黄栌幼苗叶片气体交换对干旱胁迫的短期响应

[目的]本研究探讨不同产地黄栌苗木叶片气体交换特性对土壤水分胁迫的短期响应特点及规律.[方法]采用田间模拟试验,选取北京西山、山东泰山和山西绛县3个产地的1年生黄栌幼苗为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水量的75％ ～ 80％)、中度胁迫(MS,土壤田间持水量的55％～ 65％)和重度胁迫(SS,土壤田间持水量的35％ ～45％)3个水分梯度,利用LI-6400便携式光合测定系统和SPSS 20.0统计分析软件测定和拟合幼苗成熟叶片的光响应曲线(Pn-PAR)及CO2响应曲线(Pn-Ci),根据非线性最小二乘法的Levenberg-Marquardt迭代原理计算各光合参数.[结果]1)黄栌幼苗的CO2同化能力随干旱胁迫程度的加剧及胁迫时间的增加显著(P＜0.05)下降,主要原因是持续干旱胁迫环境中幼苗叶片CO2传导及光合电子传递受阻、光能利用率下降.受重度胁迫处理幼苗的CO2气孔导度+叶肉导度(gsc+gm)、表观量子产量(AQY)、光饱和点-光补偿点(LSP-LCP)、最大电子传递速率(Jmax)和最大电子传递速率/最大羧化速率(Jmax/Vc,max)分别比对照低50.5％,12.0％,21.0％,37.9％和16.9％,干旱胁迫环境中幼苗的gsc,gm,AQY,LSP-LCP,Jmax/Vc,max在胁迫后期比胁迫中期分别低18.7％,81.0％,19.3％,4.6％,5.5％.2)水分亏缺可在一定程度上刺激黄栌幼苗提高弱光利用效率及CO2羧化速率.3)受中度胁迫处理黄栌苗木的CO2气孔限制值(ls)、叶肉扩散限制值(lm)分别比对照高36.9％和25.3％,而受重度胁迫处理幼苗的ls,lm分别比对照高9.7％和103.0％;干旱胁迫环境中黄栌幼苗的平均ls及平均lm在胁迫中期分别比对照高17.7％和46.0％,在胁迫后期则分别比对照高47.0％和71.1％,说明气孔限制和叶肉扩散限制分别是适度干旱胁迫和严重干旱胁迫环境中导致幼苗净光合速率下降的主要原因.4)重度胁迫环境中,山西产地幼苗光饱和时的最大净光合速率(Pn,max)、CO2饱和时的最大净光合速率(Amax)、Rubisco活性和数量限制的最大净光合速率(Ac,max)、RuBP再生限制的最大净光合速率(Aj,max)、Vc,max、磷酸丙糖利用速率(VTPU)的降幅(相对胁迫处理前)分别比北京产地和山东产地的幼苗高38.0％和50.3％、40.7％和46.3％、45.7％和51.2％、52.4％和54.2％、47.3％和55.8％、55.5％和82.6％,而山西产地受持续干旱胁迫处理幼苗的LCP和暗呼吸速率(Rd)分别比北京产地和山东产地的幼苗低31.2％和47.5％、27.2％和9.2％.[结论]北京西山、山东泰山和山西绛县3个产地黄栌幼苗对持续干旱胁迫环境反应的敏感性具有显著差异.总体而言,重度胁迫环境中山东泰山幼苗叶片的碳同化能力显著高于北京产地和山西产地,而北京产地幼苗叶片的碳同化能力显著高于山西产地.持续干旱胁迫环境中山西产地幼苗的CO2扩散阻力及光合电子传递阻力显著高于其他两产地,而该产地的LCP及Rd均高于其他两产地,因此,山西产地黄栌幼苗光合参数对水分亏缺的反应较北京产地和山东产地剧烈,但该产地幼苗通过降低光补偿点及暗呼吸代谢水平以保证光合同化产物积累的能力相对较强.     

山杨与白桦蒸腾速率及气孔阻抗特征研究

利用定点定位观测的方法,对山杨与白桦植株的蒸腾及其影响因素气孔阻抗进行研究。结果表明:山杨与白桦的日间蒸腾速率在2.4-6.5 g·m-2·s-1之间,山杨的蒸腾速率要比白桦高,两个树种早晚的蒸腾速率较低,随着气温升高蒸腾速率逐渐提高,气温最高的正午时刻的蒸腾速率均有所下降。两个树种的气孔阻抗变化范围在0.30-3.02s·cm之间,白桦的气孔阻抗均高于山杨,与测定蒸腾速率的结果相吻合,印证了这两个指标之间的关联性。     

