干旱胁迫对香樟幼树生长及光合特性的影响

通过盆栽和持续干旱研究了干旱胁迫(以2 d为一个处理间隔,持续干旱0-16 d)对香樟(Cinnamomum camphora)幼树生长及光合特性的影响.结果显示:(1)干旱胁迫下香樟幼树的地径、树高生长量受到了抑制.轻度、中度干旱处理(干旱时间2-8 d)叶片含水量和叶片相对含水量与对照差异均不显著,重度干旱处理(干旱时间10 d)下显著低于对照(P0.01);(2)干旱胁迫影响了香樟叶片光合作用的日变化进程,妨碍了其有机物质积累;(3)干旱胁迫下香樟叶片光合色素总量先升高后降低,在干旱第8天达到最高.所有干旱处理的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均受到不同程度的抑制.气孔因素和非气孔因素共同作用影响香樟幼树的光合作用,在干旱初期(干旱时间2-8 d)气孔因素起主导作用,干旱后期(干旱时间10 d)非气孔因素起主导作用;(4)干旱胁迫下香樟幼树叶片的表观量子效率(AQY)、RuBP羧化速率(CE)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)及CO2补偿点(CCP)均显著降低,表明干旱会降低香樟幼树对环境中光照和CO2的利用及适应能力.综上,干旱胁迫下香樟幼树的水分生理状况变差,光合能力及光合日变化进程受到影响,对环境中光照和CO2的利用及适应能力也明显降低,最终香樟幼树的形态生长受到抑制.图3表3参35     

土壤干旱胁迫对Larrea tridentata叶片膜脂过氧化和保护酶活性的影响

Larrea tridentata是一种亚热带沙漠中常绿的含树脂的灌木,有很高的生态价值和药用价值。在不同土壤干旱胁迫条件下,测量了L.tridentata叶片具有生物学活性物质的含量变化。结果表明,随着土壤水分胁迫的加重,L.tridentata保护酶活性与MDA含量的整体趋势都是先升高,在土壤水势达到-2.415 MPa时,有所下降。L.tridentata体内重要的渗透调节物质脯氨酸的质量分数总体成上升趋势。可见,保护酶及渗透调节对L.tridentata提高自身的抗旱性有重要作用。     

盐胁迫对沙棘幼苗生K与光合生理特征的影响

用不同浓度的NaCl处理沙棘(Hippophea rhamnoides)2 a生幼苗,研究盐胁迫对其生长、叶片水分、光合生理特征以及叶绿素含量的影响.结果表明,随着盐浓度的增加,沙棘幼苗鲜重、干重、比叶重(LMA)和单株总叶面积均明显下降.盐胁迫下,沙棘叶片出现严重的缺水现象,导致叶水势()、叶片相对含水量(RWC)逐渐下降,而叶片水分饱和亏缺(WSD)、组织密度(TD)逐渐升高.同时,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量和叶绿索a/b(Chl a/Chl b)与对照相比均极显著降低.随着盐浓度的增加和胁迫时间的延长,沙棘幼苗叶片净光合速率(pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均明显下降,胞间CO2浓度(Ci)先降后升,气孔限制值(Ls)和水分利用效率(唧)则先升后降.研究表明,Pn下降的原因短期内以气孔限制为主,长期则以叶片生理代谢紊乱、光合色素降解导致的光合能力下降等非气孔限制因素为主,且盐浓度越高,由气孔限制转为非气孔限制的时间越早.     

水分条件对中山杉406光合特性的影响

采用室内盆栽方式,以两年生落羽杉属杂交树种中山杉406(Taxodium‘Zhongshanshan 406’)为试验材料,设置对照、渍水和淹水3种处理,研究了水分条件对中山杉406叶片的叶绿体色素、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2摩尔分数(Ci)等光合特性的影响。结果表明,中山杉406的叶绿素a、叶绿素a+b和类胡萝卜素质量分数随土壤水分增加而逐渐降低,但处理间均无显著差异。同样,不同处理间的Tr、Gs和Ci等光合参数无明显规律。光合-光强响应曲线表现出明显的光饱和限制。不同光强下,对照与淹水处理的中山杉406叶片净光合速率高于渍水处理,但处理间没有显著差异。而光饱和在对照处理显著(P<0.05)高于渍水和淹水处理。在渍水和淹水下,中山杉406的光合特性没有发生明显变化,表明其具有良好的耐湿耐水特性,在湿地的恢复与构建方面有广阔的应用前景。     

