硅对不同抗性高羊茅耐盐性的影响

为研究不同盐生境下硅对不同抗盐品种高羊茅(抗性强的XD和抗性弱的K31)耐盐性的影响,采用盆栽试验研究了添加硅对不同盐生境下两个高羊茅品种形态指标和保护酶活性的影响。结果表明:两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、叶宽、地上含水量和生物量均随盐浓度增加呈降低趋势,而SOD、CAT和POD活性呈先增加后降低趋势,其中盐浓度为150、100mmol·L~(-1)时XD和K31的保护酶活性分别达到峰值。添加硅显著增加了两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、地上含水量、地上生物量、SOD、CAT和POD(P0.05),但两个品种高羊茅对硅响应存在盐浓度分异,具体表现为:盐浓度≤50mmol·L~(-1)时添加硅显著增加了XD分蘖数和叶片数(P0.05),而对K31无显著影响;盐浓度≤100mmol·L~(-1)时加硅显著增加了XD的株高、叶长、地上生物量、SOD和CAT活性,盐浓度为150、200mmol·L~(-1)时,加硅显著增加了K31的株高、叶长、地上生物量、SOD、POD和CAT活性(P0.05);硅仅在盐浓度≥200mmol·L~(-1)时显著增加了K31的地上含水量(P0.05),而对XD地上含水量在任何盐浓度下均无显著影响。说明添加硅能够增强高羊茅的耐盐性,而且增强程度因盐浓度和高羊茅品种存在分异,在较高盐渍化条件下,硅对抗盐性较弱品种耐盐性增强的幅度大于抗盐性较强品种,使得抗盐性较弱的高羊茅品种能够通过添加硅肥而适应盐浓度较高的盐渍化土壤,扩大其适应范围成为可能。     

硅对不同抗性高羊茅耐盐性的影响

为研究不同盐生境下硅对不同抗盐品种高羊茅 (抗性强的XD和抗性弱的K31)耐盐性的影响,采用盆栽试验研究了添加硅对不同盐生境下两个高羊茅品种形态指标和保护酶活性的影响。结果表明:两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、叶宽、地上含水量和生物量均随盐浓度增加呈降低趋势,而SOD、CAT和POD活性呈先增加后降低趋势,其中盐浓度为150、100 mmol·L^-1时XD和K31的保护酶活性分别达到峰值。添加硅显著增加了两个高羊茅品种的株高、分蘖数、叶片数、叶长、地上含水量、地上生物量、SOD、CAT和POD(P<0.05),但两个品种高羊茅对硅响应存在盐浓度分异,具体表现为:盐浓度≤50 mmol·L^-1时添加硅显著增加了XD分蘖数和叶片数(P<0.05),而对K31无显著影响;盐浓度≤100 mmol·L^-1时加硅显著增加了XD的株高、叶长、地上生物量、SOD和CAT活性,盐浓度为150、200 mmol·L^-1时,加硅显著增加了K31的株高、叶长、地上生物量、SOD、POD和CAT活性(P<0.05);硅仅在盐浓度≥200 mmol·L^-1时显著增加了K31的地上含水量(P<0.05),而对XD地上含水量在任何盐浓度下均无显著影响。说明添加硅能够增强高羊茅的耐盐性,而且增强程度因盐浓度和高羊茅品种存在分异,在较高盐渍化条件下,硅对抗盐性较弱品种耐盐性增强的幅度大于抗盐性较强品种,使得抗盐性较弱的高羊茅品种能够通过添加硅肥而适应盐浓度较高的盐渍化土壤,扩大其适应范围成为可能。     

不同盐分条件下硅对两个高羊茅品种生物量分配和营养元素氮、磷、钾吸收利用的影响

频繁的灌溉，使人工草地的高羊茅生长在盐渍化或潜在盐渍化环境中。硅可以抑制植物对Na⁺的吸收，增加对N、P和K⁺的吸收，从而提高植物的耐盐性，且这种影响因植物种类和品种的不同而不同。本研究采用盆栽试验，研究了不同程度盐生境下施硅对两个高羊茅品种（抗性弱的K31和抗性强的XD）生物量和植株N、P、K⁺、Na⁺含量的影响。结果表明，随着盐浓度的增加，两个高羊茅品种地上和地下生物量、N、P、K⁺含量降低，Na⁺含量增加。施硅对地上和地下生物量、N、P、K⁺、Na⁺含量的影响与盐浓度有关，在中低盐浓度下，施硅增加了高羊茅的地上、地下生物量、根冠比、N、P、K⁺ 含量、K⁺/ Na⁺ 值，降低了Na⁺含量。高盐浓度时，施硅对高羊茅的生物量和N、P、K⁺、Na⁺含量没有影响。施硅对两个高羊茅品种地上和地下生物量、Na⁺、P含量的影响相似，对K⁺、N含量的影响不同，硅对耐盐性较强的XD地上部K⁺及N含量的有利影响优于耐盐性较弱的K31。结果表明，在低中盐浓度条件下，施硅可以促进高羊茅的生长，并且对耐盐性较强的高羊茅品种XD更为有利。     