干热胁迫对杨树叶片气体交换和叶绿素荧光参数的影响

为了探讨干热胁迫对不同品种杨树叶片气体交换和叶绿素荧光参数的影响,以吴屯杨、小青杨和小美旱杨一年生嫩枝为材料,利用人工气候箱和PEG浓度控制生长温度、干旱条件,处理24 h后测定气体交换和叶绿素荧光参数以及光合色素的含量。结果表明:1)随着胁迫程度的增加,3种杨树叶片的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)随着干热胁迫的程度增加均呈先上升后下降的趋势,胞间CO2浓度(Ci)则整体呈下降趋势,吴屯杨和小美旱杨的蒸腾速率(Tr)呈先上升后下降的趋势,而小青杨叶片的蒸腾速率持续增加,在重度干热胁迫时达到最大值;2)3种杨树在重度干热胁迫条件下光系统Ⅱ反应中心及其电子传递链的结构均受到了不同程度的损伤;3)3个杨树品种的类胡萝卜素含量随干热胁迫程度的增加呈稳定上升的趋势,总叶绿素与叶绿素a、b含量总体呈下降趋势。4)综合各项生理指标结果分析,3种杨树中,小青杨和吴屯杨的耐干热能力较强,小美旱杨最弱。     

苗期泡洞叶片气孔阻抗和蒸腾特性的研究

苗期泡桐的叶片随叶龄增长和土壤水势降低，气孔阻抗（Ｒｓ）逐渐增大，蒸腾速率（Ｅ）明显降低，４０天叶龄的叶片Ｒｓ增长了９４％，Ｅ下降了４８．８％。各无性系间Ｒｓ差异显著。在整修速生期内，叶片Ｅ随时间增加呈显著或不显著正相关，Ｒｓ则因土壤水势不同分别呈正相关及负相关；叶片Ｒｓ与Ｅ之间均呈显著负相关。叶片上下表面Ｒｓ在速生前期存在显著相关。Ｅ则在整个速生期始终存在正相关。     

不同坡位对青杨叶片养分的影响研究

对海东市乐都区药草台林场不同坡位成年青杨叶片养分含量及化学计量进行研究,揭示青杨在不同坡位的适应特征。结果表明:青杨叶片C含量明显高于全球植物叶片C含量均值,各坡位间C含量无显著性差异;坡位间N含量差异显著,均低于全国和全球植物叶片养分N含量平均水平;各坡位间P含量差异显著,均未达到全国和全球植物叶片P含量平均水平。文中对叶片养分含量特征及含量高低原因进行分析。青杨各坡位叶片C∶N值均高于全球植物C∶N化学计量特征平均水平,C∶P值明显低于我国阔叶林C∶P均值,各坡位N∶P值在13.07～17.42范围,表明青杨在上坡生长中受到氮限制,在下坡环境中受到磷限制,而在中坡环境下受到2种元素共同限制。结合该区域土壤养分分析,建议该地区上坡和下坡青杨林养护需追加氮肥和磷肥,确保青杨林正常生长所需养分;注重叶片堆肥和人工追肥2种方式来解决青杨生长中养分不足的问题;同时以林下经济和林下产业协同发展模式做好青杨林水土保持工作,以减少上坡表层土壤细粒被强风搬运到下坡沉积造成的土壤肥力差异。     

干旱胁迫对白桦实生幼苗叶片蛋白质的影响

The studies on leave protein of Betula platyphylla seedlings by the methods of SDS-PAGE electrophoresis and dimensional gel electrophoresis was concerned. The result indicated that some new proteins such as 29kD pI4.3, 29kD pI4.2, 14kD pI5.3 and 11.5kD pI5.16 protein point were induced by soil drought stress, and some protein disappeared,for instance four protein between 12.4 - 11.5kD pI5.8 - 6.44 in seedlings leaves of B. platyphylla during soil drought stress.     

火炬松和湿地松幼林施肥对土壤性质和叶片养分影响

１９９１～１９９５年期间,在江西景德镇市低丘千枚岩和第４纪红土红壤上,研究了火炬松、湿地松幼林施肥（Ｐ和ＰＫ）对土壤性质和叶片养分的影响。结果表明：（１）２个施肥处理使火炬松和湿地松林土壤速效Ｐ含量提高,有机质等其它土壤肥力指标下降。施Ｐ肥加速了有机质矿化和林木对Ｎ的吸收;（２）２个施肥处理能提高湿地松林土壤细菌、真菌和纤维分解菌的数量,减少放线菌的数目,而施肥前期对好气固Ｎ菌、Ｐ细菌有促进作用,后期对其有抑制作用;（３）２个施肥处理能明显提高湿地松林土壤脲酶和过氧化氢酶活性,施肥前期磷酸酶活性受到抑制,施肥后期磷酸酶活性不再受抑,酶活性大大提高。Ｐ肥能提高蔗糖酶活性,而ＰＫ肥对蔗糖酶活性有抑制作用;（４）湿地松林施肥２年后,叶片养分有明显变化,Ｐ和ＰＫ处理提高了叶片Ｃａ、Ｍｇ的含量,降低了Ｎ水平,而对Ｐ和Ｋ含量影响不大。     

