水分和热胁迫处理对4种针叶树苗木气体交换和水分利用效率的影响

以杉木、马尾松、花旗松和北美乔柏为研究对象 ,研究了水分和热胁迫对生长期间苗木的气体交换、瞬间水分利用效率和稳定碳同位素组成 (δ1 3C值 )等生理生态指标的影响 ,结果如下 :(1 )水分胁迫使杉木、马尾松、花旗松和北美乔柏 4个树种的净光合速率显著下降。但热胁迫只影响杉木和北美乔柏的净光合速率 ,对马尾松的净光合速率影响不大。 (2 )对针叶气孔导度的研究发现 ,水分和热胁迫均对马尾松苗木针叶气孔导度有显著影响 ,但对杉木和北美乔柏苗木针叶的气孔导度只有轻微影响。 (3)水分和热胁迫处理对马尾松苗木的瞬间水分利用效率有显著影响 ,但对杉木和北美乔柏的瞬间水分利用效率无显著影响。 (4 )水分胁迫处理对杉木、马尾松、花旗松和北美乔柏 4个树种的稳定碳同位素组成 (δ1 3C值 )均有显著影响 ,随着水分胁迫程度的加深 ,4个树种苗木针叶的δ1 3C值增大 (负值绝对值变小 ) ,说明其永久水分利用效率更高。 (5 )热胁迫对杉木和北美乔柏苗木针叶的δ1 3C值有显著影响 ,且在热胁迫下 ,两树种苗木针叶的δ1 3C值减小 (负值绝对值增大 ) ,即永久水分利用效率下降。但热胁迫对马尾松和花旗松苗木的δ1 3C值没有显著影响     

杨树稳定碳同位素分辨率与水分利用效率和生长的关系

测定7个1.5年生杨树无性系的功能叶、当年生枝和树干的Δ13C,并转换成WUE,同时用气体交换法测定这些无性系的瞬时WUE.结果表明:杨树叶、枝、干的Δ13C依次显著降低,对应的不同时间尺度的WUE则依次显著增大;用气体交换法和叶Δ13C评价7个参试无性系的结果基本一致,用当年生枝Δ13C与用树干Δ13C的评价结果基本一致,但用气体交换法、叶Δ13C的评价结果与用枝Δ13C、干Δ13C的评价结果差异很大;枝Δ13C和干Δ13C与树高、胸径间有显著正线性相关,而叶Δ13C与生长的相关性不明显.枝、干Δ13C不仅可作为评价不同杨树无性系整株水平长期水分利用效率的良好指标,而且还有可能被用于预测和评价良好水分条件下杨树的生长潜力.     

桉树无性系光合特性研究

以10个桉树无性系为试验研究材料,测定其净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度和水分利用效率等光合参数。结果表明:无性系33-27、广林9号和广林4号等3个无性系光响应曲线呈显著的2次曲线相关关系,3个无性系光饱和点相差不大,分别为1 100、1 137.5、1 017.5μmol/(m2.s)。10个桉树无性系各光合性状在无性系间的差异都达到了极显著水平。无性系33-27在所有无性系中综合表现为最好,属于节水型的速生无性系。     

干旱胁迫下楸树无性系水分生理表征关系初探

植物节水性是抗旱性比较的重要指标之一,为造林选种提供重要参考依据。为挑选适合西北地区大面积造林的楸树无性系,在楸树生长旺盛期对3个无性系(7080、004-1及015-1)进行为期18天的盆栽自然干旱胁迫研究,比较分析3个无性系干旱期内耗水量、蒸腾量以及水分利用能力的变化。研究结果显示:3个无性系的土壤含水量随着干旱胁迫加剧而显著下降,无性系7080土壤含水量干旱胁迫前中期(第0天至第10天)显著高于其余两个无性系,正常水分条件下达到45.92±1.35%,但10天后三者无显著差异;3个无性系叶水势也随干旱胁迫而下降,但无显著差异,末期时叶水势平均在-3.0770±0.1457 MPa,变化区间为-0.658±0.057~-3.178±0.064 MPa;3个无性系干旱期间耗水量显著下降,在耗水速率日变化的比较中发现,无性系7080正常水分条件耗水速率显著低于其他两个无性系,干旱后差异不显著,但其耗水速率下降至几乎为0 g·h-1是在第10天,而其余两个无性系在第6天后即达到0 g·h-1水平;在蒸腾速率的变化中3个无性系表现一致,均随着干旱加剧而显著下降;而正常水分条件下蒸腾速率日变化比较后发现:无性系7080和004-1均出现12:00最低点,14:00达到第二个峰值("双峰")现象,而015-1在14:00时出现最低点1.548±0.104μmol·m-2s-1后不再上升。研究结果表明:楸树正常水分条件下10:00时蒸腾速率(Tr)与日间耗水总量呈良好线性关系,拟合公式为y=18.798x-81.7(R2=0.9815,p=0.0372),可利用该指标对于不同无性系耗水总量进行比较;干旱胁迫下土壤含水量变化值(y)与耗水总量变化(x)呈良好拟合关系,公式为y=1.9422x2+9.4586x+69.799(R2=0.9815,p=0.0372)。利用土壤含水量/耗水总量分析3个无性系水分利用能力后发现015-1水分利用能力较004-1及7080弱;楸树日间最大耗水速率/平均耗水速率在正常状态与重度干旱时期均稳定在1.38,在干旱过程中出现波动,其中015-1与004-1波动较大(即耗水速率起伏较大),而7080则稳定在一定范围内,体现较好水分利用能力。     

