模拟城市SO2污染对晚松生理特性的影响

以2年生晚松盆栽苗为供试材料,从抗大气环境中SO₂污染方面对晚松的抗逆能力进行了定量评价,为晚松的园林应用提供理论依据。研究表明,晚松叶绿素a、b对模拟SO₂污染反应敏感,叶绿素b所受伤害大于叶绿素a,类胡萝卜素较不敏感。过氧化物酶活性的提高有助于减轻膜脂过氧化造成的伤害,从而使其在SO₂污染胁迫较轻(10 mmol/L)时免受伤害。     

日光诱导叶绿素荧光反演及其在植被环境胁迫监测中的研究进展

日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)作为光合作用的直接探针,能对植物的生理状态作出快速、灵敏的响应,与传统监测方法相比具备早期监测植被环境胁迫的能力,弥补了当前植被遥感监测的不足.因此,SIF在植被环境胁迫监测中具有良好的应用前景.然而,有很多因素会对SIF产生影响,使得SIF对植被环境胁迫监测的应用变得更为复杂.本文首先介绍了SIF的来源和反演方法,对比分析了各种反演方法的优缺点,剖析了SIF的影响因素,总结了目前SIF在植被环境胁迫监测中的应用研究,在此基础上指出目前SIF在植被环境胁迫监测应用领域中的不足,最终提出今后可以从SIF的影响因素、反演过程及SIF与植被环境胁迫之间的机制关系等方面开展进一步的研究,旨在为陆地生态系统碳循环及植被胁迫监测等提供理论支持.     

不同生育阶段燕麦对干旱胁迫的响应

设中度干旱(MD,土壤田间最大持水量的55±5%)、重度干旱(SD,土壤田间最大持水量的35±5%)两个处理,研究干旱胁迫对温室盆栽燕麦不同生育阶段(苗期、分蘖期、拔节期)的生长性状、叶绿素荧光参数以及根系形态的影响。结果表明,与正常供水(CK)相比,干旱胁迫处理均显著(P<0.05)降低了燕麦苗期、分蘖期、拔节期3个生育阶段地上部生物量、株高以及叶片光合荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo。干旱胁迫下,燕麦根系表现出明显的形态可塑性,苗期通过增加根长、分支数和细根数(直径≤0.48mm)来响应干旱胁迫,分蘖期主要通过减少根长、分支数来响应干旱胁迫,拔节期主要通过减缓各级根系的生长并增加根的分级数来响应干旱胁迫。     

SiO2纳米颗粒对杉木幼苗生长发育的影响

【目的】近年来,硅对于的植物影响受到人们广泛关注,人们试图将硅确定为植物生长发育的的“必要元素”。因此如何提高植物对硅的吸收利用来增加植物的农艺性状和产量,是当前农业和林业研究的一个重要课题。【方法】以黄枝杉Cunninghamia lanceolata和罗田垂枝杉C.lanceolata var.luotian为材料,采用盆栽的方式,研究施加不同浓度的纳米SiO2颗粒(0、1、2、4 g/盆)对杉木幼苗光合参数、叶绿素荧光、叶片厚度、氮磷钾含量及其分配、生物量累积的影响。【结果】本研究结果显示,SiO2纳米颗粒对杉木根系的生长发育有很大的促进作用,使之能更好的吸收养分,加强了氮磷钾含量的累积。且叶片的厚度也有所增加,在较低的浓度下,气孔导度、光合作用机制、以及光合作用效率增加;地上的生物量也随着施入SiO2纳米颗粒浓度的增加而增加。【结论】我们的实验表明,SiO2纳米颗粒通过促进根系发育加强对营养的吸收和提升叶片厚度,以及提高净光合速率和气孔导度来提高植物的生长机理,进而增加植物的生物量来提升产量。鉴于其对植物生长发育及产量的多种积极影响,硅纳米材料将会为农林植物增产有重要的影响和广阔的前景。     

缺素对3种豆类植物幼苗生长发育的影响

研究多种缺素培养条件下,晋绿豆8号、晋豆19和小红芸豆等3种豆科植物表现出的营养缺乏症状和生理特性变化,为大田栽培的营养诊断和施肥提供理论依据。采用溶液培养法,设全素与缺氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁8个处理组,培养期间每天对植株表型进行实时观察且每7 d测量植株的鲜质量,培养结束时测定并计算各植株的根冠比、根系活力、生长速率和叶绿素含量。结果表明,3种豆科植物的幼苗在缺素培养条件下症状出现的时间、程度、顺序有一定差异;同种植物幼苗在不同缺素条件下的敏感性及反应程度均不同,不同植物幼苗在同种缺素条件下的反应也有所差异,但总体来说表现较为相似;缺素培养7 d后缺素植株普遍较全素植株生长缓慢,第28天时生长基本停滞;全素培养时植株高大,叶片大而鲜绿,挺立,腋芽生长明显;不同缺素培养的植株,总体较为矮小、叶片较小而薄、叶色发黄或深绿,而且萎蔫下垂,腋芽生长不明显,此外还表现出一些特殊的缺素症状。对比3种豆科植物幼苗的根冠比可知,三者均是缺氮处理的根冠比最大,全素处理的最小,缺硫、缺钾的仅大于全素处理。缺素处理对3种豆科植物的幼苗生长速率影响极显著;晋绿豆8号幼苗的生长速率对氮、磷、钾、镁较为敏感,缺钾植株的生长速率最小;晋豆19幼苗的生长速率对氮、钙、铁、镁较为敏感,缺钙植株的生长速率最小;小红芸豆幼苗的生长速率对氮、磷、钾、钙较为敏感,缺氮植株的生长速率最小。缺素处理对3种豆科植物的幼苗根系活力均有显著影响;晋绿豆8号幼苗的根系活力对氮、镁、硫较为敏感,晋豆19幼苗的根系活力对氮、磷、铁较为敏感,小红芸豆幼苗的根系活力对氮、硫、铁较为敏感,三者均对氮的敏感性最强,即缺氮植株的根系活力最小。缺素处理对3种豆科植物幼苗的叶绿素含量影响极显著,其幼苗的叶绿素含量对氮、镁、硫较为敏感,对氮的敏感性最强,即缺氮植株的叶绿素含量最小,而全素处理的叶绿素含量最大。     