氮添加对兴安落叶松养分分配和再吸收效率的影响

以东北林业大学帽儿山实验林场18年生兴安落叶松人工林为对象,研究连续5年N添加(NH4NO3,10g·m-2a-1)对落叶松各器官N,P,K,Ca和Mg含量及叶片养分再吸收效率的影响。结果表明:N添加对叶片5种元素含量均无显著影响,但可显著提高树根、树枝和树干的N和P含量;N添加能显著提高凋落叶片的N含量,降低凋落叶片的C/N比和叶片N再吸收效率。研究结果反映出研究区兴安落叶松人工林土壤N并不缺乏。N添加导致兴安落叶松对N和P的奢侈吸收,可提高凋落物的分解速率,加快兴安落叶松人工林生态系统的N循环。     

不同抚育方式对白桦次生林生长及土壤养分的影响

以河北省木兰围场国有林场白桦林为研究对象,分析不同抚育方式对林木生长和土壤理化性质的影响。结果表明：1)胸径。传统经营对胸径生长没有影响,均质经营4年后显著高于对照。2)树高。对树高生长没有影响。3)冠幅。2年时均质经营>传统经营>对照,都显著;4,6年时二者仍显著高于对照,但二者之间差异不显著。4)蓄积年平均生长量。2年内差异不显著,4,6年后均质经营显著高于传统经营和对照。5) pH值。在0～20 cm和20～40 cm的土层,都是差异不显著。6)在0～20 cm的土层,有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量都是均质经营>传统经营>对照,差异显著。在20～40 cm的土层,速效钾含量没有差异;碱解氮含量是均质经营>传统经营>对照,差异显著;有效磷含量是对照>传统经营>均质经营,差异显著;机质含量为均质经营显著高于传统经营和对照,但传统经营和对照没有差异。     

施肥对白榆幼林叶片养分动态的影响

对白榆叶片养分含量在一个生长季内进行动态分析，结果表明：各施肥处理之叶片Ｎ、Ｐ、Ｋ含量在生长季内，随时间的延长呈线性规律递减。处理不同，斜率不同；斜率的大小，既是叶片在单位时间内某养分的转移数量，也是对土壤养分丰缺的综合反映。因此，通过比较斜率值的大小即可确定限制林木生长的最小养分因子，达到对白榆进行营养诊断的目的。据此诊断结果为：限制白榆幼林生长的最小养分因子是氮，其次为磷；肥料的最佳配比为Ｎ２·Ｐ１，施肥量为Ｎ２００ｋｇ／ｈｍ２、Ｐ２Ｏ５１００ｋｇ／ｈｍ２。     

白桦播种育苗试验

通过夏播和翌年春播两项播种育苗方法,对白桦播种育苗进行了对比试验,结果表明,白桦育苗夏播和翌年春播均可,其播种量分别为15、25 g.m-2,播种时间分别为6月25日和翌年5月11日,千株育苗成本为77元。     

不同模式施肥对油茶叶片生长及其养分含量的影响

为了给油茶林施肥管理提供科学依据,通过不同模式施肥,对油茶叶片生长和叶片养分含量进行研究,探讨油茶叶片各生长指标与叶片养分含量之间的关系。结果表明:各模式对油茶叶片生长指标和叶片养分含量均有显著促进作用,叶形指数与其它指标有负显著相关性,比叶重与其它指标间有正显著相关性,叶片养分中N、P、K的含量与其它指标间均存在显著相关性,说明施肥模式与叶片生长间关系密切。各模式对油茶叶片的肥效作用由大到小排列依次为:M5、M4、M2、M3、M1、M0、CK。     

