长期水淹对枫杨幼苗光合生理和叶绿素荧光特性的影响

为阐明枫杨对三峡库区消落区土壤不同含水量的适应机理,模拟三峡库区消落区土壤水分变化特征,设置了常规土壤水分(T1)、土壤水分饱和(T2)及根部水淹(T3)3个不同条件处理组,研究了枫杨当年实生幼苗的光合色素含量、光合生理和叶绿素荧光特性.研究结果发现:经过1 a水淹后,土壤不同含水量对枫杨幼苗光合色素、气体交换参数、资源利用效率和叶绿素荧光参数有不同的影响,其中T2、T3的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO_2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)与对照组T1相比没有显著变化;而其净光合速率(Pn)、光能利用效率(LUE)、CO_2利用效率(CUE)显著下降(p＜0.05),但T3组枫杨幼苗仍然具有较高的Pn,LUE,CUE;随着水淹强度的增大,枫杨幼苗的PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ光化学的量子效率(ΦPSⅡ)和光化学淬灭(qP)逐渐降低,非光化学淬灭(NPQ)逐渐升高.研究证实枫杨幼苗在经过长达1 a水淹后,仍然表现出较高的光合能力,是一种可以用于三峡库区消落区植被构建的优良植物物种.

Abstract：

Three water treatments, T1 (normal growth condition), T2 (soil water saturation), T3 (the root-distributed soil layer being completely submerged) were made in a simulation experiment to determine the photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence parameters of Pterocarya stenoptera seedlings and to study the adaptation of P. stenoptera to the soil moisture conditions in the hydro-fluctuation belt of the Three Gorges Reservoir Area. Differences were found after 1 year's flooding among the three treatments in content of photosynthetic pigments, leaf gas exchange parameters, apparent resource use efficiency and chlorophyll fluorescence parameters of P. stenoptera. Stomatal conductance (Gs), transpiration rate (Tr), intercellular CO_2 concentration (Ci) and the water use efficiency (WUE) of the plants in T2 and T3 treatments did not decrease significantly compared to those in the control treatment (T1). Net photosynthetic rate (Pn), light use efficiency (LUE) and CO_2 use efficiency(CUE) of the plants in T2 and T3 were significantly lower than those in control plants(p＜0.05), but the plants in T3 still had relatively high Pn, LUE and CUE. With increasing flooding intensity, the potential efficiency of primary conversion flight energy of PS Ⅱ (F_v/F_m), quantum yield of PS Ⅱ photochemistry (ΦPS Ⅱ ) and photochemical quenching coefficient (qP) of P. stenoptera seedlings decreased and non-photochemical quenching coefficient (NPQ) increased. These results indicated that P. stenoptera is a promising tree species for revegetation in the hydro-fluctuation belt of the Three Gorges Reservoir Area since its seedlings maintained considerably high Pn after 1 year's flooding.     

枫杨幼苗对土壤水分"湿-干"交替变化光合及叶绿素荧光的响应

以盆栽1年生枫杨幼苗为实验材料,通过人工设置土壤水分来模拟三峡库区消落带不同土壤水分对枫杨幼苗的光合参数、光合色素含量、叶绿素荧光特性等的影响.试验设置4个处理组,分别为常规供水、常规供水-轻度干旱-复水、水淹、水淹-轻度干旱-复水,3个处理期分别为前期(0-33 d)、中期(34-63 d)、后期(64-78 d).结果表明,不同的水分处理显著地影响了枫杨幼苗“表观性”的气体交换、光合色素含量和水分利用效率等特性,但相较而言对枫杨幼苗“内在性”的叶绿素荧光特性影响较小,且影响的结果和程度因处理组和指标而异.78 d时,除胞间CO2浓度(Gi)、叶绿素a/叶绿素b、光化学猝灭值(qP)和非光化学淬灭值(qN)外,水淹组(FL组)的各项指标在4个处理组中都为最低值;“湿-干”交替组(FD组)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及总叶绿素含量则表现出先降低复水后显著增加的趋势;DR组的变化趋势与FD组类似,但变化的幅度较FD组小.研究发现,枫杨幼苗面对不同水分状况呈现出了一定的敏感特性,但随着胁迫时间的延长其无论是从光合、水分利用还是叶绿素荧光特性方面都表现出积极的响应,较能适应干旱、水淹、“湿-干”交替等多种环境胁迫,且在胁迫解除后能够迅速恢复生长,可以考虑用于三峡库区消落带的植被重建.     

