黑麦草对NaHCO3胁迫的光合生理响应

为了探讨牧草对碱胁迫的光合生理响应,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO₃(0,50,100,150,200 mmol/L)胁迫对黑麦草幼苗叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光和叶黄素循环的影响。结果表明,1)随着NaHCO₃浓度增大,叶绿素和类胡萝卜素含量逐渐降低,叶绿素a/b不断提高,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和气孔限制值(L_s)下降,胞间CO₂浓度(C_i)升高,表明非气孔限制是碱胁迫下P_n降低的主要因素。2)PSⅡ初始荧光(F_o)随NaHCO₃浓度提高明显上升,最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭(q_P)显著下降,非光化学猝灭(NPQ)呈增加趋势。3)随着NaHCO₃浓度提高,天线转化效率(F_v′/F_m′)降低,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α－1)增大,叶片吸收的光能中用于光反应的比例(P)下降,而天线热耗散的比例(D)增加,叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)呈先升后降趋势,表明依赖叶黄素循环的天线热耗散是碱胁迫下黑麦草耗散过剩光能的主要途径。     

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。     

行间种植白三叶对桃树光合生理特性的影响

为探明桃园种植白三叶(Trifolium repens L.)对桃树光合生理特性的影响,以行间种植白三叶的桃树为处理、行间清耕的桃树为对照,在6月份降雨后(雨后1d)及持续无雨的不同时间(雨后11d和雨后20d),研究了行间种植白三叶对桃树叶片光合参数和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:随着无雨天数的延长,对照和处理的叶片相对含水量(WRC)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、PSⅡ最大光化学量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ非环式电子传递的光化学量子产量(Φ_PSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qP)、PSⅡ非循环电子传递速率(ETR)均呈降低趋势,而胞间二氧化碳浓度(C_i)则呈升高趋势;在雨后1d,对照和处理间各指标均无显著差异;在雨后11d,对照和处理的Ci,F_v/F_m,Φ_PSⅡ,ETR和qP均和雨后1d时无显著差异,而对照的RWC,P_n,T_r和G_s则较雨后1d时显著下降(P<0.05),且显著低于处理(P<0.05);在雨后20d,处理和对照除C_i显著升高外(P<0.05),其余指标均显著下降(P<0.05),且对照Ci显著高于处理,其余指标对照均低于处理。说明随着高温无雨天气时间的延长,产生水分胁迫的程度在逐渐增加,导致桃树光合速率下降,甚至光合中心受损,而桃树行间种植白三叶可有效缓解高温干旱对桃树的伤害。     

不同水肥条件下白羊草光合生理生态特征研究I.光合生理日变化

为揭示黄土丘陵区乡土种白羊草(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个水分水平(HW-80%FC和LW-40FC%)和3个养分(CK、P和NP)处理下的光合生理日变化特征.结果表明:HW下白羊草光合速率日变化均呈"三峰"型曲线.LW下,P和NP处理呈"双峰"型曲线,CK处理呈"三峰"型曲线,均具有明显的光合"午休"现象.不同水肥条件下白羊草叶片水分利用效率日变化均呈"L"型.HW下,白羊草光合速率日均值无肥处理显著高于其他处理(P<0.05),LW下,3养分处理间白羊草光合速率日均值无显著差异,而不同养分处理下,土壤水分胁迫均显著降低了白羊草光合速率日均值,并使光合"午休"程度加剧,水分是限制白羊草光合生理过程的首要因素.     

