三裂叶蟛蜞菊、蟛蜞菊及其杂交种对模拟极端高温的生理生态响应

天然杂交能够改变外来种对环境的适应性并提高外来种的入侵能力,甚至使其演变为入侵种。目前有研究发现,入侵植物三裂叶蟛蜞菊(Wedelia trilobata)与其本地同属近缘种蟛蜞菊(Wedelia chinensis)发生了杂交。为进一步探讨该杂交种在极端高温下的入侵潜力和扩散趋势,本研究从植物的生长、光合气体交换和叶绿素荧光特性3个方面对3种蟛蜞菊属植物在模拟极端高温(40/35℃处理28 d)下的生态适应性进行了比较。主要结果如下,(1)入侵种三裂叶蟛蜞菊对高温的耐受性最强,经高温处理后其净光合速率(P_n)、最大光化学效率(F_v/F_m)分别下降了52.23%和23.09%,其生物量(0.43 g?ind~(-1))显著高于本地蟛蜞菊(0.20 g?ind~(-1))。(2)本地蟛蜞菊对高温最为敏感,处理7 d后即表现出生长受到抑制,高温处理后P_n和F_v/F_m的降幅最大,分别为84.09%和68.05%。(3)杂交种对高温有一定的耐受性,处理14 d后开始表现出生长受到抑制,经高温处理后P_n和F_v/F_m分别下降74.43%和52.90%,其生物量(0.38 g?ind~(-1))介于入侵种三裂叶蟛蜞菊和本地种蟛蜞菊之间。以上结果表明,杂交种对高温的耐受能力介于两亲本之间。由于杂交种对高温的耐受性强于本地种,在未来极端暖事件频发的背景之下,杂交种的扩散可能会对本地蟛蜞菊种群的生存构成进一步的威胁,应当引起关注。     

地钱(Marchantia polymorpha)雌雄配子体对酸雨胁迫的耐受性差异

通过长期的进化,植物可以在个体、细胞及生理生化等多个水平上对酸雨胁迫作出响应.采用不同pH的模拟酸雨胁迫处理苔藓植物地钱(Marchantia polymorpha)雌雄配子体,比较两者之间的耐受性差异.结果表明:(1)与对照(pH 6.8)相比,酸雨胁迫可对地钱造成可见伤害症状;存活率、叶绿素含量、PSII原初光能转化效率(F_v/F_m)和实际光化学量子产量(Y_(eild))均降低,而丙二醛(MDA)含量、抗氧化物酶(POD、SOD、CAT)活性、基础荧光(F_0)和非光化学淬灭系数(NPQ)均升高.(2)与对照相比,中(pH 4.0)、重度(pH 2.5)酸雨胁迫可对地钱的上述测定值造成显著影响;(3)中度酸雨胁迫下,存活率、MDA、POD、SOD、光合色素含量、F_v/F_m值、F0、NPQ值和Yeild值的变化雌雄之间均达到了显著性差异水平,其中雌性的存活率、POD、SOD、F_v/F_m值和Y_(eild)值均低于雄性.综上所述,酸雨胁迫会对地钱的植株、细胞膜系统以及光合系统造成不同程度的损伤,且雌雄配子体之间存在差异;酸雨胁迫下雄配子体抗褪绿和抗氧化的能力要高于雌配子体,表现出对酸雨胁迫更强的耐受性.本研究结果可为深入研究植物的性别生态适应以及酸雨对植被的影响提供重要的理论依据.     