不同居群白羊草光合特性比较

为了比较不同居群白羊草(Bothriochloa ischaemum)不同生育期的光合特性,筛选出光合特性较好的居群及其最佳利用时期,运用Li-6400光合仪测定了平鲁、平定、代县、太谷4个居群的白羊草在不同生育期的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用率(WUE)等参数。运用灰色关联度法对4个居群在5个时期的光合指标进行综合评价,结果表明,平鲁、平定、代县、太谷4个居群的P_n、T_r、G_s在不同生育期的表现存在显著差异(P<0.05),太谷居群5个生育期的Ci及Gs(除结实期外)均大于其他3个居群,4个居群各个时期P_n、T_r、G_s、C_i、WUE的均值,均以太谷居群最高。除平定居群开花期及4个居群结实期综合光合特性表现较差外(综合排序较低),平定、代县居群以孕穗期各指标综合特性表现最好,太谷居群以开花期综合光合特性最优,平鲁居群整体具中等光合特性,其他时期也表现中等。从生育期看,白羊草以抽穗期光合特性表现良好。     

Ca2＋对镉胁迫下玉米幼苗生长、光合特征和 PSⅡ功能的影响

为探究钙(Ca~(2+))对玉米镉(Cd)胁迫的缓解作用,采用盆栽试验,研究了根部施加外源Ca~(2+)对Cd胁迫下玉米幼苗生长、光合特征及叶绿素荧光参数等生理指标的影响。结果显示,与对照(CK)相比,100mg/L的Cd处理显著降低了玉米幼苗株高、根、地上部生物量以及玉米叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量。同时,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、电子传递速率(ETR)、PSⅡ激发能捕获效率(F_v′/F_m′)、光化学淬灭系数(qP)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))显著下降,而非光化学淬灭系数(NPQ)和胞间CO_2浓度(C_i)较CK显著上升。外源施加Ca~(2+)可以有效增加镉胁迫下幼苗生物量的积累,明显提高叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量,升高P_n,G_s,T_r,F_v/F_m,ETR,F_v′/F_m′,降低NPQ和C_i,增加幼苗生物量积累,Ca~(2+)浓度为7.5~10.0mmol/L时各指标变化幅度最明显,缓解胁迫的效果最佳。研究结果表明,Cd胁迫使玉米幼苗叶片PSⅡ原初光能转化效率降低,电子传递受到抑制,净光合速率降低。适宜浓度的外源Ca~(2+)能有效缓解Cd对光合机构的伤害,增强幼苗叶片对光的捕获能力,促进光合作用,增加幼苗的生物量,增强玉米幼苗对Cd胁迫的抗性。     

不同盐浓度下硅对高羊茅根系特征的影响

利用盆栽试验研究了不同盐浓度生境下硅对高羊茅(Festuca arundinacea)根系生物量和根系形态特征的影响。结果表明,在盐浓度0-300 mmol·L~(-1)的范围内,高羊茅根系生物量、根系表面积、根系体积、根系平均直径和根系总长均随盐浓度增加而呈降低趋势,高羊茅根冠比随盐浓度增加呈现先增加后降低趋势。硅对高羊茅根系生物量和根系特征的影响与盐浓度密切相关,当盐浓度≤150 mmol·L~(-1)时,硅显著提高了高羊茅根系生物量、根系表面积和根系总长(P0.05),说明硅在一定盐浓度下通过增加高羊茅根系生物量,改变根系形态特征,提高高羊茅在盐生境的生长能力。     

