水分胁迫下7个种源辽东冷杉幼苗水分利用效率差异

以来自辽东冷杉天然分布区之一的辽宁省东部山区的7个种源辽东冷杉当年实生幼苗为研究对象,在温室控制条件下研究了辽东冷杉幼苗在充分供水、轻度胁迫、重度胁迫共3个水分处理条件下的长期水分利用效率(WUEL)、瞬时水分利用效率(WUEI)、叶片稳定碳同位素组成(δ13C)及相互关系,以探讨辽东冷杉幼苗水分利用效率的种源间差异及其对水分胁迫的生理响应机制。结果表明,随着水分胁迫的加剧,7个种源辽东冷杉幼苗的WUEL均呈上升趋势,种源间WUEL仅在重度胁迫条件下差异显著(P0.05),在充分供水和轻度胁迫条件下,种源间WUEL的差异并不显著;WUEI和叶片δ13C也均呈上升趋势,种源间WUEI和叶片δ13C在3种水分条件下的差异均极显著(P0.01)。从单个种源在3种水分条件下的表现来看,WUEL在水分处理间均存在显著(P0.05)或极显著差异(P0.01),而WUEI和叶片δ13C在水分处理间均存在极显著差异(P0.01)。辽东冷杉幼苗的叶片δ13C与其WUEL在各水分条件下均有良好的正相关关系,而且随着水分胁迫的加剧,δ13C与WUEL的正相关程度也越来越紧密,所以叶片δ13C可以作为筛选高水分利用效率种源的有效指标。      

3个新引进黑杨无性系间水分利用效率差异性研究

北美杂交黑杨是一种速生但高耗水的树种,筛选高水分利用效率的黑杨品系有重要的理论和实际意义.本文研究了不同水分处理下,3个不同黑杨无性系DN-2、R-270、NE-19的长期水分利用效率(WUE<,L>)、瞬时水分利用效率(WUE<,i>)、叶片碳同位素组成(δ<'13>C)、光合速率(P<,n>)、气孔行为及其相互关系...     

南方夏季高温条件下7种观赏草的光合动态及水分利用特性

通过测定7种引进观赏草光合特性的月动态及日动态变化,并观察其田间生长情况,探讨光合作用对夏季高温的响应机制和观赏草的水分利用特性.结果表明:净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)及水分利用率(WUE)、内部水分利用效率(WUEi)均与观赏草的耐热性呈正相关,其中品种耐热性与Pn、Cond和Tr的相关性达到了显著水平(P<0.05),与WUE、WUEi的相关性不显著.金红羽狼尾草、矮蒲苇的Pn、Tr、Cond平均值较高,WUE也较高,为极耐热型观赏草;紫梦狼尾草、细叶画眉草、细叶芒及粉黛乱子草的Pn值相近,差异不显著,同为中等耐热性观赏草.花叶蒲苇的Pn、Tr、Cond各项指标偏低,生长量偏小,耐热性最差.     

不同种源红锥光合特性与水分利用效率变异分析

通过测定17个种源红锥叶片的气体交换参数和稳定碳同位素（δ13C）,探讨不同种源红锥的光合特性与水分利用效率。结果表明：红锥各种源δ13C值为-32．637％0～-28．290％0,广西东兰、凭祥及容县,云南思茅等种源的δ13C值较高,表明这些种源在该试验条件下具有较高的水分利用效率;各种源长期水分利用效率均低于瞬时值;净光合速率和长期水分利用效率各种源间差异达显著水平,而胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率3个指标在各种源间差异均未达显著水平;净光合速率与胞间CO2浓度和气孔导度呈显著或极显著正相关,而与蒸腾速率呈极显著负相关;长期水分利用效率仅与蒸腾速率呈极显著负相关。综合筛选,广西东兰和容县、云南思茅、广东陆河和信宜等种源适应干旱环境的能力较强。     

水分胁迫对果梅光合色素和光合作用的影响

比较了 2个果梅品种青皮梅和龙眼梅经不同程度水分胁迫处理后叶片光合色素和光合作用的变化 .结果表明 :中度水分胁迫下 ,光合速率 (Pn)、气孔导度 (Gs)和胞间 CO2 的体积分数均下降 ,叶绿素 (Chl)和类胡萝卜素 (Car)下降不显著 ,光合作用受抑制主要是因为气孔限制 ;严重水分胁迫下 ,Pn和 Gs下降得更低 ,Chl和 Car下降显著 ,非气孔因素起主要作用     

