胡杨和灰胡杨叶绿素荧光特性对地下水位的生态响应

选取塔里木河上游不同地下水位的样地作为研究点,利用便携式调制叶绿素荧光仪测定了不同地下水位下胡杨、灰胡杨的叶绿素荧光特性和PSⅡ光合活性.结果表明:随地下水位下降,胡杨、灰胡杨表观光合电子传递速率(ETR)、实际光化学量子效率(Φ_PSⅡ)、光化学猝灭系数(_qP)、光化学速率(PCR)、最大荧光(Fm)和PSⅡ潜在光合活性等参数普遍降低;而非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散量子产量(Y_NPQ)、非调节性能量耗散量子产量(Y_NO)、叶片光合功能相对限制值(PED)和光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)显著升高,但其最大光化学量子产量(Fv/Fm)总体处于相对适宜状态(＞0.815)。表明两树种PSⅡ光合活性随地下水位下降而降低,光能捕获效率与光化学反应能量下降,耐受强光能力减弱,获取过剩光能程度和PSⅡ受损风险增加。但两树种可通过良好的抗逆性和自我调节机制,增强热耗散来缓解光能过剩带来的损伤,从而使PSⅡ未发生不可逆损伤,保持其较高的光合效率。比较不同地下水位下胡杨和灰胡杨的叶绿素荧光参数发现,胡杨PSⅡ反应中心活性与光化学效率较高、耐旱性较强,表明胡杨对荒漠干旱环境的适应性强于灰胡杨。     

灰叶胡杨异形叶的类型及其时空特征

为了探讨灰叶胡杨个体发育过程中异形叶发生和垂直空间分布随径级的变化规律及其相互间的关系,在塔里木盆地西北缘调查同一立地条件下,各径级灰叶胡杨异形叶的类型及空间分布规律。结果显示:1阔椭圆形叶、圆形叶和阔卵形叶有规律地出现在不同的径级阶段,其中阔椭圆形叶出现在2~20径级阶段,圆形叶和阔卵形叶分别从4、6径级开始出现,它们在树冠上的出现均始于树冠的顶部,异形叶的出现与个体发育阶段相关;2 3种异形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级变化而发生动态的消长变化,其中,阔椭圆形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加逐渐减小,圆形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加先增大后减小,阔卵形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,随径级增加则逐渐增大;3阔椭圆形叶在树冠垂直空间的出现频率及垂直空间分布占冠高的比例,均与胸径、树高呈极显著负相关,圆形叶仅出现频率与胸径、树高呈极显著正相关,阔卵形叶出现频率及垂直空间分布区占冠高的比例,均与胸径、树高呈极显著正相关。说明各类异形叶出现频率及时空变化与胡杨个体发育阶段密切相关,灰叶胡杨的异形叶性是由个体发育阶段决定的,灰叶胡杨在不同发育阶段出现的异形叶是其生长适应策略。     

干旱胁迫对玉米苗期叶绿素荧光参数的影响

采用盆栽试验,以抗旱性强的郑单958和抗旱性弱的陕单902玉米品种为材料,研究干旱胁迫对玉米苗期叶片光能利用和能量耗散的影响。结果表明,随着干旱胁迫的增加,2个玉米品种叶片叶绿素含量(Chl),实际量子效率(φPSⅡ)、电子传递速率(ETR),光化学淬灭(qP)下降,最大电子传递速率(ETRm)和光量子利用效率(α)都有不同程度的降低,非光化学淬灭系数(qN)增加,而PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)变化不明显。表明2个品种在中度干旱下没有造成光合机构的破坏,只是通过减少光能的利用和增加热耗散维持光合机构的稳定。但品种间存在基因型差异,与陕单902相比,郑单958各项生理参数值变化幅度小,且干旱胁迫下保持较高的电子传递速率和转化能力,是其高产抗旱的重要生理基础。     

