不同水肥条件下白羊草光合生理生态特征研究Ⅱ.光响应曲线

为揭示黄土丘陵区乡土草种白羊草(Bothriochloa ischaemum (L.) Keng.)在不同水肥供应条件下的光合生理特征,本研究采用盆栽控制实验,比较研究了白羊草在2种水分水平(HW-80%FC和LW-40FC%)和3种养分(CK,P和NP)处理下的光合光响应曲线特征。结果表明:非直角双曲线模型能很好的拟合白羊草光响应曲线。充分供水条件下(HW),土壤NP营养提高了白羊草最大净光合速率(P′_max),降低了暗呼吸消耗(R_d)并且保持较低的光合补偿点(LCP)和较高的光饱和点(LSP),表明NP营养有利于提高白羊草对光照的广幅适应能力和光合潜力。水分胁迫条件下(LW),P处理显著提高了白羊草P′_max,其表观量子效率(a)和LCP也相对较高,表明施磷将有利于提高干旱条件下白羊草的光合能力。     

4种蒿属植物的光合光响应曲线及其拟合模型

利用直角和非直角双曲线两种拟合模型,对毛莲蒿（Artemisia vestita）、牡蒿（A.japonica）、蒙古蒿（A.mongolica）和灰苞蒿（A.roxburghiana）4种蒿属植物的光合光响应曲线进行拟合。结果表明,1)直角双曲线拟合的α、Rd以及Lsp数值均高于非直角双曲线拟合结果,而α在两种拟合方式间表现出显著的差异性,更是直接反映出两种拟合方式在预测植物光利用策略,特别是对低光的利用策略上存在差异;2)毛莲蒿和牡蒿随着光照强度的上升表现出较大的净光合能力,同时牡蒿具有最高的表观量子效率,对光能的利用效率高于其余3个种;蒙古蒿和灰苞蒿具有较小的最大净光合能力和较低的光补偿和光饱和点。因此,在引种过程中,因考虑当地的实际情况,选取适宜的植物。     

水肥条件对达乌里胡枝子叶绿素荧光参数的影响

采用盆栽控制试验,比较研究了3种水分(高水(HW-80%FC)、中水(MW-60%FC)和低水(LW-40%FC))以及4种养分(CK,N,P,NP)处理对生长旺期达乌里胡枝子(Lespedeza davurica(Laxm.)Schindl)叶绿素荧光动力学参数的影响。结果表明:不同养分处理下,随着土壤含水量的降低,达乌里胡枝子叶片F_v/F_m值降低,表明水分胁迫降低了其PSⅡ反应中心的光化学效率。HW和MW水平下,N处理的叶片F₀显著高于其他养分处理(P<0.05),而F_v/F_m值则显著低于其他养分处理(P<0.05),表明氮肥对其叶片PSⅡ反应中心的活性和光能转化效率的提高作用较小;P处理的叶片Φ_PSⅡ,ETR和qP显著高于其他养分处理(P<0.05),说明施磷提高了叶片PSⅡ反应中心光化学反应效率、开放程度和电子传递速率。LW水平下,4种养分处理间F_v/F_m值无显著差异,表明在重度水分胁迫条件下,施肥对提高叶片光化学效率无明显效果。     

水分胁迫及复水对达乌里胡枝子光合特性的影响

以来自山西的6个生态型达乌里胡枝子(Lespedeza davurica(Laxm.)Schindl)为材料,通过测定干旱胁迫和复水后植物叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、水分利用效率(WUE)、胞间CO₂浓度(C_i)和叶绿素含量等指标,研究了不同生态型达乌里胡枝子在水分胁迫下和复水后光合特性与抗旱性的关系。结果表明:随干旱胁迫程度加剧,6个生态型达乌里胡枝子P_n,T_r和G_s值均有较大幅度的降低,水分利用效率呈下降趋势,光合作用减弱。其中沁水和沁源生态型的P_n下降速度快、幅度大、抗旱性差,阳泉和交口生态型的P_n下降速度慢、幅度小、抗旱性强;复水后抗旱性强的生态型恢复至正常状态的能力强,其WUE比抗旱性差的生态型高。抗旱性由强到弱的顺序是:阳泉>交口>太谷>静乐>沁源>沁水。     