阿克苏8种常见树种叶片水分利用效率特征

水分利用效率是植物生存的关键因子,客观反映植物对水分利用状况。用Li-6400以气体交换法测算叶片水分利用效率,探明阿克苏8种常见树种水分利用特征。结果表明,8种乔木水分利用效率随日太阳高度角(13°、35°、57°、71°、60°、39°、16°)变化趋势呈双峰型。瞬时水分利用效率(WUE)分别为:3.27、3.53、4.46、3.62、4.49、3.88mmol·mol-1和3.18mmol·mol-1;不同树种水分利用效率存在显著差异,以核桃和苹果最高;瞬时水分利用效率(WUE)与潜在水分利用效率(WUEi)在绿化树种和果树中分别表现出不同相关性,总体呈负相关(R2=-0.872、-0.723,p0.05);7种影响因子(Pn、E、Gs、Ci、T、RH、Vpdl)与水分利用效率间存在相关关系,光合速率对水分利用效率影响最显著,气孔导度和蒸腾速率相互协同影响水分利用效率。大气湿度、胞间CO2浓度和饱和蒸汽压亏缺通过影响光合速率和气孔导度影响水分利用效率。在干旱区温度对水分利用效率影响复杂,需进一步研究。     

不同土壤水分对茶树光合作用与水分利用效率的影响

研究了不同土壤水分条件下茶树(铁观音和福鼎大白茶)光合作用及其水分利用效率(WUE)的变化。结果表明,不同土壤水分处理对茶树净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、WUE等生理指标及其日变化均产生明显影响;水分胁迫下茶树的Pn、Tr、Gs都下降,WUE日平均值的降幅比Pn的小。生长在同一生境中的铁观音对土壤水分的生态适应能力高于福鼎大白茶。     

水氮耦合对棉花幼苗根冠生长和水分利用效率的影响

为明确节水灌溉条件下配施氮肥提高水分利用效率(WUE)的可行性,采用分根交替灌溉(APRI)和常规供水(NI)的方式分别培养棉花幼苗,同时配施不同水平氮素(高氮200 kg/hm~2、中氮120 kg/hm~2、低氮80 kg/hm~2),研究了干旱胁迫后棉花幼苗生长、光合作用、根系形态、根冠生物量、瞬时和生物量水分利用效率(WUEi和WUEb)等的变化。结果表明:干旱胁迫显著降低了棉花幼苗的株高、叶面积、光合作用参数[净光合作用速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)]、蒸腾耗水量和根冠生物量,但显著增加了棉花幼苗的根冠比、根系长度(总根长和直径2 mm的细根长度)和根系表面积;同时干旱处理也显著增大了WUEi和WUEb。与正常施氮(中氮处理)相比,增施氮肥促进了棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、蒸腾耗水量以及根冠生物量、总根长、根系表面积等的增大,显著降低了WUEi但未改变NI处理的WUEb;减施氮肥则加大了干旱对棉花幼苗生长、光合作用能力和根冠生物量积累的抑制程度,但在干旱条件下提高了WUEi和WUEb。与NI处理相比,APRI处理的棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、根冠生物量、总根长和根系表面积增加,蒸腾耗水量减少,WUEi和WUEb增加。综上,APRI配施氮肥处理可以减轻干旱对棉花幼苗生长和根系形态的抑制程度,并提高WUE;虽然在干旱条件下APRI配施低氮处理具有最大的WUE,但APRI配施高氮处理棉花幼苗的根冠生长最好。     