干旱胁迫对金太阳杏叶绿素荧光动力学参数的影响

以2年生金太阳杏(ArmeniacavulgarisLam.)叶片为试材,采用田间试验的方法,设置4种土壤水分处理(土壤相对含水量为76%、65%、53%、45%),以正常供水为对照(CK),研究土壤干旱胁迫对叶绿素含量、叶片相对含水量及叶绿素荧光参数的影响。结果表明(1)胁迫条件下,基础荧光(Fo)略微上升,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PS潜在活性(Fv/Fo)、原初光能转化率(Fv/Fm)、叶绿素含量(CHL%)、叶片相对含水量(LRWC)等值下降。(2)叶绿素荧光参数间相关性随土壤相对含水量的下降而逐渐减弱,正常供水条件下,2/3以上荧光参数相关性达显著水平;胁迫至后期(土壤相对含水量为45%),仅1/3显著相关。(3)Fm、Fv、Fv/Fo、LRWC与抗旱性综合评定指标Y始终存在显著相关性,可作为杏树抗旱性评定指标,参与抗旱品种的筛选。     

干旱胁迫对沙地云杉光合、叶绿素荧光特性的影响

以田间8年生沙地云杉为试验材料,研究干旱胁迫对沙地云杉的光合、叶绿素荧光参数的影响,为沙地云杉在干旱荒漠区的推广应用等方面提供理论依据.结果表明:(1)随着干旱胁迫加剧,沙地云杉的光合参数净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)也随之降低,当土壤含水量为17％时,净光合速率(Pn)最大.胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)同时降低,说明气孔因素是导致沙地云杉叶片净光合速率下降的主要因素.(2)干旱胁迫对沙地云杉叶绿素荧光参数均产生显著影响,其中最大光化学效率PSII(Fv/Fm)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、表观光合电子传递速率(ETR)对干旱胁迫的反应较为敏感,可作为评价沙地云杉抗旱能力的参考指标.综合分析各项指标表明,干旱胁迫对沙地云杉的光合荧光特性影响显著,气孔因素是导致沙地云杉叶片净光合速率下降的主要因素.     

干旱胁迫对藜麦幼苗生长和叶绿素 荧光特性的影响

以甘肃省农业科学院自育品种陇藜1号（L-1）、2号（L-2）、3号（L-3）和4号（L-4）及外引品种白藜（BL）幼苗为试验材料,采用盆栽人工控水法,共设置轻度干旱胁迫（LD,土壤含水量为田间持水量的50%~60%）、中度干旱胁迫（MD,土壤含水量为田间持水量的30%~40%）和重度干旱胁迫（SD,土壤含水量为田间持水量的10%~20%）3个水分梯度,以正常浇水为对照（CK,土壤含水量为田间持水量的70%~80%）,干旱胁迫15 d后,通过测定幼苗株高、根长、生物量及叶片叶绿素含量、初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）、PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）及非光化学猝灭系数（NPQ）,研究干旱胁迫对藜麦幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响。结果表明：（1）随干旱胁迫程度的加剧,参试藜麦品种幼苗株高、地上部分鲜重和地上部分干重呈逐渐降低的变化趋势,SD处理下,各供试品种株高分别降低了30.64%、28.36%、32.67%、37.88%和38.09%,地上部分鲜重分别下降了63.60%、6073%、59.74%、55.92%和61.74%,地上部分干重分别下降了62.96%、52.63%、29.41%、35.71%和60.00%;（2）5个藜麦品种幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素及叶绿素a/b随着干旱胁迫程度的加剧而呈现先升高后降低的趋势,SD处理下,品种L-2、L-3和L-4叶绿素a分别比CK降低了28.48%、33.66%和17.99%,叶绿素b分别比CK降低了47.80%、45.08%和13.90%,总叶绿素含量分别比CK降低了33.22%、36.20%和15.99%;（3）随干旱胁迫程度的加剧,各供试藜麦品种Fo、Fm、Fv/Fm和Fv/Fo均呈下降趋势,SD处理下,各供试品种Fo分别较CK下降了30.61%、14.56%、31.28%、24.39%、24.16%,Fm下降了19.11%、16.56%、16.76%、17.67%、22.19%,Fv/Fm分别下降了5.73%、4.29%、7.81%、4.58%和3.85%,Fv/Fo分别下降了19.40%、14.93%、24.02%、11.34%和12.11%;（4）5个供试品种叶片NPQ随干旱胁迫程度的加剧呈升高趋势,SD处理下,各供试品种NPQ较CK升高了74.79%、161.54%、104.55%、200.00%和196.00%。综上所述说明中度和重度干旱胁迫下,植物细胞失水,叶绿体遭到破坏,光合作用降低,叶绿素合成受到抑制,光合产物减少,从而抑制幼苗生长,地上部分生物量下降。在幼苗生长和叶绿素荧光特性等方面,藜麦品种L-2表现优于其他品种,表明其在干旱胁迫下较其他供试品种具有更强的适应能力。     