Na+对渗透胁迫下霸王幼苗光合特性的影响

在-0.5MPa渗透胁迫下,研究了Na⁺对多浆旱生植物霸王幼苗光合特性的影响。结果显示,在渗透胁迫下,50mmol/LNaCl的加入使霸王幼苗的叶面积和叶绿素(a+b)含量分别显著增加了105%和33%,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)以及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性分别显著提高了115%,90%和180%,而胞间CO₂浓度(Ci)显著降低了17%;同时,使PSⅡ的潜在活性(F_v/F₀)、原初光能转换效率(F_v/F_m)以及光合电子传递速率(ETR)分别显著提高了15%,5%和11%。以上结果表明,Na⁺能改善渗透胁迫下霸王幼苗的光合作用,从而提高植株的抗胁迫能力。     

镉胁迫下多年生黑麦草的光合生理响应

以多年生黑麦草为植物材料, 对其进行0(CK),5,10,20 mg/L的Cd²⁺处理6 d,结果表明,Cd²⁺处理显著降低了地上部、地下部的生物量;随着处理浓度的升高,Cd在地上部、地下部的含量显著升高,地上部Cd的分布比例显著升高,地下部Cd的分布比例显著降低,多年生黑麦草对Cd具有超量吸收和转运的能力。在处理的0,0.25,1,3,6 d,测定5 mg/L Cd²⁺处理的多年生黑麦草叶片的气体交换参数、光合色素含量和叶绿素荧光参数,结果表明, Cd²⁺处理未导致光合色素含量的变化,气体交换参数和叶绿素荧光参数均受到显著的影响。处理1 d内,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)具有相同的变化趋势,Pn的下降是由气孔因素导致的。Pn在处理3和6 d分别较未处理显著下降了24.4%和23.4%,非气孔因素对Pn的降低起到了主要作用。蒸腾速率(Tr)在处理1 d较未处理显著上升了74.1%,这有助于Cd向地上部转运。潜在光化学效率(F_v/F₀)在处理的0.25,1,3 d时分别较未处理显著上升了14.4%,21.0%和14.4%。最大光化学效率(F_v/F_m)在处理0.25,1,3 d分别较未处理显著上升了3.1%,3.2%和3.1%。实际光化学效率(ΦPSⅡ)、相对电子传递效率(rETR)和光化学淬灭系数(qP)在处理6 d较未处理显著下降了25.3%,25.3%和21.1%,叶片PSⅡ的光化学反应能力显著降低。非光化学淬灭系数(qN)在处理0.25,1 d分别较未处理显著下降了15.6%,41.5%,随着处理时间的延长,qN值显著升高,起到了光保护的作用。非调节性能量耗散在处理0.25,1 d分别较未处理显著上升了30.8%,37.8%,处理3和6 d下降至与未处理无显著差异。调节性能量耗散在处理1 d比未处理显著下降了36.9%,在6 d时显著上升了17.0%,减轻了光合机构的伤害程度。     

瓜果腐霉毒素对多年生黑麦草的致病作用机理初步研究

为了明确瓜果腐霉毒素对多年生黑麦草的致病作用机制,本试验对瓜果腐霉毒素处理后多年生黑麦草的叶绿素、β-胡萝卜素、光合系统Ⅱ、丙二醛、超氧自由基、希尔反应活力、根系活力以及叶片含水量进行了测定。结果发现,毒素处理后的多年生黑麦草叶绿素、β-胡萝卜素遭到了破坏,F_v/F_m, F_m随剂量增加而降低,新速ⅡF_o几乎不变,而英斯派F_o随剂量的增大而增大,丙二醛含量随除草毒素剂量的增大而增大,超氧自由基含量随除草毒素剂量的增大而增大,同时发现2种多年生黑麦草的希尔反应活力、叶片含水量、根系活力也受到了不同程度的影响。     