叶面喷施酵母对植物光合作用的影响

以蚕豆(Vicia faba L.)、籼稻(Oryza sativa L.)和番茄(Lycopersicum esculentum)为试验材料,以清水为对照,叶面喷施1×10~3、1×10~5、1×10~7和1×10~9 CFU·mL~(-1)浓度酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)后测定其光合作用指标,探讨叶面微生物对植物光合作用的影响。结果表明,外源喷施酿酒酵母后可以降低3种植物的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),并提高其内在水分利用效率(WUEi)和水分利用效率(WUE);Gs与Pn和Tr均具有显著的相关关系,随着Gs的增加,Pn先增加后趋于平缓;Tr随着Gs的增加而持续增加。在一定浓度下,酿酒酵母使植物Pn下降的速度比Tr小,导致水分利用效率升高。     

宁夏主要沙地植物叶片碳同位素特征

植物叶片13C碳同位素指示了其水分利用效率的高低,通过叶片13C碳同位素了解植物的水分利用效率对研究沙地植物生态适应性及生态修复中的物种选择有参考价值,本文取样测定了宁夏主要沙地植物的叶片δ13C,分析了其基本特征及立地条件对叶片δ13C的影响。结果表明:宁夏沙地C3植物叶片δ13C变化范围为-29.31‰~-24.37‰,与北方其他区域的同类植物相近,C4植物梭梭的叶片δ13C为-12.04‰±0.76‰,显著高于C3植物;相同立地条件下C3植物物种间叶片δ13C差异显著,叶片δ13C可能更多地受遗传及生理特征的影响,植物生活型对叶片δ13C影响不大;不同立地条件柠条水分利用效率有显著差异,生长于风沙土、灰钙土等干旱区域的柠条水分利用效率比生长于黄土和苗圃地的更高,表明柠条通过提升水分利用效率适应干旱严苛的环境条件。     

植物叶片水平δ13C与水分利用效率的研究进展

水分限制可能因全球气候变化加剧成为限制植物生产力的主要原因,因此,如何提高植物水分利用效率(WUE)是未来一个主要研究目标。WUE能够反映植物-土壤-大气之间的碳水循环的耦合状况,研究WUE有助于了解陆地生态系统碳水耦合机制。稳定性碳同位素技术已成为研究生态系统养分循环最有效的方法之一,也被利用到植物水分利用效率中。研究表明,植物叶片的稳定碳同位素比值(δ13C)是植物长期水分利用效率(WUE)的良好指标。本文综述了δ13C表征WUE的机制,植物δ13C和WUE的影响因子(包括:叶片结构性状、植物生理生态、气候因子、基因控制和遗传变异),分析了水分胁迫及酸沉降条件下植物的δ13C和WUE变化特征,并对全球气候变化下植物δ13C和WUE的研究进行了展望。指出气孔导度、比叶面积、叶片氮含量、细胞间CO₂浓度和大气CO₂浓度等因子可直接或间接作用植物的光合速率和蒸腾速率,从而引起WUE的变化。一般情况下,植物在干旱条件下具有更高的WUE和更低的δ13C,长期酸沉降下植物的气孔导度和光合作用均会下降,氮的输入可以通过改善水分利用效率来提高植物的生产力。建议为更清晰地认识全球气候变化,在利用稳定性同位素技术进行WUE研究过程中,需要突出数量性状基因座(QTL)、碳酸酐酶、水孔蛋白和光合羧化酶的大小亚基基因在遗传控制方面起到的关键作用,加强多时空尺度的关联研究,探索双重稳定同位素(δ13C、δ18O)概念模型的应用。      

土壤水分含量对Larrea tridentata苗木光合生理特性的影响

为了进一步了解Larrea tridentata对干旱胁迫的响应和适应能力,对其经营管理、栽培措施及水分的高效利用提供理论依据,该文在不同土壤水分含量下,使用Li-6400便携式光合作用测定系统对叶片的光合作用、蒸腾、气孔导度等生理指标进行测定,并测定光响应曲线。结果表明:在供水良好的情况下,L.tridentata的净光合速率与蒸腾速率日变化都呈双峰曲线,有明显的“午休”现象,随着干旱胁迫的加重都变成单峰曲线,日平均值明显降低,特别是蒸腾降到极低水平,反映出苗木具有很强的减少水分损失的能力;随着土壤干旱胁迫的加重,光合作用的变化以气孔调节为主,说明L.tridentata以气孔调节适应干旱的能力很强;L.tridentata光饱和点高,属于强阳性树种,可利用的光强区域很宽;干旱对L.tridentata叶片的光化学过程的影响不是很大,当土壤水势达到-2.415 MPa时,L.tridentata的光合器仍没有受到任何损害;水分亏缺能适当地提高L.tridentata的水分利用效率,说明L.tridentata抵御干旱的能力很强。      