兰州北山3个灌木优势种光合特性

本研究对兰州北山植被优势种柽柳(Tamarix austromongolica)、侧柏(Platycladus orientalis)和柠条(Caragana korshinskii)的光合特性和微气象环境进行了测定,分析了其日变化特点,并通过灰色关联度分析方法探讨了净光合速率(Pn)与生理因素及环境因素的关联程度。结果表明,1)自然条件下,3种植物的P_n日变化均为不对称的双峰曲线,存在明显的光合"午休"现象,这是由于午间高光强、高温构成光抑制现象。2)生理因素分别与3种植物P_n的关联度由大到小依次为,柽柳:胞间CO_2浓度(C_i)叶温(T_l)蒸腾速率(T_r)气孔导度(G_s)饱和水汽压(VPD)气孔限制值(Ls),侧柏:T_rT_lVPDC_iL_sG_s,柠条:TrTlCiGsVPDLs;生理因素中C_i对柽柳P_n的影响最大,T_r对侧柏和柠条P_n的影响最大。3)环境因素分别与3种植物Pn的关联度由大到小依次为,柽柳:光合有效辐射(PAR)相对湿度(RH)土壤温度(Ts)土壤湿度(SM)大气温度(Ta)大气CO_2浓度(Ca),侧柏:PARSMT_aT_sRHC_a,柠条:RHPARSMT_aC_aT_s;环境因素中PAR对柽柳和侧柏P_n的影响最大,RH则对柠条P_n的影响最大。     

不同盐生境下硅对高羊茅生物量及生理生化特征的影响

利用水培实验研究了不同盐生境下硅对高羊茅幼苗生物量及生理生化特征的影响。研究结果表明,高羊茅幼苗生物量随着盐浓度增加而逐渐降低,200 mmol/L的盐浓度为高羊茅幼苗的临界盐浓度,盐浓度小于该临界值时,添加硅显著增加了高羊茅幼苗生物量;盐浓度大于该临界值时,硅对高羊茅幼苗生物量没有明显影响,说明硅调节盐生境下高羊茅的生长能力与环境内的盐浓度密切相关。在盐浓度临界值之内,水培条件下硅通过增加盐胁迫下高羊茅幼苗体内SOD、CAT、POD活性,降低盐胁迫条件下高羊茅幼苗体内的丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量和相对电导率,其中盐浓度为100 mmol/L时,丙二醛含量降幅最大,为18.05%,当盐浓度为50 mmol/L时,脯氨酸含量降幅最大,为23.63%。这不仅说明了硅可增强高羊茅幼苗适应盐生境的能力,而且证明了硅直接参与了盐胁迫条件下高羊茅的生理生化过程。     

喀斯特地区土壤厚度降低和水分减少对两种草本植物混种后光合的影响

土壤"厚薄不均"和"岩溶干旱"是影响喀斯特地区植物生存、生长和繁殖的关键生态因子,深根植物和浅根植物由于根系生态位的互补可能会缓解资源减少对光合作用的抑制作用。以盆栽深根植物苇状羊茅(Festuca arundinacea)和浅根植物多年生黑麦草(Lolium perenne)为对象,研究土壤厚度降低、水分减少及土壤厚度和水分双重资源减少对两种草本植物混种下其光合作用的影响。结果表明,1)在高资源水平下,混种后苇状羊茅的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)与单种间无显著差异(P0.05);而黑麦草的Pn、Gs和Tr低于单种,WUE显著高于单种(P0.05)。2)随着资源的减少,不管是单种还是混种,苇状羊茅和黑麦草的P_n、G_s和Tr大体上均呈降低的趋势,黑麦草的WUE呈上升趋势,且混种后降低或升高的幅度明显低于单种;而苇状羊茅的WUE由单种时升高变为混种时降低。3)在低资源水平下,混种后苇状羊茅的P_n、G_s和T_r高于单种,WUE低于单种;黑麦草的P_n、G_s和T_r与单种无显著差异,WUE低于单种。研究表明,在干旱和土壤贫瘠日趋严重的喀斯特地区,通过深浅不同根系的植物混种,可能在一定程度上缓解水分和土壤资源缺乏对植物光合作用的抑制作用。     

兰州银滩黄河湿地4种植物的光合特性

本研究以兰州银滩黄河湿地自然生长的千屈菜(Lythrum salicaria)、芦苇(Phragnites awstralis)、藨草(Scirpus triqueter)、菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,对4种典型植物生长季不同阶段的光合特性及其与环境因子间的关系进行比较分析,探讨了4种植物对湿地的适应特性和机制。结果表明,1)5月11日千屈菜、芦苇的净光合速率(P_n)呈不明显的双峰曲线,藨草和菖蒲的Pn变化较为平稳,日均P_n表现为芦苇千屈菜菖蒲藨草;8月19日,千屈菜、芦苇、藨草的Pn呈双峰曲线,光合"午休"现象明显,菖蒲为单峰曲线,日均Pn表现为芦苇菖蒲千屈菜藨草。2)5月11日,光合有效辐射(PAR)、大气温度(Ta)、大气CO_2浓度(C_a)、相对湿度(RH)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用效率(WUE)与4种植物P_n的日变化存在不显著、显著(P0.05)或极显著(P0.01,P0.001)的正相关关系;8月19日,PAR、C_a、T_r、G_s、WUE、土壤湿度(SM)与4种植物P_n的日变化存在不显著、显著或极显著的正相关关系;3)5月11日,PAR、C_a、T_a、RH对4种植物的P_n影响较大,是主要的环境生理影响因子;8月19日,PAR、T_r对千屈菜、藨草的Pn影响最大,PAR、WUE对芦苇、菖蒲的P_n影响较大,是主要的环境生理影响因子。尽管各因子对4种植物的光合速率均有不同影响,但PAR是对植物光合生理特性产生影响的根本原因。     