土著菌根真菌对西南桦无性系幼苗光合生理的影响

西南桦是一个典型的菌根营养型树种。揭示土著菌根真菌侵染对其幼苗光合作用的影响,旨在为菌根化幼苗的培育提供科学依据。以西南桦4个无性系组培苗为材料,应用12个西南桦人工林样地内表土(编号为S1、S2、S3,…,S12)作为接种剂和育苗基质开展盆栽试验,分析各土接种处理及无性系之间幼苗叶绿素含量、光合参数以及叶绿素荧光参数的差异。结果表明:1)12个土接种处理间幼苗叶绿素含量、光合参数以及叶绿素荧光参数差异显著,其中S12处理的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率以及Fv、Fv/Fm、ΦPSⅡ和ETR均显著高于其它处理,而叶绿素a与b含量的比值以及胞间CO2浓度显著低于其它处理;2)FB4、BY1、FB4+等3个无性系之间绝大部分光合生理指标差异不显著,而显著高于无性系A5,仅气孔导度和Fv/Fm在4个无性系之间差异不显著;3)相关分析亦显示,各土接种处理的西南桦幼苗总叶绿素含量、净光合速率、水分利用效率、PSⅡ最大光化学效率和实际光化学效率与其土著菌根侵染率均呈正相关,且绝大多数相关性达到显著或极显著水平。     

水分胁迫对白杨杂种无性系生理和生长的影响

为探索水分胁迫对白杨杂种无性系气体变换和生长的影响,以白杨双杂交杂种新无性系Ｂ４３０苗木为试验材料,在３种水分胁迫条件下,对各无性系生理和生长指标进行了分析。结果表明,在不同水分胁迫下,无性系苗木的Ｐｎ、Ｔｒ,Ｇｓ,Ｌａ,Ｃｉ等日变化模式基本一致,但受胁迫的苗木各生理过程受到明显抑制。各生长指标对水分胁迫的敏感性不同,苗高和单叶叶面积对水分胁迫最敏感,叶片数和生物量的敏感性较差,随着水分胁迫加强,     

水分胁迫对火炬树幼苗生长和生理特性的影响

以1年生火炬树苗木为试验材料,采用称重控制土壤含水量的方法,设置对照(CK)、轻度水分胁迫(T1)、中度水分胁迫(T2)和重度水分胁迫(T3)4个不同处理组,研究火炬树幼苗的生长和生理特征差异.结果表明:对照组CK火炬树幼苗的株高、基径、生物量积累(叶质量、茎质量和根质量)、主根长度及第一级侧根数量显著高于T2和T3,轻度胁迫(T1)对茎质量和总生物量影响不显著,而显著降低了叶质量和根质量;水分胁迫下,火炬树幼苗Pn和Tr显著降低,抑制了火炬树幼苗生物量积累和火炬树幼苗的根生长,通过提高水分利用效率来提供生长所需要的水分来适应水分胁迫;此外,整个胁迫期间,3个水分胁迫组的脯氨酸含量始终显著高于对照CK,在渗透调节作用中起非常重要的作用;水分胁迫初期导致叶绿素含量增加,提高了水分胁迫的适应能力;由于胁迫初期的抗旱锻炼,胁迫30 d后, 3个水分胁迫组的MDA含量显著低于对照.胁迫后期水分胁迫导致叶绿素含量降低,同时MDA含量与对照相比又有所增加,但增幅不大,说明伤害程度较小.     