黑河中游边缘绿洲不同水分条件对青贮玉米叶片光合特性及产量的影响

在甘肃河西走廊中部黑河中游临泽北部边缘绿洲区,运用开放式气体交换LI-6400便携式光合作用测定系统和PAM-2100型便携式叶绿素荧光仪,研究了不同土壤水分条件下青贮玉米的气体交换特征及叶绿素荧光参数.结果表明,不同土壤水分条件下,青贮玉米均出现光合下调,即"光合午休"现象,引起 "光合午休"的原因主要为非气孔因素,光系统Ⅱ光化学效率(Fv/Fm)明显降低,表现为光抑制.不同土壤水分条件下,青贮玉米的Pn、Tr均随着土壤水分的降低而降低,WUE却增加,方差分析表明,高水分条件的Pn和WUE与低水分条件的Pn和WUE均存在显著差异,而其他各处理的Pn和WUE之间无显著差异.随着土壤水分的下降,青贮玉米的地上生物产量逐渐降低,但差异性不显著.这说明高的水分条件并不能消除青贮玉米的光抑制现象,反而显著降低其水分利用效率,低水分条件在降低地上生物产量不显著的情况下显著提高了水分利用效率.     

稳定碳同位素在植物水分利用效率研究中的应用

植物组织中的13C/12C小于空气中的13C/12C,说明在光合过程中植物对13C和12C的分辨率不同.植物对13C和12C分辨率的差别主要是由于光合作用过程中CO2经气孔扩散分差和酶羧化过程引起的.理论上的分析和实际的研究都表明碳同位素分辨率与植物水分利用效率高度相关因而利用碳同位素分辨率来衡量植物水分利用效率必将有广阔的应用前景.本文概述了稳定碳同位素的基本理论,从植物结构性碳、分布、功能群和抗旱节水育种等几个不同方面对稳定碳同位素在植物水分利用效率研究中的应用进行了简要总结,并就存在的主要问题进行了讨论.     

10个地理种源滇重楼光合特性的比较研究

  以10个地理种源滇重楼为研究对象,对其光合特性进行了比较研究。结果表明：龙里、巧家、永平、云龙、永胜、维西、迪庆、石屏、墨江和西昌10个种源滇重楼叶片的叶绿素总量(Ct)、叶绿素a/b值(Chla/b)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、瞬间水分利用效率(WUE)的种间差异显著(P<005),表明不同种源间的光合特性及水分利用能力有较大差别,维西、迪庆、西昌三种源的滇重楼是具有较高光合生产潜力的滇重楼品种。相关分析表明：10个种源滇重楼叶片的叶绿素总量及叶绿素a/b与Pn,Tr,Ci,WUE相关性均不显著,说明滇重楼叶片的叶绿素含量与光合作用之间无直接关系;Pn与 Tr,Gs呈显著正相关(P<005),体现了三者有较好地协同响应的特征;Tr与Gs,WUE与WUEi均呈极显著正相关(P<001),而Tr与WUE,WUEi,Gs与WUEi呈极显著负相关(P<001),Gs与WUE呈显著负相关(P<005),说明分别作为影响WUE和WUEi的因子的Tr,Gs与两者有着极其密切的关系。     

油茶叶片δ^13C和δ^15N与养分含量、水分利用率的关系

以4个油茶品种为试材,测定其叶片稳定性碳氮同位素比率(δ13C和δ15N)、C、N、P和K元素含量及水分利用效率等指标,分析叶片δ13C和δ15N与养分含量、水分利用效率之间的关系.结果表明:4个油茶品种叶片δ13C值在-29.55‰～-27.52‰之间,油茶华鑫13C含量显著高于其他3个品种;δ15N值在-2.43‰～0.64‰之间,其中以湘林XCL15最高,华硕最低;叶片水分利用效率华金最高、为3.25 μmolCO2/mmol H2O;叶片C和N含量分别在51.02％～53.11％和1.40％～1.82％之间,P和K含量分别在1.03～1.12 g/kg和13.72～14.30 g/kg之间,不同品种间N和P含量差异明显,其中华金N和P含量最高,湘林XCL15 C含量最高,而华硕K含量最高;叶片中δ13C与水分利用效率和N含量呈显著正相关关系,而与P和K含量呈极显著负相关关系;δ15N与水分利用效率和养分含量关系不显著.     

