高温和干旱胁迫对杨树幼苗光合性能和抗氧化酶系统的影响

采用室内模拟试验,研究了高温、干旱单一或复合胁迫对南林895杨(PopulusבNanlin-895’)幼苗光合特性、叶绿素荧光、抗氧化酶活性的影响。结果表明:随着胁迫时间的延长,高温、干旱单因子和复合胁迫使杨树幼苗净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、最大荧光(F_m)、PSII最大原初光化学量子效率(F_v/F_m)下降、初始荧光(Fo)升高,中度干旱胁迫使胞间CO_2摩尔分数(Ci)、水分利用效率(WUE)先降后升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先升后降,P_n主要受气孔和非气孔因素共同限制;重度高温、重度干旱和复合胁迫末期SOD、POD活性下降显著,P_n主要受非气孔因素限制。复合胁迫对P_n、T_r具有叠加效应。复合胁迫对P_n、G_s、Ci、T_r、F_v/F_m、SOD的胁迫效应大于单一胁迫;杨树幼苗在高温和干旱复合胁迫条件下受害最严重。     

干旱胁迫对薏苡光合特性的影响

采用盆栽法在薏苡生长季节设3种水分处理(312、468和624 mm),研究干旱胁迫对薏苡净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)和水分利用率(WUE)日变化的影响。结果表明,3种处理P_n日均值分别为0.56、0.64和0.82μmol/(m~2·s);T_r日平均值分别为0.224、0.247、0.355 mmol/(m~2·s);WUE日平均值分别为2.773、2.696、2.323μmol/mmol。P_n、T_r、WUE值经统计分析均显示处理间差异显著(P0.05),表明干旱显著降低了薏苡的光合能力。但是,G_s、C_i和L_s日平均值均未达到显著差异(P0.05),表明这3项光合参数与干旱关系不密切。     

塔里木河上游灰杨光合特性研究

利用Li-6400光合作用系统,在自然条件下对塔里木河上游地区天然灰杨的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2的浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)等生理指标进行测定。结果表明,灰杨的P_n、T_r日变化均呈"双峰"曲线,并且存在"光合午休"现象;G_s日变化呈"双峰"曲线,C_i与WUE均在8:00达到最大值,随后逐渐呈下降趋势。上午灰杨P_n降低主要是由于气孔限制造成光抑制所致;下午P_n再次降低,主要是由于外界光强下降所致。     

干旱胁迫下决明属植物光合生理特性日变化研究

以4种决明属植物草决明、望江南、伞房决明、双荚决明为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱、重度干旱和正常灌水处理,研究了干旱胁迫对4种决明属植物的叶绿素含量、光合作用参数日变化的影响。结果显示:1)干旱胁迫导致4种决明属植物的叶绿素含量下降,望江南的下降幅度最小,说明望江南在水分减少的情况下仍具有较高的光合作用能力,双荚决明的降幅最大,说明其光能吸收、转换和传递能力较弱,不能够维持一定水平的光合作用,抗旱性较差。2)干旱胁迫下,该属植物的P_n、G_s、T_r日变化从具有明显的峰值到峰值不明显到无峰值,且P_n、G_s、C_i、T_r均在下降,表明水分亏缺会造成该属植物光合作用减弱,而望江南和伞房决明都保持了优良的适应性,其中望江南的自身调节更为突出,双荚决明则随着干旱程度的加剧表现出光合作用几乎停止的状态。3)干旱胁迫下,4种决明属植物的G_s和T_r峰值均在12:00左右,C_i不随着G_s的降低而减小,说明该属植物光合作用降低的原因主要是非气孔限制的结果。     