褪黑素对干旱胁迫下达乌里胡枝子幼苗生长及叶片水分生理的影响

为探究褪黑素对植物苗期干旱胁迫的影响,本试验在干旱胁迫下对'晋农1号'达乌里胡枝子(Lespedeza da-vurica)叶面施加了不同浓度(25,50,100,200和400 μmol·L-1)褪黑素,并测定了幼苗生长及叶片水分生理指标.结果显示,与干旱对照组相比,施加适宜浓度的外源褪黑素可显著提高干旱胁迫下达乌里...     

PEG胁迫下达乌里胡枝子种子萌发期的抗旱性差异

采用0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.2Mpa共5个浓度梯度的PEG对9个达乌里胡枝子不同种质的种子进行干旱胁迫处理,通过对发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、苗长的综合分析表明,9个达乌里胡枝子种质材料萌发期抗旱性强弱顺序为H04-17〉H04-5〉H98-45〉H98-16〉H02-2〉H04-3〉H98-67〉H98-24〉H04-7。     

硫化氢对盐胁迫下达乌里胡枝子生长和抗氧化系统的影响

为探讨外源硫化氢对盐胁迫下达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)幼苗生长和抗氧化系统的影响,本试验以盐胁迫下的达乌里胡枝子为研究对象,通过施加不同浓度的外源硫化氢,并在盐胁迫第0,10,20,30 d分别测定幼苗的生长特性和抗氧化系统指标。结果表明：施加外源硫化氢缓减了盐胁迫对达乌里胡枝子幼苗生长的抑制作用,提高了盐胁迫下达乌里胡枝子幼苗抗氧化酶活性以及抗坏血酸和谷胱甘肽含量,增加了叶片相对含水量,降低了叶片相对电导率以及丙二醛的含量。综上所述,施加外源硫化氢在一定程度上提高了达乌里胡枝子幼苗叶片的抗氧化酶活性,延缓了膜脂过氧化的发生,因此增强了达乌里胡枝子幼苗对盐的耐受性。     

干旱胁迫条件下菊苣的光合响应

研究了3种具有不同抗旱性的菊苣(Cichorium intybus)[航天诱变新品系PA 43、PA 82和亲本普那菊苣]的光合特性及对干旱胁迫的响应。结果表明,3个菊苣品系的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Cond）日变化趋势都是双峰曲线。午间有明显“午休”现象,且导致午休的主要原因是非气孔因素。PA 82的Pn、Tr、Cond值均最高,PA 43的相应值均最小;3个菊苣品系的胞间CO2浓度（Ci）在10:00－12:00时比较低,其变化曲线与Pn相反。水分利用效率（WUE）以PA 82为最高,普那菊苣居中,PA 43为最低。随着干旱胁迫程度的加剧,3个菊苣品系的Pn、Tr、Cond、暗适应下PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、暗适应下PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）、光化学猝灭系数（qP）均有一定程度的降低。其中,PA 82下降速度慢、幅度小,PA 43下降速度快、幅度大。Ci、qN值随着胁迫程度的加剧呈上升趋势。其中,PA 82上升速度慢、幅度小,PA 43上升速度快、幅度大。相对于抗旱性弱的菊苣PA 43,抗旱性强的菊苣PA 82、 普那菊苣在受到严重干旱胁迫时,具有较强的抵抗干旱的能力。     