不同土壤水分条件下保水剂对小麦幼苗生理特性的影响

采用盆栽试验研究了不同土壤水分条件、不同用量保水剂对小麦幼苗生理特性的影响。结果表明,在严重干旱处理下,保水剂对小麦幼苗产生抑制作用,随保水剂用量增加,小麦幼苗的叶片相对含水量、叶绿素含量、根系活力呈下降趋势,叶片饱和亏缺、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛含量呈上升趋势;在中等干旱处理下,保水剂作用效果最佳,对小麦幼苗的生理代谢有明显的促进作用。不同用量保水剂在不同指标间效果差异表现不同。在充足水分处理下,保水剂对小麦幼苗的生理代谢作用低于中等干旱处理。中度干旱下施用保水剂效果最明显,并以60 kg/hm2用量为最佳。     

土壤水分对烤烟某些生理特性影响的研究

于成苗期,伸根期,旺长期,成熟期对烤品种Ｋ３２６分别以不同土壤相对持水量（ＲＨ）处理盆栽烟株。结果表明,淹水对净光合速率（Ｐｎ）光呼吸速率（Ｐｒ）暗呼吸速率（Ｄｒ）叶绿素含量（Ｃｈｌ）影响最大,其次为土壤干旱,再次为土壤水分较多,而蒸腾速率（Ｅ）则以土壤干旱对其影响最大。５个生理地土壤水分变化的敏感性依次为Ｐｎ〉Ｅ〉Ｐｒ〉Ｄｒ〉Ｃｈｌ,除Ｃｈｌ以伸根期最敏感外,其余的均以旺长期最敏感;５个生理指标     

模拟三峡库区消落带土壤水分变化条件下水松幼苗的光合生理响应

通过模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征,设置了常规生长水分条件（NG）、轻度干旱水分胁迫（LD）、土壤水饱和（SW）以及水淹（BS） 4个不同处理组,研究水松当年实生幼苗在三峡库区消落带水位变化条件下的光合生理生态响应机理和适应性.研究结果表明,不同水分处理均显著影响水松叶片光合气体交换参数以及表观资源利用效率.水松幼苗LD组在整个处理期的净光合速率(Pn)平均值显著低于NG组22.025%;与SW、BS组Pn平均值分别高于NG组18.608%、48.987%形成鲜明对比.与此同时,水松幼苗LD组的 气孔导度(Gs)平均值显著低于NG组10.218%;SW和BS组的Gs平均值则分别显著高于NG组40.708%、87.566%.水松幼苗对土壤水分变化具有敏感的光合响应能力,在充足和较多水分条件下表现出增益的正向光合响应,显示出很强的耐水湿特点;但对于干旱水分胁迫则表现出不利的负向光合响应.在消落带防护林体系建设中,水松适宜栽植于土壤饱和水或渍水的环境中,尤其是在根部土壤水淹条件下其净光合速率达到最高;在干旱环境条件下则应注意浇水抗旱,使水松保持正常的净光合速率.      

土壤水分对台湾相思盆栽幼苗光合速率的影响

以台湾相思（Acacia confusa）为盆栽供试树种,在大棚进行控水试验,重点分析水分对光合速率的影响。结果表明,台湾相思的净光合速率与土壤水分也有着密切的关系,二者呈二次多项式关系。通过控水试验,在不同的水分条件下的光响应结果表明,在不同土壤水分条件下,光合速率对光强的响应呈幂函数关系,相关极显著。净光合速率的最大值在不同土壤含水率时相差也十分大;光合速率的光补偿点与土壤含水率基本无关。     

涝渍胁迫对鸡爪槭幼苗光合生理特性的影响

通过设置对照（CK）、涝害（LH）和渍害（ZH）3种水分处理,研究鸡爪槭2年生实生苗的生理生态适应机制。结果表明:与CK比对,LH和ZH组鸡爪槭幼苗除胞间CO₂浓度升高,净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）均显著降低;P_n 、G_s在试验初期下降稳定,随着处理时间延长至第20天下降加速;LH和ZH组光合色素含量一直处于下降,受到胁迫显著;叶绿素a与叶绿素b的含量比值介于2.65~4.42之间,叶绿素与类胡萝卜素含量比值则在4.55~5.94之间。不同水分处理均显著影响鸡爪槭幼苗叶片气体交换以及光合色素,鸡爪槭幼苗表现出不耐水淹的生理生态特性。     