水分条件对中山杉406光合特性的影响

采用室内盆栽方式,以两年生落羽杉属杂交树种＂中山杉406＂（Taxodium‘Zhongshanshan 406’）为试验材料,设置对照、渍水和淹水3种处理,研究了水分条件对中山杉406叶片的叶绿体色素、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2摩尔分数（Ci）等光合特性的影响。结果表明,中山杉406的叶绿素a、叶绿素a＋b和类胡萝卜素质量分数随土壤水分增加而逐渐降低,但处理间均无显著差异。同样,不同处理间的Tr、Gs和Ci等光合参数无明显规律。光合-光强响应曲线表现出明显的光饱和限制。不同光强下,对照与淹水处理的中山杉406叶片净光合速率高于渍水处理,但处理间没有显著差异。而光饱和在对照处理显著（P〈0.05）高于渍水和淹水处理。在渍水和淹水下,中山杉406的光合特性没有发生明显变化,表明其具有良好的耐湿耐水特性,在湿地的恢复与构建方面有广阔的应用前景。     

土壤干旱胁迫对Larrea tridentata叶片矿质营养元素含量的影响

研究了土壤干旱胁迫对Larrea tridentata叶片10种营养元素含量的影响.结果表明:N、P、K、Ca、Mg含量在土壤干旱胁迫下的变化趋势基本相同,都是在轻度水分胁迫时略有下降,随着土壤水分胁迫的加重,含量逐渐增加,只有P含量在重度水分胁迫(土壤水势为-2.415 MPa)时有所下降;在土壤水势超过了萎蔫系数后,L.tridentata的各大量营养元素含量仍能维持在较高水平有助于增强其抗旱性;L.tridentata叶片微量元素(Fe、B、Mn、Cu、Mo)含量对土壤干旱胁迫的反映不敏感,各微量营养元素的含量在土壤干旱胁迫时与正常土壤水分状态时没有显著差异;总的来讲,在土壤水分胁迫状况下,L.tridentata能通过对自身营养元素调节的方式来提高自身的抗旱性,表现出较强的抗旱性.     

浙江天台山茶树光合日变化及光响应

自然条件下使用LCA－4型便携式光合测定系统研究了栽培天天台山主峰华顶山的茶树连体叶片的光合日变化及光响应。结果表明：在初夏晴天,上年越冬叶片（下称二年生叶）的光合速率,表观量子效率,羧化效率和饱和光强比展叶红16d的一年生叶高,CO2补偿点和光补偿点比一年生叶低,两者的净光合速率日进程曲线均为“双峰”型,午间胞间CO2浓度上升表明,此时净光合速率下降主要受非气孔限制因素的影响。一年生叶蒸腾速率高于二年生叶,它们日进程曲线为单峰河,午间最高,而气孔阻力进间最低。不同时段作光响应和CO2响应试验表明,上午茶树的表观量子效率,饱和光强和羧化效率较高,光补偿点和CO2补偿点较低。图3表4参26     

CO2浓度升高对半干旱区春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响

大气CO₂浓度升高已成为世界范围内重要环境问题。为了解大气CO₂浓度升高对春小麦光合作用及水分生理生态特性的影响,在典型半干旱区定西利用开顶式气室(OTC)试验平台,以春小麦“定西24号”为供试品种,开展了CO₂浓度增加模拟试验。试验设对照(390μmol·mol^?1)、480μmol·mol^?1和570μmol·mol^?1等3个CO₂浓度(摩尔分数)梯度。结果表明:在对照和增加CO₂浓度条件下,春小麦叶片净光合速率和蒸腾速率日变化均呈“双峰型”分布,出现明显的“午休”现象;胞间CO₂浓度的日变化表现为斜“V”字型曲线;叶水势日变化呈现反抛物线曲线走向,在中午后出现水势曲线拐点。在不同生育时期内,净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度均表现为开花期最大,乳熟期最小。而蒸腾速率表现为开花期最大,拔节期最小,叶片水平水分利用效率表现为孕穗期最大,乳熟期最小。随着CO₂浓度升高,春小麦叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率和水势提高,气孔导度和蒸腾速率降低。与对照大气CO₂浓度相比,在480μmol·mol^?1浓度和570μmol·mol^?1浓度下,整个生育期净光合速率平均分别提高了14.68%和28.20%,气孔导度平均降低了15.29%和24.83%,胞间CO₂浓度平均提高了10.38%和26.15%,蒸腾速率平均减小了6.63%和12.41%,WUE平均增加了22.9%和46.9%。随着CO₂浓度升高,蒸腾失水减少,叶片水势不断增加,从而增强了春小麦对干旱胁迫的抵御能力。研究结果为我国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性提供理论参考。     

