⅡ则随着干旱胁迫加剧而降低。其中巨峰叶片的ΦPSⅡ、qP和ETR在15d的干旱胁迫中分别下降40.63%、43.24%和57.71%,F0上升48.27%。夏黑叶片的ΦPSⅡ、qP和ETR在15d的干旱胁迫中分别下降26.38%、40.00%和59.69%,F0则上升50.19%。葡萄叶片的旱后恢复过程,在胁迫程度较轻时（T1-T4）,夏黑叶片的光合参数恢复能力大于巨峰,胁迫程度较重（T5）时则相反;两个葡萄品种荧光参数的恢复程度差异不显著。     

利用叶绿素荧光动力学参数识别苗期番茄干旱胁迫状态

为实现作物干旱胁迫状态无损识别,该研究提出了基于叶绿素荧光动力学参数的苗期番茄干旱胁迫状态识别方法。首先利用叶绿素荧光成像系统采集不同干旱胁迫程度的植株冠层叶绿素荧光图像,并将顶层叶片图像像素均值作为该植株的叶绿素荧光参数值;然后,采用连续投影法(SuccessiveProjectionsAlgorithm,SPA)、迭代保留信息变量法(Iteratively Retains Informative Variables,IRIV)和变量空间迭代收缩法(Variable Iterative Space Shrinkage Approac,VISSA)分别提取与干旱胁迫高度相关的叶绿素荧光参数。并分析3种算法提取的5个公共荧光参数(光适应过程中L2时刻的实际光量子效率、光适应过程中L3时刻的非光化荧光淬灭、基于"Lake"模型光适应过程中L2时刻的光适应光化学淬灭、基于"Lake"模型的稳态光适应光化学淬灭和基于"Lake"模型暗弛豫过程中D3时刻的光适应光化学淬灭)在不同干旱等级下的变化趋势。最后,利用线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)、支持向量机(Support Vector Machines,SVM)和k最近邻(k-Nearest Neighbor,KNN)建立干旱胁迫状态识别模型。其中,IRIV-LDA和VISSA-LDA建模效果最好,识别准确率均可达97.8%,且IRIV-LDA对干旱胁迫程度的区分度更好,对适宜水分、轻度干旱、中度干旱、重度干旱的识别率分别为100%、95%、98%、98%。仅用5个公共参数建立干旱识别模型的识别准确度最高可达83.7%,说明这5个荧光参数与番茄干旱胁迫高度相关。试验结果表明,利用叶绿素荧光动力学参数可以较准确的检测苗期番茄干旱胁迫状态。该研究为苗期番茄干旱胁迫早期监测和胁迫等级判定提供了一种新方法,也可为其他作物的干旱胁迫状态监测提供技术参考。     

施用保水剂对干旱胁迫下大麦幼苗生长及光合特性的影响

为了探讨施用保水剂对干旱胁迫下大麦幼苗生长及光合特性的影响,给保水剂在大麦抗旱栽培中的应用提供理论依据。采用盆栽法通过测定在不同干旱胁迫下大麦幼苗根长、茎长、叶片相对含水量、叶片光合参数、叶绿素含量等指标,结果表明,在同等水分条件下,施用保水剂可增加大麦幼苗根长、茎长及叶片相对含水量,显著增加大麦幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率,说明保水剂可以通过保持大麦叶片较高的光合特性来增强其碳同化能力,进而促进大麦幼苗的生长。且施用保水剂后大麦幼苗叶绿素含量得到显著提高,从而减小了干旱胁迫对植株带来的损害,延缓植株衰老。施用保水剂可以较好地促进干旱胁迫下大麦幼苗的生长发育。     

干旱胁迫与正常供水钾肥影响甘薯光合特性及块根产量的差异

【目的】干旱胁迫影响甘薯叶片光合特性及块根产量,研究通过施肥缓解干旱胁迫机理可为甘薯抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种“泰中6号”为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设为土壤最大持水量的60%~70%(正常供水W1)和30%~40%(干旱处理W0); 钾肥设K0、 K1、 K2、 K3四个水平,K2O用量分别为0、 12.0、 24.0和36.0 g/m2。分析不同钾肥用量对不同生长时期甘薯叶片相对含水量、 叶绿素荧光参数、 光合特性及收获期块根产量的影响。【结果】在干旱胁迫和正常灌水条件下,施钾处理均显著增加了甘薯叶面积和叶片叶绿素含量,提高净光合速率(Pn),增加光合产物的生产和积累,提高块根产量和收获指数。两种水分条件下,块根产量均以K2处理最高, 干旱胁迫下K2与K3处理差异显著,正常灌水处理不显著。两种水分条件下,甘薯叶片光合参数对钾肥的响应存在显著差异,干旱胁迫下施钾使叶片水分利用效率(WUE)增大,气孔导度(Gs)降低,气孔阻力增大,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)降低,水分蒸腾量减少; 而正常灌水条件下上述指标对钾肥的响应趋势相反。两种水分条件下施钾均可以增大叶片相对含水量(RWC),提高实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm),但是干旱胁迫下施钾增幅较大。【结论】干旱胁迫下适量施钾可以提高甘薯的抗旱性,增加甘薯产量,过量施钾使甘薯产量显著降低,而正常水分供应时,稍多钾肥对产量影响不显著。干旱胁迫与正常灌水条件下施钾对叶片光合参数的调控效应存在显著差异。施用钾肥可增大叶面积,提高叶绿素含量和光合性能,调节叶片气孔关闭,增大叶片气孔阻力,减少水分蒸腾损失,增加叶片相对含水量,提高水分利用效率和净光合速率; 施钾还能提高叶片PSⅡ原初光能转换效率和实际光化学效率,减少过剩激发能对光合机构的破坏,提高甘薯叶片的光合能力。干旱条件下钾肥的调节功能优于正常水肥供应。     

