增施硝态氮对Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片PSⅡ功能的影响

以桑树(Morus alba)为试验材料,在室内以溶液培养的方法研究了增施NO_3~--N(7.5 mmol·L~(-1)增加到17.5mmol·L~(-1))对Na_2CO_3胁迫(50mmol·L~(-1))下桑树幼苗叶片PSⅡ功能的影响。结果表明,50mmol·L~(-1)的Na_2CO_3胁迫下桑树植株表现出明显的盐害症状,叶片的PSⅡ反应中心光化学活性明显降低,PSⅡ电子供体侧和受体侧均受到不同程度的影响。增施NO_3~--N显著提高了Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片的光合电子供应和传递能力,表现为PSⅡ电子供体侧放氧复合体OEC的功能增强,PSⅡ电子受体侧受体库接受电子能力增加。另外,增施NO_3~--N还可以相对提高桑树幼苗叶片类囊体膜结构的稳定性,促进Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片光能向光化学反应方向的分配,降低以无效热能形式耗散的比例。可见,增施NO_3~--N可显著增强Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片PSⅡ的功能,这为其光合作用的正常进行提供了保证。     

大兴安岭林区森林退化对土壤微生物群落功能的影响

大兴安岭林区的山地草原化是森林退化的主要标志,研究山地草原化土壤微生物功能的演替对其植被恢复具有重要意义。为此,本试验利用Biolog方法,以大兴安岭加格达奇林区3种山地植被退化类型(蒙古栎林、灌草丛和草地植被群落)为研究对象,探讨山地草原化土壤微生物对碳源的利用能力。结果表明:3种植被退化类型的土壤微生物利用多种碳源的能力明显不同,其中,代表微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)在0.25~0.39之间,其大小为灌草丛>蒙古栎林>草地,灌草丛和草地的AWCD达到显著差异水平(P<0.05)。物种多样性指数和碳源丰富度指数的变化规律与AWCD相似。3种植被退化类型的土壤微生物利用碳源存在较大差异,对氨基酸类碳源的利用表现为蒙古栎林>灌草丛>草地,而对氨/胺类碳源的利用呈现相反趋势。说明大兴安岭林区的山地草原化引起土壤微生物群落功能多样性的下降,有关碳源底物利用的微生物数量及活性明显降低,并且微生物对单一碳源底物的利用能力也呈降低趋势。     

高丹草叶片PSⅡ光化学活性的抗旱优势

本试验利用快速叶绿素荧光诱导动力学分析技术研究了高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)和苏丹草(S.sudanense)叶片PSⅡ光化学活性对干旱的响应。结果表明,随着干旱的加剧,高丹草和苏丹草幼苗叶片PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)和效能指数(PIABS)明显降低,特别是PIABS的降低幅度明显大于Fv/Fm,即干旱下两种牧草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性降低,但不同干旱程度下高丹草幼苗叶片的PSⅡ光化学活性明显高于苏丹草。分析原因可以发现:干旱下高丹草幼苗叶片OJIP曲线上0.15和0.3 ms时(L点和K点)的相对可变荧光VL和VK增加幅度明显小于苏丹草,即干旱条件下对高丹草幼苗叶片PSⅡ电子供体侧放氧复合体OCE活性和类囊体聚合状态的影响明显小于苏丹草,这对于电子传递链上的电子供应及电子传递的稳定性起到了重要的作用。另外,干旱下两种牧草幼苗叶片OJIP曲线上2和30 ms时(J点和I点)的相对可变荧光VJ和VI明显增加,即干旱导致PSⅡ光化学活性降低还与PSⅡ电子受体侧电子由QA向QB传递受阻以及PQ库接受电子能力的降低有关。但干旱下高丹草和苏丹草幼苗叶片仅VJ差异明显,而VI却无明显差异,这说明干旱下高丹草幼苗叶片电子传递体QB接受电子的能力明显高于苏丹草,从而使干旱下高丹草幼苗叶片PSⅡ受体侧电子传递能力高于苏丹草。     

干旱胁迫对移栽期烟草幼苗光合特性的影响

移栽期干旱胁迫明显降低了烟草幼苗的净光合速率,而烟草幼苗可以通过关闭部分气孔降低蒸腾量而提高水分利用率的方式来提高烟草幼苗的抗旱能力;干旱胁迫下PSⅡ电子受体侧受到明显的伤害,抑制了光合作用的原初过程,但烟草幼苗叶片通过降低光能捕获以及增加热耗散的方式来减轻过剩激发能对PSⅡ反应中心的伤害.烟草幼苗在于旱胁迫初期主要以光合机构功能下调的方式来提高对干旱胁迫的抵抗力,而重度干旱胁迫则伤害了烟草幼苗的光合机构.因此,在移栽期应合理管理水分.     

