酸雨对生菜的光合、抗氧化系统和产量的影响研究

目前国内外有关酸雨对植物生长危害的影响研究多集中在森林植物和粮食作物,而酸雨对叶菜类蔬菜生长的相关研究较少。酸雨的频发可能会影响蔬菜的生长,进而降低蔬菜产量。为探究酸雨对叶菜类蔬菜生理和产量的影响,选取生菜(Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.)作为试验材料,采用野外原位研究方法,探究模拟酸雨(pH梯度为3.0、4.0、5.0)和自然降水(CK)对生菜光合、抗氧化系统和产量的影响。结果表明,pH 4.0和5.0酸雨对生菜光合系统影响不显著,pH 3.0酸雨对生菜光合系统影响显著;在整个试验期内,pH 3.0酸雨显著降低生菜净光合作用8.4%—17.0%。pH 3.0、4.0和5.0酸雨均显著提高生菜超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,表明酸雨会激活生菜抗氧化系统,同时会对生菜叶片膜系统造成损伤;在第20天后,pH 3.0酸雨下生菜过氧化氢酶(CAT)活性显著下降13.8%%—35.2%。pH 5.0酸雨对生菜产量影响不显著;pH 4.0和3.0酸雨显著降低生菜地上部产量,分别降低14.6%和16.7%。pH 3.0酸雨使生菜地下部产量显著降低19.0%。综上可见,模拟酸雨对生菜的光合系统、抗氧化酶系统和产量均产生显著影响,且酸雨对生菜的影响阈值在pH 4—5之间,pH 4.0以下的酸雨明显降低生菜产量,但酸雨强度为pH 5.0时已存在生菜减产的风险,研究结果可为生菜栽培的相关农户以及决策部门提供参考。     

酸雨对全生育时期水稻叶绿素荧光的影响

酸雨是全球关注的重大环境污染问题之一,中国亦继西欧和北美之后,成为当今世界第三大酸雨区。光合作用是植物生物量和作物经济产量形成的生理基础,叶绿素荧光常用来判断逆境胁迫对植物光合作用造成的伤害。有研究表明,酸雨会对植物叶绿素荧光造成影响,然不同生长阶段植物对逆境的抵抗能力亦存在差异,采用模拟酸雨（酸雨 pH 值梯度为4.5、3.5、2.5）或模拟天然降水持续胁迫（每隔3天喷施1次）水稻（Oryza sativa）（从幼苗期至灌浆期）,利用原位无损伤叶绿素荧光测定技术（德国Walz公司PAM-210脉冲调制式荧光仪）分别探测和分析幼苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆期水稻叶片（处理组和对照组）,研究酸雨对全生育期水稻叶绿素荧光的影响,相关研究未见报道。结果表明,与CK相比,pH 4.5酸雨使幼苗期和孕穗期初始荧光（Fo）显著提高了7.69%、8.84%,使幼苗期、分蘖期和孕穗期非光化学猝灭参数（qN）显著提高了8.64%、4.86%、6.09%,使幼苗期和孕穗期最大光化学量子产量（Fv/Fm）,PSII电子传递速率（ETR）,实际原初光能捕获效率（ΦPSII）,光化学猝灭参数（qP）显著降低,幼苗期、孕穗期降幅依次为Fv/Fm（3.01%、6.88%）、ETR（8.40%、10.24%）、ΦPSII（8.39%、12.23%）、qP（3.79%、12.55%）;pH 3.5、pH 2.5酸雨不同程度地显著降低了各生育时期Fv/Fm、ETR、ΦPSII、qP,幼苗期和孕穗期qN,显著提高了各生育时期Fo,且随酸雨pH值降低,变化幅度增大。同时,pH 4.5或pH 3.5酸雨持续胁迫下,水稻受到伤害大小规律为灌浆期＆lt;幼苗期＆lt;分蘖期＆lt;孕穗期;pH 2.5酸雨持续胁迫下,水稻受到伤害大小规律为分蘖期＜幼苗期＜灌浆期＜孕穗期。总之,酸雨胁迫强度与水稻叶绿素荧光参数存在剂量-效应关系,酸雨持续胁迫会对不同生育时期水稻光合作用造成影响,并且不同生育时期水稻光合作用对酸雨胁迫敏感性存在差异,这些是评价酸雨胁迫对植物影响时需考虑因素。     