氮素营养对西南桦幼苗生长及叶片养分状况的影响

设置每株0,50,100,200,300,400,600mg7个氮素处理,开展西南桦幼苗指数施肥试验,探究氮素供应水平对西南桦幼苗生长以及叶片养分状况的影响,旨在揭示西南桦幼苗的氮素需求,确定其适宜施氮量。结果表明:1)西南桦幼苗的地径、苗高、生物量以及叶面积随着氮素供应水平的增加而增大,至氮施用量每株>200mg后其生长表现和生物量趋于稳定,而叶面积则显著递减;2)西南桦幼苗叶片N,P和K含量随施肥量的增加而递增,叶片N和K含量在施氮量每株>200mg、生物量稳定之后仍持续增加,说明由于植株对N和K的奢侈消耗造成植株体内的养分积累,而叶片P含量在施氮量每株>100mg之后即趋于稳定,说明植株对P的需求已满足而保持其含量稳定;3)运用临界浓度法确定出西南桦幼苗叶片N,P,K的临界含量分别为37.8,4.1,24.4g·kg-1,最适含量分别为37.8～59.1,4.1～6.3,24.4～34.7g·kg-1,综合3个最适含量范围,推断出西南桦幼苗的最适施氮范围为每株200～400mg。     

Levels of IAA,ABA and carbohydrates in source and sink leaves of Betula pendula Roth.

Young birch (Betula pendula Roth) seedlings were grown in hydroponic cultures to which nutrients were added in amounts that increased exponentially over time. The nutrient additions were adjusted to give three different suboptimal, but stable, relative growth rates (RGR). Levels of glucose, fructose, sucrose and starch and the hormones 3‐Indolyl acetic acid (IAA) and abscisic acid (ABA) were determined in immature (sink) and mature (source) leaves and related to the measured RGR of the seedlings. The results show that ABA increased and IAA decreased in the sink leaves as the RGR of the plants decreased. This occurred in concert with a decrease in soluble sugar levels and starch accumulation in the source leaves. These observations suggest that ABA and IAA may be involved in source‐sink communication in the seedlings, although such causal relationships remain to be proven.     

叶形在树木叶片气体交换应对风胁迫中的作用

作为环境因子,风与树木的关系较其他因子复杂,树木对风胁迫的响应与适应是植物逆境生理生态学研究的热点和难点。本文综述了不同叶形树种叶片气体交换对风胁迫的响应差异,总结发现风对不同叶形树种叶片气体交换影响的研究结论差异较大,有的甚至截然相反,表明了不同叶形树种叶片气体交换对风胁迫响应的复杂性。同时分析了由叶形引起的微环境、边界层导度和理化特征对叶片气孔交换的影响。     

Effects of nutrient loading and fertilization at planting on growth and nutrient status of Lutz spruce (Picea x lutzii) seedlings during the first growing season in Iceland

The low availability of nitrogen (N) is believed to be one of the major limiting factors of forest regeneration in Iceland and frequently under Boreal conditions. Lutz spruce (Picea x lutzii Littl.) seedlings were nutrient loaded using four fertilization regimes in the end of nursery rotation in autumn 2008 and planted in the following spring, with or without a single dose of fertilizer, on two treeless sites in N-Iceland with contrasting soil fertility. Measurements were made after one growing season. The highest loading level without additional field fertilization increased new needle mass by 122% and 152%, for the poor and more fertile site, respectively. The highest loading level with field fertilization increased new needle mass equally, by 188% and 189%, for the poor and more fertile site, respectively. Retranslocation of N, from old needles to current needles, increased with more loading. However, it was clear that nutrient loading could not replace field fertilization, as the seedlings generally showed an additive response to field fertilization and nutrient loading; doing both always gave the best results in seedling performance. As the study only covers field establishment during the first year, the long-term effect of nutrient loading of Lutz spruce cannot be predicted. However, it was concluded that loading might provide an additional input for faster plantation establishment during the first growing season after planting.     