4种植物的耐淹耐旱性及在消落带中的应用

为探讨水库消落带植被重建技术,对硬骨草、扁穗牛鞭草、棒头草、类芦进行了耐淹、耐旱、耐贫瘠等试验和大面积植被重建技术示范。结果表明,4种植物在淹没深度≤15 m时,其最大耐淹没时间>82 d;硬骨草、扁穗牛鞭草在强风化土及细沙中生长均较好,其耐贫瘠性优于棒头草;类芦有极强的匍匐茎,护岸抗浪蚀作用最好。     

分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻光合特性及产量形成的影响

为了探讨分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻产量形成的影响机理及其耐旱机制,以东农425(耐旱型)和松粳6号(干旱敏感型)为试验材料,通过盆栽方式于分蘖期控制土壤水势至0 k Pa(对照)、-10 k Pa(轻度干旱)、-25 k Pa(中度干旱)、-40 k Pa(重度干旱),依次记为A0、A1、A2、A3。处理21 d后复水,研究分蘖期不同程度干旱胁迫对寒地粳稻叶面积、光合特性、叶绿素总含量、产量及产量构成因素的影响。结果表明,分蘖期干旱胁迫导致叶面积减小、功能叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均随土壤水势降低而下降。同时,干旱处理期间寒地粳稻功能叶片叶绿素总含量、叶绿素a/b值均随干旱胁迫程度增加而下降,但类胡萝卜素含量的变化却与其相反。干旱胁迫下寒地粳稻产量显著下降,且下降幅度随土壤水势降低而逐渐增大。有效穗数和穗粒数大量降低造成产量显著下降,说明分蘖期干旱胁迫造成减产的主要原因是低土壤水势造成了寒地粳稻库容量或单位面积颖花量的大量降低。与A0(对照)相比,A1、A2和A3下松粳6号产量降幅分别为13.87%、20.87%和32.51%;而东农425分别为10.58%、15.21%和25.52%,均显著低于松粳6号,且耐旱型品种东农425始终保持较高光合生长能力。本研究结果为寒地粳稻抗旱节水栽培技术措施的制定提供了理论依据。     

干旱胁迫下硅对番茄叶片光合荧光特性的影响

【目的】研究干旱胁迫下不同硅水平对水培番茄(Lycopersicon esculentum)叶片气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响,为番茄生产合理增施硅肥提供理论依据。【方法】以“金棚1号”番茄为试验材料,采用Hoagland营养液进行了水培试验。聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱条件进行预处理,筛选出适于本研究的PEG-6000干旱胁迫水平为1%; 之后以Na2SiO3·9H2O为硅源,以不添加PEG-6000和Na2SiO3·9H2O的Hoagland营养液为CK0,研究了1% PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,Hoagland营养液中分别添加Na2SiO3·9H2O 0(CK)、 0.6(T1)、 1.2(T2)、 1.8(T3)mmol/L,对番茄幼苗叶片色素含量、 水分状况、 气体交换参数及叶绿素荧光参数的影响。【结果】随干旱胁迫时间延长,不同硅水平处理的番茄叶片相对含水量(RWC)、 光合色素含量、 净光合速率(Pn)、 气孔导度(Gs)、 最大光化学效率(Fv/Fm)、 实际光化学效率(ΦPSⅡ)、 光化学淬灭系数(qP)等均持续下降,非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐上升,气孔限制值(Ls)先升高后降低,细胞间隙二氧化碳浓度(Ci)先降低后升高,但不同硅水平处理番茄叶片相关参数降低或升高的幅度存在显著差异。在处理第12 d时,0.6、 1.2 mmol/L硅水平处理的番茄叶片RWC较不施硅对照(CK)分别提高18.03%、 30.25%,叶绿素含量分别增加64.56%、 88.24%,Pn分别增加48.78%、 131.71%,ΦPSⅡ分别增加31.68%、 62.70%,qP分别增加18.92%、 40.54%,NPQ则分别降低9.54%、 13.35%。但1.8 mmol/L的硅水平处理12 d时相关参数除NPQ外,均较对照(CK)显著降低,如叶片RWC、 叶绿素含量、 Pn、 ΦPSⅡ和qP分别降低了17.53%、 21.79%、 21.95%、 10.16% 和5.41%。【结论】 1% PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,Hoagland营养液添加1.2 mmol/L Na2SiO3·9H2O显著改善了番茄叶片的水分状况,降低了光合色素的降解,提高了叶片色素光化学效率,减轻了光抑制程度,有利于维持较高的光合速率。