氮素用量对设施韭菜气体交换及叶绿素荧光参数的影响

【目的】研究不同氮素用量对设施韭菜气体交换及叶绿素荧光参数的影响。【方法】以1年生韭菜作为材料,通过U₁(CK,0)、U₂9.2 kg/(667m²·y)、U₃18.4 kg/(667m²·y)、U₄27.6 kg/(667m²·y)、U₅36.8 kg/(667m²·y)、U₆46.0 kg/(667m²·y)、U₇55.2 kg/(667m²·y)、U₈64.4 kg/(667m²·y)8个处理,测定气体交换参数(净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、气孔导度)、叶绿素荧光动力学参数(光下稳态荧光、电子传递速率、光适应下PSII反应中心激发能捕获效率、CO₂同化的量子效率、非光化学淬灭系数和光化学淬灭系数)。【结果】韭菜叶片气体交换及叶绿素荧光动力学参数均随着氮素浓度的增加均表现出先增加后减少的趋势,光合参数的最施氮素用量为13.40~33.73 kg/(667m²·y),叶绿素荧光参数的最施氮素用量在27.72~40.76 kg/(667m²·y)。【结论】综合光合参数与叶绿素荧光参数,宁夏地区设施韭菜氮素用量为27.72~33.73 kg/(667m²·y)(即尿素施用量为60.25~73.33 kg/(667m²·y)。     

干旱胁迫下腐植酸对燕麦叶绿素荧光特性的调控效应

【目的】明确腐植酸(HA)对干旱胁迫下燕麦叶片叶绿素荧光特性的调控效应。【方法】采用盆栽试验,研究了在正常供水(75%田间持水率)、中度干旱胁迫(60%田间持水率)、重度干旱胁迫(45%田间持水率)3个水分条件下喷施HA对燕麦叶片叶绿素量及荧光参数的影响。【结果】①水分胁迫导致Chla+Chlb、Chla/Chlb、Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo和qP显著降低,而Fo和NPQ显著升高;②与CK相比,干旱胁迫下HA处理Chla+Chlb提高0.6%~40.82%、Chla/Chlb提高1.13%~30.09%、Fm提高0.7%~121.19%、Fv提高1.0%~171.79%、Fv/Fm提高0.2%~83.89%、Fv/Fo提高1.9%~211.56%、qP提高0.1%~68.30%、NPQ提高6.02%~73.36%、而Fo降低0.70%~14.06%,其中在重度干旱胁迫下均达到显著差异。【结论】干旱胁迫对燕麦PSⅡ光反应系统产生明显伤害,喷施腐植酸可缓解其影响,且在重度干旱胁迫条件下效果最明显。     

细菌性根腐病对三七光合特性的影响

根腐病是严重威胁三七生产的重要因素之一,常年发病率在5%～20%。其中,由假单胞杆菌(Pseudomon adaceae)引起的细菌性根腐病,因叶片出现缺水萎蔫症状时才能发现,目前尚无有效的预防措施。为探究细菌性根腐病对三七光合生理特性的影响,从而为三七病害生理学研究提供理论基础,本文以2年生三七为材料,设置2个处理[发病植株和健康对照植株(CK)],研究细菌性根腐病对三七形态结构、光合特性和光系统功能的影响。结果表明:1)根腐病导致三七的主根褐变腐烂,须根断损,茎基部腐烂中空,叶片萎蔫,各器官含水量比CK显著降低(P≤0.05);而株高、叶面积和叶片解剖结构(上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度)在两处理间均无显著差异。2)发病植株叶片叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、水分利用效率(WUE)和表观叶肉导度(AMC)显著低于CK(P≤0.05),且CK叶片胞间CO_2浓度(C_i)与P_n呈反比。3)发病植株叶片的光系统Ⅰ(PSⅠ)反应中心P700最大荧光信号(P_m)根腐病初期暂不受影响,而叶片暗适应下最大量子效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递速率[ETR(Ⅱ)]、PSⅡ实际光化学量子产量[Y(Ⅱ)]、PSⅠ电子传递速率[ETR(Ⅰ)]、PSⅠ周围的环式电子流(CEF)和PSⅠ实际光化学量子产量[Y(Ⅰ)]均显著低于CK(P≤0.05);参与调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]则显著高于CK(P≤0.05);发病植株的快速叶绿素荧光动力学曲线上出现K相,且显著高于CK(P≤0.05)。总的来看,细菌性根腐病对三七发病植株各器官的损伤严重程度为根茎叶,且根腐病导致发病植株叶片叶绿素降解, PSⅡ受到不可逆损伤, PSⅠ的电子传递被抑制,且叶肉细胞CO_2的同化能力降低,根腐病限制三七正常进行光合作用的条件。     