幼苗期大田棉花耐旱性的叶绿素荧光和光合特性辅助鉴定

为了建立大田棉花耐旱性叶绿素荧光和光合特性的辅助鉴定方法,以北疆棉区2类不同耐旱基因型的4个棉花品种为材料,在大田条件下研究了棉花幼苗主要光合特性和叶绿素荧光参数对不同干旱胁迫的响应。结果表明:轻度干旱胁迫时,棉花幼苗最大光化学效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(q P)、中短期干旱的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)随胁迫时间的延长上升,非光化学猝灭系数(q N)随胁迫时间的延长下降,但只有胁迫5 d的F_v/F_m与15 d的G_s、胞间CO_2浓度(C_i)、T_r在不同基因型间有显著差异;中度胁迫时,4个品种的ΦPSII、P_n、G_s和T_r随胁迫时间的延长略呈上升趋势,胁迫10 d的G_s和15 d的G_s、C_i、T_r在不同基因型间显著差异;重度胁迫时,棉花幼苗F_v/F_m随胁迫时间的延长轻微上升,而ΦPSII、q P、q N、P_n和G_s呈上升-下降的变化趋势,C_i和T_r呈下降-上升-下降的趋势,且胁迫5 d的F_v/F_m,15 d的F_v/F_m、q N,10 d的G_s、C_i以及15 d的P_n、G_s、C_i、T_r均在不同基因型间有显著差异。从总体看,耐旱型棉苗的F_v/F_m高于干旱敏感型棉苗,耐旱棉苗的q N低于干旱敏感型棉苗,耐旱型棉苗的光合参数均低于干旱敏感型棉苗。建议苗期大田棉花耐旱性鉴定的叶绿素荧光辅助方法为:胁迫程度重度,处理时长15 d,参数为F_v/F_m和q N;光合特性辅助方法为:胁迫程度重度,处理时长15 d,参数为P_n、G_s、C_i、T_r。     

干旱胁迫对凹叶厚朴光合生理特性的影响

通过盆栽试验,以6 d为1个处理间隔,研究持续干旱胁迫0~30 d对3年生凹叶厚朴幼苗形态、土壤含水率(SWC)、叶片含水率(LWC)、叶片水势(LWP)、光合作用及叶绿素荧光变化的影响。结果表明,自然干旱胁迫18 d,凹叶厚朴叶片出现发黄、斑点等伤害症状,胁迫24 d,叶片边缘卷曲、失水下垂,胁迫30 d,地上部分失水死亡;干旱胁迫0~30 d,SWC显著降低,LWC在胁迫6 d后显著降低,LWP在胁迫12 d后急剧下降;在干旱胁迫过程中,凹叶厚朴幼苗叶绿素受到降解,对光合作用造成直接影响,干旱胁迫时间延长,蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)持续下降,净光合速率(P_n)下降幅度较大,瞬时水分利用效率(PWUE)呈先升高后降低趋势;干旱胁迫0~18 d时,气孔因素起主导作用,干旱胁迫18 d,非气孔因素起主导作用;干旱胁迫24 d后,凹叶厚朴的光合结构遭受严重破坏,最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、非光化学猝灭系数(qN)显著下降;P_n、T_r、G_s、PWUE与SWC、LWP极显著相关;随干旱胁迫的加剧,脯氨酸(Pro)含量呈先升高后降低趋势,丙二醛(MDA)含量呈逐渐上升趋势,叶绿素相对含量SPAD值逐渐降低。     

米槁幼苗光合色素与光合特征对干旱胁迫的响应

以一年生米槁幼苗为研究对象,研究盆栽下3种不同土壤相对含水量对米槁幼苗叶片相对含水量、叶绿素含量、光合生理指标变化趋势以及光响应特征的影响。结果表明,(1)米槁幼苗叶片相对含水量随土壤干旱胁迫加剧而明显降低,但下降幅度小于土壤相对含水量的下降幅度,表明米槁幼苗遭受干旱胁迫时叶片具有一定的保水能力。(2)米槁幼苗叶片相对含水量与净光合速率极显著正相关,是影响叶片净光合速率的重要因子。(3)随着干旱胁迫的加剧,叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chla)、类胡萝卜素(Car)、叶片水分利用率(WUE)、胞间CO_2浓度(C_i)逐渐升高,叶绿素Chla/b先减少后升高,净光合速率(P_n)随干旱胁迫加重而逐渐降低,气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)先降低后升高。可见土壤含水量直接影响植物各项光合生理指标,从而影响植物的光合作用。     

不同灌溉不同径级条件下灰枣光合差异研究

为了研究阿克苏灰枣,在井武灌溉、漫灌条件下,径级(12±0.5)、(18±0.5)cm成龄灰枣展叶期日变化的光合特性差异。采用Li6400光合仪在晴朗无云天气下,测定净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)等光合指标。结果表明,①通过日变化可知4组实验的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)均呈明显的双峰曲线,13:00~15:00有明显"午休现象"。②4组实验WUE无明显差异。③G_s是4组实验P_n最主要影响因子,PAR是4组实验T_r最重要影响因子。因此,井式灌溉对C1、C2光合作用与漫灌对C3、C4光合作用相似,井式灌溉满足不同径级成龄灰枣的正常光合作用。     