不同施磷水平对橡胶幼苗光合与生理代谢的影响

通过盆栽试验研究不同施磷水平对橡胶树幼苗叶片光合与代谢的影响,为橡胶幼龄胶园施肥量提供科学依据。以热研7-33-97嫁接苗为材料,设置5个施磷水平(不施磷为对照)对橡胶树幼苗叶片磷含量、光合作用和代谢特征的影响。结果发现:在土壤施磷水平为1 000 mg/kg时,可以保障橡胶幼苗的正常生长,同时增加光合速率和促进生理代谢;低浓度施磷水平(≤500 mg/kg)时,表现为施磷不足;高浓度施磷水平(≥2 000 mg/kg)对橡胶幼苗叶片光合和生理代谢造成抑制作用。     

不同土壤水分对(融)草光合生理特性的影响

为探讨(融)草对不同土壤水分条件的光合生理响应特性,通过温室盆栽控水试验,利用LI - 6400便携式光合测定系统,测定了(融)草在5个土壤水分梯度下的光合生理指标.结果显示:(1)淹水组、对照组与轻度干旱组之间净光合速率差异不显著;重度干旱组净光合速率最低,与其他各组差异均显著,导致其下降的原因是气孔因素与非气孔因素共同作用的结果,而其他各组的原因则仍为气孔因素.(2)09:00-09:30,与中度干旱组相比,重度干旱组胞间CO2浓度有所增加,气孔限制值与水分利用效率有所下降.(3)10:30-11:00之间,各组(融)草均出现不同程度的光合午休现象,其中净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均有所下降,而气孔限制值与水分利用效率却明显增加.说明为适应不同土壤水分环境,(融)草在光合生理特性方面具备一定的适应调节机制.     

氮磷钾配比对油楠幼苗光合生理特性的影响

【目的】研究不同施肥组合对油楠幼苗光合生理特性的影响,为确定油楠苗期最佳施肥量提供参考依据。【方法】采用L9（3^4）正交试验设计：N（155、310、465mg／株）、P20,（12、24、36mg／株）、KEO（56、112、168mg／株）,以不施肥为对照处理,测定不同处理对油楠苗期净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、水分利用率（WUE）和叶绿素含量的影响,探讨施肥水平对光合生理指标的影响,寻求最佳施肥方案。【结果】在对各光合生理指标的影响效应上,K〉N〉P,低水平的NP配比更有利于提高油楠叶绿素含量和净光合速率,适当增加施K量能显著提高油楠叶绿素含量和净光合速率。【结论】促进油楠幼苗的净光合速率和改善光合生理的最佳施肥组合是N2P2K3,推荐最佳施肥量为N221．52m琳、P24mg／株、K167．99mg／株。     

水淹胁迫下枫杨(Pterocarya stenoptera C.DC.)幼苗叶片高光谱特征的研究

测量了3个水淹深度(对照、根部水淹、全淹)条件下枫杨叶片的高光谱反射率、红边参数及对应的叶绿素总含量,对归一化植被指数与叶绿素总含量进行了相关分析.结果表明:①在水淹胁迫下,枫杨叶片的高光谱反射率呈现下降的趋势,且在蓝光波段(400~500 nm)和近红外波段(760~950 nm)表现为极显著差异;②随着水淹程度的加深,枫杨叶片叶绿素含量显著下降(p<0.05);③红边特征的分析显示,随着水淹程度的加深,叶片光谱出现了蓝移的现象,红边斜率呈现下降的趋势;④叶绿素总含量与归一化植被指数(R705/R750)呈正相关,相关系数为0.86(p<0.01).经回归分析,叶绿素总含量与归一化植被指数呈线性关系(R2=0.80,n=42).认为枫杨叶片高光谱特征及归一化植被指数可较好地反映枫杨的叶绿素含量和水淹胁迫的程度.     