不同生育期美丽风毛菊PSⅡ光化学效率和色素含量对UV-B辐射的响应

以高山植物美丽风毛菊为材料,在矮嵩草草甸植物群落生长季的不同月份,采用短期滤除太阳辐射光谱中UV-B成分的方法,研究了UV-B辐射对PSⅡ光化学效率、光合色素和紫外吸收物质的影响。结果表明,1)与对照相比,low UV-B处理时3 min暗适应的PSⅡ最大光化学量子效率F_v/F_m呈升高的趋势,说明UV-B辐射能加剧PSⅡ反应中心的可逆失活或损伤程度。2)PSⅡ实际光化学效率Φ_PSⅡ和光化学猝灭系数qP在生长季内具有基本一致的变化趋势;low UV-B处理能引起Φ_PSⅡ和qP的升高和NPQ的降低,表明自然光谱中的UV-B成分能降低叶片的光能捕获效率,促进非光化学能量耗散过程。3)low UV-B处理时光合色素的降低与叶片变薄有关,强太阳UV-B辐射下光合色素的相对增加是一种表象。综上可知,青藏高原强太阳UV-B辐射对高山植物的光合生理过程具有潜在的负影响,叶片中高含量且相对稳定的UV-B吸收物质可有效屏蔽太阳UV-B光量子抵达光合机构等敏感部位,不同生育期叶片PSⅡ光化学效率的差异与环境因子和叶片发育状态有关。     

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。     

干旱胁迫后复水对新疆大叶苜蓿幼苗光合和叶绿素荧光的影响

为研究新疆大叶苜蓿抗旱机制,以新疆大叶苜蓿为材料进行盆栽控水试验,设定正常供水(CK)、轻度胁迫(T1)和重度胁迫(T2)3个处理,分析干旱胁迫后复水对新疆大叶苜蓿光合和叶绿素荧光的影响。结果表明,随干旱胁迫的加剧,叶绿素a (Chl a)、叶绿素b (Chl b)、叶绿素总含量[Chl (a+b)]、净光合速率(P_n)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、最大光化学效率(F_v/F_m)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(Q_p)和实际光合量子产量(Yield)均呈下降趋势,而初始荧光(F_o)、非光化学猝灭系数(NPQ)及叶片水分利用速率(WUE)均呈上升趋势。T1处理在复水3 d后,Chl a,Chl (a+b),C_i,WUE,F_v/F_m,ETR,Q_p和F_o恢复至对照,而T2处理则在复水第5 d时恢复到对照。其中Chl a,[Chl (a+b)],C_i,G_s,F_v/F_m,ETR和Q_p在复水第7 d后出现超补偿效应。该研究表明新疆大叶苜蓿的抗旱性强,为全面了解新疆大叶苜蓿的干旱适应能力提供理论依据。     

不同水肥条件下达乌里胡枝子的光合-光响应曲线特征

为揭示黄土丘陵区达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)在不同土壤水分与养分供应条件下的光合生理特征,采用盆栽控制试验,比较研究了在3种水分水平(高水HW,80±5%田间持水量FC;中水MW,60±5%FC和低水LW,40±5%FC)与4种养分处理(CK, N, P和NP)下达乌里胡枝子生长旺期的叶片光合-光响应曲线特征。结果表明:直角双曲线修正模型比非直角双曲线模型更准确地拟合了不同水肥条件下达乌里胡枝子的光合-光响应曲线。HW水平下,P处理显著提高达乌里胡枝子的最大净光合速率(P_nmax),表观量子效率(AQY)与光饱和点(LSP);施磷肥有利于提高充分供水条件下达乌里胡枝子的光合能力,单施磷肥可以改善其在水分胁迫条件下叶片光合作用,以及提高达乌里胡枝子对光能的广幅利用能力。     

干旱胁迫和复水对冰草相关抗性生理指标的影响

干旱胁迫是干旱与半干旱地区限制植物生长的一个最主要的环境因子。本文研究了15 d的干旱胁迫和6 d的复水对冰草(Agropyron cristatum)叶片抗旱相关生理指标及抗氧化酶活性的影响。结果表明:在干旱胁迫下冰草叶片具有较强的水分保持能力,并且在复水过程中叶片相对含水量快速恢复;干旱胁迫对冰草光化学系统的影响较小,10 d的干旱胁迫下,F_v/F_m仅下降了6.62%;5 d和10 d的干旱胁迫对冰草叶片电解质外渗的影响与对照差异不显著,而随着干旱胁迫时间的延长,叶片电解质外渗显著升高。在水分胁迫下, 冰草超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,CAT对干旱胁迫最敏感,而POD活性下降最慢;复水后3种酶的活性升高,复水6 d后都恢复到干旱处理前的水平。由此表明,冰草的抗旱性可能和短期干旱胁迫下叶片的保水能力以及复水后叶片生理功能的快速恢复有关。     