模拟酸雨对水稻根系激素含量与生长的影响

为进一步清晰酸雨抑制植物生长的内在机制,采用水培法研究酸雨(pH 5.0—2.5)对水稻根系激素含量(生长素IAA、赤霉素GA、玉米素ZT、脱落酸ABA)、根系活力与质膜H+-ATPase活性及根系生长的影响.结果表明,与对照(CK)相比,经酸雨胁迫5 d后,pH 5.0组水稻幼苗根长及鲜重下降,但激素含量IAA和ABA、根系活力、H+-ATPase活性、根表面积和体积均显著上升,表明pH 5.0酸雨下水稻幼苗通过提高IAA、ABA含量,根系活力以及激活H+-ATPase活性调控水稻对营养的吸收,使根长及鲜重较其他酸雨处理组受抑较弱.pH 4.5、pH 3.5和pH 2.5酸雨组水稻幼苗IAA/ABA、GA/ABA、ZT/ABA、根系活力以及根系生长指标显著下降,表明pH 4.5、pH 3.5和pH 2.5酸雨降低激素含量影响根系细胞分裂和伸长,抑制根系活力导致水稻根系各生长指标受抑.将胁迫后幼苗移至对照条件下恢复5 d后,pH 5.0酸雨组根系活力和生长指标均恢复至CK,IAA/ABA、GA/ABA和ZT/ABA和质膜H+-ATPase活性有所上升;而pH 4.5—2.5酸雨组各指标变幅减小且优于胁迫期,表明水稻幼苗通过提高生长促进型激素(IAA、GA、ZT)含量、根系活力以及质膜H+-ATPase活性减轻酸雨对根系生长的制约,根系生长指标均有一定程度的恢复,且恢复程度受酸雨强度制约.     

酸雨胁迫对毛竹叶片光合速率和叶绿素荧光参数的影响

为探讨酸雨胁迫下毛竹(Phyllostachys pubescens)色素含量变化及其对光合速率和叶绿素荧光动力学参数的影响,试验模拟酸雨(SO42-∶NO3-=4∶1摩尔比),设定p H 2.5、4.0、5.6和6.9(CK),对毛竹3年生盆栽实苗进行处理,测定了叶片色素含量、净光合速率(Pn)、叶绿素荧光动力学参数并进行分析。结果表明:p H 5.6酸雨处理增加了毛竹叶片中叶绿素a(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量,使得光合速率(Pn)升高;p H 4.0和p H 2.5处理使Chl a、Car、Chl a+b、Chl a/b降低,Pn下降;随着处理时间延长影响效果越明显,75 d时Pn与对照(CK)相比差异极显著。p H 4.0和p H 2.5处理使荧光诱导动力学曲线的IPJ点荧光强度出现不同程度降低,处理75 d时初始荧光(F0)降低11.73%和17.59%,峰值P点荧光(Fp)降低25.46%和31.41%,反应中心密度(RC/CSo)降低22.94%和26.22%,实际量子产额(Yield)下降20.41%和35.31%、光化学淬灭系数(q P)下降15.48%和19.42%,表观光合电子传递速率(ETR)下降22.02%和25.14%,非光化学淬灭系数(q N)上升23.16%和33.46%。p H 5.6处理使荧光强度升高,F0和Fp分别比CK增加30%和18.57%,q P和ETR上升8.38%和13.53%,q N下降17.65%。酸雨胁迫使毛竹叶片天线色素吸收能量(ABS/RC)、捕获能量(TRo/RC)和热耗散能量(DIo/RC)升高;以吸收光能为基础的性能指数(PIABS)、最大光化学效率(φPo)、电子传递量子产额(φEo)、电子传递效率(ψo)和电子传递能量(ETo/RC)降低。轻度酸雨处理促进毛竹叶片光合色素合成并提高Pn,重度酸雨胁迫下光合色素含量降低,Pn下降。荧光诱导动力学曲线OJIP曲线及JIP-test分析可作为快速检测毛竹在酸雨胁迫条件下生理响应机制的方法。     