转苜蓿MsOr基因烟草光合-光响应和光合-CO2响应曲线特征研究

为明确苜蓿（Medicago sativa）Orange基因的表达对植物光合作用的影响,以转Orange（MsOr）基因型烟草（TOR1与TOR2）和野生型烟草（WT）为研究材料,采用盆栽控制试验,比较研究了WT,TOR1和TOR2叶片光响应曲线和CO₂响应曲线,并测定其叶片类胡萝卜素含量。结果表明：直角双曲线修正模型可较好地拟合烟草光响应曲线和CO₂响应曲线;在一定光合有效辐射强度和CO₂浓度范围内,随光强和CO₂浓度增加,TOR1和TOR2的净光合速率均显著高于WT（P<0.05）;TOR1和TOR2的最大净光合速率、光饱和点、CO₂饱和点、羧化效率、暗呼吸速率和光呼吸速率显著高于WT,而CO₂补偿点显著低于WT（P<0.05）;TOR1和TOR2的叶片总类胡萝卜素含量约为WT的2倍。研究表明：苜蓿MsOr基因的表达促进了烟草植株叶片类胡萝卜素的积累,同时提高了其光能和CO₂利用能力,增强了植株对高光强、高CO₂浓度环境的适应能力。     

2种不同类型的尖叶胡枝子光合-光响应特性研究

以黄绿型和浓绿型2种不同类型的尖叶胡枝子Lespedeza hedysaroides为材料,对其叶绿素含量和光合-光响应特性进行了研究。结果表明,2种不同类型尖叶胡枝子的叶绿素含量存在显著差异。浓绿型尖叶胡枝子的最大净光合速率（Amax）、暗呼吸速率（Rd）、表观量子效率（AQY）均高于黄绿型尖叶胡枝子,而光补偿点（LCP）、光饱和点（LSP）低于黄绿型尖叶胡枝子。黄绿型尖叶胡枝子和浓绿型尖叶胡枝子净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci) 、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)及叶片温度（Tleaf）对不同光合有效辐射通量密度(PPFD)的响应均有一定程度的差异。     

低温季节不同禾草对富营养水体净化能力的研究

为选出低温季节净化富营养水体的优势植物,对矮蒲苇(Cortaderia selloana‘Pumila’)和3个多花黑麦草(Lolium multiflorum)品种的水体净化能力进行了比较研究。处理5d后,供试植物的水体中铵态氮(NH₄⁺-N)含量接近0,矮蒲苇对总氮(Total nitrogen,TN),硝态氮(NO₃^--N)和化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)去除率显著高于3个多花黑麦草品种;3个多花黑麦草品种中‘特高’和‘剑宝’的净化能力显著高于'美克斯'。处理20d后,供试植物对TN,NH₄⁺-N,NO₃^--N的去除率达90%以上,对总磷(Totalphosphorus,TP)和COD的去除率达79%和59%以上;水上部干重增长量占增长总量的50%以上,植株氮磷积累量占总去除量的80%以上。表明矮蒲苇、‘特高’与‘剑宝’的净化能力优良,可在低温季节的富营养水体净化中进行推广。     

不同氮磷条件下施加促生菌对多花黑麦草生长的影响

为进一步筛选适于田间条件的根际促生菌(PGPR),从豆科和禾本科植物根际分离出活性较强的3 株固氮菌(C1、C2、C3)和3 株溶磷菌(P1、P2、P3),经16S rRNA基因序列分析后,接种于多花黑麦草品种邦德,并探讨在单一固氮菌替代50％氮肥、单一溶磷菌替代全磷以及固氮菌和溶磷菌的不同组合替代50％氮肥+无磷三种...     

不同水肥条件下白羊草叶片叶绿素荧光特性研究

采用盆栽控制试验,比较研究了四种养分(不施肥、施N肥、施P肥和施N+P肥)处理和三种水分(充分供水、轻度水分胁迫、重度水分胁迫)水平下白羊草叶片叶绿素荧光动力学参数特征.结果表明:在不施肥(CK)处理中,重度水分胁迫下白羊草叶片的Fm、Fv/Fm、φPSII、qP和ETR显著最小,F0显著最大,表明重度水分胁迫会显著影响其叶片PSII反应中心活性.重度水分胁迫下,施N、P和N+P肥处理的Fm、Fv/Fm、φPSII和ETR显著大于CK,而F0显著小于CK,表明重度水分胁迫下N肥、P肥及其配施均能有效提高白羊草叶片PSII反应中心活性、开放程度和光合电子传递.不同水分处理下,施N+P肥比单施N肥和P肥能够更大程度提高白羊草叶片ETR值,显著减小水分胁迫对其F0、Fv/Fm和φPSII的影响,表明氮磷配施能更有效地改善其PSII反应中心结构和功能.     