不同容器和基质配比对榉树容器苗营养积累的影响

【目的】榉树Zelkova schneideriana,是我国珍贵树种,它不仅材质优良,且用途广泛,经济价值较高。本试验通过比较不同容器规格和基质配比对榉树容器苗营养累积的影响,筛选出最有利于榉树容器苗营养积累的容器规格和基质配比,为榉树容器苗的高效培育提供理论和实践依据。【方法】本研究采用双因素随机区组试验设计。试验设置了两个因素即不同配比的苗圃土、农林废弃物(主要成分为农作物秸秆)、珍珠岩组成的基质,以及不同类型和规格的容器。通过对不同基质配比和容器规格影响下榉树容器苗的生物量、非结构性碳水化合物浓度、蛋白质浓度、全碳、全氮等矿质元素浓度等指标的测定分析,揭示基质配比、容器规格以及两因素的交互作用对榉树容器苗营养积累的影响。【结果】试验结果如下:在生物量方面,基质M2(90%农林废弃物+10%珍珠岩)最有利于榉树容器苗生物量(111.19 g)的积累,基质M3(45%苗圃土+45%农林废弃物+10%珍珠岩)、M5(25%苗圃土+65%农林废弃物+10%珍珠岩)次之;容器C1(30 cm×30 cm的黑色塑料控根容器)最有利于榉树容器苗生物量(148.20 g)的积累,容器C2(20 cm×30 cm的黑色塑料控根容器)次之。在非结构性碳水化合物浓度方面,基质M1(90%苗圃土+10%珍珠岩)、M2处理下的榉树容器苗中可溶性糖等指标浓度较高;容器C1处理下的可溶性糖(88.029 mg/g)等指标浓度最高,C2次之。在蛋白质浓度方面,基质M5处理下的榉树容器苗中蛋白质浓度(2.59 mg/g)最高,M1、M2、M3次之;容器C1处理下的蛋白质浓度(2.77 mg/g)最高,C2、C4(20 cm×20 cm的普通无纺布容器)次之。在矿质元素方面,基质M2和M5处理下榉树容器苗中全碳等指标浓度较高;容器C1处理下的全碳等指标浓度(9.18 mg/g)最高,C2次之。【结论】综上所述,基质M2(90%农林废弃物+10%珍珠岩)和容器C2(20 cm×30 cm的黑色塑料控根容器)的组合,最适合榉树容器苗的营养积累。     

臭氧与干旱交叉胁迫对3树种幼苗光合生理的影响

将尖叶杜英(Elaeocarpus apiculatus)、米老排(Mytilaria laosensis)和藜蒴(Castanopsis fissa)幼苗置于开顶气室进行人工臭氧熏气和干旱处理,测定其0,15,30 d时的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr),并计算气孔限制值(Ls)。结果显示:(1)臭氧胁迫、干旱胁迫及臭氧和干旱交叉胁迫的影响下,3种幼苗的Pn、Gs和Tr随处理时间的延长均呈下降趋势,Ci上升或下降后上升,Ls下降或上升后下降;(2)臭氧胁迫期间,尖叶杜英的Pn下降由非气孔限制引起,而米老排和藜蒴的Pn下降由气孔限制转为非气孔限制所致;干旱胁迫期间,尖叶杜英和米老排的Pn下降由气孔限制转为非气孔限制所致,而藜蒴的Pn下降由非气孔限制引起;在臭氧与干旱交叉胁迫下,3种幼苗的Pn下降均由非气孔限制所致;(3)主成分分析表明,幼苗抗干旱胁迫及臭氧与干旱交叉胁迫的能力为米老排尖叶杜英藜蒴,幼苗抗臭氧胁迫的能力为米老排藜蒴尖叶杜英。     

初始盐胁迫下ABA与CaM对胡杨叶片气体交换的调控

以典型的耐盐树木胡杨(Populus euphratica)为试验材料,研究叶片气体交换对初始盐胁迫的响应机制.在初始盐胁迫下,胡杨叶片ABA和CaM水平提高,叶片气孔导度、蒸腾速率和净光合速率相应迅速下降,表明ABA和Ca2 ·CaM参与了胡杨盐诱导的气孔关闭.5mmol·L-1钨酸钠(ABA合成抑制剂)、10mmol·L-1EGTA(胞外Ca2 螯合剂)和5 mmol·L-1LaCl3(Ca2 通道抑制剂)处理胡杨根部,对照苗木叶片的EVAP、Gs和Pn未受到影响,却提高了盐处理苗木(50 mmol·L-1NaCl,4h)的气体交换.结果显示,盐诱导内源ABA和CaM水平的提高导致了胡杨叶片的气孔关闭,这是因为:1)钨酸钠处理降低了盐处理苗木的ABA水平,增加了CaM的含量;2)EGTA或LaCl3处理显著降低了胡杨叶片的CaM水平,但ABA水平显著升高.此外,通过茎导入ABA来模拟盐诱导内源ABA水平的提高,发现茎部导入的ABA(10 μmol稬-1)能使胡杨叶片ABA和CaM水平迅速升高,叶片Gs、EVAP和Pn相应迅速下降,而先于ABA导入的5 mmol·L-1 LaCl3或5 mmol·L-1EGTA虽然提高了ABA的水平,但却显著降低了CaM水平,ABA诱导胡杨的气孔关闭也受到明显抑制.研究结果显示,钨酸钠、EGTA和LaCl3的使用,都能抑制盐诱导胡杨的气孔关闭,因此,在初始盐胁迫诱导胡杨气孔关闭的过程中,ABA和CaM很可能是共同作用:诱导胞质Ca2 水平升高,激活外向的K 通道和Cl-通道,诱导气孔关闭,从而降低经由蒸腾流进行的根冠盐离子运输.