酸雨胁迫对木荷叶片气体交换和叶绿素荧光参数的影响

通过盆栽试验,研究了3种不同pH值（2.5、4.0、5.6）的模拟酸雨溶液对2年生木荷（Schima superba）幼苗叶片气体交换和荧光参数的影响。结果表明：在不同酸雨处理下,净光合速率和气孔导度日变化均呈＂双峰＂型,最大净光合速率和最高表观量子效率（AQE）变化趋势依次是pH4.0〉pH5.6〉pH2.5,说明pH4.0处理对木荷光合作用有促进作用;在不同酸雨处理下,PSⅡ原初光能转换效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）和相对叶绿素含量均呈现出pH4.0〉pH5.6〉pH2.5的变化趋势,pH4.0酸雨处理下表现出最高值,说明适度降低酸雨pH值（pH4.0）并不会对木荷的光合系统活性造成损伤,反而有促进作用,表明木荷对酸雨有较强的适应能力。     

模拟酸雨对珍稀濒危植物红豆杉幼苗的影响研究

利用模拟酸雨实验对珍稀濒危植物曼地亚红豆杉和南方红豆杉生长及生理生化指标进行研究。结果表明,pH4.5的模拟酸雨促进了曼地亚红豆杉(Taxus media)和南方红豆杉(T.mairei)的株高生长(与对照相比分别促进了19%和72%),pH3.5的模拟酸雨对其有一定的影响,但不显著。pH4.5和pH3.5的酸雨处理下,曼地亚红豆杉基径比对照分别下降了46%和42%;南方红豆杉的相应值分别是34%和43%。总的来说,模拟酸雨促进了这两种红豆杉叶绿素的质量分数,类胡萝卜素的质量分数变化因种而异。酸雨处理提高了曼地亚红豆杉抗氧化系统酶活性,与对照相比约提高了5%～142%;南方红豆杉的相应值为-16%～35%。曼地亚红豆杉游离脯铵酸和丙二醛(MDA)的质量分数比对照提高了13%～73%;而南方红豆杉的相应质量分数基本等于或低于对照。与南方红豆杉相比,曼地亚红豆杉对酸雨更加敏感。     

镧对酸雨胁迫下水稻萌发种子CAT的影响

以水稻(宁粳1号)为试材,以萌发种子过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)和H2O2含量为测定指标,研究镧对水稻种子受酸雨胁迫的缓解作用.研究结果表明,1mg·l-1的LaCl3溶液浸种处理后,水稻种子受酸雨伤害作用有所缓解,种子MDA含量和H2O2含量La(Ⅲ)组低于CK,CAT活性La(Ⅲ)＞CK,表明La(Ⅲ)提高了CAT活性,加强了清除活性氧自由基的能力,使MDA含量和H2O2含量降低;同时,MDA含量和H2O2含量pH2.5＞La(Ⅲ)+pH2.5＞pH4.0＞La(Ⅲ)+pH4.0＞CK,表明酸雨胁迫使种子内部活性氧积累增加,过氧化程度加重,La(Ⅲ)处理有效缓解了其过氧化程度和活性氧的积累,且CAT活性La(Ⅲ)+pH4.0＞pH4.0＞La(Ⅲ)+pH2.5＞pH2.5,表明酸雨胁迫使CAT活性应激升高,但高强度酸雨因其强度过大,使得酶活性下降或部分失活,La(Ⅲ)处理后缓解酶活的下降,提高酸雨胁迫下CAT活性,从而提高对H2O2的代谢能力,最终减轻种子膜脂过氧化程度,缓解酸雨对种子伤害.     