不同光环境下兴安胡枝子叶片光合和叶绿素荧光参数的光响应特点

为了解兴安胡枝子(Lespedeza daurica)对不同森林光环境的适应性,分别测定了林下和林缘兴安胡枝子叶片的光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的光响应曲线。结果表明,在低光强下,林下兴安胡枝子叶片的净光合速率(Pn)和表观量子效率(AQY)明显高于林缘,即林下兴安胡枝子叶片对弱光的捕获和利用能力明显高于林缘,但林下兴安胡枝子在相对较强光强下的光合能力明显低于林缘,表现为较低的光饱和点(LSP)和净光合速率(Pmax),随着光强的增加而减少,林下兴安胡枝子叶片的气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)增加幅度也明显低于林缘,但林下兴安胡枝子具有相对较高的水分利用效率。低光强下,林下和林缘兴安胡枝子叶片的实际光化学效率(ФPSⅡ)和电子传递速率(ETR)均无明显差异,但当光强超过400μmol·m~(-2)·s~(-1)后,林缘兴安胡枝子叶片的ФPSⅡ和ETR均明显高于林下,但是林下兴安胡枝子叶片的热耗散能力明显高于林缘。兴安胡枝子叶片的光合特性对不同光环境具有较强的适应能力。     

不同灌溉处理下紫花苜蓿光合特性、叶绿素荧光参数及生物量的变化

为了在永昌荒漠化灌区获得紫花苜蓿（Medicago sative）的高产节水技术,本研究以甘农3号紫花苜蓿为试验材料,在地下滴灌方式下,采取人工控制土壤水分的方法,对不同水分胁迫下紫花苜蓿的光合特性、叶绿素荧光参数及地上生物量进行研究。结果表明：随着水分胁迫的加剧,影响紫花苜蓿的光合特性的因素由气孔限制逐渐转变为非气孔限制,水分利用效率（water use efficiency,WUE）呈先上升后下降趋势,在10：00和16：00左右时轻度水分胁迫的WUE显著大于充分灌溉的;随着水分胁迫的加剧,叶绿素总含量均先升高后降低,表明在轻度水分胁迫下更有利于叶绿素的合成;随着水分胁迫的加剧,紫花苜蓿的叶绿素荧光参数下降幅度逐渐加大,干草产量也逐渐下降,严重的水分胁迫会抑制了PSⅡ的光化学活性,从而影响了紫花苜蓿的干草产量;轻度水分胁迫与充分灌溉之间无显著差异,这体现了在轻度水分胁迫下也能够达到高产的目的。     

极端干旱区骆驼刺对水氮条件变化的生长响应

采用盆栽试验,研究了不同水氮处理下骆驼刺（Alhagi sparsifolia）的形态特征、生物量累积和分配特征,并探讨了适合骆驼刺生长的最佳水氮条件。经过2年的水氮处理发现,水分和氮素处理对骆驼刺的株高、冠幅、基茎、地上和地下生物量累积均有显著影响,对生物量分配还存在着明显的交互作用,但在不同生长年份影响也不同。在第1个生长年份,综合评价结果为干旱低氮（田间持水量30%~35%,施氮51 mg N·kg^-1）处理下生长表现最好,主要表现在株高、基茎、根系生物量和根冠比均有明显增加。在第2个生长年份,则为中水中氮处理（田间持水量60%~65%,施氮102 mg N·kg^-1）下综合生长表现最好,主要表现在地上、地下生物量和根冠比均有显著增加。因此,在骆驼刺幼苗生长早期应推荐干旱低氮处理,随株龄增加则为中水中氮处理更合适。     

微孔草对水分胁迫反应的研究

微孔草对水分胁对水分胁迫反应的研究结果表明,微孔草生存和生长所需土壤水量分别为１１．２２％和４０．４１％,土壤有效水为７％和３６％,叶片含水量为８３．４０％和８８．７０％,水分饱和污缺为５９．６４％和４８．９２％。