5种沙地灌木对干旱胁迫的生理生态响应

【目的】探讨沙地灌木对干旱胁迫的动态生理生态适应性及抗旱能力,为沙区选种育种以加快植被恢复提供理论支持。【方法】以柠条、沙地桑(鲁桑×蒙桑)、沙木蓼、红皮沙拐枣和北沙柳为研究对象,设置4个控水梯度[T1(CK,12 000 m3·hm~(-2))、T2(9 600 m3·hm~(-2))、T3(7 200 m3·hm~(-2))和T4(4 800 m3·hm~(-2))]和3个控水时期:控水前期(7月)、控水中期(8月)和控水后期(9月),定期测定供试植物的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、茎水势、叶绿素、脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白含量。【结果】1)除控水中期的沙木蓼和控水后期北沙柳的叶绿素相对含量外,各树种的光合指标和水势均随干旱程度的加剧逐渐下降;2)Pn随控水时间逐渐降低,Ci表现为逐渐升高;柠条、沙地桑和沙木蓼的Tr及Gs在控水前期至控水中期升高,控水后期又显著降低,其余树种呈逐渐降低的趋势;各树种水势在控水前期处于-0.093~-0.23 MPa,在控水中后期分别下降了1.44 MPa和1.22 MPa;红皮沙拐枣的叶绿素含量显著低于其他树种,北沙柳的叶绿素相对含量在中后期仅为前期的47%;3)控水后期,各树种的SOD和POD活性差异较大,最大值分别为最小值的10倍和323倍。在轻度干旱胁迫下,各树种的Pro含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性及可溶性蛋白积累量快速升高,而随胁迫程度的加剧(中度和重度),其积累量又逐渐降低;胁迫程度由轻度到重度,除沙地桑的MDA含量逐渐降低外,其余物种的MDA含量均逐渐上升,其中红皮沙拐枣的MDA含量增幅最大,比对照上升了3.47倍;4)Pro含量、可溶性糖含量以及Ci与第1主成分呈极强的相关性,各树种的主成分得分大小顺序为:柠条沙木蓼沙地桑红皮沙拐枣北沙柳,各树种T4水平因子得分均为负值。【结论】在干旱胁迫下,各树种通过增加渗透调节物质含量及抗氧化酶活性来提高自身适应性,但严重干旱导致各树种光合、蒸腾等生理活动降低。柠条、沙木蓼、沙地桑的抗旱能力较强,红皮沙拐枣及北沙柳的抗旱能力较差,Pro含量、可溶性糖含量以及Ci能较好地指示5种沙地灌木的抗旱能力。     

清香木对不同土壤水分胁迫的生长和光合响应

以1年生清香木实生苗为试验材料,通过设置2种土壤极端水分条件与5种不同程度土壤水分胁迫处理,研究不同土壤水分胁迫对苗木地径、株高、生物量、净光合速率、胞间CO2浓度、蒸腾速率等光合指标变化。结果表明,（1）苗木的成活率、地径、苗高等指标随着水分胁迫（干旱）的加深而呈现递减趋势;（2）苗木净光合速率、气孔导度、蒸腾速率及瞬时羧化效率与胁迫程度成反比,而胞间CO2浓度和瞬时水分利用效率与胁迫程度成正比;（3）清香木幼苗具有一定程度的抗旱能力,恢复能力较强,可作为喀斯特山区植被恢复和群落构建的先锋树种。     

干旱胁迫下3种引进灌木树种的抗旱生理

以引进的香茶藨子、新疆忍东、美国稠李3种灌木树种为研究对象,通过测定其丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量,比较分析抗旱性。综合各抗旱指标,3种引进灌木树种抗旱性大小顺序为:香茶藨子美国稠李新疆忍冬。     

