土壤含水量和光照对祁连圆柏光合生理指标的影响

采用人工控制土壤水分的方法,测定不同土壤含水量条件下祁连圆柏苗木的蒸腾速率、净光合速率和水分利用效率等指标,分析祁连圆柏在不同土壤含水量和光照条件下光合生理响应特征及其变化规律。结果表明:祁连圆柏的蒸腾速率、净光合速率均随着土壤含水量的增加呈先上升后下降的趋势。光合有效辐射在400-2 000μmol/(m~2·s)范围内,祁连圆柏的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率均呈现最高值。土壤水分含量在17.04%、15.54%和11.77%时,祁连圆柏的净光合速率、蒸腾速率和水分利用率达到最高值,土壤含水量11.7%-17.04%是祁连圆柏生长最适宜的土壤水分区间。     

水分胁迫对栓皮栎幼苗生理特性及生长的影响

通过盆栽实验，研究了在不同的水分条件下栓皮栎幼苗生理特性的变化和苗木生长量的变化。研究表明，在水分胁迫初期，随土壤含水量的降低，栓皮栎叶片的净光合速率、蒸腾速率下降，而水分利用效率提高。在水分胁迫末期，由于长期的干旱胁迫，水分条件最差的一组苗木已干枯死亡，土壤含水量从38．123％下降到20．323％时，净光合速率和蒸腾速率均下降，水分利用效率也下降。随着土壤含水量的降低，苗高、地径和生物量均有下降的趋势，其中生物量下降的幅度最大。     

喀斯特区顶坛花椒适生的土壤水分环境

2005年5月以盆栽顶坛花椒幼苗为对象,在不同水分梯度及充分供水条件下用CI-301 CO2气体分析仪进行林木生理指标观测,研究了顶坛花椒1年生苗净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶片水分利用效益与土壤含水量的关系,结果表明:维持顶坛花椒净光合作用的最佳土壤含水量为22%,维持顶坛花椒较高蒸腾速率的土壤含水量范围为22.5%～25.6%,气孔导度最大时对应的土壤含水量为25.6%,维持顶坛花椒叶片水分利用效益的最佳土壤含水量为28%,根据喀斯特造林的基本构思,可选取维持最佳叶片水分利用效益的土壤含水量临界值和维持最佳净光合速率的土壤含水量低限值作为喀斯特造林树种顶坛花椒的适宜土壤水分的高限值和低限值。这一指标可量化为22%～28%。     

不同土壤水分对信阳五月鲜桃光合作用日变化的影响

为探讨土壤水分变化对信阳五月鲜桃光合作用日变化的影响,以2年生信阳五月鲜桃幼树为试材,应用Li-6400光合作用测定系统,测定5个水分梯度下信阳五月鲜桃叶片光合参数的日变化过程。结果表明:当土壤相对含水量大于74.9%时,信阳五月鲜桃光合速率、蒸腾速率以及水分利用效率都维持在一个较高的水平。当土壤相对含水量为92.5%时,光合速率和蒸腾速率均有所下降,这主要是由于气孔因素的限制引起的。当土壤相对含水量为55.7%时,光合速率、蒸腾速率和水分利用效率均表现出了较好的变化趋势,但依然低于高水分状态下的光合蒸腾值。当土壤相对含水量低于24.1%时,光合作用降低的主要因素转为非气孔限制因素。信阳五月鲜桃最适的光合作用和最高的水分利用效率的土壤相对含水量为74.9%左右。     

黄土丘陵区杠柳叶片气体交换过程对土壤水分的响应

在半干旱黄土丘陵区,采用CIRAS-2型光合作用系统,在不同土壤水分条件下,对2年生杠柳的净光合速率、蒸腾速率、叶片水分利用效率、气孔导度和胞间CO2浓度等叶片气体交换参数的日变化进行了研究.结果表明:土壤水分的变化会影响到杠柳光合速率、蒸腾速率和水分利用效率的日变化过程.相对含水量为31.6%～84.9%时,杠柳可以维持较高光合生产力和较高的叶片水分利用效率,杠柳维持正常生理和生长过程所需的最低相对含水量为21.7%.据此认为:杠柳对土壤水分的适应范围较广,适宜栽植在黄土丘陵区水分较少的阳坡、陡坡.     