三裂叶蟛蜞菊光合生理特性对光合有效辐射增强的响应

三裂叶蟛蜞菊是华南地区重要的园林绿化植物。在人工控制光合有效辐射(PAR)条件下,测量了三裂叶蟛蜞菊在深秋和冬季的净光合速率(Pn),蒸腾速率(Tr),胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)等光合生理特性对连续光照强度增强的响应。结果表明:Tr、Pn均随PAR的增强而增大,且增幅稳定;Gs在PAR增强的起始阶段先下降,从200μmol/(m2·s)后,逐渐上升,尤其11 月较明显;Ci随着PAR的增强而逐渐减少,在PAR为2 000μmol/(m2·s)后趋于平衡。温度对三裂叶蟛蜞菊光合生理特性的影响较显著,但若光照充分,其光合速率也能提高。三裂叶蟛蜞菊有较高的水分利用率,表明它比较耐干旱。     

4种除草剂对皮燕麦、裸燕麦不同生育时期光合特性的影响

为探讨除草剂对燕麦光合特性的影响,采用完全随机区组设计,测定4种除草剂48%仲丁灵、40%二甲.辛酰溴、72%2,4-D丁酯和75%苯磺隆处理下皮燕麦品种陇燕3号(Avena sativa cv.Longyan No.3)和裸燕麦品种燕2号(Baiyan No.2)的叶绿素相对含量(SPAD)值和净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)及蒸腾速率(Tr)等光合指标。结果表明:4种除草剂均降低了皮、裸燕麦的SPAD、Pn、Gs、Tr和气孔限制值(Ls);4种除草剂对皮、裸燕麦的影响不同,其中48%仲丁灵和40%二甲.辛酰溴对光合作用影响较小,72%2,4-D丁酯和75%苯磺隆危害较大;皮、裸燕麦间对除草剂的反应存在差异,皮燕麦对4种除草剂的敏感性大于裸燕麦。     

阴山扁蓿豆光合特性对模拟牦牛、藏羊践踏和降水的短期响应

为明晰牦牛和藏羊践踏对阴山扁蓿豆光合特性的分异影响,在天祝高寒草地采用模拟降水和践踏双因子控制试验,研究了阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、叶片气体交换参数变化对短期模拟牦牛、藏羊践踏和降水的响应。结果表明,随着模拟牦牛和藏羊践踏强度的增加、模拟降水量的降低,阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、蒸腾速率(T_r)、叶片气孔导度(G_s)和净光合速率(P_n)均呈下降趋势,胞间CO₂浓度(C_i)呈上升趋势。相同降水量下,藏羊和牦牛轻度践踏强度下阴山扁蓿豆蒸腾速率、叶片气孔导度和净光合速率均高于对照,胞间CO₂浓度低于对照。与对照相比,牦牛重度践踏处理下阴山扁蓿豆单叶面积、叶绿素含量、蒸腾速率、叶片气孔导度和净光合速率的降幅和胞间CO₂浓度的升幅均大于藏羊重度践踏处理。单一的模拟降水或模拟践踏极显著地影响了各测定指标,且两者共同作用对阴山扁蓿豆单叶面积、蒸腾速率、叶片气孔导度、净光合速率和践踏末期叶绿素含量的影响达极显著水平。综合可得,牦牛和藏羊轻度践踏可促进阴山扁蓿豆光合作用,重度践踏严重抑制了阴山扁蓿豆光合作用,且牦牛践踏对阴山扁蓿豆光合能力的抑制作用大于藏羊践踏。     