UV-B辐射与酸雨胁迫对生菜生理特性及品质的影响

酸雨和紫外辐射的增强是全球环境问题之一,也是目前研究的热点。以生菜(lactuca)为实验材料,在大田条件下,研究了UV-B(280~320nm)辐射与模拟酸雨(AR)的胁迫对生菜生理特性和品质的影响。实验结果表明:UV-B辐射的增加降低了生菜植株的蒸腾速率、叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a b的质量分数,且下降幅度随紫外辐射的增强而增大。UV-B辐射的增加提高了生菜叶片中类黄酮的含量,其增加幅度随紫外辐射的增强而增大。酸雨对生菜的蒸腾速率、叶绿素的质量分数也均有不同程度的影响,酸雨对类黄酮含量的影响不大.品质研究结果表明,随着UV-B辐射的增加,叶片中的水的质量分数持续降低,而抗坏血酸、可溶性糖、可溶性蛋白质的质量分数均先增加后减小,说明存在一个使品质发生突变的阈值范围.酸雨使得生菜中抗坏血酸的质量分数增加,并且增加幅度随pH值的减小而增大;随着酸雨酸度增强,植株中水质量分数持续降低;酸雨使生菜中可溶性糖、可溶性蛋白质的质量分数先减小后增加。在UV-B和酸雨的共同作用下,只有对类黄酮的影响具有明显的协同作用,其他指标表现不明显,但是可以看出复合作用下指标含量下降幅度明显大于单一因子的胁迫,并且下降幅度受UV-B辐射强度和酸雨pH的影响。     

模拟酸雨对五爪金龙幼苗光合生理特性的影响

在华南地区,酸雨引起的农作物和经济作物生长发育障碍常导致严重的经济损失,而一些有害入侵种在酸雨条件下仍在扩散,危害性未受到明显的抑制.因此,酸雨条件下入侵种生物学特性研究有助于揭示其入侵规律.在人工环境条件下（光照培养箱的温度为30 ℃,相对湿度为47.6%,光合有效辐射为63.6 μmol·m^-2·s^-1）进行五爪金龙（Ipomoea cairica L）盆栽试验.五爪金龙幼苗每天喷施营养液.采用模拟酸雨（pH梯度为2、3、4、5、6）对幼苗进行胁迫实验,利用LI-6400便携式光合仪和分光光度法测定其光合生理特性指标.结果表明：五爪金龙叶片净光合速率随酸雨pH值的下降而降低.当光合有效辐射（PAR）低于200 μmol·m^-2·s^-1时,不同酸雨处理叶片的净光合速率均随光合有效辐射强度的增加而增大;当光合有效辐射高于200 μmol·m^-2·s^-1时,同一光合有效辐射不同pH处理叶片的净光合速率均为：CK（对照） 〉 pH6.0 〉 pH5.0 〉 pH4.0 〉 pH3.0 〉pH2.0.随着酸雨pH值的下降,光饱和点、光补偿点、最大净光合速率、表观量子效率和暗呼吸速率均呈下降的趋势.其中,pH3.0和pH2.0酸雨处理对各项光合特性参数的抑制作用均达到了显著水平.酸雨胁迫导致五爪金龙叶片叶绿素含量下降,丙二醛含量（MDA）和可溶性糖含量均显著增加,表明酸雨胁迫对叶片细胞膜系统产生了破坏作用.pH6.0、pH5.0和pH4.0酸雨处理对五爪金龙的光合生理特性影响较小,pH值为3.0和2.0的酸雨处理对五爪金龙的光合能力抑制显著.酸雨胁迫导致五爪金龙利用强光能力下降,提高了其利用弱光的能力.五爪金龙光合生理特性对酸雨环境较为敏感,对酸雨胁迫具有一定的耐受性和适应性.     

酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响

在不同p H值(2.5、3.5、4.5和5.6)模拟酸雨处理下,研究根箱栽培马尾松(Pinus massoniana L.)幼苗生物量(根茎长、根与茎叶干重、一级侧根数)、叶绿素含量以及根系质膜相对透性的变化,在酸雨pH 3.5-5.6范围内对松树幼苗根际与非根际土壤的pH值和铝形态以及植株铝积累量进行测定,以探明酸胁迫对马尾松幼苗生长及根际铝形态的影响.结果显示:当酸雨p H从5.6降至2.5,马尾松幼苗生物量和叶绿素含量均降低,而根系质膜透性从13.2%升至36.4%,膜伤害度由轻度的4.1%提高到重度的23.2%,且重度酸胁迫下两者变化均极显著(P 0.01);此外随酸胁迫强度的增强,马尾松根际与非根际土壤pH值分别由5.95和5.91降至4.02和3.87,而根际土壤中交换态、有机结合态铝含量则分别上升至7.27和18.1 mg/kg,且马尾松植株铝积累量增加至49.46μg/株,其在植株根系中的积累量明显高于地上部分.上述结果表明,酸胁迫使得马尾松根系质膜受损程度增加,叶绿素含量减少,引起光合作用减弱,幼苗生长受到抑制;另外,酸雨能改变土壤中铝化合物的形态,增加活性铝离子溶出量,其中一部分转化成有机结合态铝,另一部分则通过根系吸收累积在幼苗植株内,阻碍马尾松生长发育.(图5表3参45)     