美洲黑杨苗期叶片主要营养物质含量及苗木生长性状的变异研究

对20个美洲黑杨不同无性系叶片的可溶性糖、蛋白质含量及单株总叶面积、叶生物量、总生物量等性状变异进行了研究。结果表明：各无性系间在各性状上差异均达显著或极显著水平,存在着丰富的遗传变异;各性状之间,除叶片可溶性糖含量外,相关系数均达显著或极显著水平。叶片可溶性糖含量与其他各性状相关不密切,叶片蛋白质含量与单株总叶面积、叶生物量、总生物量间则呈显著或极显著正相关。     

不同水分条件下池杉幼苗根系的苹果酸、莽草酸含量及生物量

模拟三峡库区消落带土壤淹水变化特征,设置常规生长水分条件(CK)、轻度干旱水分胁迫(T1)、土壤水饱和(T2)以及水淹(T3)4个处理组,研究池杉当年实生幼苗根系的苹果酸、莽草酸含量以及生物量变化(均以干质量计).结果表明:T1、T2和T3这3组池杉幼苗主根的苹果酸、莽草酸含量以及生物量均未与CK组达到显著性差异;T2和T3组侧根苹果酸平均含量分别显著高出CK组1.7和2.2倍,总根苹果酸平均含量显著高于CK组0.8和1.5倍;T1组的侧根、总根苹果酸平均含量与CK组均未达到显著差异;与侧根苹果酸的变化类似,T2和T3组侧根莽草酸平均含量分别高出CK组0.4和1.1倍,这与Tl组低于CK组0.5倍形成鲜明对比;T2和T3组总根莽草酸平均含量虽也分别高出CK组,但并未与之达到显著差异的程度,与T1组总根莽草酸含量显著低于CK组0.3倍形成鲜明对比;T2和T3组主根、侧根和总根生物量分别均未与CK组达到显著差异,但T1组的侧根、总根生物量却显著高于CK组.相关性分析表明:池杉总根苹果酸与莽草酸含量表现出极显著的正相关(P<0.01);总根莽草酸含量与总根生物量之间则表现出显著的负相关性(P<0.05).     

山鸡椒水分及氮素利用效率性别特异性动态

【目的】以雌雄异株山鸡椒为研究材料,分析雌雄植株在生殖生长过程中水分及氮素利用策略的性别特异性动态变化规律,以期为雌雄异株植物资源分配动态变化机制提供理论依据。【方法】测定雌雄植株在开花后105～165天共5个时期叶片养分含量(碳含量、氮含量、碳氮比)、稳定碳同位素组成(δ¹³C)、稳定氮同位素组成(δ¹⁵N),并分析其动态变化规律。【结果】1)雌雄株叶片δ¹³C平均值分别为-29. 38‰和-28. 08‰。性别和发育时期对雌雄株叶片δ¹³C值影响均显著,5个时期雌株δ¹³C值均显著低于雄株;且随发育进程雌雄植株δ¹³C值均不断下降。2)雌雄株叶片δ¹⁵N平均值分别为1. 90‰和2. 95‰。性别和发育时期对雌雄株叶片δ¹⁵N值均有极显著影响,开花后105～150天(即雌株果实中精油及柠檬醛含量快速积累期)雌株δ¹⁵N值显著低于雄株;随着发育进程,雌雄株叶片δ¹⁵N值均表现出双峰变化趋势,双峰出现在开花后105天和135天,雌株叶片δ¹⁵N在开花后120天达到最低值,雄株叶片在开花后165天时达到最低值。3)雌雄株叶片碳含量平均值分别为49. 44%和49. 28%。开花后105天和120天,雌株叶片C含量高于雄株叶片C含量,开花后135～165天(果实精油快速积累期到稳定期),雌株叶片C含量低于雄株。雄株叶片C含量随发育进程显著升高,而雌株叶片C含量在不同时期无显著差异。4)雌雄株叶片N含量平均值分别为1. 71%和1. 51%。性别对N含量影响显著,雄株叶片N含量均低于雌株(除开花后135天)。5)雌雄株叶片C/N平均值分别为29. 15和33. 72。性别对叶片碳氮比影响显著,雌株C/N值在不同发育时期均小于雄株,但发育时期对其无显著影响;随着发育时期推进,雄株C/N值下降程度高于雌株。6)雌雄植株叶片δ¹³C与N含量以及δ¹³C与δ¹⁵N之间均无显著相关性。【结论】山鸡椒雌雄植株在养分含量、水分及氮素利用策略存在差异,且在开花后105～165天表现出动态变化规律。雌株水分利用效率低于雄株,从果实精油及柠檬醛含量快速积累期到稳定期,雌株水分利用效率不断下降;雌株氮利用低于雄株,且随着植株发育,雌雄株叶片氮素利用效率均表现出双峰变化趋势;雄株叶片氮含量低于雌株,分配更多的氮素至花芽以保证花粉形成;果实精油快速积累期到稳定期,雌株叶片碳含量低于雄株,为果实及种子的形成提供更多的碳元素。     