旱涝交替胁迫对杜鹃花生理特性的影响

以对旱涝交替胁迫敏感性不同的2个杜鹃花品种为材料,通过对其旱涝交替胁迫下光合参数、丙二醛(MDA)含量、细胞膜相对透性、渗透调节物质及保护酶活性等的测定,研究旱涝交替胁迫对杜鹃花生理特性的影响。结果表明,旱涝交替胁迫下,2个杜鹃花品种叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、水分利用率(WUE)、PSII最大光化学效率(F_v/F_m)均较处理前显著下降。随着旱涝交替胁迫时间的延长,MDA含量、细胞膜相对透性、脯氨酸(Pro)含量呈上升趋势,可溶性糖含量、POD、CAT活性则先上升后下降。与抗性强的杜鹃花品种状元红相比,敏感品种琉球红在旱涝交替胁迫下P_n、T_r、G_s、WUE、F_v/F_m、叶绿素含量下降幅度大,SOD、POD、CAT活性、Pro和可溶性糖含量增加幅度小,MDA含量、细胞膜相对透性增加幅度大。状元红在旱涝交替胁迫下能保持叶绿素含量的稳定,维持一定水平的净光合速率和水分利用率,保持膜系统处于相对完好的状态,能保持较高的抗氧化酶活性以清除活性氧,保持较高的脯氨酸含量以维持渗透调节系统的稳定性是其抗性强的部分原因。     

不同连作年限兰州百合光合特性日变化与生理生态因子的关系

【目的】研究不同连作年限下兰州百合(Lilium davidii var.unicolor salisb)光合参数日变化及其与生理生态因子的关系,筛选出影响兰州百合光合作用的主要生理生态因子。【方法】采用Li-6400便携式光合作用系统分别测定正茬、连作2年和连作4年兰州百合叶片光合特性及生理生态因子的日变化进程;通过相关分析、通径分析及多元逐步回归分析探讨净光合速率(P_n)和生理生态因子的关系。【结果】07:00-17:30,光合有效辐射(PAR)和空气温度(T_a)均呈单峰曲线,先升高后降低,13:45达到峰值;空气相对湿度(RH)呈"V"形变化,大气CO_2浓度(C_a)变化较小。正茬、连作2年和连作4年兰州百合P_n均呈双峰曲线,具有明显的"光合午休"现象;气孔导度(G_s)总体呈下降趋势,胞间CO_2浓度(C_i)呈"W"形变化,气孔限制值(L_s)变化趋势与C_i相反;蒸腾速率(T_r)呈倒"V"形变化,水分利用效率(WUE)呈"M"形变化趋势。随连作年限的延长,兰州百合P_n、G_s、T_r及WUE的日均值呈不断下降趋势,而C_i日均值逐渐上升,与正茬相比,连作4年兰州百合各指标变化差异均达显著水平(P0.05),非气孔因素是引起连作兰州百合P_n下降的主要原因;相关分析、通径分析及多元逐步回归分析表明,PAR、T_r和WUE是影响兰州百合P_n的主要生理生态因子。【结论】随着连作年限的延长,兰州百合光合作用能力不断下降;各生理生态因子对兰州百合不同的光合参数影响程度不尽相同,其中PAR、T_r和WUE的影响程度较大。     

伊犁地区不同引种杨树品系苗木光合日变化特性研究

利用Li-6400XT光合仪测定伊犁地区引种杨树(Poplar)品系和对照杨树品系(共10个)苗期光合生理指标,分析探讨不同品系光合特性及环境因子相关性,为优树筛选与推广提供参考。结果表明,LX-6日均净光合速率(P_n)最高,加小×俄9#最低;除LX-6外,其余品系P_n日变化均呈双峰型,主要由气孔限制所致。不同品系蒸腾速率(T_r)日变化趋势为单峰或双峰曲线,LX-2、LX-6日均T_r较大,108最低。108、TL~(-1)3日均水分利用效率(WUE)和光能利用效率(LUE)较高,引种品系日均WUE、LUE整体高于对照品系。生理生态因子对P_n、T_r有不同程度的影响,气孔导度(G_s)对P_n、大气温度(T_a)对T_r影响较大。108、TL~(-1)3、辽河杨、日本白杨和I-262属生长量和光合指标较高型品系,该类别更能适应当地气候环境;辽宁杨、LX-6、LX-2和沙兰杨次之;加小×俄9#生长光合生长指标较低。通过光合特性与生长量比较,选出辽宁杨、LX-6和LX-2等3个较优品系,可在当地推广。     

