东北黑土旱田改稻田对土壤团聚体微生物群落功能多样性的影响

为了解东北黑土旱田改种稻田后土壤团聚体中微生物群落功能多样性的变化,将东北黑土旱田(种植玉米为主)改种为稻田(简称“旱改稻”),采用Biolog-Eco微平板技术,研究了“旱改稻”后不同粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及其对碳源利用能力的变化。结果表明,“旱改稻”显著增加了黑土土壤水稳性微团聚体数量,增加了不同粒径土壤团聚体内有机碳(SOC)的含量。旱田和稻田不同粒径土壤团聚体内的土壤微生物群落平均颜色变化率(AWCD)表现为旱田淤泥+粘土>旱田大团聚体>旱田微团聚体>稻田大团聚体>稻田淤泥+粘土>稻田微团聚体。“旱改稻”明显降低了各粒径土壤团聚体微生物的多样性指数以及碳源利用能力,尤其对氨基酸与碳水化合物最为明显。主成分分析结果表明,旱田和稻田不同粒径土壤团聚体微生物群落功能多样性差异显著。综上,“旱改稻”明显改变了黑土土壤团聚体微生物群落功能多样性,降低了以碳源为底物的土壤微生物代谢活性。本研究结果为东北黑土区土壤可持续利用提供了理论参考。     

小粒大豆光合特性的研究

 试验比较了小粒大豆（7605）和普通栽培大豆（鲁豆4号）的光合特性，以及光合作用对温度和水分胁迫的响应。7605植株生长速率比鲁豆4号慢。在营养生长时期，光合速率和气孔导度低于鲁豆4号。7605细胞间隙CO#-2浓度低于鲁豆4号，气孔限制值（ls）、羧化效率和RuBP再生能力高于鲁豆4号，这说明7605光合作用的气孔限制比鲁豆4号严重。轻度水分胁迫下，7605表现为光合作用的气孔限制，严重水分胁迫时光合作用表现为非气孔限制。鲁豆4号光合作用对温度变化的反应较7605敏感。两个大豆的光合最适温度均为28℃，但7605光合适宜温度范围比鲁豆4号宽。     

外源酚酸对桑树幼苗生长和光合特性的影响

为了研究大豆(Glycine max)根系分泌物中酚酸对桑树(Morus alba)生长的影响,以一年龄桑树品种“青龙桑”幼苗为试验材料,研究了3 硝基邻苯二甲酸和邻甲氧基苯甲酸对桑树幼苗的生长和叶片光合特性的影响。结果表明,两种外源酚酸对桑树的生长和光合特性的影响不同。当外源3 硝基邻苯二甲酸浓度低于10-5 mol·L-1时,桑树叶片的的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)升高,同化产物的积累量增加,其株高、根长和生物量增加,而当浓度高于10-2 mol·L-1时,叶绿素含量、Pn和Ci以及实际光化学效率(ФPSⅡ)、电子传递速率(ETR)均显著降低,株高、根长、叶片数和生物量也降低。外源邻甲氧基苯甲酸处理下,随着浓度的增加,桑树叶片的叶绿素含量Gs、Tr、Pn、ФPSⅡ、ETR和光化学淬灭系数(qP)均降低,光能以热耗散形式耗散的比例增加。说明3 硝基邻苯二甲酸对桑树的生长和光合具有低浓度促进、高浓度抑制的双重浓度效应,而邻甲氧基苯甲酸对桑树的光合机构产生不利效应。     