干旱胁迫对3种豆科灌木生物量分配和生理特性的影响

通过盆栽实验,研究了干旱胁迫对南方常用绿化与护坡豆科灌木山毛豆Tephrosia candida、望江南Cassia occidentalis和猪屎豆Crotalaria pallida生物量分配、水分利用效率和生理特性的影响。结果表明:随着干旱胁迫程度的加剧,3种灌木的生物量下降,根冠比增加;干旱胁迫可提高3种灌木的水分利用效率,其中山毛豆和望江南在中度干旱下效率最高,猪屎豆在轻度干旱下最高;随着干旱胁迫程度的增加,3种灌木的脯氨酸(Pro)含量持续上升,望江南和猪屎豆的超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量也逐渐增加,但山毛豆的SOD活性和MDA含量则呈现出先增加后降低的趋势;干旱胁迫降低了3种灌木的叶绿素含量,并影响其叶绿素荧光动力学参数,其中变化幅度最大的是猪屎豆;3种灌木的抗旱性从强到弱依次为望江南山毛豆猪屎豆。     

邓恩桉幼苗生长和光合特性对盐胁迫的响应

以1年生邓恩桉（Eucalyptus dunnii）幼苗为试验材料,研究了不同浓度（0、0.3%、0.6%、0.9%）NaCl盐分胁迫对邓恩桉幼苗生长和叶片光合作用的影响。结果表明：随着胁迫程度的加强和胁迫时间的延长,叶片叶绿素含量、净光合速率（Pn）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在光化学效率（Fv/Fo）均呈下降趋势,且显著低于对照;邓恩桉幼苗可耐受较低盐度环境,在盐度0.3%的条件下能够保持一定生长,盐度浓度≥0.6%时,邓恩桉幼苗生长受到显著影响,并导致死亡;NaCl胁迫抑制邓恩桉幼苗的生长和叶片的光合能力。     

墨西哥柏幼苗生长和光合生理对氮沉降的响应

选取2年生墨西哥柏幼苗为试验对象,以NH4NO3为外加氮源,通过模拟氮沉降试验,研究其生长和光合生理对氮增加的响应.结果表明:幼苗在高氮水平处理下其生长不断受到抑制,而在中氮水平处理下,幼苗生长不断得到促进.随着施氮浓度增加,墨西哥柏幼苗的根质量和根长均降低,表明氮处理抑制根的生长,分配到根部分的生物量下降.幼苗的净光合速率呈现出随氮处理浓度增加而先增加后降低的趋势,即中氮组的净光合速率最高,而高氮组开始逐渐下降.幼苗的水分利用效率变化趋势与净光合速率一致.幼苗叶片光合色素含量随氮处理水平增加而增加.说明短期内中氮水平对幼苗生长和光合作用影响最显著,而高氮水平对幼苗光合色素影响最显著.     

干旱胁迫对青藏高原4种灌木生理指标的影响

以江孜沙棘(Hippophae rhamnoides)、锦鸡儿(Caragana sinica)、砂生槐(Sophora moorcroftiana)、唐古特莸(Caryopteris tangutica)4种青藏高原灌木树种为试材进行干旱胁迫模拟盆栽试验,通过对比干旱胁迫后4种灌木叶片中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量、可溶性蛋白质含量的变化,对供选树种进行抗旱性能分析与评价,为青藏高原地区造林筛选优良耐旱灌木。研究表明,4种供试植物在轻度干旱时体内MDA含量缓慢升高,重度干旱时达到最大值,唐古特莸MDA含量峰值和增幅较另3个树种最小,其次是锦鸡儿和江孜沙棘,而砂生槐的MDA峰值和增幅都最大。SOD和POD活性的变化规律都为"单峰曲线",其中唐古特莸和锦鸡儿遭受干旱胁迫时SOD活性峰值出现最迟,值也最大,SOD活性降低最少,充分反映出该2种树种对干旱环境有较强的适应性及自我调节能力,江孜沙棘和砂生槐则相反。在干旱胁迫过程中,唐古特莸的POD活性始终维持在较低活性水平,而且增加的幅度最大,达到805.23%,增加幅度远高于另外3个供试树种,表现出超强的抗旱能力,而其余3个树种POD活性增幅较小,对干旱的适应性差。4树种的脯氨酸含量都呈增加趋势,唐古特莸增幅最大,与正常水分条件相比增加了10.86倍。苗木可溶性蛋白质含量的变化规律为先增大后减小,其中唐古特莸增幅最大为213.44%。通过综合评价结果表明,水分胁迫条件下,抗旱性强弱顺序均为:唐古特莸>锦鸡儿>江孜沙棘>砂生槐。     