黑河中游湿地胡杨蒸腾速率与叶性状的关联性分析

干旱区湿地植物叶片蒸腾作用与叶性状的关联性研究,对揭示植物叶片叶脉网络性状、叶片形态构建模式与植物体内水分平衡间的内在联系至关重要.以黑河中游湿地胡杨(Populus euphratica)为研究对象,按胡杨林距离水域的远近分别设置:I(离水域30～110 m,土壤含水量(SMC)58.23％)、II(离水域160～2...     

NaCl处理对胡杨生长及生理生态特征的影响

以胡杨(Populus euphratica)幼株为材料,采用盆栽试验研究不同NaCl浓度(0、50、100、200 mmol·L-1和400 mmol·L-1)处理对胡杨生长及叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、水势、可溶性糖和脯氨酸含量的影响。结果表明:在≥200 mmol·L-1NaCl处理下,胡杨株高较对照显著减少,在400 mmol·L-1NaCl处理下,基茎粗较对照显著减少,在NaCl浓度≥100 mmol·L-1时,冠幅面积和叶、枝干重较对照显著减少,根干重随NaCl浓度的增加呈显著线性减少趋势。在NaCl浓度≥200 mmol·L-1时,根冠比较对照显著减少。H2O2和MDA含量随NaCl处理浓度升高呈增加趋势。低浓度NaCl处理下(50 mmol·L-1),胡杨叶片SOD、POD、CAT和APX活性较对照均有所提高,在NaCl浓度≥100 mmol·L-1时,SOD、POD和APX活性较对照降低。胡杨叶片水势随NaCl处理浓度升高而降低。在NaCl处理90 d后,胡杨叶片可溶性糖含量随NaCl浓度升高呈逐渐降低趋势。胡杨叶片脯氨酸含量随NaCl处理浓度增加呈先增加后减少的趋势。     

干旱胁迫对玉米叶片光响应及叶绿素荧光特性的影响

利用大型移动防雨棚开展玉米干旱胁迫及复水试验,通过分析玉米叶片光响应曲线和叶绿素荧光参数,揭示不同生育期干旱胁迫对玉米光合作用和叶绿素荧光的影响程度.结果表明:1)干旱胁迫后玉米净光合速率(Pn)显著降低;当光合有效辐射(PAR)过高时受到强光抑制作用Pn略低,干旱胁迫后受光抑制影响较对照明显;干旱胁迫对玉米光合能力的影响表现为:拔节期＞乳熟期＞苗期;复水10d后光合作用略有恢复,但恢复较缓慢.2)不同发育期受到干旱胁迫后均表现为实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)下降,非光化学淬灭系数(qN)升高的趋势,但拔节期叶绿素荧光参数对土壤干旱胁迫的响应比苗期、乳熟期更加敏感,下降和升高幅度更大;复水后,叶绿素荧光参数虽略有恢复,但短期内难以达到正常水平.     