鼎湖山不同演替阶段森林土壤pH值和土壤微生物量碳氮对模拟酸雨的响应

开展酸雨增加对森林土壤酸化和土壤微生物活性的影响,可以为正确评估森林生态系统碳氮过程及其对全球气候变化的响应提供依据。以鼎湖山处于不同演替阶段的3种森林类型(马尾松Pinus massoniana)针叶林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林)为研究对象,从2009年6月开始,在自然林里喷施4个不同处理水平的模拟酸雨,即CK(p H=4.5左右的天然湖水)、T1(p H=4.0)、T2(p H=3.5)和T3(p H=3.0);2009年12月─2013年3月对模拟酸雨下土壤p H值和土壤微生物量碳、氮含量进行长期观测研究。重复测量方差分析表明,观测周期内,模拟酸雨没有显著影响松林的土壤p H值和土壤微生物量碳、氮含量,但却显著地降低了阔叶林的这3个指标(P0.05),而对混交林的降低程度也接近显著。具体表现为:与CK处理相比,松林、混交林和阔叶林表层土壤p H值在T1、T2和T3处理分别下降了0.01、0.01和0.04,0.01、0.06和0.07,0.04、0.09和0.10;相应地,土壤微生物量碳含量分别下降了-1.0%、2.7%和0.4%,4.2%、4.4%和13.6%,12.3%、12.6%和18.4%;土壤微生物量氮含量则分别下降了0.8%、4.2%和9.7%,5.4%、17.4%和15.6%,12.3%、16.2%和25.1%。这表明模拟酸雨加速了土壤酸化,同时降低了土壤微生物活性,而从降低的幅度和差异的显著性可看出,3个林型的响应敏感性随森林的顺行演替而增强,处于演替后期的阔叶林敏感性最强。同时,这种处理效应大体上随着模拟酸雨处理时间的延长而逐渐显著。以阔叶林为例,表现为实验初期,模拟酸雨并没有显著降低其土壤p H值和土壤微生物量碳、氮含量,而在模拟酸雨24、30和36个月后,T3和T2处理的土壤p H值显著低于CK和T1处理(P0.05);同样,在模拟酸雨24、36和45个月后,T3处理的土壤微生物量碳、氮含量显著低于CK处理(P0.05);这表明模拟酸雨对土壤酸化和土壤微生物活性的影响是一个逐渐累积的过程。     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制,以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(Salvia cavaleriei Lévl.)为试验材料,分析了2种鼠尾草在不同p H(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示:模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草;随着p H的下降,2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低,但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草,并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫;2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应,表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高,但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱;模拟酸雨胁迫下,贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草,叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明,尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强,但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草,使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低,是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

模拟酸雨对龙眼坐果的影响及钙调节

pH 4.5的酸雨处理的花粉萌发率比CK下降 9.38%,pH 3.5处理可观察到花粉受害的症状 ,花粉萌发率比CK下降 2 4.2 3%.pH 4.0的酸雨处理雌花 ,其坐果率显著下降 (P <0 .0 5 ) .0 .0 2～ 0 .0 4mmol/L的Ca(NO3 ) 2 溶液处理显著促进酸雨胁迫下花粉的萌发 ,当Ca(NO3 ) 2 的浓度超过 0 .0 8mmol/L时则促进作用开始减弱 .酸雨胁迫后用 2mmol/LCa(NO3 ) 2 溶液或清水喷洒可显著减少因酸雨对雌花和坐果的危害 .图 1表 6参 2 1     