紫斑牡丹光合特性对土壤干旱和风沙流交互胁迫的响应

为研究土壤干旱和风沙流交互胁迫对紫斑牡丹(Paeonia rockii)光合生理特性的影响,选取对照(CK)和重度胁迫(SD)2个水分处理的盆栽紫斑牡丹进行风沙流胁迫模拟试验。结果表明,12 m/s胁迫处理下紫斑牡丹叶片SD的P_n、G_s、C_i较CK低,SD的T_r较CK高,CK的WUE较SD高;CK的Chl_a、Chl-b、Chl_(a+b)、Ca_r、Yield、qP及ETR较SD高,SD的NPQ较CK低;同一胁迫处理SD下,紫斑牡丹不套袋处理的Ci、Fv/Fm、Fv/Fo及NP较套袋低。这说明紫斑牡丹对胁迫响应明显,为河西走廊等干旱风沙环境的防风固沙植物、城市园林绿化植物的选择提供理论依据以及干旱荒漠区的经济发展提供更多可能。     

碱胁迫对山桃叶片形态结构及光合特性的影响

为了对山桃的耐碱性进行探讨,本实验以山桃幼苗为材料,在正常管理和碱性土壤2个环境条件下,分别通过叶片结构显微观察、光合参数测定,研究土壤碱胁迫对山桃叶片形态发育特征及光合代谢的影响。结果表明:处理与对照相比,形态结构发生叶片厚度增加、结构更为紧凑、气孔密度增大、角质层增厚等保水性变化;碱胁迫处理12 d后,叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)都相比对照有所下降,而叶片水分利用效率(WUE)略微升高。从以上两个方面综合分析,表明山桃对碱胁迫具有一定的自我调节能力,以适应不良环境。     

增温促花对盆栽海棠‘长寿冠’复栽后光合特性日变化的影响

为探讨增温促花对海棠光合特性的影响,以盆栽海棠‘长寿冠’为试验材料,通过设置室外对照(CK)、双层膜大棚(T2)和玻璃温室(T3)3种温度处理,检测增温处理对复栽后‘长寿冠’7、8月份光合日变化参数的影响。结果表明,7、8月份各组‘长寿冠’净光合速率(P_n)日变化均呈不对称双峰型,与CK相比,增温处理虽未改变双峰型变化趋势,但使光合"午休"现象加剧,并使P_n日均值下降,其中T3处理组受影响程度较大,其7、8月份Pn日均值分别比对照下降24.62%和25.45%。增温对气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)的影响与Pn类似,但使气孔限制值(L_s)上升。光合"午休"期间(12:00—14:00)各处理P_n、G_s、C_i的变化趋势类似,即P_n、G_s下降而Ci上升,但T3处理C_i上升趋势更明显。灰色关联分析揭示,影响Pn的主要环境生态因子为大气温度(T_a)与大气相对湿度(RH),生理因子为G_s和T_r。影响G_s的主要因素是T_a与RH。以上结果说明,增温导致‘长寿冠’夏季光合能力下降总体上主要是气孔限制因素造成,但"午休"现象的加剧主要受非气孔限制的影响。     

阿克苏地区杏李与欧洲李气体交换特征对比研究

通过利用Li-6400光合作用系统对阿克苏地区杏李(恐龙蛋)与欧洲李(女神)的光合速率(P_n)、胞间CO_2的浓度(C_i)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)等气体交换参数进行测定,并对比分析杏李、欧洲李气体交换参数与外界环境因子的相关性。结果表明:欧洲李相对于杏李而言,是一种高光合、高水分利用效率的树种,并且气体交换参数受到外界环境因子影响较小。     

干旱对蓝黑粒小麦幼苗根系生长和叶片光合生理特性的影响

为明确干旱胁迫对小麦幼苗根系生长和叶片光合特性的影响。采用水培方法,以蓝黑粒和小偃15为材料,对其在不同PEG浓度处理下最大根长、根冠比、根干重、根系活力和叶片光合生理参数进行测定。结果表明:1干旱胁迫后,最大根长、根干重、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)有不同程度地下降;2根冠比、根系活力和胞间CO_2浓度(C_i)整体呈增加趋势;3相同干旱强度下,蓝黑粒小麦下降幅度较小,表现出相对较强地抗旱能力。     

