CO2浓度升高和磷素亏缺对黑麦草气孔特征及气体交换参数的影响

为深入理解未来大气CO2浓度升高背景下草地生态系统结构与功能响应土壤磷亏缺的潜在机理,该研究利用可精准控制CO2浓度的大型人工气候室,探讨了正常CO2浓度400 μmol/mol、升高CO2浓度800 μmol/mol和磷素供应水平（0.004、0.012、0.02、0.06、0.1和0.5 mmol/L）对黑麦草气孔特征及其气体交换过程的影响。结果表明,CO2浓度升高使供磷水平0.1和0.5 mmol/L的气孔密度增加约35%（P=0.012）和25%（P<0.001）,但却减小气孔开度13%（P=0.002）和12%（P=0.005）,且导致供磷水平为0.06 mmol/L的黑麦草气孔分布更加规则。同时,CO2浓度升高还导致供磷水平0.1和0.5 mmol/L的净光合速率显著增加8.6%（P=0.002）和15.8%（P<0.001）,从而提高黑麦草的水分利用效率。另外,不同供磷水平明显改变了植株生物量及其分配,且高浓度CO2对较高磷水平时地上生长产生更强的施肥效应。研究结果将为深入理解草地生态系统对大气CO2浓度升高和土壤磷素亏缺的响应机理提供理论依据和数据支撑。     

水分胁迫对紫花苜蓿叶水势、蒸腾速率和气孔导度的影响

采用盆栽水分试验,研究了不同土壤水分条件下紫花苜蓿(Medicago sativa)叶水势、蒸腾速率和气孔导度的变化规律及相互关系,以期揭示其对土壤水分胁迫的气孔响应机制。结果表明:苜蓿叶水势、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)均随水分胁迫加剧而降低,三者日变化均呈双峰曲线特征,日平均值表现为充分供水>轻度胁迫>中度胁迫>重度胁迫。最低叶水势随土壤水分降低而降低;在中度和重度胁迫下,叶水势和蒸腾速率日变化峰值出现的时间提前,当叶水势为-4.68 MPa或T_r为3.27 g·m^-2·h^-1时,气孔开始关闭;在充分供水和轻度胁迫下,T_r越高,叶水势越低,且G_s随着T_r增加而增加。叶水势的变化除受土壤水分影响外,还与叶片生长发育密切相关。     

低浓度Na2CO3胁迫下星星草幼苗保护酶活性与活性氧之间的关系

对低浓度(0.2%)Na2CO3胁迫和无胁迫正常生长的星星草幼苗的相对电导率、可溶性蛋白质含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、H2O2含量和产生O2-·速率的研究结果表明,星星草幼苗各保护酶、活性氧及相对电导率之间存在一定的变化关系,这种变化关系在0.2% Na2CO3胁迫和无胁迫正常生长的星星草幼苗间存在差异.在一定程度上揭示了抗盐碱植物在正常生长情况下与碱胁迫下的活性氧(H2O2和O2-·)代谢可能存在不同的调节机制.     

温室环境因子驱动甜瓜水分传输机理分析与模拟

利用人工气候室控制空气温度、相对湿度和光合有效辐射量,根据水量平衡法控制土壤含水率,按照四因素五水平的二次回归正交旋转组合设计,对甜瓜蒸腾量进行模拟,并探讨各因子调控水分传输的机制。基于Jarvis模型建立环境因素驱动的多元非线性气孔导度模型,结合水汽扩散原理建立蒸腾量模型,模型预测精度良好。探究因素交互作用及其耦合调控效应,结果表明:除相对湿度对蒸腾表现为抑制作用,土壤含水率、空气温度和光合有效辐射均对蒸腾具有促进作用;土壤含水率与空气温度的单因素效应相似,随因素水平增加,蒸腾量线性升高;光合有效辐射量驱动蒸腾的单因素效应为开口向下的二次函数,当因素水平超过阈值后,蒸腾量逐渐下降。环境因素在驱动和调控蒸腾过程中均存在密切耦合和反馈效应,土壤含水率与温度对蒸腾调控的耦合效应趋近于平滑曲面,蒸腾量随两因素水平的升高而升高,在试验水平内两因素对蒸腾表现为协同促进效应;空气相对湿度减弱了水汽扩散驱动力,进而抑制温度和土壤含水率对蒸腾的驱动作用,且这种抑制作用随相对湿度的升高而更明显。     

用西瓜叶片气孔保卫细胞叶绿体数鉴定西瓜染色体倍性

为了寻求简便、快速的西瓜染色体倍性鉴定方法,以二倍体西瓜TS和0517及其同源四倍体为试材,通过观察叶片气孔保卫细胞叶绿体数来鉴定西瓜染色体倍性.结果表明,两倍性间的叶绿体数差异显著.二倍体叶绿体数在15个以下,四倍体叶绿体数大于等于15个;气孔叶绿体数随染色体倍性的增加而增加,用气孔保卫细胞叶绿体数预测植株倍性的准确率可达90.2%,因此,用万能荧光显微镜观察叶绿体数可以在苗期快速、准确地确定植株的染色体倍性.     