PBS降解过程对植物发芽和生理特性的影响研究

采用青菜（Green vegetables）和生菜（Romaine lettuce）的种子发芽和室外盆栽实验,通过考察植物的种子发芽、生物量以及叶绿素质量浓度等指标,研究了可生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）对青菜和生菜发芽和生长过程中生理特性（植株地上鲜、干质量,地下鲜、干质量,株高,根长,叶片数,叶绿素质量浓度）的影响。研究结果表明：（1）土壤中加入PBS有利于青菜种子的发芽,较大幅度的提高了其发芽率、苗长、根长等,并且随着PBS质量分数的增加这种促进作用越发明显,PBS×100处理组的苗长和根长较空白对照组分别增长了12.9%和26.1%;（2）低质量分数的PBS对青菜和生菜的发芽、生长以及叶绿素的合成具有一定的促进作用,但是高质量分数的PBS则会产生轻微的抑制作用。     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制,以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(S. cavaleriei Lévl.)为试验材料,分析了2种鼠尾草在不同pH(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示：模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草;随pH的下降,2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低,但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草,并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫;2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应,表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高,但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱;模拟酸雨胁迫下,贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草,叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明,尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强,但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草,使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低,是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

水稻叶片质膜H~+-ATPase对酸雨胁迫的适应机制

采用水培法研究酸雨胁迫对水稻叶片质膜H+-ATPase活性的影响,结果表明,高强度酸雨(pH 2.5和pH 3.0组)胁迫下,pH 2.5组质膜H+-ATPase活性显著受抑,胞内pH降低,POD活性受抑,pH3.0组质膜H+-ATPase活性上升,胞内pH降低,POD活性升高,质膜透性和MDA含量均增加,Fv/Fm和叶鲜重降低;低强度酸雨(3.0相似文献   

模拟酸雨胁迫下镧对高梁种子萌发的影响

以高粱(熊杂9号)为试材,研究酸雨胁迫下镧对高粱种子萌发、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量和质膜透性的影响.结果显示,用12 mg·l~(-1)的LaCl_3溶液浸种处理高粱种子效果最佳.经La(Ⅲ)处理后,种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均较单一酸雨处理组升高,pH 2.5时增幅最明显;pH 2.0时,酸雨严重破坏种子内部结构,La(Ⅲ)的加入已无法缓解酸雨引发的伤害.而经La(Ⅲ)处理后,低强度(pH 5.0-3.5)酸雨胁迫下,种子的POD活性较单一酸雨处理组升高,高强度(pH 3.0-2.0)时降低;可溶性蛋白含量较所有单一酸雨处理组升高,MDA含量和质膜透性较单一酸雨处理降低,pH 2.5-2.0时该效果尤为明显.表明La(Ⅲ)可通过调节高粱种子内部的POD活性减轻酸雨胁迫引发的膜脂过氧化,缓解对种子萌发的伤害.     

酸雨胁迫下接种土壤微生物对栾树幼苗生长的影响

为探讨菌根真菌对宿主植物在酸雨逆境中的调节作用,以华北地区森林群落常见树种栾树(Koelreuteria paniculata)幼苗为研究对象,采用双因素完全随机试验设计开展盆栽试验,设置了3个酸雨梯度(pH分别为3.5、4.5、5.6)及2种土壤微生物接种方式(接种、不接种),对各处理下幼苗生长情况、叶片氮磷含量、根内泡囊-丛枝菌根真菌(Vescile-Arbuscular Mycorrhizal fungi)定殖情况进行测定及分析。结果表明:(1)栾树幼苗根系泡囊-丛枝菌根真菌表现出趋酸性的特征,其侵染率在pH 3.5中定殖率最高(76.3%),在pH 5.6中定殖率最低(34.4%);(2)在pH 3.5和pH 4.5酸雨处理中,接种土壤微生物显著促进了栾树幼苗的生长(P0.05),但在p H 5.6处理则无显著促进作用(P0.05),接种土壤微生物显著降低了3种酸雨胁迫下栾树幼苗叶片氮及氮磷比值,栾树幼苗在强酸胁迫下有更高的菌根依赖性(pH3.5:MD=54.2%,p H4.5:MD=38.7%,pH5.6:MD=0);(3)相关性分析表明,在pH3.5和pH4.5处理中,菌根真菌侵染率与苗木生物量、株高、基径、叶片氮及叶片氮磷比等显著相关(P0.05),而在pH 5.6处理中则均无显著相关关系。栾树幼苗泡囊-丛枝菌根真菌在强酸胁迫下表现出提高定殖率的适应策略;强酸胁迫下(pH 3.5、pH 4.5),泡囊-丛枝菌根真菌对栾树幼苗生长的调节作用较弱酸胁迫(pH5.6)明显;接种土壤微生物通过提高泡囊-丛枝菌根真菌的侵染率促进强酸雨下栾树幼苗基径、株高、地上及地下生物量。研究结果在一定程度上反映了接种土壤微生物对酸胁迫下栾树幼苗的促生长作用模式及调节作用。     