3种大果沙棘生理特性对水分胁迫响应研究

试验以辽宁建平县栽培面积较广的大果沙棘(Hippophae rhamnoides Linn.)1年生的幼苗为研究对象,采用盆栽称重控水的水分胁迫方法,对"深秋红""扁优"和"俄罗斯"3种大果沙棘的叶片的SOD活性和MDA含量抗旱指标进行了测定和分析。综合结果表明,水分胁迫对这3种大果沙棘的生理特性影响显著,其中"俄罗斯"大果沙棘抗旱性相对较好。     

不同森林光环境下4种灌木1年生幼苗形态和光合生理特性

以山西芦芽山林区常见4种灌木二色胡枝子、连翘、三裂绣线菊、土庄绣线菊1年生幼苗为实验材料,将其栽植到林下与林外两种森林光环境下,测定其形态、生物量分配、光合生理指标。结果表明:连翘和二色胡枝子总生物量超过三裂绣线菊和土庄绣线菊,林外全光照环境下连翘和二色胡枝子生物量显著增加,但三裂绣线菊和土庄绣线菊生物量增加不显著;林下相对于林外,三裂绣线菊只有地上地下生物量比增加,土庄绣线菊根生物量比降低,地上地下生物量比、茎生物量比、叶生物量比与高茎比增加,连翘和二色胡枝子生物量分配及植株形态变化与土庄绣线菊相反;4种灌木幼苗比叶面积、叶面积比林下高于林外;4种灌木林外净光合速率高于林下;二色胡枝子、三裂绣线菊、土庄绣线菊胞间/大气CO2浓度比、叶绿素b含量及总叶绿素含量在林下增加、叶绿素a/b在林下降低;三裂绣线菊、土庄绣线菊、连翘林外水分利用效率提高。可见4种灌木叶特性、气体交换及叶绿素对不同光环境的响应具有一致性,但生物量及分配、植株形态的光响应存在差异;土庄绣线菊林下存活率(100%)与林外存活率(69.44%)相差最大。初步判定二色胡枝子和连翘是喜光的,土庄绣线菊是耐荫的,三裂绣线菊的光适应性界于前两者与土庄绣线菊之间;4种灌木幼苗的光适应性与其自然分布具有一定程度的一致性,森林群落的生态恢复需结合树种的光适应性。     

4种绿化幼苗对干旱胁迫的生理响应

在人工模拟干旱环境下,测定了菜豆树Radermachera sinica、铁冬青Ilex rotunda、紫楠Phoebe sheareri、锯叶竹节树Carallia diplopetela的生理指标以研究干旱胁迫的影响。结果表明:干旱胁迫处理期间,4种幼苗叶片组织含水量逐渐下降;铁冬青幼苗的叶片叶绿素含量先升后降,其余幼苗逐渐上升;紫楠幼苗的叶片可溶性糖含量先升后降,其余幼苗逐渐上升;菜豆树幼苗的叶片蛋白质含量逐渐上升,铁冬青幼苗的叶片蛋白质含量呈波动上升的趋势,紫楠幼苗显著增加后保持稳定,锯叶竹节树幼苗无显著变化;菜豆树和锯叶竹节树幼苗的叶片脯氨酸含量逐渐上升,铁冬青幼苗逐渐下降,紫楠幼苗波动性上升;菜豆树和锯叶竹节树幼苗叶片的超氧化物歧化酶活性持续下降,铁冬青先降后升,而紫楠先升后降。4种幼苗叶片的丙二醛含量均不断上升。主成分分析表明,4种幼苗的抗旱能力为铁冬青锯叶竹节树紫楠菜豆树。     