60Co-γ辐射对大花紫薇叶绿素荧光特性的影响

为探究60Co-γ射线辐射处理种子对大花紫薇生长发育中光合效率的影响,以大花紫薇种子为试验材料,以不同60Co-γ射线辐射剂量(0、20、60、100、140、180 Gy)进行辐射处理,测量不同处理生长发育过程中叶绿素及光合指标的变化,研究其对紫薇光合系统的影响。结果表明:20、60 Gy处理较对照和其他处理叶绿素质量分数更高,更有利于叶片进行光合作用;60、100 Gy处理较对照和其他处理潜在光合速率和最大光合效率更好;各时期光合性能指数与综合性能指数均呈现先上升后下降的趋势,但随时间的增加整体呈现下降的趋势,60 Gy较其他处理性能指数高。由此得出,60 Gy辐射处理有利于大花紫薇光合色素的产生与积累,较好的增加电子传递效率,有利于光合系统的运转和能量的积累。     

外源壳寡糖对唐古特白刺抗旱性的影响

为明确壳寡糖(chitooligosaccharide,COS)对干旱下唐古特白刺(Nitraria tangutorum)相关生理特性的影响,以两年生唐古特白刺为研究对象,设置对照组(蒸馏水)和COS处理组(40 mg/L),对唐古特白刺叶片进行整株喷施,测定不同干旱条件下(即断水后第11、13、15、17、19 d)植株的相关生理指标。结果表明,与对照组相比,断水第13 d及以后,COS处理组叶片的相对含水量提高12.76%～17.38%,叶绿素含量提高21.76%～45.46%,电解质外渗率降低14.20%～28.36%,丙二醛含量降低19.13%～25.30%,可溶性糖含量提高20.44%～36.85%,可溶性蛋白含量提高8.19%～23.19%,脯氨酸含量提高10.55%～32.34%;断水第15 d以后,COS处理组叶片超氧化物歧化酶活性提高22.85%～41.87%,过氧化物酶活性提高13.51%～25.80%,过氧化氢酶活性提高19.11%～28.50%。在不同断水时期,外源COS可显著提高唐古特白刺植株的相对含水量、叶绿素含量、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,同时明显降低了叶片电解质外渗率和丙二醛含量。     

闽江河口养虾塘水体可溶性有机碳、营养盐和叶绿素a浓度变化特征

为揭示河口区陆基养虾塘可溶性有机碳(DOC)、营养盐、叶绿素a时空动态变化及其生态化学计量特征,在福建省闽江河口鳝鱼滩选择3个陆基养虾塘作为研究对象,于2018年5—10月原位测定养虾塘水温、pH、盐度、溶解氧指标,并采集不同深度水样,实验室测定DOC、可溶性无机氮(DIN)、磷酸盐(PO_4~(3-)-P)、叶绿素a浓度,探讨其主要影响因素。结果表明,养虾塘水体中DOC、DIN、PO_4~(3-)-P和叶绿素a质量浓度分别介于5.73～16.79 mg·L~(-1)、0.04～1.80 mg·L~(-1)、0.03～0.16 mg·L~(-1)和15.02～443.08μg·L~(-1),均存在明显的时空变化特征;养虾塘水体DOC、营养盐、叶绿素a浓度受到养殖水体水环境参数、人为活动、养殖生物的共同影响;养虾塘水体碳(C)、氮(N)、磷(P)营养元素组成与植物、土壤之间具有相似性,并且表现为碳盈余和氮限制。在养殖过程中,加强对养虾塘水体营养盐和叶绿素a的动态变化监测,通过人为方式调节养虾塘水体C、N、P比率,对于防止养虾塘水体富营养化,促进养虾塘生态系统绿色可持续生产具有重要作用。     