干旱胁迫对赤霞珠葡萄叶片水分及叶绿素荧光参数的影响

试验以3a生赤霞珠为材料,根据黎明前叶片的基础水势(Ψb),设置轻度干旱胁迫(T3)、中度干旱胁迫(T2)和重度干旱胁迫(T1)三个处理,以无胁迫为CK。研究了赤霞珠葡萄叶片水分及叶绿素荧光参数的变化规律。结果表明:干旱胁迫能导致赤霞珠葡萄叶片水分饱和亏缺、束缚水呈现依次上升趋势,而叶片相对含水量、总含水量、自由水及自由水/束缚水呈现不同程度下降趋势,且随胁迫程度的增大而显著增加。随着胁迫的进行,赤霞珠葡萄基础荧光(F_0)呈现先上升后下降趋势,最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、原初光化学效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F_0)、最大量子产额(Yield)、电子传递速率(ETR)及光化学淬灭系数(qP)显著降低,而非光化学淬灭系数(qN)显著增加。表明干旱胁迫能引起赤霞珠葡萄叶片水分降低,光合电子传递链受阻,PSII反应中心耗散过剩光能的能力增强,吸收的光能更多地用于保护性的热耗散途径,导致光化学量子产额下降,光合效率下降。     

胡杨和灰叶胡杨锈菌夏孢子形态和侵染结构观察

 借助直接观察、显微和超微结构观测等手段,对胡杨和灰叶胡杨锈病显症叶片、锈菌夏孢子的形态、孢子萌发和侵染结构进行了观测。结果表明,胡杨和灰叶胡杨的锈菌夏孢子堆、夏孢子形态结构相似;夏孢子堆散生于叶片正反两面,近半球形或半椭球形,呈橙黄色或金黄色;夏孢子散落分布于叶片正反两面,圆形或卵圆形,透明、橙黄色,厚壁,单胞,表面密生刺瘤;胡杨和灰叶胡杨锈菌夏孢子的长轴和短轴长度、刺瘤高度及刺瘤间距四项指标均无显著性差异;夏孢子萌发产生芽管后形成菌丝,通过叶表气孔直接侵染叶片,以菌丝的形式在叶片组织内扩展。     

根施外源甜菜碱对胡杨幼苗叶片积累甜菜碱与耐盐特性的影响

在不同盐分处理下(0、100、200、300、500 mmol·L~(-1)Na Cl)对土壤进行盆栽实验,研究根施甜菜碱(GB,5 mmol·L~(-1))对1 a生胡杨(Populus euphratica)幼苗叶片甘氨酸甜菜碱(GB)积累特性与不同时间(第7天、第14天)光合作用的影响。结果表明:(1)盐胁迫单独处理下,相比对照(0 mmol·L~(-1)Na Cl,CK)叶片甜菜碱随盐胁迫强度增大积累量显著增多。盐胁迫和外源GB双重处理下,叶片GB含量总体趋势随盐浓度升高表现为先升高后保持平稳。在低盐胁迫处理时(100~300 mmol·L~(-1)Na Cl)外源GB能诱导叶片产生更多GB,较未经GB处理组叶片GB积累量分别提高44.0%、32.5%和35.9%,而高盐胁迫(500 mmol·L~(-1)Na Cl)则转为抑制,叶片GB含量降低了5.1%。(2)随着盐浓度升高,外源GB虽不能持续促进叶片GB含量,但其对光合维持能力却没有丧失。随着胁迫强度增加,外源GB对叶绿素含量、水分利用效率(WUE)、叶片相对含水量(RWC)及相关光合参数的维持作用越明显。(3)不同时间下盐分和外源GB对胡杨光合作用的影响会改变,外源GB先维持胡杨水分传递过程,后维持CO_2同化能力,最终提高其光合作用。总之,根施GB能够促使胡杨叶片GB积累量发生变化并发挥作用,调节盐胁迫下胡杨光合相关生理过程从而提高其耐盐能力。     

和田河下游麻扎塔格山附近的灰杨群落及其生物量特征

和田河中下游是灰杨(Populus pruinosa)分布集中的地区,河道两岸形成廊状荒漠河岸林,自南向北延伸,纵穿塔克拉玛干沙漠后,在肖夹克附近与叶尔羌河下游的河岸林衔接,组成欧亚大陆面积最大的灰杨林分布区。1989年10—11月,笔者等在和田河中下游考察期间,对麻扎塔格山附近的灰杨群落及其生物量进行了调查。     