辽东楤木光合和蒸腾作用对光照和土壤水分的响应

测定了不同土壤水分下辽东楤木光合作用与蒸腾作用的光响应过程,结果表明:辽东楤木的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、叶片水分利用效率(WUE)、最大净光合速率(Pnmax)和光合量子效率(Ф)对土壤水分的变化都有明显的阈值响应。根据Pn和WUE对土壤含水量的响应得出:维持辽东楤木较高Pn的RWC在43.5%~85.3%(MWC在11.4%~22.3%),最适宜的RWC为64.4%(MWC为16.8%);维持辽东楤木较高WUE的RWC在34.1%~78.7%(MWC在8.9%~20.5%)之间,最适宜的RWC为56.4%(MWC为14.8%)。因此,辽东楤木适宜的土壤水分RWC在43.5%~78.7%(MWC在11.4%~20.5%)之间。     

不同种源白刺幼苗生理生长对水分梯度的响应差异

在乌兰布和沙漠东北部地区,依据多年平均月降水量,对5个种源的白刺幼苗进行极度干旱、干旱、轻度干旱和正常降雨水平4种不同的水分梯度处理,开展水分梯度试验.通过测定不同水分梯度、不同种源的光合生理指标表明:水分梯度显著影响白刺幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔限制值、气孔导度、光合水分利用效率、表观光能利用效率、表观CO2利用效率等生理生态特征,并影响植株的苗高和最大新枝长等生长量指标;不同种源之间的净光合速率、水分利用效率、表观光能利用效率、表观CO2利用效率存在显著差异,且在苗高和最大新枝长之间也存在显著差异,但不同种源、不同水分梯度对幼苗的地径均无显著影响.相比于临河、乌拉特后旗种源,磴口、阿拉善盟和民勤种源的蒸腾速率和资源利用效率在不同水分处理之间表现出显著差异,且3个种源的各个资源利用效率都较大.白刺幼苗在光合活动中的气体交换及资源利用效率的生理反应和外在的生长量表型指标的差异,反映了各白刺种源对不同水分环境表现出的响应差异.     

黄土丘陵区土壤水分对山桃光合及蒸腾等生理参数的影响

应用英国PPS公司生产的CIRAS-2型光合作用系统,在半干旱黄土丘陵沟壑区,测定了3年生山桃苗在不同土壤水分条件下叶片光合及蒸腾等生理参数的日变化特征.结果表明:不同土壤水分条件下,光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的日变化过程呈现不同的变化规律.土壤相对含水量为57.3%、70.1%、80.2%时,光合速率的日最大值分别出现在13:00、9:00、13:00,分别为10.51、12.52、9.25 μmol·m-2·s-1,日均值分别为6.83±4.92、6.40±4.43、5.66±3.44 μmol·m-2·s-1;在其它水分条件下,光合速率有明显午休现象.蒸腾速率的日变化过程与光合速率相似,土壤相对含水量为57.3%、70.1%、80.2%时,最大值均出现在13:00,日均值分别为1.91±1.03、3.27±2.09、2.90±1.70 μmol·mol-1.在所测水分范围内水分利用效率上午时段的最大值大部分出现在7:00或9:00,下午时段最大值出现的时间相差较大.当土壤相对含水量大于57.3%时,山桃光合速率下降的主要原因是气孔限制引起的,在其它土壤水分条件下,山桃在上午时段(13:00以前)以气孔限制为主,而下午时段(13:00以后)转变为以非气孔限制为主.依据光合速率、蒸腾速率和水分利用效率与土壤水分的定量关系,在半干旱黄土丘陵沟壑区,维持山桃正常生长的适宜水分范围是土壤相对含水量为30.9W.3%,应选择阴坡或半阴坡进行栽培.     

黄土半干旱区集水造林条件下林木生长适宜的土壤水分环境

2000年在山西方山，采用LI－6200光合测定系统和LI－1600稳态气孔仪，对不同集水措施试验地的刺槐、侧柏和苹果的生理指标进行了实地观测，并辅以相同树种实地盆栽苗木水分胁迫条件下的林木生理指标观测，研究了林木净光合速率、羧化效率、水分利用效率与土壤含水量的定量关系。结果表明：维持刺槐、侧柏和苹果净光合作用的最佳土壤含水量分别为17.13%、15.9%和16.11%，三树种维持叶片水分利用效率的最佳土壤含水量依次为13.23%、10.66%和12.38%；羧化效率最高时的土壤含水量临界值依次为15.7%、15.5%和15.8%；土壤水合补偿点分别为4.55%、3.91%和4.49%。上述三树种蒸腾速率所适宜的土壤含水量分别为18.82%、19.70%和16.33%。根据集水造林的基本构思，可选取维持最佳叶片水分利用效率的土壤含水量临界值作为集水造林林木密度调控的土壤水分阈值和林木需水量的低限计算条件。这一指标可量化为刺槐10％－13％，苹果10％－12.5%，侧柏9.5%-11%。     