根际高温对快白菜根系结构、光合及叶绿素荧光参数的影响

为研究水培快白菜耐热性,以耐热品种‘立丰快菜’和不耐热品种‘新极品快菜’为材料,采用营养液栽培法,以27.5℃为对照(CK),研究35.8℃根际温度处理7 d后两种快白菜的生长、根系结构、光合色素含量、叶绿素荧光参数及光合参数的差异。结果表明,高温处理后‘新极品快菜’和‘立丰快菜’的地上部鲜质量分别较对照降低41.94%和16.39%;总根长、总表面积、根总体积及根系分叉数分别较对照降低42.3%和24.9%、46.9%和33.2%、54.8%和41.3%、52.0%和38.5%。F_0、F_m、Δ_F/F_m'、qp分别较对照降低6.3%和11.0%、5.9%和19.0%、16.1%和4.5%、21.3%和7.1%;P_n、G_s、Ci和T_r较对照分别降低58.5%和21.6%、51.6%和29.8%、10.6%和13.1%、56.9%和34.7%‘。新极品快菜’叶绿素b、总叶绿素分别较对照降低10.3%和4.1%,而‘立丰快菜’叶绿素b、总叶绿素分别较对照增加4.4%和1.0%。高温对‘新极品快菜’各指标的影响大于‘立丰快菜’,以地上部鲜质量、总根长、叶绿素b、qp、Δ_F/F_m'和P_n表现最为明显,可优先考虑作为水培快白菜的耐热性指标。     

黄瓜幼苗光合荧光特性及根系抗氧化系统对外源肉桂酸的响应

以津研4号黄瓜为试验材料,采用外源肉桂酸(CA)模拟自毒胁迫,研究水培方式下黄瓜幼苗生长发育、光合荧光特性和抗氧化系统对CA胁迫的响应。结果表明,外源CA处理可对黄瓜幼苗生长发育产生明显的抑制作用。当CA浓度为0.25 mmol/L时,处理4 d后黄瓜幼苗的株高和叶面积受到显著抑制,甚至造成部分死亡。黄瓜幼苗根系总根长、根表面积、根体积在CA浓度为0.25 mmol/L时分别比对照降低了19.9%、31.7%、34.7%,随着CA浓度的增加,抑制作用逐渐增强。与对照相比,CA处理下的黄瓜幼苗净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、有效光化学量子产量(Φ_(PSⅡ))、调节性能量耗散的量子产额Y_(NPQ)和光化学淬灭系数(q_P)均呈降低趋势,而胞间CO_2浓度(C_i)、非光化学淬灭系数(q_N)和非调节性能量耗散的量子产额Y_(NO)则呈升高趋势。此外,随着CA浓度的升高,根系过氧化物酶(POD)活性不断升高,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性呈先升高后降低的趋势。说明CA处理会造成黄瓜幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)的损伤,使光合性能下降,同时促进活性氧(ROS)的积累和丙二醛(MDA)含量的增加,从而影响黄瓜幼苗正常的生长发育。     

乌桕对南方根结线虫与地上不同食性昆虫互作的光合生理响应

本文通过比较乌桕对两种地上不同食性昆虫(专食性癞皮夜蛾、广食性斜纹夜蛾)与南方根结线虫互作的光合生理响应,分析不同空间植食性生物间的互作关系及植物的响应机制。结果表明:无南方根结线虫胁迫下,2种地上不同食性昆虫对乌桕的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及胞间CO_2浓度(C_i)的影响与对照组无显著差异;而南方根结线虫胁迫下,2种地上昆虫显著降低了乌桕G_s及C_i。其中,与对照组及癞皮夜蛾处理组相比,南方根结线虫与斜纹夜蛾的共同胁迫显著降低了乌桕P_n、G_s及C_i。此外,斜纹夜蛾为害增加了乌桕叶绿素含量,南方根结线虫胁迫降低了叶绿素含量。因此,南方根结线虫与斜纹夜蛾间形成一种加性效应,并对乌桕光合生理产生了拮抗效应,而这种效应在南方根结线虫与癞皮夜蛾间并不显著。由此可见,乌桕对地上-地下植食性生物胁迫形成不足补偿机制,且具体的响应机制与植食性生物的食性相关。     

4个水果型黄瓜叶片叶绿素荧光特性的比较研究

日光温室为我国华北地区冬季蔬菜生产的主要设施类型,但越冬茬常出现低温寡照等灾害性天气,直接影响黄瓜等喜温蔬菜的生产。本文以4个水果型黄瓜(A67、F31、绿串3号、22-33)为研究对象,通过对自然条件下叶片初始荧光Fo、最大荧光Fm和可变荧光Fv等主要荧光参数进行田间活体测定,并计算PSⅡ(光系统II)的潜在活性Fv/Fo、最大光化学效率Fv/Fm及光合性能指标PI,研究品种间荧光特性差异。结果表明:4个水果型黄瓜Fv/Fm和Fv/Fo均表现为22-33绿串3号F31A67,其中Fv/Fm在22-33与F31和A67之间差异显著(P0.05),而Fv/Fo在22-33与其他3个品种差异均显著(P0.05);PI表现为F3122-33A67绿串3号,但品种间差异均不显著(P0.05)。综合说明,22-33品种光合能力强,对秋冬茬日光温室低温寡照环境适应性强,其次是绿串3号。