碱蓬和三角叶滨藜幼苗生长、光合特性对不同盐度的响应

为了探讨碱蓬和三角叶滨藜对不同盐度的响应机制,采用砂培试验,用含不同浓度NaCl的Hoagland营养液处理其幼苗30 d,分析其生物量、株高、含水量(WC)、叶绿素(Chl)含量、类胡萝卜素(Car)含量、Chl/Car、Chl a/Chl b、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls)的变化。结果表明,1)和对照(不加NaCl)相比,低盐(100 mmol/L NaCl)显著提高碱蓬幼苗的干重(DW)、株高和地上部WC,三角叶滨藜的株高不受明显影响,而其地上部DW和WC显著下降;中盐(400 mmol/L NaCl)胁迫下,碱蓬株高、地上部DW和WC无显著变化,而三角叶滨藜地上部DW和WC显著下降;高盐(800 mmol/L NaCl)下,两植物DW和含水量均明显降低,且碱蓬干重和含水量的降幅要显著低于三角叶滨藜。2)低盐对两植物的Chl含量没有明显影响,随着盐度的增加,其Chl含量均显著下降,碱蓬Chl含量的降幅显著大于三角叶滨藜。低盐明显提高碱蓬叶片的Car含量,但是不影响三角叶滨藜叶片的Car含量,随着盐度的增加,两植物的Car含量均显著下降,碱蓬Car含量的降幅显著大于三角叶滨藜的。随着NaCl浓度增加,两植物的Chl a/Chl b均逐渐上升,而对三角叶滨藜的Chl/Car影响也不显著,但是随着盐度的增加,碱蓬叶片Chl/Car呈先降低后升高的趋势。3)100 mmol/L NaCl处理显著提高碱蓬的Pn、Gs和Tr,但显著降低三角叶滨藜的Pn、Gs和Tr, 随着盐度的进一步增加,二者的Pn、Tr、Gs均显著下降,其中碱蓬Pn、Tr的降幅要显著低于三角叶滨藜的。随着盐度的增加,碱蓬Ci逐渐显著下降;而随着盐度增加,三角叶滨藜的Ci呈先降低、再升高的趋势,800 mmol/L NaCl处理的Ci显著高于对照。4)碱蓬生物量与Tr、Pn、地上部WC、Car含量、根WC、Gs、根冠比、株高、Chl含量、Ci有极显著的正相关,而与Chl/Car、Ls呈极显著负相关,与WUE显著负相关;三角叶滨藜生物量与地上部WC、Chl含量、Pn、Car含量、Tr、Gs、根WC、株高呈极显著正相关,与Chl a/Chl b呈极显著负相关。综上所述,碱蓬和三角叶滨藜幼苗具有高度的耐盐性,且前者的耐盐性高于后者,主要是因为高盐下前者维持更高的光合效率和水分利用效率;Tr、Pn和地上部WC可优先作为评价碱蓬耐盐性的指标,而可作为优先评价三角叶滨藜耐盐性的指标为地上部WC、Chl含量和Pn;高盐下碱蓬Pn的下降主要是气孔限制的结果,而三角叶滨藜Pn下降则主要是由于非气孔限制导致的。     

苏打盐碱胁迫对羊草光合、蒸腾速率及水分利用效率的影响

采用温室土培试验法,研究了羊草叶片光合速率、蒸腾速率和水分利用效率等对不同苏打盐碱胁迫的响应特征。结果表明,随着模拟光辐射的增强,羊草叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度和蒸汽压亏缺等表现为升高,胞间CO₂浓度表现为降低,叶片水分利用效率则呈先升高后降低的趋势。同一光强下,随着土壤苏打盐碱胁迫程度的增大,羊草光合速率和蒸腾速率均有所下降,水分利用效率则有所升高。以光强1 500 μmol/(m²·s)为例,pH 9.78的盐碱胁迫处理的羊草光合速率和蒸腾速率分别比对照(pH 7.15)的处理降低了43.8%和51.3%。苏打盐碱胁迫下,羊草蒸腾速率的降低幅度大于光合速率降低幅度,保持了叶片较高的水分利用效率,可能是羊草适应苏打盐碱逆境的重要生理机制。     

重金属铅对绢毛委陵菜光合特性及荧光参数的影响

为探讨不同浓度重金属Pb²⁺胁迫对绢毛委陵菜（Potentilla sericea L.>）光合特性及荧光参数的影响,本文采用盆栽的方法,通过对绢毛委陵菜净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）等多项指标的测定,并对其变化规律做了比较研究。结果表明：绢毛委陵菜胞间CO₂浓度（Ci）随Pb²⁺胁迫时间的延长及胁迫浓度的增大呈上升趋势,而净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）变化趋势与胞间CO₂浓度（Ci）变化趋势相反;Pb²⁺胁迫50 d时PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）、最大光化学效率（Fv/Fm）均随胁迫浓度的增大逐渐降低;绢毛委陵菜在Pb²⁺浓度为300 mg·kg^-1、600 mg·kg^-1时能够生存,但生长缓慢。研究表明随着铅浓度的提高,铅通过影响植物的非气孔限制来影响绢毛委陵菜的光合特性。