枫杨容器育苗密度试验

苗木密度是影响苗木质量、苗木产量和综合收益的重要因素。本试验以枫杨苗木为例,并通过多项形态和生理指标(苗高、地径、生物量、根系活力等)来比较不同育苗密度(36,64,100袋·m~3)的育苗效果。试验结果证明,64袋·m~(-2)的密度较为合理,苗木综合性状最为优良,宜于造林。     

旱胁迫条件下3树种幼苗光合特性比较研究

模拟石漠化山区土壤水分变化特征对滇楸、任豆和银荆当年实生幼苗的光合特性以及生理生态适应机制进行对比研究。研究结果表明,在CK,T1,T2,T34个不同处理组,3树种幼苗的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、表观光能利用效率LUE和表观CO2利用效率CUE的平均值均呈显著差异,其平均值的大小顺序为：银荆〉任豆〉滇楸,且各指标随着土壤含水量的减少而降低。在CK组,3树种幼苗的水分利用效率WUE的平均值均无显著差异,但在T2组银荆幼苗WUE显著高于任豆和滇楸。在4个不同处理组内,滇楸幼苗的气孔导度Gs显著高于任豆和银荆幼苗。     

旱胁迫条件下3树种幼苗光合特性比较研究

模拟石漠化山区土壤水分变化特征对滇楸、任豆和银荆当年实生幼苗的光合特性以及生理生态适应机制进行对比研究.研究结果表明,在CK,T1,T2,T3 4个不同处理组,3树种幼苗的净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、表观光能利用效率LUE和表现CO2利用效率CUE的平均值均呈显著差异,其平均值的大小顺序为:银荆＞任豆＞滇楸,且各指标随着土壤含水量的减少而降低.在CK组,3树种幼苗的水分利用效率WUE的平均值均无显著差异,但在T2组银荆幼苗WUE显著高于任豆和滇楸.在4个不同处理组内,滇楸幼苗的气孔导度Gs显著高于任豆和银荆幼苗.     

淹水程度对长江滩地枫杨导管及微纤丝角的影响

运用体视学方法,对枫杨导管、微纤丝角变异规律进行研究.结果表明,枫杨导管长宽比约为3.2,水淹程度不同的两组间的导管平均直径在径、轴向上变化有一定差异.枫杨微纤维角由髓心向外逐渐变小,与年轮显著相关,但水淹程度不同的两组间微纤丝角在轴向上的变化趋势不一致.在0.05水平上,经T-检验水淹程度不同的两组间的导管平均直径、形状因子、单位体积中导管所占面积及微纤丝角差异不显著.     

遮阴对牛尾菜光合特性的影响

[目的]研究遮阴对牛尾菜（Smilax riparia A.DC）光合特性的影响。[方法]以牛尾菜为试验材料,根据其原生环境的特点,进行遮阴栽培,研究光合参数日变化规律。[结果]遮阴能够降低叶片温度,但差别不明显;随着遮阴程度的增加,气孔阻力增加;适度遮阴使细胞间CO2浓度减少;不同遮阴处理下蒸腾速率的趋势基本相同,但各处理在同一时间蒸腾速率的值不同;遮阴增加了净光合速率。[结论]该研究可为人工栽培牛尾菜提供理论依据和技术支持。     

水分胁迫对脂松幼苗生长和光合特性的影响

以2年生脂松苗木为材料,采用盆栽方法研究土壤含水量(干旱和水渍胁迫)对脂松苗木生长和光合特性的影响,旨在为脂松的扩大栽培和管理提供依据.采用6种胁迫处理,即淹水胁迫、100%、80%、60%、40%、20%田间持水量(分别简称为FL、FC、FC80、FC60、FC40、FC20).结果表明,干旱和水涝胁迫都会对脂松的生...     

干旱胁迫对草莓苗期叶片光合特性的影响

采用盆栽控水方法研究了干旱胁迫对5个草莓品种苗期叶绿素含量和光合特性的影响。结果表明,在干旱胁迫下,草莓叶片的叶绿素含量(SPAD)、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO_2浓度均下降,且甜查理的下降幅度最小,艳丽的下降幅度最大。在轻度干旱胁迫下,5个草莓品种的净光合速率和胞间CO_2浓度均与对照存在显著差异(P0.05);叶绿素含量、蒸腾速率和气孔导度与对照无显著差异(P0.05)。在重度干旱胁迫下,5个草莓品种的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均与对照存在显著差异(P0.05);胞间CO_2浓度与对照无显著差异(P0.05);艳丽和宁丰的叶绿素含量与对照相比显著下降(P0.05)。以上结果表明,在轻度干旱胁迫下,草莓主要是通过降低净光合速率和胞间CO_2浓度响应干旱胁迫,气孔因素影响光合作用;在重度干旱胁迫下,草莓主要是通过降低净光合速率、蒸腾速率和气孔导度响应干旱胁迫,非气孔因素影响光合作用。不同的草莓品种光合作用对干旱的响应能力不同。其中,甜查理具有较强的抗旱性,艳丽的抗旱性较差。