三种榆树幼苗对水分胁迫的生理响应

在人工模拟干旱的条件下,研究了自美国引种培育的岩榆、南方岩榆和国产白榆1 a生幼苗的叶片相对含水量(RWC)、电导率和叶绿素含量的变化情况,同时调查水分胁迫后期幼苗的存活率.结果表明:水分胁迫初期,3种榆树幼苗的叶片RWC、质膜透性、叶绿素a、叶绿素b及叶绿素总量均呈增加趋势;水分胁迫中期(第24天)白榆、南方岩榆的叶绿素总量呈现最大值,后开始缓慢下降,而岩榆仍继续上升至第30天后才开始下降,但各种幼苗叶片叶绿素a/b均增加.自然干旱初中期的RWC下降缓慢,后期失水迅速,白榆失水速率明显快于岩榆、南方岩榆.水分胁迫后期白榆叶片出现萎蔫,叶缘叶尖枯黄均早于南方岩榆、岩榆,萎蔫枯黄总数也最多,其次分别是南方岩榆、岩榆.因此,岩榆最耐干旱,南方岩榆次之,白榆较不耐旱.     

佛甲草对两种灰水胁迫的生理响应

为了解佛甲草对灰水胁迫的适应能力,通过对盆栽佛甲草采用两种不同洗涤剂的灰水进行浇灌,研究了佛甲草的外部形态、相对含水量(RWC)、叶绿素含量、质膜相对透性和荧光参数生理指标的变化情况。结果表明,在两种不同灰水的浇灌下,佛甲草植株形态良好;叶片组织含水量、叶绿素含量有小范围的变化,其值分别与对照组相差较小;相对电导率值呈下降趋势。整体上,两种灰水胁迫下的佛甲草的各种生理指标基本与对照组无异,说明佛甲草对两种灰水具有一定的适应能力。     

干旱胁迫对马尾松菌根化苗木水分生理和光合特性的影响

以马尾松Pinus massoniana 1年生苗为材料,采用双因素随机区组试验设计,6个接种处理,分别为牛肝菌7 Suillus luteus,牛肝菌1,鸡油菌Cantharellus cibarius,彩色豆马勃Pisolithus tinctorius Strain Pt 715,土生空团菌Cenococcum geophilum Strain Cg SIV和对照(不接种);4个水分处理,土壤相对含水量分别为正常(65±5)%、轻度胁迫(50±5)%、中度胁迫(35±5)%和重度胁迫(25±5)%,比较分析马尾松菌根化及非菌根化苗木,在干旱胁迫下水分生理和光合特性的差异。结果表明,外生菌根真菌通过提高叶片相对含水量,增加束缚水含量,降低苗木水势、自由水和水分饱和亏缺,从而改善苗木水分状况,增强苗木保水能力;外生菌根真菌增加了苗木叶绿素含量,提高了苗木光合速率,各处理间差异显著(P 0.05)。较高的叶绿素含量使菌根化苗木的光合速率增强,气孔导度、胞间CO2浓度和资源利用效率也提高,从而降低蒸腾速率、气孔限制值和光合耗氧量,减少气孔对水分的阻力,提高菌根化苗木的含水量;马尾松菌根化苗木主要是通过提高光合利用效率来适应干旱环境,其抗旱能力由强到弱为:牛肝菌1土生空团菌牛肝菌7鸡油菌彩色豆马勃对照。     