铅和水分胁迫对国槐幼苗光合特性的影响

为探究国槐(Sophora japonica)幼苗对铅和干旱胁迫的抗性,采用盆栽控水方法对幼苗的叶绿素含量变化、净光合速率、蒸腾速率等光合特性进行了研究。结果表明:在铅胁迫下,幼苗叶绿素a和叶绿素(a+b)的含量随着水分胁迫加剧先升高后降低,且二者都在土壤相对含水量为70%时达到最大值。在100%水分处理下,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)的含量都达到最小值,而水分胁迫造成了叶绿素a/b比值的下降;铅胁迫下,净光合速率随土壤相对含水率的减小呈降低-升高-降低的趋势,最小值出现在土壤相对含水量为40%处,水分利用效率(WUE)随着水分胁迫的加剧呈现先增大后减小再增大的趋势,在SRW为52.16%达到最小值。     

紫荆叶片夏季水分利用效率的日变化

紫荆叶片净光合速率日进程曲线为“双峰”形，光合效率午间明显降低，主要由非气孔限制引起。蒸腾速率和气孔导度的日变化为“单峰”形，午间最高。水分利用效率早晚较高、午间较低。净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率与一些环境因子的相关性都达到0．01显著水平。利用多元逐步回归方法分别得到了净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率与环境因子的最优方程。     

水分胁迫下实生桑苗光合特性的研究

以1 a生实生桑为试材,采用盆栽控水法,设置了4个土壤水分处理(土壤相对含水量分别为75%~80%、65%~70%、45%~50%和25%~30%),研究水分胁迫对光合作用的影响,意在为不同立地条件下栽培实生桑提供理论依据。结果表明,除土壤含水量为25%~30%处理外,净光合速率日变化均呈现"双峰"型,有明显"午休"现象;在土壤水分胁迫下,叶绿素含量(CHL)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均随土壤含水量下降而下降,胞间CO2浓度(Ci)在土壤相对含水量45%~50%前后呈先下降后上升的趋势;光合参数间相关性随土壤相对含水量的下降而逐渐下降。     

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。     

伯乐树幼苗对不同土壤含水量的生理生态响应

为了明确伯乐树幼苗对土壤含水量的响应,比较研究了不同土壤含水量下伯乐树幼苗的形态学指标及相关光合参数。结果表明,在土壤相对含水量大于40%时,不同处理之间的蒸腾速率无显著差异(P0.05);40%土壤含水量的条件下,水分利用效率和气孔限制值较高(P0.05),而此时的表观光合速率、CO2利用效率和蒸腾速率均最低(P0.05)。随着土壤含水量的降低,伯乐树幼苗叶片的最大光合速率(Pmax)、光补偿点(VLCP)、光饱和点(VLSP)、最大羧化速率(Amax)和羧化效率(RCU)整体上均呈下降趋势,而CO2补偿点(VCCP)和CO2饱和点(VCSP)均呈上升的趋势。100%与40%处理相比,两者除暗呼吸速率(Rn)未达到显著差异(P0.05)外,其余参数差异的均达到显著水平(P0.05)。形态学指标的结果也显示,在土壤含水量相对较高的环境下(100%和80%),伯乐树幼苗的株高、冠幅、分枝数和生物量等均较大(P0.05),表现出良好的生长态势。综合本次实验结果表明,较高的土壤相对含水量(60%)有利于伯乐树的生长发育。建议在进行伯乐树幼苗繁育时,应适当的增加土壤含水量。     

水分胁迫下新西伯利亚银白杨光合能力变化

采用室内盆栽试验,研究不同程度水分胁迫24 d对新西伯利亚银白杨叶片光合生产力和渗透调节物质含量的影响.结果表明：水分胁迫抑制了新西伯利亚银白杨幼苗叶片的光合能力,提高了叶片细胞中可溶性蛋白质含量,并影响了叶片中可溶性糖含量.随着胁迫强度和胁迫时间的增加,叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均显著减小.叶片净光合速率与蒸腾速率和气孔导度呈极显著正相关关系,与土壤含水量呈显著正相关关系.气孔导度蒸与腾速率呈极显著正相关关系,与土壤含水量、可溶性糖含量呈显著正相关关系.蒸腾速率与可溶性糖含量呈显著正相关关系.在土壤相对含水量≥25％的条件下,净光合速率下降主要由气孔因素导致.在土壤相对含水量＜25％的条件下,净光合速率下降主要由非气孔限制导致.     