温室番茄叶片生理指标日变化特性及其与生态因子的关系

以温室春-夏季番茄为试验材料,采用小区试验方法,探讨了花果期和盛果期不同土壤水分条件下番茄叶片生理指标日变化特性、水分利用效率WUEL及生态因子间相关性。结果表明,番茄不同生育期生理指标日变化峰值时间不同;日均气孔导度、蒸腾速率随土壤水分的增加而变大,而日均光合速率最大值出现在70%土壤相对含水率的处理;两生育期蒸腾速率和光合速率受气孔调节的效应明显。在试验范围内,土壤水分越低,WUEL越高,番茄花果期WUEL较大。光合有效辐射是影响叶片光合速率重要生态因子。     

晋西黄土区人工刺槐林生理生态特点分析与研究

采用Li-cor 6400便携式光合仪,对山西省吉县蔡家川流域试验区内刺槐的光合速率、蒸腾速率、气孔导度及其环境因子进行了观测,并辅以不同水分梯度下的林木生理指标观测与比较,研究了生理指标与环境因子之间的相互关系.结果表明:刺槐在生长过程中没有充足水分供应时,光合速率会出现负值;蒸腾日变化曲线单峰或双峰取决于土壤水分条件;各环境因子之间呈显著相关关系,综合作用于蒸腾速率,其中光合有效辐射是蒸腾速率的主要影响因子;气孔导度与相对湿度的变化一致,它们之间显著相关,呈二次项曲线关系.     

The Alleviating Effect of Elevated CO2 on Heat Stress Susceptibility of Two Wheat (Triticum aestivum L.) Cultivars

This study analysed the alleviating effect of elevated CO₂ on stress‐induced decreases in photosynthesis and changes in carbohydrate metabolism in two wheat cultivars (Triticum aestivum L.) of different origin. The plants were grown in ambient (400 μl l^?1) and elevated (800 μl l^?1) CO₂ with a day/night temperature of 15/10 °C. At the growth stages of tillering, booting and anthesis, the plants were subjected to heat stress of 40 °C for three continuous days. Photosynthetic parameters, maximum quantum efficiency of photosystem II (PSII) photochemistry (F_v/F_m) and contents of pigments and carbohydrates in leaves were analysed before and during the stress treatments as well as after 1 day of recovery. Heat stress reduced P_N and F_v/F_m in both wheat cultivars, but plants grown in elevated CO₂ maintained higher P_N and F_v/F_m in comparison with plants grown in ambient CO₂. Heat stress reduced leaf chlorophyll contents and increased leaf sucrose contents in both cultivars grown at ambient and elevated CO₂. The content of hexoses in the leaves increased mainly in the tolerant cultivar in response to the combination of elevated CO₂ and heat stress. The results show that heat stress tolerance in wheat is related to cultivar origin, the phenological stage of the plants and can be alleviated by elevated CO₂. This confirms the complex interrelation between environmental factors and genotypic traits that influence crop performance under various climatic stresses.     

农作物抗旱性鉴定仪的研制和应用

依据陈毓荃等首次提出的连续升温电导法，研制了ＮＫＪ－１型农作物抗旱性鉴定仪，对１４种小麦抗旱性的鉴定结果与田间观测结果一致，也适于果树抗热性鉴定。     

干旱胁迫与抗蒸腾剂对喜树几项生理指标及喜树碱含量的影响

经过12d的干旱胁迫，喜树叶内Fpro和MDA含量分别升高了46．7％和19．06％，是同期对照的138．93％的117％；Pn降为负值；Tr和Sc显著下降，降低幅度分别为58．28％和75％；且随着胁迫时间的延长，变化幅度逐步增大。抗蒸腾剂可有效地缓解胁迫对喜树的不良影响。短期干旱胁迫可使叶内喜树碱的含量明显提高，在生产中可由此而提高喜树碱的产量。