土壤菲胁迫对高丹草幼苗生长和叶片叶绿素荧光特性的影响

通过研究土壤菲胁迫对高丹草（Sorghum bicolor×S.sudanense）幼苗生长及叶绿素荧光特性以及光能分配参数的影响,探讨了土壤菲胁迫下高丹草幼苗的光保护机制。结果表明：低于50mg·kg^-1的土壤菲浓度对高丹草幼苗生长及光合作用的抑制作用较小,当浓度大于50mg·kg^-1时,幼苗生长随着菲浓度的增加受到明显抑制,且对地下部的抑制作用大于地上部。幼苗叶片叶绿素含量随土壤菲浓度增加而降低,且叶绿素a相对于叶绿素b对土壤菲胁迫更敏感。土壤菲胁迫降低了PSⅡ反应中心活性和电子传递能力,导致其光能利用能力降低,特别是对高光强的利用能力下降。最大光化学效率（F_v/F_m）的变化幅度较小,即幼苗叶片未发生明显的光抑制现象。土壤菲胁迫明显改变了高丹草幼苗叶片PSⅡ反应中心光能分配参数,用于光化学反应的量子产额（Y_PSⅡ）降低,而依赖于类囊体膜两侧质子梯度叶黄素循环的量子产额（Y_NPQ）增加,即幼苗叶片启动了依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散机制来保护PSⅡ的正常生理功能,降低光合电子传递链上的压力,另外失活PSⅡ反应中心的热耗散量子产额（Y_NF）仅在土壤菲浓度达300mg·kg^-1时有小幅增加,说明土壤菲胁迫仅仅造成PSⅡ反应中心活性的降低,并未使PSⅡ反应中心大量失活。     

碱性盐胁迫对桑树幼苗叶片叶绿素荧光和激发能分配的影响

为揭示桑树叶片光合特性在不同pH值碱性盐胁迫下的适应机制,以2种中性盐(NaCl和Na2SO4)、2种碱性盐(NaHCO3和Na2CO3)按不同比例混合,研究了不同pH值碱性盐对桑树幼苗叶片叶绿素荧光特性和激发能分配的影响。结果表明:在100 mmol·L-1的混合碱性盐胁迫下,桑树幼苗叶片的叶绿素荧光和激发能分配参数主要受盐溶液中的pH值和CO32-浓度的影响,而其它离子的作用较小。在pH9.0以下的碱性盐胁迫下桑树幼苗叶片的PSⅡ仍然可以提供足够的高能电子,进行正常的电子传递,而当pH值增加到10.0时,各荧光参数变化剧烈,PSⅡ反应中心活性和反应中心开放程度降低,叶片的电子传递受阻,并且高pH值的碱性盐引起光合原初反应过程受到抑制主要是由于PSⅡ电子受体侧受到抑制引起的,而对PSⅡ电子供体侧放氧复合体(OEC)伤害程度较小。PSⅡ反应中心无法正常接受光量子,光能用于光化学反应的比例降低。高pH值碱性盐胁迫还改变了桑树幼苗叶片PSⅡ对光能的吸收、转化和热耗散的状况,碱性盐胁迫下PSⅡ反应中心吸收的光能的分配参数受pH的影响较明显,桑树幼苗主要通过增加剩余有活性反应中心的活性来维持PSⅡ反应中心的正常生理功能,并且通过增加热耗散的比例来降低激发能的产生,而叶黄素循环在高pH值碱性盐胁迫下的光保护功能受到破坏。吸收光能的重新分配在维持高pH值碱性盐胁迫下桑树幼苗叶片光能吸收和利用之间的平衡具有重要的作用,这是桑树幼苗对高pH值碱性盐胁迫的一种适应机制。     