水分胁迫对赤桉苗木生长及生物量的影响和评价

通过对赤桉苗木进行3个水分胁迫强度,4个水分胁迫循环周期的试验,研究其对赤桉苗木的生长及生物量的影响。结果表明：不同水分胁迫强度和次数对赤桉苗木生长、生物量极其分配的影响显著,赤桉在水分胁迫下,生长受到抑制,根占总生物量的比例随水分胁迫梯度和次数的加大而增加;在不同的水分胁迫下,以间隔10天浇水的处理为最佳的水分胁迫梯度,第二循环周期为最适胁迫周期。     

水分胁迫对澳洲坚果生理生化指标的影响

花期的澳洲坚果植株经不同强度水分胁迫处理后,光合产物(叶绿素含量、总糖含量和淀粉含量)以及坐果率与对照之间存在显著性差异。在水分胁迫条件下,处理间的坐果率及光合产物随水分胁迫强度的加剧而下降,当处于过饱和灌溉的处理也表现为下降。正常灌溉的“处理”,植株的综合效应达到最佳。本N试验的个澳洲坚果品种的耐旱性是>>。花期干旱季节进行田间持水量灌溉有利于澳洲3KauPahalaO.C.60%坚果的授粉受精,提高坐果率及产量。     

水分调控对杨梅容器苗光合特性的影响

以杨梅(Myrica rubra)1年生嫁接容器苗为试验材料,进行不同水分梯度对其的光合特性的影响试验.结果表明:杨梅的光合作用在不同水分梯度下存在显著差异,其最大净光合速率、光能利用范围与水分含量呈正相关,但水分含量过高反而会使其下降;不同水分梯度下其光合日进程均为双峰型,夏季净光合速率峰值出现在10:00左右,各处理的峰值差异显著;其叶绿素含量在适宜水分含量下最高,且与光合能力呈正相关.综合各项指标,为最大程度满足其水分需求,并达到合理用水的目的,夏季杨梅容器苗培育基质相对含水量以65％～ 75％较为适宜.     

茶条槭山梨山桃苗木对土壤水分胁迫的适应性

在温室内用盆栽法栽植了1年生茶条槭、山梨和山桃苗木,并采用4种土壤水分处理,土壤相对含水量分别为75.0%、61.1%、46.4%和35.4%。结果表明:随土壤含水量降低,3树种苗木净光合速率,蒸腾速率和气孔导度均下降,土壤含水量最低时,茶条槭苗木各生理指标降低幅度最大,山梨和山桃次之。茶条槭和山梨水分利用效率随土壤含水量的减少呈降低趋势,山桃水分利用效率呈升高趋势。水分胁迫下,3树种苗木根分配生物量显著增加。茶条槭在水分胁迫下,根冠比增加幅度最大,山梨次之,山桃最小。此外,茶条槭叶形态可塑性强,随土壤含水量降低,茶条槭单叶叶面积和总叶面积显著减小,叶厚度增加。山梨和山桃在水分胁迫下单叶叶面积及总叶面积无显著变化。综合3树种苗木在水分胁迫下的生理和形态指标及生物量分配的变化,茶条槭对水分胁迫的适应能力强于山桃和山梨。表3参31。     

不同水分条件下巴山木竹无性系生长适应对策研究

对不同水分条件下巴山木竹无性系生长的形态可塑性进行了分析,结果表明,随着土壤水分资源有效性的提高,巴山木竹的总生物量、隔离者长度、节间长度、隔离者直径、分枝角度、分枝长度、分株高度、分株直径和分株叶面积相应增加,分株密度和隔离者总长度相应减小.在水分资源有效性较低的生境中,巴山木竹无性系生长则选择水资源相对丰富的微生境放置分株,体现了其无性系生长趋利避害的生态适应对策.     