中水水培对4种绿地植物生长及光合生理特性的影响

研究中水对植物生长发育产生的影响,拓展深圳市中水的利用范围。利用中水和清水(对照)水培试验对大叶油草、台湾草、蟛蜞菊和金叶假连翘4种常用绿地植物小苗进行培养,测定2种水质对4种绿地植物株高生长、根系发育及光合生理等的影响。结果表明,在中水中培养30d,4种植物的株高大于清水;根活力小于相应的清水;叶绿素含量都高于清水;而根长在培养21d前大于清水,在21d后小于清水。大叶油草、蟛蜞菊的原始荧光(F₀)和最大荧光(F_m)均大于清水,F_v/F_m值小于清水;而台湾草正好相反。经差异显著性分析,中水培养对植物光合性能的影响与清水培养相比差异不显著(P>0.05)。中水水质能对4种绿地植物的形态、生理产生一定的影响,但与不同植物本身生物学特性有关。     

增补UV-B辐射对高山植物美丽风毛菊光合作用和光合色素的影响

强太阳紫外线-B(UV-B)辐射是青藏高原的主要环境胁迫因子,以高山植物美丽风毛菊(Saussurea superba)为材料,在2008和2009年植物生长盛期的7,8月份,采用选择性过滤膜和UV-B荧光灯管组合的方法研究了净光合速率(P_n)、稳态PSⅡ光化学效率、光合色素和紫外线吸收物质对强UV-B辐射的响应,探讨了典型高山植物的UV-B适应特性。结果表明:增补UV-B辐射能引起P_n和气孔导度(G_s)的增加;随处理时间的延长,第11和16天PSⅡ实际量子效率(Φ_PSⅡ)呈下降趋势,说明UV-B辐射对高山植物叶片光合机构仍具有负作用,PSⅡ光化学效率的降低反映了UV-B辐射效应的积累。增补初期光合色素有增加的趋势,但随处理时间的延长最终呈降低趋势,表明UV-B辐射对光合色素的光破坏是本质的,而基于叶片厚度增加导致的光合色素含量升高是一种表象。增补UV-B处理没有引起紫外线吸收物质含量的变化,表明高山植物叶表皮层丰富的黄酮类物质能有效保护光合机构,受环境UV-B辐射波动的影响较少。综上表明:增补UV-B后叶片G_s的增加以及单位叶片面积光合色素增加有利于P_n的提高,但青藏高原强太阳UV-B辐射对高山植物美丽风毛菊的光合生理过程仍具有潜在的负效应。     

干旱-复水对构树叶片水势和气孔开闭的影响

为探究干旱-复水对构树(Broussonetia papyrifera L.)叶片水势和气孔导度及其相关关系的影响，本研究以贵州贞丰(GZ)、河南周口(HN)、山东菏泽(SD)3个种源构树2年生幼苗为研究对象，研究不同干旱胁迫强度下构树叶片水势和气孔导度的变化特征。结果表明：干旱强度、干旱时间、种源及三者的交互作用均对构树叶片水势和气孔导度有显著影响。随着干旱胁迫强度的增强，GZ种源构树叶片水势显著降低，干旱胁迫指数明显增大，相较于对照(CK),轻度干旱(LS)、重度干旱(SS)处理下HN和SD种源构树叶片水势呈现先下降后上升的趋势。SS处理下各种源构树气孔导度显著低于CK。复水后，3个种源构树叶片水势和气孔导度均能恢复到CK水平。因此，干旱尤其是重度干旱显著降低了各种源构树水势和气孔导度，复水后均可恢复至正常供水水平，甚至出现超补偿生长。     

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.     