三种彩色树对水分胁迫的生理响应

以紫叶风箱果、金叶榆、密枝红叶李三种彩色树2 a生植株为试验材料,测定水分胁迫下叶片可溶性糖含量、丙二醛含量、叶片含水量以及生长情况等生理指标,结果表明:金叶榆具有较强的耐水浸能力,紫叶风箱果和密枝红叶李耐水浸能力较弱。紫叶风箱果的抗旱性略好于金叶榆和密枝红叶李,但总体来看,三种彩色树抗旱性差别不大。     

三种彩色树对盐碱胁迫的生理响应

模拟东北地区苏打盐碱土成分,对金叶莸、金叶红瑞木、王族海棠三种彩色树小苗进行了Na＋离子浓度为0 mmol·L^-1（对照）、200 mmol·L^-1（中盐）、500 mmol·L^-1（高盐）的盐碱胁迫试验。结果表明：金叶红瑞木根系干重在中盐和高盐条件下分别较对照下降了35.3%和57.3%,冠干重分别下降了19.5%和27.6%;金叶莸和王族海棠根系干重在中盐、高盐条件下分别下降了15.0%、26.2%和17.0%、32.2%,冠干重则分别下降了3.0%、4.7%和9.0%、23.8%,说明盐碱胁迫对三种彩色树的高生长均有不同程度的抑制作用,且随着盐碱浓度的增加,抑制作用明显增强。通过测定与分析彩色树质膜透性、可溶性糖、可溶性蛋白质含量、生长情况等生理指标,表明金叶莸的耐盐碱性显著高于金叶红瑞木,而王族海棠介于二者之间。     

不同干旱胁迫对科尔沁沙地4种灌木光响应特性的影响

以科尔沁沙地小叶鼠李、叶底珠、东北连翘和杠柳为材料,探讨轻度、中度和重度干旱胁迫下4种灌木光响应特性,结果表明:4种灌木的光响应曲线均随着干旱胁迫的加剧呈下降趋势,干旱胁迫对东北连翘的光能利用率影响最大,对杠柳的影响最小;随着干旱胁迫程度增加,4种灌木的最大净光合速率、光补偿点、表观量子效率、暗呼吸速率逐渐降低,光饱和点逐渐升高;在干旱胁迫后期,小叶鼠李和杠柳对光环境具有更好的适应性,更适合在半干旱沙地进行造林。     

牡丹对干旱胁迫的生理响应

干旱是一种最普遍的影响植物生产力的环境胁迫,由干旱对植物造成的损失在所有非生物因素中占首位。因此,研究植物对干旱胁迫的反应和适应性,既具有重要的理论价值,又具有重要的实践意义。牡丹品种繁多,雍容华贵,号称"国色天香""、花中之王",为我国十大     

不同灌木柳的扦插成活率和光合特性比较

编织柳品种单一,柳条产量和质量低下是沿淮地区柳编产业发展的瓶颈。引进11个灌木柳新无性系,在沿淮低湿地上进行栽培试验,并对其成活率和光合性状进行调查比较。结果表明,引进的无性系P716、2344、2372的扦插成活率均在90%以上,可以作为淮河低湿地杞柳栽培的后备资源或育种材料加以选择。在光合特性方面,无性系1050、51-3、9-6和P716的净光合速率均达到45μmol/(m2.s)以上,明显高于本地种,具有较高的生长潜力。通过初步的综合判断,无性系P716和51-3在沿淮低湿地具有极好的适应性和生长表现。     

遮阴对蒙古栎苗木生理和光合特性的影响

采用盆栽方法,开展遮阴对蒙古栎(Quercus mongolica)苗木生理和光合特性影响的试验。结果表明:随着遮阴强度的增加,蒙古栎光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)呈下降趋势;遮阴处理的最大净光合速率(Pmax)小于全光处理。说明蒙古栎在幼苗时期具有一定的耐阴性,可通过叶绿素含量和光合上的一系列可塑性变化来适应不同的光环境,具有较宽的光照生态幅度。