区域化试验中饲料型四倍体刺槐生物量比较

通过对2年生3个四倍体刺槐无性系和1个普通无性系的生物量调查和对比，发现四倍体无性系对西北环境的适应性较好，其生物量均超过了当地普通刺槐，这表明，其作为再生型土本饲料在生态条件较差的西北地区有一定的开发潜力，由无性系在不同立地条件下比较发现，土壤因子对刺槐生长有较大影响，其中较为显著的是水分供给条件。     

水分胁迫对云南松苗生长及生物量的影响

以2年生云南松盆栽苗为试验材料,采用称重控制土壤含水量的方法,设置正常水分(T1)、轻度干旱(T2)、中度干旱(T3)和重度干旱(T4)4个处理,研究水分控制对云南松苗生长、水势、生物量及其相关性的影响。结果表明:1随着干旱程度加剧,云南松幼苗株高、地径生长量逐渐增加,土壤和叶片水势呈现下降趋势,根、叶、茎生物量增量占总生物量增量的百分比逐渐增加,根冠比逐渐增大。2苗高与地径、土壤水势与叶水势都呈现正相关关系,生长指标与水势指标大体呈现负相关关系。在4种水分处理下云南松苗木的生长指标与生物量指标之间呈正相关关系,且相关性均达显著相关水平。研究表明随着干旱的加剧,云南松苗木的生物量增量分配到根系的生物量增加,而分配到茎、叶器官上的生物量减小,以此来提高自身的抗旱能力。     

乌兰布和沙漠5种灌木的水分利用策略

利用稳定性同位素技术测定乌兰布和沙漠黑沙蒿、沙冬青、白刺、柠条锦鸡儿和梭梭5种灌木枝条木质部和土壤各层水分的δD值,分析它们在不同季节对不同深度土壤水分的选择性利用;并通过测定灌木叶片(同化枝)的δ13C值,分析4种C3植物的水分利用效率。结果表明:白刺在夏初和秋末主要利用土壤浅层30～60cm的水分,而其他4种灌木则随着季节的变化选择性利用不同深度的土壤水分;白刺在夏初的水分利用效率显著高于秋末(P0.05),黑沙蒿、沙冬青和柠条锦鸡儿的水分利用效率则比较稳定;沙冬青、白刺和柠条锦鸡儿的水分利用效率均高于黑沙蒿。     

水分胁迫对云杉生理特性的影响

为研究水分胁迫对云杉幼苗生理特性的影响,以正常水分处理为对照,设置3个水分胁迫处理,分别为轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫,对云杉云杉幼苗的生长特性、保护酶活性、渗透调节物质和光合参数进行了测定。结果表明：水分胁迫对云杉云杉幼苗生长和生理指标影响显著,显著降低了云杉幼苗种苗高、地径、新梢长度、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,其中在轻度干旱下的影响不显著,随着干旱程度继续增加,差异达到显著水平;水分胁迫显著提高了丙二醛含量,SOD、POD、CAT、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量随水分胁迫程度的增加呈先升高后降低的趋势,在中度胁迫下达到最大值。说明轻度胁迫对云杉没有显著影响,云杉幼苗可以承受中度水分胁迫,重度胁迫超过其自身承受范围。     

欧洲黑杨基因资源稳定碳同位素组成特征

通过测定从欧洲不同地区引进的134个欧洲黑杨无性系叶片的稳定碳同位素比率(δ13C值),研究了欧洲黑杨基因资源δ13C值的特点和水分利用状况.结果表明:(1)引进的欧洲黑杨基因资源叶片δ13C值为-30.40‰～-27.02‰,水分利用效率具有丰富的多样性,优于国内乡土树种,其中来自俄罗斯、土耳其和德国的基因资源δ13C值明显高于其它国家的基因资源,可为抗旱杨树新品种的选育提供优良的亲本材料;(2) 相同基因资源在不同地区栽植时,δ13C值受环境的影响较大.生长在内蒙古地区的欧洲黑杨无性系叶片平均δ13C值为-26.53‰,明显高于在陕西和北京地区测得的-28.39‰和-28.93‰,故在进行不同基因型的δ13C值评价和选择时要在相同条件下进行;(3)生长在不同地区的欧洲黑杨的δ13C值与生长量的相关程度不同,生长在北京地区的欧洲黑杨δ13C值与株高、地径呈极显著正相关(P＝0.01),相关系数分别为0.912和0.829,而生长在陕西和内蒙古地区的欧洲黑杨的δ13C值与生长指标虽然也相关,但达不到显著水平.在研究植物生长与水分利用效率之间的关系时,必须结合植物的生长环境进行分析.