水稻叶绿素荧光特性对CO_2浓度升高的代际响应研究

为研究不同CO_2浓度升高水平对水稻叶绿素荧光特性的代际影响,基于CO_2浓度自动调控系统开展田间试验,以上一生长季经CO_2浓度升高处理(CO_2浓度比自然环境高40μmol·mol~(-1))的粳稻(Oryza sativa L.)种子(SI)和没有经过CO_2浓度升高处理的粳稻种子(SII)为试验材料,设置3种CO_2浓度水平:以背景大气CO_2浓度为对照(CK)、CO_2浓度比CK分别增加80μmol·mol~(-1)(T_1)和200μmol·mol~(-1)(T_2),测定叶片叶绿素荧光参数。结果表明,与CK相比,T_1处理使SI和SII蜡熟期的基础荧光(F_o)分别下降了8.6%(P=0.004)和8.0%(P=0.033),T_2处理使SI和SII扬花期的F_o分别下降了12.5%(P=0.033)和18.0%(P=0.015)。T_1处理使SI和SII蜡熟期的最大荧光(F_m)分别上升了10.1%(P=0.001)和11.0%(P=0.001),T_2处理使F_m分别上升了12.0%(P=0.000)和10.6%(P=0.001)。T_1处理使SI和SII蜡熟期的可变荧光(F_v)分别上升了16.2%(P=0.001)和17.7%(P=0.001),T_2处理使F_v分别上升了18.2%(P=0.000)和17.6%(P=0.000)。T_1处理使SI和SII蜡熟期的最大光化学效率(F_v/F_m)分别上升了6.2%(P=0.001)和6.5%(P=0.005),T_2处理使F_v/F_m分别上升了6.2%(P=0.001)和6.8%(P=0.003)。与CK相比,T_1和T_2处理使SI和SII的单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获用于还原QA的能量(TRo/RC)、单位反应中心以热能形式耗散的能量(DIo/RC)在乳熟期、蜡熟期和完熟期下降,单位面积光合反应中心的数量(RC/CSo)在蜡熟期上升。SI与SII相比,它们的F_o、F_m、F_v、F_v/F_m、ABS/RC、TRo/RC、DIo/RC、RC/CSo、ETo/RC没有显著差异。研究表明CO_2浓度升高有利于提高水稻叶片光合系统的光能转换能力,对光合功能有促进作用,而叶绿素荧光特性对CO_2浓度升高的响应没有代际差异。     

菟丝子属植物在云南对薇甘菊的控制效果及其安全性调查评价

利用菟丝子属(Cuscuta spp.)植物控制薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K)引起一定关注和争议。以云南省薇甘菊入侵生境中的中国菟丝子(C.chinensis Lam)、云南菟丝子(C.reflexa Roxb)和日本菟丝子(C.japonica Choisy)为考察对象,通过调查和分析3种菟丝子属植物对薇甘菊的控制效果及其在群落中的生态指标,认为对薇甘菊的防治效果以中国菟丝子最好,其次是云南菟丝子和日本菟丝子。结果表明:中国菟丝子、云南菟丝子和日本菟丝子寄生90 d后,薇甘菊的死亡率分别为97.9%、65.3%和44.1%;而生物量与对照比较的相对防效分别为93.6%、81.2%和77.5%。3种菟丝子寄生薇甘菊入侵的群落中,中国菟丝子的相对密度(RD)最大,为0.484 3;云南菟丝子的相对频度(RF)最大,为0.396 1;日本菟丝子的相对优势度(RDE)最大,为0.886 4。这3种菟丝子属植物的重要值(IV)分别为0.763 8、1.205 1和1.317 1。因此,应用菟丝子属植物控制薇甘菊具有较好的效果,但同时存在不同程度的生态风险。此外,云南菟丝子的寄主植物种类最多,其中有23种寄主植物的生长受到影响;日本菟丝子主要危害12种高大的灌木和草本植物;中国菟丝子的寄主植物种类相对较少,仅有的6种被寄生植物均为杂草或其他入侵植物,而且受害程度最严重,因此其生态安全性相对较高。研究结果可对应用菟丝子控制薇甘菊危害的可行性研究提供科学基础。     

Cu~(2+)、Cd~(2+)胁迫对马来眼子菜光合色素及光合荧光特性的影响

为全面了解沉水植物受重金属胁迫后光合色素及荧光特性的变化,以马来眼子菜(Potamogeton malaianus)为供试材料,采用不同浓度Cu~(2+)或Cd~(2+)处理,利用丙酮萃取和水下荧光仪原位测定法,研究重金属对植物光合色素含量、光合荧光参数及荧光成像的影响.结果显示,Cu~(2+)或Cd~(2+)处理下,叶绿素总量(Ct)、叶绿素a(Ca)、叶绿素b(Cb)、类胡萝卜素(Cc)均极显著下降(P 0.01),且Cu~(2+)对叶绿体的毒害作用比Cd~(2+)更大;最大光化学效率F_v/F_m、潜在光化学效率F_v/F_o、有效量子产量Y(Ⅱ)和光化学淬灭系数qP也呈极显著下降趋势(P 0.01),且Cu~(2+)胁迫的影响更显著. Cu~(2+)处理下,调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)和非光化学淬灭系数qN均先增加后降低.而Cd~(2+)处理下,Y(NPQ)和qN均呈极显著上升趋势(P 0.01);各处理组非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)差异不显著. Cu~(2+)处理下相对电子传递速率ETR下降更多. 0.5 mg/L Cu~(2+)处理下,马来眼子菜光合色素含量、F_v/F_m、F_v/F_o、Y(Ⅱ)和ETR均比对照组下降显著;0.5 mg/L和1.0 mg/L Cd~(2+)处理下,马来眼子菜具有正常的光合活性.荧光成像表明叶片受损始于叶边缘,叶脉抗重金属胁迫能力强于叶肉;相同浓度处理下,Cu~(2+)处理对叶片的损伤程度大于Cd~(2+)处理.上述结果表明马来眼子菜耐Cd~(2+)能力强于Cu~(2+),因此可将其用作低浓度Cd~(2+)污染水域的修复物种.(图5表3参38)     