大气CO2体积分数升高对油松叶片光合生理特性的影响

近年来大气CO2体积分数不断升高,虽然CO2体积分数升高对植物影响的研究已取得一定进展,但目前针对城市森林树种的相关研究甚少。利用开顶式气室研究了大气CO2体积分数升高对沈阳市城市森林主要树种油松(PinustabulaefomisCarr.)光合生理特性的影响。结果表明,整个生长季内,与对照相比,在大气CO2体积分数为700×10-6条件下,油松叶片的Chla、Chlb及Chl(a b)质量分数提高,Chla/Chlb值降低,而类胡萝卜素质量分数则呈现出降低—升高—降低的趋势;整个处理期间,净光合速率显著提高,提高幅度为23.68%～133.18%(P<0.05或P<0.01);可溶性蛋白质量分数增加,并随着处理时间延长增加幅度增大,在通气40d时就达到差异极显著水平(P<0.01);大气CO2体积分数升高促进了油松叶片中可溶性糖、淀粉的积累;实验中并未观察到光合下调现象。     

大气CO_2体积分数升高对油松叶片光合生理特性的影响

近年来大气CO2体积分数不断升高,虽然CO2体积分数升高对植物影响的研究已取得一定进展,但目前针对城市森林树种的相关研究甚少。利用开顶式气室研究了大气CO2体积分数升高对沈阳市城市森林主要树种油松(PinustabulaefomisCarr.)光合生理特性的影响。结果表明,整个生长季内,与对照相比,在大气CO2体积分数为700×10-6条件下,油松叶片的Chla、Chlb及Chl(a b)质量分数提高,Chla/Chlb值降低,而类胡萝卜素质量分数则呈现出降低—升高—降低的趋势;整个处理期间,净光合速率显著提高,提高幅度为23.68%～133.18%(P<0.05或P<0.01);可溶性蛋白质量分数增加,并随着处理时间延长增加幅度增大,在通气40d时就达到差异极显著水平(P<0.01);大气CO2体积分数升高促进了油松叶片中可溶性糖、淀粉的积累;实验中并未观察到光合下调现象。     

铜胁迫对高丹草和紫花苜蓿生长和光合特性的影响

以高丹草（Sorghum×S.sudanes）和紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为试验材料,通过水培试验,研究了不同浓度Cu处理对两种牧草生长及光合特性的影响。试验结果显示,随着Cu处理浓度增加,两种牧草叶、茎、根生物量逐渐下降,并在100μmol.L-1 Cu2＋处理后达到显著水平。Cu胁迫导致两种牧草气孔导度、RuBP羧化酶的最大羧化效率、最大电子传递速率调控的RuBP再生的潜在速率和磷酸丙糖利用中有机磷的释放速率、以及叶绿素质量分数降低,最终导致净光合速率降低。Cu胁迫下,两种牧草二氧化碳饱和点和二氧化碳饱和点净光合速率降低,而二氧化碳补偿点却升高。另外,Cu处理还降低了两种牧草的蒸腾速率和日间呼吸速率。且在光合、蒸腾和呼吸作用参数的变化幅度上高丹草要大于紫花苜蓿。这些结果表明Cu胁迫抑制了两种牧草的生长、光合作用、蒸腾作用和呼吸作用,而且对高丹草的抑制作用要强于紫花苜蓿;Cu胁迫下光合作用的下降不仅与气孔导度的下降相关,而且与光反应和暗反应的受阻有关。这些研究结果可为筛选和培育耐Cu和富集Cu的牧草品种和用牧草修复铜污染水体及土壤提供依据。     