桑树/苜蓿间作对其生长及土地和光资源利用能力的影响

以桑树(Morus albaL.)/苜蓿(Medicago sativaL.)间作系统为研究对象,探讨其生长特性、根际土壤养分含量、土壤酶活性、土地利用率以及桑树和苜蓿光合特性,旨在提高松嫩平原牧区的饲草产量.结果表明:在第2次刈割时,间作桑树的株高、叶生物量、茎生物量和叶片粗蛋白含量分别比单作桑树增加了9.2％,36.4％,61.1％和12.7％；间作苜蓿的株高、主茎分枝数、叶绿素a含量、叶绿素b含量和粗蛋白含量分别比单作苜蓿增加了8.7％,26.7％,11.4％,20.5％和21.4％.间作桑树根际土壤的有机氮含量、速效氮含量、脲酶活性分别比单作桑树增加了3.3％,21.5％和32.7％；间作苜蓿根际土壤的有机氮含量、速效氮含量、脲酶活性分别比单作苜蓿增加了3.4％,26.6％和32.3％.桑树/苜蓿间作系统的土地当量比(LER)为1.29,大于1.间作桑树的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和最大净光合速率(Pmax)分别比单作桑树提高了15.0％,39.3％和20.7％；间作苜蓿的LSP,LCP和Pmax分别比单作苜蓿降低了15.6％,33.9％和17.6％,桑树/苜蓿间作增加了桑树和苜蓿的表观量子效率(AQY).研究表明桑树/苜蓿间作提高了桑树对强光和苜蓿对弱光的利用能力,从而使间作体系表现出明显的产量优势.     

桑树叶片光合诱导对光强转换的响应

在温室条件下, 以桑树品种“蒙古桑”幼苗为试验材料, 应用气体交换和叶绿素荧光测定技术, 研究了光强转换过程中桑树叶片的光合诱导响应。结果表明: 光强由黑暗或低光转换到高光时, 桑树叶片净光合速率需要10 min的光诱导才能达到稳定状态, 其中1~2 min之内的光诱导较快(快相诱导), 8~10 min诱导较慢(慢相诱导)。当光强由黑暗转到高光时, 光量子转化效率的诱导过程滞后于光合碳同化诱导过程; 当光强由高光转到低光或黑暗时, 桑叶的光合诱导平衡速率快于光强由低光或黑暗转到高光时的平衡速率。说明光量子转化效率的光诱导受碳同化诱导过程的限制, 光量子转化效率的诱导主要通过调控PSⅡ开放的反应中心比例来实现。     

旺长期烤烟叶片的叶绿素荧光特性与激发能分配

以烤烟品种龙江911为试验材料,研究了烤烟植株上、中、下3个部位叶片实际光化学效率(ΦPSⅡ)和PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)的日变化,以及激发能的分配特性。结果表明,烤烟叶片Fv/Fm和实际光化学效率(ΦPSⅡ)中午降低,PSⅡ功能下调,有明显的光抑制。在光合有效辐射(PPFD)逐渐增强过程中,Fv/Fm和ΦPSⅡ降低,非光化学猝灭(NPQ)增加,激发能由PSⅠ向PSⅡ分配的比例增加,说明引起烤烟光抑制的原因除了NPQ之外,分配给PSⅡ能量增加是光抑制非常重要的因素。PPFD逐渐减小时,光抑制逐渐减缓,光化学效率恢复,激发能分配不平衡性系数(β/α-1)下降,PSⅡ能量负荷减轻,失活的PSⅡ恢复活性。     

转2-Cys Prx基因烟草抗氧化酶和PSII电子传递对盐和光胁迫的响应

以转2-Cys Peroxiredoxins (2-Cys Prx)基因的烟草(Nicotiana tabacum)为材料,非转基因烟草为对照,调查盐和光胁迫对转基因烟草幼苗叶片抗氧化酶和叶绿素荧光特性的影响,揭示2-Cys Prx基因在植物抗逆方面的功能。结果表明,弱光(200 μmol m^–2 s^–1)下,随着盐浓度增大,转基因烟草和对照的SOD活性皆增加,APX活性变化不大,H₂O₂含量稍有升高;强光(1000 μmol m^–2 s^–1)下,随着盐浓度增大,转基因烟草SOD活性增强,APX活性下降,H₂O₂含量增加缓慢,而对照的H₂O₂含量迅速升高,转基因烟草叶片的PSII电子传递速率(ETR)、最大光化学效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Ф_PSII)均高于对照,而且PSII电子受体侧的受抑制程度明显低于对照。结果暗示在强光和盐胁迫使APX活性降低的情况下,2-Cys Prx可有效清除细胞中过量H₂O₂,增强光合电子传递链的稳定性,特别是PSII电子受体侧的电子传递,有效减轻盐和高光胁迫引起的PSII光抑制。     