白羊草根系形态特征对土壤水分阶段变化的响应

根系形态特征是评价植物适应胁迫环境的重要指标。以黄土丘陵半干旱区天然草地群落优势种白羊草为材料,研究了其根系生长和形态特征与水分供应条件的关系。采用盆栽控制试验,设置3个水分处理:高水(HW,80%田间持水量)、中水(MW,60%田间持水量)和低水(LW,40%田间持水量),分别在拔节期、开花期、结实期改善水分供应水平,在生育期末测定了白羊草根系生物量和各项形态指标。结果表明:白羊草根系生长与水分供应条件密切相关,持续高水处理有利于白羊草根系生长,其根系生物量、总根长和根表面积均显著提高(P<0.05);水分胁迫抑制了白羊草根系生长,但对白羊草根系平均直径影响不显著;根系生物量、总根长和根表面积间存在显著的正相关关系(P<0.01);不同生育期阶段胁迫后复水,白羊草根系表现出较强的可塑性,在拔节期复水且高的复水幅度能够显著提高白羊草根系生物量、总根长和根表面积(P<0.05)。这些说明白羊草根系对干旱胁迫有较强的耐受能力,其对阶段干旱胁迫后复水的响应与生育期及复水前干旱胁迫程度密切相关。     

氮素对分蘖期干旱及复水柳枝稷光合生理特性的影响

为揭示引种禾草柳枝稷(Panicum virgatum L.)光合生理对短期干旱的敏感性与旱后恢复能力及施氮效应,采用盆栽控水试验,设置高水[HW,80%FC(田间持水量)],中水(MW,60%FC)和低水(LW,40%FC)3个水分水平,及两个氮肥处理(不施氮和0.1g N/Kg干土),研究了分蘖期柳枝稷叶片光合气孔交换参数和叶绿素荧光参数在土壤逐渐干旱及复水后的变化特点。结果表明:与高水相比,中水和低水下柳枝稷叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(Fv/Fm)均显著降低;随自然干旱时间延长,Pn、Gs、Tr、Fv/Fm和光化学淬灭系数(qP)值均呈下降趋势,且施氮处理的降幅较大,以低水施氮降低幅度最大,Pn下降由气孔限制转变为非气孔限制;非光化学淬灭系数(NPQ)值则呈相反的变化趋势;复水后,柳枝稷各光合生理指标均能恢复到水分降低前水平,施氮处理的恢复速度大于不施氮处理。上述表明,柳枝稷具有较强适应低水分条件的能力,一定土壤水分条件下施氮有利于提高其光合能力及复水后的恢复能力;在土壤水分低于40%FC施氮则加重柳枝稷受胁迫程度,降低柳枝稷光合性能。     

干旱胁迫和复水对草地早熟禾3个品种生理特性的影响

为探究干旱和复水对草坪草生理特性的影响,研究草地早熟禾(Poa pratensis L.)3个品种在干旱胁迫及干旱后复水条件下草坪质量(TQ)、叶片相对含水量(RWC)、光化学效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。试验结果表明,干旱胁迫引起3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性明显下降和MDA含量明显升高;复水后,3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性和MDA含量不同程度地得以恢复,但3个品种的大部分指标都没能完全恢复到干旱胁迫前水平。Merit的各项指标较其他两个品种在干旱胁迫期间降幅小,复水后各指标恢复相对明显。     

干旱胁迫及复水处理对白羊草抗旱生理特性的影响

以白羊草(Bothriochloa ischaemum)为材料,采用盆栽试验设计,在干旱胁迫和复水后,研究了其栽培种和野生种叶片相对含水量(RWC)、细胞外渗率、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)等抗性指标的变化,探讨白羊草在干旱胁迫和复水后的生理生化特征.结果表明,随干旱胁迫时间的延长,...