大气CO2浓度升高对植物光合作用的影响

大气CO2浓度不断升高以及由此带来的温室效应已成为全球变化研究的热点问题之一。CO2作为植物光合作用的底物,其浓度升高必然对植物的光合作用产生影响。大气CO2浓度升高对植物光合作用的影响主要体现在:对不同植物的光合色素含量均有影响,但结果有所差异;短期处理光合速率提高,而长期处理则可能出现光合适应,其适应机理目前尚存在分歧;不同光合类型植物的叶片形态结构有不同的响应结果,叶绿体超微结构也明显变化;生物量和产量提高。此外,CO2浓度升高与其它环境因子相互作用对植物的光合作用也具有重要影响。大气CO2浓度升高条件下对木本植物的研究、在分子水平上的深入研究以及在不同环境下的研究将成为未来研究的主要方向。     

干旱胁迫和复水对梨幼树生理特性的影响

为了解植物干旱生理适应机制和恢复机制,以梨品种‘翠冠’和‘黄冠’幼树为试材,研究土壤干旱胁迫及复水条件下叶片光合参数、叶片相对含水量、叶片质膜透性、超氧化物歧化酶活性及脯氨酸含量的变化特性.结果显示:1)随着干旱胁迫的加剧,两品种的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈下降趋势;‘翠冠’叶片胞间CO2浓度呈先降后升的趋势,而‘黄冠’呈持续下降趋势,但‘黄冠’光合作用的4项指标明显高于‘翠冠’;复水后,两品种的光合指标恢复显著,但均未超过对照水平.2)干旱胁迫引起两品种的叶片相对含水量急剧下降,叶片质膜透性和脯氨酸含量显著升高,超氧化物歧化酶活性呈先升后降趋势;复水后,两品种的4项指标不同程度地得以恢复,但大部分指标没有恢复到对照水平,其中‘黄冠’各项指标在复水前后的变化幅度比‘翠冠’更小.综合分析表明,‘翠冠’和‘黄冠’对干旱胁迫的响应存在差异,‘黄冠’对干旱逆境具有更强的适应能力.     

补增UV-B辐射对焕镛木(Woonyoungia septentrionalis)叶片光合参数的影响

补增UV B辐射 ,焕镛木 (Woonyoungiaseptentrionalis)叶片的光饱和光合速率较自然光下的降低 2 9% ,叶片的光合量子产率降低 5 0 .4 % ,光能转换效率亦降低 4 9% .补增UV B辐射抑制光下呼吸速率 (Rd) ,但不明显改变不包括光下呼吸的CO2 补偿点 .补增UV B辐射 ,焕镛木叶片的RuBP饱和的最大羧化速率和最大电子传递速率分别较自然光下的低 4 3.4 %和 4 6 .4 % ,Jmax:Vcmax亦降低 ,显示补增UV B辐射对Jmax的影响较Vcmax明显 .补增UV B辐射亦引起磷酸三碳糖利用速率降低 .叶片多个生化过程被抑制可能是引起植物光合速率降低的原因 .补增UV B辐射 ,降低了气孔对空气CO2 浓度和相对湿度变化的敏感度 ,则可能影响植株对环境因素变化的适应性 .图 3表 4参 2 3     

盐碱地施用脱硫石膏对土壤养分及油葵光合特性的影响

通过分析宁夏平罗西大滩不同改良年份盐碱地土壤养分含量,测定油葵(Helianthus annuus)光合日变化曲线、光响应曲线和油葵产量,研究了施用脱硫石膏对盐碱地土壤改良及油葵光合特性的影响.结果表明,在盐碱土壤上施用燃煤电厂脱硫石膏后,土壤电导率、pH值随土壤改良年限增加而逐年下降,土壤有机质含量、碱解氮、有效磷和速效钾则逐年上升.随着土壤改良年限增加,油葵叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度均明显下降,气孔限制值和水分利用效率也明显下降(P<0.01).同时,随着改良年限增加,油葵叶片暗呼吸速率、光饱和点和最大净光合速率增加,而光补偿点降低.施用脱硫石膏后油葵盘径、百粒重和产量随土壤改良年限增加也显著提高(P<0.05).因此,施用燃煤电厂脱硫石膏能够显著地改良盐碱地土壤、提高油葵叶片光合能力,从而促进作物生长、提高作物产量.图2表3参29     