连作对烤烟生长特性和光合能力的影响

研究了连作2年和连作5年对烤烟(Nicotiana tabacum)的生长及叶片的光合特性的影响。结果表明,连作2年对烤烟的生长和光合影响不大,而连作5年却明显限制了烤烟叶片的生长,减弱了叶片的光合能力。连作5年显著降低了烤烟叶片的叶绿素含量,烤烟叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)下降,但胞间CO2浓度(Ci)却变化不大,同时连作5年的烤烟叶片的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、光饱和时最大光合速率(Pmax)、羧化效率(CE)、CO2饱和点(CSP)和CO2饱和时最大光合速率(Jmax)均比正茬低,而光补偿点(LCP)和CO2补偿点(CCP)却增加。因此,连作明显降低了烤烟叶片对光强和CO2的利用能力,说明连作5年引起烤烟叶片光合作用减弱不仅仅是由气孔因素引起的,连作还限制了叶肉细胞对CO2的利用能力。     

揭膜和不揭膜对烤烟叶片结构的影响

采用石蜡切片的方法研究了不同覆盖处理的烤烟叶片解剖结构。研究结果表明,揭膜和不揭膜主要影响到中下部叶片的厚度,7月28日测定时,揭膜的叶片厚度比不揭膜的处理提高了25.88%,叶片厚度的增加主要是海绵组织厚度和栅栏组织厚度的增加。不揭膜的烤烟叶片的栅栏组织厚度变化比较有规律,均是随着叶位的上升而变薄;而揭膜的叶片到第二次测定时是中间的叶片最厚,下部叶片栅栏组织厚度与上部叶相差不大,说明揭膜后烤烟叶片的发育期提前了。所以,要根据黑龙江烟区的气候特点,在夏季气温较高时,适时揭膜。     

不同氮素形态配比对饲料桑幼苗叶片叶绿素荧光特性和能量分配的影响

为研究饲料桑‘青龙’幼苗叶片光合电子传递和分配对NH₄⁺-N和NO₃^--N不同形态氮配比的响应,以不同氮素形态配比为处理手段,通过测定饲料桑‘青龙’幼苗叶片的净光合速率响应曲线、以及荧光参数来测算光合电子传递速率和分配去向。结果表明,正常大气CO₂浓度[380 μmol/(m²·s)]处理下,饲料桑‘青龙’幼苗叶片较多的激发能以热量的形式耗散,n(NH₄⁺-N):n(NO₃^--N)为75:25至50:50时可使更多的激发能向光化学反应方向的分配,降低光合能量的热耗散速率,NO₃^--N浓度增加使激发能以热量的形式耗散增加;n(NH₄⁺-N):n(NO₃^--N)为100:0时饲料桑‘青龙’幼苗叶片参与光呼吸的非环式电子流速率(J₀)最高,随着n(NH₄⁺-N):n(NO₃^--N)为75:25时饲料桑‘青龙’幼苗叶片参与碳同化的非环式电子流速率J_c也升至最高。n(NH₄⁺-N):n(NO₃^--N)为50:50时激发能分配不平衡性系数(β/α-1)下降至最低,激发能分配系数达到平衡。荧光量子产额和热耗散的量子产额(Ф_f,D) n(NH₄⁺-N):n(NO₃^--N)为50:50至25:75范围时用于光化学反应的量子产额(Ф_PSⅡ)所占比例最高,依赖于类囊体膜两侧质子梯度和叶黄素循环的量子产额(Ф_NPQ)所占比例最低。该结果为探讨饲料桑‘青龙’幼苗光合作用电子流流向和激发能分配对不同氮素形态配比的响应规律,为饲料桑栽培中进行合理的苗期氮肥实施提供基础数据。