基于连续统去除和偏最小二乘回归的油菜SPAD高光谱估算

【目的】探讨油菜叶绿素含量的高光谱估算方法,为实现油菜叶片叶绿素含量的高效、无损、大面积监测提供理论依据。【方法】以陕西省关中地区油菜叶片为研究对象,分别测定苗期、蕾薹期、开花期及角果期的叶片高光谱数据和SPAD值,提取各生育期连续统去除光谱和7类光谱吸收特征参数,分析原始光谱、连续统去除光谱、光谱吸收特征参数与SPAD值之间的相关关系,构建基于原始光谱特征波段、连续统去除光谱特征波段、光谱吸收特征参数的SPAD估算模型,并对模型精度进行验证。【结果】在可见光范围,光谱反射率由蕾薹期、开花期、苗期到角果期依次递增,最大吸收深度和吸收谷面积逐渐增大。利用连续统去除光谱特征波段与吸收特征参数,分别建立的油菜各生育期叶片SPAD估算模型均优于原始光谱。运用连续统去除光谱特征波段结合最优吸收特征参数构建的偏最小二乘回归估算模型,是进行油菜叶片SPAD估算的最优模型。【结论】连续统去除法对不同生育期油菜叶片叶绿素相对含量具有较好的预测能力,是估算油菜叶片SPAD值的一种实时高效方法。     

不同颜色薄膜覆盖对越橘光合特性的影响

以越橘品种"双丰"为试验材料,采用拱棚覆膜方式,设置白膜、绿膜、红膜、黄膜、蓝膜5个处理,研究不同颜色薄膜覆盖下越橘叶片叶绿素含量、光合日变化和光响应变化差异。结果表明,绿膜覆盖下越橘叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量显著提高,蓝膜覆盖下叶绿素a和叶绿素a+b含量显著提高,不同颜色薄膜覆盖下越橘叶片中叶绿素a/b值无显著差异。不同颜色薄膜处理下越橘叶片净光合速率(Pn)日变化曲线均为"双峰型",最高峰值均出现在8:00,Pn数值排序为蓝膜白膜红膜黄膜绿膜,不同颜色薄膜处理下越橘叶片均在11:00出现光合午休现象。气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)总体变化趋势与Pn类似,而胞间CO_2浓度(Ci)则呈"W型"曲线。通过拟合光响应曲线可知,不同处理下越橘叶片光补偿点(LCP)均降低,其中红膜和绿膜降低幅度较大。蓝膜下光饱和点(LSP)增加,且最大净光合速率(Pn_(max))最高。结果表明,蓝膜覆盖促进越橘光合作用,生产中可通过覆盖蓝色薄膜或者补充蓝光方式使越橘光合效率最大化。红膜、黄膜和绿膜对光合作用有抑制作用,但红膜和绿膜有助于增强越橘对弱光的适应能力。     

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。     

干旱胁迫和复水对啤酒大麦产量品质及叶绿素含量的影响

采用盆栽称重控水法研究了水分胁迫对甘啤6号啤酒大麦生长、产量、关键品质和相关生理指标的影响。结果表明,干旱胁迫10 d和土壤含水量为田间土壤最大持水量的55%～60%处理均未对啤酒大麦生长、产量、品质以及叶绿素含量产生显著影响。干旱胁迫30 d较干旱胁迫10 d啤酒大麦的平均株高、穗长、穗粒数、千粒重、单株产量、淀粉含量和饱满度显著降低,生育期明显提前,籽粒蛋白质含量显著提高。与对照土壤含水量为田间土壤最大持水量的75%～80%相比,土壤含水量为田间土壤最大持水量的35%～40%、15%～20%处理的株高、穗长、穗粒数、千粒重、单株产量及生育期均显著低于对照,而土壤含水量为田间土壤最大持水量55%～60%处理的株高、穗长、生育期、穗粒数和单株产量与其接近。通过测定啤酒大麦叶片叶绿素含量发现,在干旱胁迫10 d和20 d胁迫期下,复水后土壤含水量为田间土壤最大持水量的75%～80%处理和土壤含水量为田间土壤最大持水量的55%～60%处理存在显著的补偿效应,而土壤含水量为田间土壤最大持水量的35%～40%、15%～20%处理以及干旱胁迫30 d的所有复水水平均未表现显著的补偿效应。说明指示品种甘啤6号干旱复水补偿效应的利用应注意干旱胁迫时期不超过20 d,旱后复水量以不低于田间土壤最大持水量的55%～60%为宜。     

小麦叶绿素酶及脱镁叶绿素水解酶活性测定条件的优化

叶绿素降解是植物叶片衰老最明显的标志。为探明小麦叶绿素降解途径中叶绿素酶和脱镁叶绿素水解酶2个关键酶反应的最佳环境条件,对其反应的最佳环境温度及时间进行了探讨。结果表明,小麦叶片叶绿素酶的最适反应温度和最佳反应时间分别是40℃和80 min,脱镁叶绿素水解酶的最佳反应温度和最佳反应时间分别是35℃和90 min。该研究结果可为2种酶活性的测定提供重要参考。