Larrea tridentata叶片解剖结构与保水特性的研究

为了解L.tridentata叶片在解剖学方面适应干旱的特征以及叶片的保水特性,采用石蜡切片法观察L.tridentata叶片的解剖结构,同时测定叶片保水曲线。结果显示：L.tridentata叶片厚233.6μm,表皮细胞大,具有较厚的表皮细胞外壁与角质层,上表皮外壁与角质层总厚度为23.7μm;栅栏组织发达,在叶片中占55%,细胞细长,排列紧密。从叶片保水曲线上看,L.tridentata叶片从失水到基本恒重的时间为120 h左右,显示其叶片抗脱水能力强。     

长白山不同海拔岳桦(Betula ermanii)的光合生理

通过研究不同海拔(1 750 m,1 900 m,2 000 m)岳桦的光合生理,探讨岳桦叶片对高山环境的适应特征.结果表明:与海拔1 750 m相比,1 900 m和2 000 m处植物叶片具有较低的暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和CO2补偿点(CCP),较高的最大光合速率(Amax)、光近饱和点(LK)、表观羧化速率(CE)、最大羧化速率(Vcmax)和最大电子传递速率(Jmax).1 900 m处光化学淬灭系数(qP)和作用光存在时PSⅡ实际光化学量子效率(ФpsⅡ)最高,2 000 m处非光化学淬灭系数(NPQ)则最高.随海拔升高,岳桦叶片水分利用效率(WUE)先升高再降低.与1 750 m相比,1 900和2 000 m处植物叶片具有较高的气孔导度(gs)和CO2吸收速率(Pn/Ci斜率).分析表明:1 900 m是岳桦的最适生长区,具有较高的光合能力,且所受胁迫较小.图6表3参26     

茉莉酸甲酯(MeJA)对干旱胁迫下水稻幼苗光合作用特性的影响

茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)是广泛存在于植物体内的与抗性关系密切的生长物质,能显著增强植物在机械伤害、低温、盐害、干旱等非生物环境胁迫和病虫害等生物胁迫中的抗性.以水稻品种中二欧6为实验材料,通过设置对照、干旱、干旱+MeJA、干旱+MeJA+水杨苷异羟肟酸(SHAM)四种处理,研究了干旱胁迫下施用MeJA及其代谢抑制剂SHAM对水稻幼苗的叶绿素荧光和光合作用特性的影响.研究结果表明,干旱胁迫下外源MeJA(0.25 μmol·L~(-1))处理可显著提高水稻幼苗的叶片水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/F_0和Fv/Fm值、蒸腾速率、叶片气孔导度、胞间CO_2浓度,降低ABA含量,从而提高水稻幼苗的抗旱性.然而,加入茉莉酸信号途径的抑制剂水杨苷异羟肟酸(SHAM)后MeJA诱导的水稻抗旱效应受到逆转,表现在水稻幼苗叶片水势、叶绿素荧光和光合作用参数等显著下降,ABA含量显著上升.     

Gas exchange in Paulownia species growing under different soil moisture conditions in the field

In order to evaluate their responses to drought, we determined the photosynthetic activity water potential, stomatal conductance, transpiration, water use efficiency photosynthetic photon flux density and leaf temperature of Paulownia imperialis, P. fortunei and P. elongata in three different soil moisture conditions in the field. Our results showed that P. imperialis had greater photosynthesis (8.86 micromol CO2 m(-2) s(-1)) and instantaneous water use efficiency (0.79 micromol CO2 mmol H2O(-1)) than either P. elongata (8.20 micromol CO2 m(-2) s(-1) and 0.71 micromol CO2 mmol H2O(-1)) or P. fortunei (3.26 micromol CO2 m(-2) s(-1) and 0.07 micromol CO2 mmol H2O(-1)). The rapid growth of Paulownia did not appear to be correlated with photosynthetic rates. Paulownia fortunei showed more transpiration (48.78 mmol H2O m(-2) s(-1)) and stomatal conductance (840 mmol m(-2) s(-1)) than P. imperialis (20 mmol H2O m(-2) s(-1) and 540 mmol m(-2) s(-1)) and P. elongata (20 mmol H2O m(-2) s(-1) and 410 mmol m(-2) s(-1)), which allowed these two Paulownia species to increase their tolerance to low soil moisture, and maintain higher water use efficiency under these conditions. According to our physiological gas exchange field tests, Paulownia imperialis does appear to be capable of successful growth in semiarid zones.