胡杨光合蒸腾与影响因子间关系的研究

对胡杨光合速率和蒸腾速率同各主要影响因子间相关关系进行了研究。结果表明:胡杨光合速率和气孔导度间呈对数关系,蒸腾速率与气孔导度间呈线性关系;两者与光合有效辐射均呈多项式关系;与空气温度均呈二项式关系。结果说明胡杨属气孔限制型植物,气孔导度和光合有效辐射共同决定胡杨的光合和蒸腾作用。气温和相对湿度通过影响胡杨的气孔导度进而影响胡杨的光合速率和蒸腾速率。适宜胡杨进行光合气体交换的环境条件是光合有效辐射保持在1700μmol.m-2.s-1左右,温度保持在35℃左右,相对湿度保持在20%-30%间。     

胡杨根际土壤微生物区系研究

以额济纳天然胡杨林根系为实验材料,探讨了不同深度根系微生物的分布情况。土壤微生物类群分布为:在0cm时,真菌>细菌>放线菌;10cm时,放线菌>细菌>真菌;20cm时,细菌>放线菌>真菌;30cm时,细菌>真菌>放线菌;40cm时,细菌>放线菌>真菌;50cm时,细菌>放线菌>真菌。其中真菌12个属、细菌13个属、放线菌12个属,在微生物的总量中,以细菌的数量占优势。     

胡杨、灰叶胡杨水势对不同地下水位的动态响应

在不同地下水位条件下,采用植物水势仪测定了新疆荒漠区优势树种胡杨与灰叶胡杨1年生小技的水势日、月动态变化.结果表明:不同地下水位胡杨、灰叶胡扬枝水势日、月变化均呈"V"字型曲线,一天中最低值出现在正午14:00,一年中最低值出现在8月.清晨、正午水势月变化呈"V"字型,月份间变幅较大,月平均永势表现为6月＞7月＞9月＞8月.胡杨水势日变幅、正午水势月交幅均小于灰叶胡杨,不同生境胡杨水势平均值均高于灰叶胡杨.方差分析表明两树种水势差异不显著但不同处理间差异显著.胡杨P-V水分参数ψ100、ψ0、ψ100-ψ0、RWC低于灰叶胡杨,而VP/V0、ROWC、AWC高于灰叶胡杨,表明两优势树种在长期适应干旱荒漠环境过程中采取了不同的生理生态对策.地下水位直接影响树木水势,两树种清晨与正午水势均随地下水位的下降而降低.     

黑河下游胡杨林耗水规律研究

2003年5-10月,对黑河下游额济纳绿洲中一块25年生的胡杨林耗水进行了研究,结果表明通过标准木的标准比导率和树木胸径和边材面积的相关模型,可以比较准确地推算出林分的蒸腾耗水量。胡杨林的蒸腾耗水量具有明显的季节差异;胡杨幼林在生长季节耗水量为213.4mm。林分的生长状况主要受地下水位和土壤含水量的影响。     

胡杨、灰叶胡杨蒸腾耗水规律初步研究

以塔里木盆地3年生胡杨、灰叶胡杨幼苗为试验材料,采用盆栽方法模拟不同土壤干旱条件,研究胡杨、灰叶胡杨的蒸腾耗水规律。结果表明:生长期胡杨、灰叶胡杨的蒸腾耗水量表现出适宜水分>轻度胁迫>中度胁迫>重度胁迫,月蒸腾耗水量呈单峰变化,最高值出现在7月。不同土壤水分条件下,两树种月耗水量差异均较明显,说明土壤水分含量是决定树木蒸腾耗水量的主要因素;天气状况也影响苗木耗水量,耗水峰值多出现在晴天,峰谷多是阴天。不同土壤水分条件下灰叶胡杨单株耗水量均高于胡杨,水分条件较好时灰叶胡杨的生长较胡杨好,水分利用效率高,但随水分的减少胡杨的水分利用效率提高,表明胡杨对干旱环境的适应性较灰叶胡杨强,能有效地利用有限的水资源在荒漠生境中生存。