鼎湖山季风常绿阔叶林土壤C?N?P生态化学计量特征对长期模拟酸雨的响应

研究模拟酸雨对森林土壤C、N、P生态化学计量特征的影响,对于认识森林生态系统生物地球化学循环如何响应酸雨加剧具有重要意义。以鼎湖山季风常绿阔叶林为研究对象,2009年6月开始进行人工模拟酸雨的野外实验,共设置4个不同处理水平,即CK(喷洒pH=4.5左右的天然湖水)、T1(pH=4.0)、T2(pH=3.5)和T3(pH=3.0);2009年12月—2017年12月(8年实验周期)对模拟酸雨下土壤pH值和土壤C、N、P质量分数及其生态化学计量特征进行了5次测定。结果显示:对照样地表层(0~10 cm)土壤pH值,土壤C、N、P质量分数分别为(3.89±0.01),(31.99±0.37)、(2.25±0.05)和(0.23±0.01)g·kg-1。长期模拟酸雨处理导致表层土壤pH值显著下降(最大降幅达0.22,P0.05),土壤酸化加剧;同时,表层土壤C质量分数显著增加(最大增幅达14.69%,P0.05),P质量分数呈一定程度的下降趋势(最大降幅达18.79%),但N质量分数没有显著变化。对照样地表层土壤C?N、C?P和N?P分别为(14.24±0.23)、(141.38±3.35)和(9.91±0.26),由于土壤C、N、P质量分数对酸雨响应的差异导致土壤C?P和N?P显著增加(最大增幅分别达41.31%和27.16%,P0.05),从而改变了土壤C?N?P生态化学计量特征。模拟酸雨对上述指标的处理效应随着处理时间的延长而逐渐显现,处理间的差异在试验后期才逐渐达到显著水平(P0.05),且上述各指标在次层(10~20 cm)土壤在不同处理间不存在显著差异。根据研究结果可推测,长期酸雨引起的土壤酸化会改变南亚热带森林土壤C、N、P耦合关系,加剧该区域森林土壤P限制的趋势,降低森林生态系统结构与功能的稳定性。     

镧对酸雨胁迫下水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响

分别采用pH值为2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的模拟酸雨和La(浓度为1mg·l-1)处理水稻种子,测定不同酸雨胁迫下La对水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响,结果表明,当酸雨胁迫7d时,随胁迫强度的增加(pH5.0-2.0),可溶性蛋白含量逐渐降低,而脯氨酸含量逐渐升高.La可缓解pH5.0-3.0胁迫的伤害;但对pH2.5-2.0无明显防御作用.pH4.0时,解除酸雨胁迫(t=5d,3d)后可溶性蛋白含量即时提升(第6天和第4天),La处理亦可提高可溶性蛋白含量,对脯氨酸含量均无明显影响,pH2.5处理过长时(t≥5d),对水稻种子造成不可逆伤害,可溶性蛋白含量小于对照,而脯氨酸含量大于对照,La处理无明显效应;当酸雨处理3d时,可溶性蛋白与脯氨酸含量均显著大于对照,经La处理后均有所提高,表明La丑对酸雨胁迫下水稻种子萌发有一定防御作用.