18个苹果种质资源光合特性的比较

以18个苹果种质资源为试材,嫁接在2 a生平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)砧木上.在塑料大棚条件下,用LI-6400XT光合仪控制环境条件方法测定净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2摩尔分数(C1)及叶绿素含量,并计算水分利用效率(WUE)及气孔限制值(Ls),用方差分析和相关性分析对苹果种质资源光合特性进行综合评价.结果表明,18个苹果种质资源光合作用各个参数均存在显著差异,Pn与G,和Tr等显著相关,叶片单位鲜质量的叶绿素含量与Pn无显著相关性.18个苹果种质资源光合作用总体能力最高的是卡拉阿尔玛(M.niedzwetzkyana Dieck)、红海棠(M.prunifolia Mill.)和白海棠(M.prunifolia(wild.)Mill.),红沙果(M.pumila Mill.)和夏红肉(M.niedzwetzkyana Dieck.)光合能力较低.     

水氮互作对春小麦叶片气体交换和叶绿素荧光参数的作用机制

通过盆栽对春小麦宁春4号不同生育期功能叶光合参数和叶绿素荧光参数的测定,研究水氮互作对春小麦叶片光合作用以及瞬时水分利用效率的影响。结果表明,施氮可提高小麦功能叶光合速率(Pn)、瞬时水分利用效率(IWUE)、气孔导度(Gs)、表观光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ总的光化学量子产量(Yield)、荧光光化学猝灭系数(qP),同时胞间CO2浓度(Ci)减小。干旱和丰水条件下,高氮处理的Pn、IWUE、Gs和ETR均大于其他氮素水平。在拔节期和灌浆期,干旱条件下高氮叶片Yield显著低于中氮和对照处理;在抽穗期和灌浆期,丰水和中等干旱的高氮叶片qP较对照以及丰水和严重干旱的中氮叶片高。小麦叶片Pn与Yield、qP、ETR表现为显著线性正相关,而且其相关性在中等氮素水平达到最高;Pn与Gs、IWUE之间的相关性因处理不同而异,证明施氮能够显著提高光合机构开放比例、捕捉光量子的能力和电子传递速率,从而改善光合机构效能;氮素对气体交换的影响受水分条件的显著作用,从而影响叶片水分利用效率,但由于干旱导致Pn和IWUE的降低可以通过增施氮肥得到部分补偿。     

不同桉树品种稳定碳同位素研究

测定了10个不同品种桉树的叶、枝干、根的稳定碳同位素(δ13C值)。结果表明,同种桉树的叶、枝干、根的δ13C值差异显著且依次降低。δ13C值在无性系之间差异显著,叶、枝干δ13C值在种间差异不显著,根的δ13C值在种间差异显著。各个器官的δ13C值和植物半致死温度之间的相关性都在0.3以下,因此δ13C值能否作为品种或抗寒性的判定指标,还需要对δ13C值和其他抗寒性指标的关系做进一步的研究。     

不同覆膜滴灌方式对玉米叶片光合特性的影响

为进一步明确不同覆膜滴灌方式的光合特性和增产机理,2012年至2013年间,试验以春玉米为材料,对照为不覆膜滴灌,研究了4种覆膜滴灌方式对玉米净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度、叶片瞬时水分利用效率（WUEi）、SPAD、荧光参数和籽粒产量的影响。结果表明,QM、KM、SM、JM处理的Pn、Tr、Gs、WUEi、SPAD、荧光参数和籽粒产量均显著高于CK,呈极显著正相关关系。4个覆膜滴灌方式的产量较CK增产7.6%~28.5%,其中增产幅度最大的为QM,较CK增加28.5%和18.3%,其次是KM,较CK增加24.0%和12.2%,是该地区最佳的覆膜滴灌方式。