干旱胁迫对麻疯树幼苗光合特性及生长的影响

采用盆栽控水的方法,研究了不同程度干旱胁迫对麻疯树幼苗叶片光合特性及植株生长的影响。结果表明:麻疯树幼苗叶片相对含水量(LRWC)、苗高生长量(△H)、地径生长量(△D)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均随胁迫时间的增加而下降;水分利用效率(WUE)在轻度和中度干旱胁迫下升高,重度干旱胁迫下极显著降低(P<0.01);胞间CO2浓度(Ci)在轻度和中度干旱胁迫下有所降低,重度干旱时极显著上升(P<0.01)。说明在轻度和中度干旱胁迫下麻疯树幼苗光合能力下降的主要原因是气孔限制,而重度干旱胁迫下光合能力下降的主要原因是非气孔限制。在轻度和中度干旱时麻疯树幼苗以降低光合生长和蒸腾耗水、提高水分利用效率来适应环境、维持生命,但长势变弱,而严重干旱时麻疯树幼苗的生长受到土壤水分的严重限制。     

水分胁迫条件下元宝枫的光合特征及水分利用效率

以1年生元宝枫幼苗为材料,采用盆栽控水法,研究了水分胁迫条件下元宝枫光合特征及其水分利用效率的变化.结果表明,随胁迫程度的加重和时间延长,光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)依次降低.在轻度和中度胁迫下,Pn的降低既有气孔因素又有非气孔因素的限制,严重胁迫条件下,Pn的降低主要是非气孔因素引起的.轻度水分胁迫下,元宝枫Pn的日变化为单峰曲线,中度胁迫下呈双峰曲线;WUE日变化在轻度和中度胁迫下均呈双峰曲线,这既与元宝枫自身生理特性有关,同时也受控于气温、光强、相对湿度及蒸腾速率的日变化.     

玉米水分生理指标对覆膜比例和灌水水平的响应

为优化玉米覆盖和灌溉制度并为其提供必要的理论依据,在河西绿洲灌区,通过田间试验研究玉米各生育时期内光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、叶水势(W_p)等水分生理指标对覆膜比例(70%覆盖和100%覆盖)与灌水水平(低、中、高)的响应特征及其与籽粒产量的相互关系。结果表明,2种覆盖比例对玉米水分生理指标和籽粒产量的影响不显著,但灌水水平影响显著,两者的互作效应显著。70%覆盖条件下,中灌水水平处理玉米生育期平均P_n、G_s、叶片水分利用效率(WUE)较低灌水处理分别提高22.5%、21.1%和56.1%,较高灌水分处理别提高44.5%、4.5%和18.5%;生育期内平均T_r为高灌水水平最大,比中、低灌水水平分别增大21.1%和43.2%;生育期平均Wp则为中灌水水平最高,在大喇叭口期比低灌水提高19.6%,在灌浆期比高灌水提高12.1%。此外,70%覆盖结合中灌水处理的玉米籽粒产量最高,比相同覆膜比例下低、高灌水处理分别提高13.1%和9.1%,但收获指数较100%覆盖中灌水处理显著降低。玉米P_n、WUE及G_s与玉米籽粒产量呈极显著正相关(P0.01)。因而,70%覆盖结合中灌水水平能优化玉米生育期内各项水分生理指标,可作为该区玉米生产的推荐模式,从而实现节水与增产。     

嫁接对铜胁迫下黄瓜幼苗生长和光合特性的影响

通过营养液栽培黄瓜,研究铜(Cu)胁迫下黄瓜幼苗生长和光合特性的影响。结果表明,黄瓜幼苗的生长受到Cu胁迫抑制,黄瓜幼苗地下部与地上部干质量显著下降,嫁接可以显著降低Cu胁迫对黄瓜幼苗的抑制作用。在Cu胁迫下,嫁接苗叶片中叶绿素含量、类胡萝卜素含量、气孔导度(G_s)均显著高于自根苗,因而具有较高的净光合速率(P_n)。Cu胁迫处理使P_n和G_s显著下降,而Ci无显著变化,Cu胁迫下P_n下降是由非气孔因素引起的。表明嫁接可以提高Cu胁迫下黄瓜幼苗叶绿素、类胡萝卜素含量,提高黄瓜幼苗的光合速率,从而提高黄瓜幼苗抗铜胁迫能力。