霸王、沙木蓼和银水牛果在不同水分条件下的生理研究

简单分析了霸王、银水牛果和沙木蓼在不同土壤水分条件下,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)的变化规律;霸王、银水牛果和沙木蓼的最适于光合作用的土壤含水量分别为18.50%、17.62%和19.30%;最适于蒸腾作用的土壤含水量分别为15.08%、21.63%和19.21%。光饱和点分别为41.7 KLux、51.4 KLux和55.6 KLux。从而证明3树种为耐旱性树种,其中沙木蓼的抗旱性最高,且耐贫瘠,霸王居中,银水牛果最低。     

土壤水分胁迫对欧李幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响

采用Li-6400光合仪和OS1-FL调制荧光仪分析研究了水分胁迫下欧李的光合特性和叶绿素荧光参数变化特征.结果表明:(1)在低度水分胁迫下欧李的平均光合速率最大,而在严重水分胁迫下则最小;欧李的气孔导度在无水分胁迫下随光合有效辐射的增强而增大,但在中度水分胁迫和严重水分胁迫下变化不明显.欧李的光合速率日变化呈双峰曲线,中午存在明显的光合午休现象.在低度水分胁迫、无水分胁迫、中度水分胁迫和严重水分胁迫下,欧李的净光合速率分别为8.447±0.831、6.811±0.690、2.658±0.756、1.474±0.469 μmol·m-2·s-1,前2种条件下与后2种条件下的净光合速率存在极显著差异.不同水分胁迫下欧李的气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率的日变化与净光合速率的变化类似.(2)荧光参数初始荧光与非光化萃灭随干旱胁迫程度的增加而增加,而最大光化量子产量、光系统Ⅱ潜在活性则均降低.这表明随水分胁迫程度的增加,PSⅡ反应中心受到破坏或可逆失活,光合作用原初反应过程受抑制,欧李可能通过热耗散消耗掉过剩光能,从而保护了光合机构,这是植物对环境的适应性反应.(3)低度水分胁迫即土壤含水量为21%～24%时,欧李光合生理指标达到最佳水平,水分利用效率最高(1.214±0.112 μmol·mmol-1).     

不同灌溉条件对刺槐生长量及各项生理指标的影响

在小管出流与大水漫灌等不同灌溉方式下,研究刺槐的相对含水量(RWC),水分饱和亏缺(RWD)、光响应曲线、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、单叶水分利用效率(WUE)等指标的变化。结果表明,小管出流灌溉条件下,刺槐叶片净光合速率Pn值、蒸腾速率、气孔导度、生长量均大于漫灌下刺槐;但是,单叶水分利用率与叶片胞间CO2浓度在这2两种灌溉条件下差异较小。     

不同灌水量对早实核桃水分利用的影响

为科学指导早实核桃水分管理,以8年生早实核桃‘绿岭’为试材,每次分别进行0,15,30,45和60kg/株5个水平的灌水处理,以常规管理园片的灌水量600 kg/(株·次)为对照,研究了不同处理对树干液流、水分利用效率、产量及果实品质的影响。结果表明:0~60kg/(株·次)5个处理及对照的4—9月平均土壤含水量分别为17.16%,18.11%,19.21%,20.30%,21.12%和21.88%;晴天各处理液流速率日变化曲线随着土壤含水量的减小由单峰变为双峰,且主峰的波峰变窄;瞬时最大液流速率及日平均液流速率均以60 kg/(株·次)或对照最大;各处理蒸腾速率、光合速率日变化均呈单峰曲线,水分利用效率日变化为双峰曲线,日平均水分利用效率以30kg/(株·次)最高,为1.54mmol/mol;随着土壤水分的减少,叶片水势日变化曲线由"V"型变为"W"型,日平均叶片水势以对照最高,为-1.23MPa;坚果品质随着土壤含水量的增大得以一定程度的提高,产量随着土壤含水量的增加先增大后减小,两者之间呈‘抛物线’状相关。早实核桃‘绿岭’的最适土壤含水量范围为20.01%~21.96%。     

干旱胁迫对蚬木幼苗生长及光合特征的影响

为探讨蚬木(Excentrodendron hsienmu)幼苗对干旱的适应能力,采用盆栽水分胁迫试验法,比较了田间最大持水量的65%~75%(对照)、50%~60%(轻度胁迫)、35%~45%(中度胁迫)和20%~30%(重度胁迫)4个水分梯度下,蚬木幼苗的生长、生物量分配及光合参数的变化。结果显示,重度胁迫显著抑制了幼苗的株高生长,地径生长受干旱影响不明显;中度和重度胁迫对植株茎、叶及总生物量积累产生显著影响,地上生物量比随土壤干旱增强下降、根生物量比和根冠比增加。干旱胁迫显著降低蚬木幼苗叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度。胞间CO2浓度在干旱初期先降后升、气孔限制值逐渐增加;随干旱时间延长和胁迫增强,胞间CO2浓度显著上升,气孔限制值变化趋势与之相反。水分利用效率总体上表现为随胁迫加剧而增强的趋势。胁迫初期,气孔限制因素与非气孔限制因素的共同作用可能导致了蚬木幼苗净光合速率的下降。蚬木幼苗在干旱胁迫下采取降低光合、增加地下生物量分配并减缓生长等适应策略,对干旱具有一定的耐受能力。土壤含水量低于最大田间持水量的65%~75%时,及时补充水分可以保证幼苗正常生长。