不同施氮方式对龙桑一号生物量及生理特性的影响

为确定适宜的桑树施氮方式,提高氮肥有效利用率,获得较高产量和好的经济效益,以龙桑一号为材料,研究了不同施氮方式下龙桑一号的生长和生理特性。结果表明:距桑树根部20 cm穴施(T20处理)和距根部20 cm深环施处理(Th处理)的品种单株条数、单株叶片数、单株叶片叶面积、叶片鲜质量、叶片干质量和单株产叶量显著高于另外2种处理。不同施氮方式间桑树的每hm2产量差异显著,T20和Th处理的每hm2的产量远高于对照处理,增产率分别为64.26%和65.22%。叶绿素含量在T20处理和Th处理下达到最大,差异不显著。可溶性蛋白含量在T20处理下最高,但是各处理间差异不大。不同施氮方式对供试品种的可溶性糖含量无明显影响。T20处理和Th处理对供试品种的全氮含量在测定初期的促进作用较明显,与距桑树根部10 cm穴施和距根部30 cm穴施处理差异显著。Th处理对供试品种全磷含量的促进作用最大,与其它3种处理差异显著。从试验结果来看,T20和Th处理效果更佳。     

氮素处理对2种丁香的生长和光合特性的影响1）

研究了不同氮素水平和氮素形态比例对紫丁香（ Syringa oblata）和小叶丁香（ Sytinga microphylla）的生长和光合响应曲线特性的影响。结果表明：当m（铵态氮）∶m（硝态氮）＝2∶2时,紫丁香和小叶丁香的最佳氮素营养用量分别为30、40 mmol· L－1,此时2种丁香的株高增量、地径增量、最大光合速率、表观量子效率,暗呼吸均达到最大值,与对照组差异显著（P＜0．05）;当氮素水平为20 mmol· L－1时,紫丁香和小叶丁香的最适铵态氮硝态氮质量比分别为1∶3和2∶2。从2种丁香的生长量看,氮素形态对紫丁香的影响不大,但小叶丁香更偏好于硝态氮。     

烤烟连作对耕层土壤酶活性及微生物区系的影响

以烤烟品种"龙江911"为材料,在大田试验条件下分别测定了连作1年和5年的烤烟耕层土壤酶活性及微生物区系变化。结果表明:烤烟连作1年的耕层土壤酸性磷酸酶与脲酶活性高于正茬(大豆-小麦-烤烟),而烤烟连作5年的土壤酸性磷酸酶与脲酶活性低于连作1年。在0~10 cm土层内,烤烟连作1年和连作5年的土壤过氧化氢酶活性均比正茬低,且连作5年土壤比连作1年土壤降低了35.47%。10~20 cm土层内,烤烟连作1年和5年的土壤蔗糖酶活性分别比正茬降低了30.27%和52.14%。烤烟连作减少了土壤细菌和放线菌数量,增加了真菌数量,细菌主要以土壤氨化细菌、好气性自生固氮菌和好气性纤维素分解菌降低为主。因此,烤烟连作破坏了微生物种群的平衡及降低土壤酶活性可能是引起烤烟连作障碍的主要原因之一。     

不同光强下盐胁迫对桑树幼苗叶片活性氧和叶绿素荧光特性的影响

以桑树(Morus alba L.)为试验材料,分别研究了200、500和1 000μmol·m-2 s-1光强下,不同浓度盐胁迫对桑树幼苗叶片活性氧(ROS)代谢和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:桑树幼苗叶片的ROS代谢和叶绿素荧光特性明显受到光强的影响。200μmol·m-2 s-1和500μmol·m-2 s-1下,超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)有效降低了桑树幼苗叶片中的超氧阴离子(O2·-)和H2O2,且叶绿素荧光参数也没有发生明显变化,因此,弱光下桑树幼苗叶片抗氧化系统功能的增强在防止盐胁迫诱导的PSⅡ光抑制方面发挥了重要的作用。1 000μmol·m-2 s-1下,随着盐浓度的增加,桑树幼苗叶片O2·-大量产生,相应SOD活性增强,SOD的歧化作用导致了H2O2含量大量增加,同时在强氧化胁迫下,叶绿体内清除H2O2的APX活性却受到抑制,叶绿体内过量的H2O2可能破坏了电子传递链上的电子传递,并且PSⅡ发生了明显的光抑制。因此强光是引起盐胁迫下桑树幼苗叶片PSⅡ光抑制的重要原因之一,而强光引起盐胁迫下PSⅡ光抑制与ROS的代谢紊乱有关。