菊芋对酸铝复合胁迫的生理响应

以耐铝性的南京菊芋(Helianthus tuberosus L.)和铝敏感的资阳菊芋为试验材料,在土培条件下,研究了酸铝复合胁迫对菊芋幼苗根系生长、叶片光合特性、抗氧化酶活性、可溶性糖和MDA含量的影响。结果表明:溶液的p H值和铝浓度的变化对菊芋生理有明显的影响,最低浓度的铝处理在不同p H条件下已经影响了菊芋的正常生长。和对照组相比,菊芋的根长明显受到抑制,但变化幅度不大;叶绿素含量、最大光能转换效率(F_v/F_m)、最大荧光产量(F_m)及电子转移速率(ETR)显著降低,而根系活力、SOD、POD和CAT则呈现相反的变化趋势。南京菊芋受抑制程度明显小于资阳菊芋,显示出两个菊芋品种的耐铝性差异,初始荧光(F_0)、可溶性糖以及MDA含量均上升,qP和qN出现相反的变化趋势。随着铝浓度处理的升高,菊芋的各项生理指标较对照组差异性加大;同一铝浓度下,与pH 5相比,pH 4处理菊芋根系活力升高,叶绿素a含量降低,F_0增大,可溶性糖含量下降,SOD及MDA含量上升;不同铝胁迫下,菊芋体内各个生理指标变化有显著差异性,随着铝浓度增加,根系活力和抗氧化酶活性也上升,可能是菊芋体内抗氧化酶系统及根尖吸收机制对缓解酸铝胁迫起着重要作用。通过灰色关联度分析,与菊芋耐酸铝性关系最密切的指标是叶绿素qN,其次是ETR、MDA和F_v/F_m。     

指数施肥对杉木优良无性系生长和光合特性的影响

为探明施肥对杉木优良无性系幼苗光合特性的影响,以杉木优良无性系"洋061"轻基质扦插苗为试验材料,共设置6个处理:对照CK(0 mg/株)、常规集中施肥CF(40 mg/株)、指数施肥EF1(40 mg/株)、EF2(80 mg/株)、EF3(120 mg/株)、EF4(160 mg/株),比较杉木幼苗的生长和光合生特性对不同施肥处理响应的差异,筛选出适合杉木优良无性系"洋061"生长的施肥方式和浓度,为杉木苗期氮素养分管理提供参考.结果表明:(1)与对照相比,施肥对杉木的苗高和地径的生长具有明显的促进作用;在相同施氮量下,指数施肥处理(EF1)下杉木的苗高和地径都优于常规施肥,但二者之间差异不显著(P 0.05).(2)指数施肥处理下叶片最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_o/F_v)和实际最大量子产额(QY)均显著高于对照和常规施肥处理,且除Fv/Fm外,其余各指标均在EF3(120 mg/株)时达到最大值,而叶片初始荧光(F_o)和非光化学猝灭(NPQ)则低于对照处理.(3)施肥处理显著提高了叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间二氧化碳浓度(C_i)、叶绿体色素和类胡萝卜素含量,而且在相同施氮量下指数施肥处理(EF1)叶片P_n、G_s、T_r、C_i、叶绿体色素和类胡萝卜素含量显著高于常规施肥,随着施氮量的增加杉木上述指标均呈先增加后降低的趋势,除叶绿体色素外,上述指标均在施氮量为120 mg/株时达到最大.综上表明,施氮量为120 mg/株的指数施肥能通过提高PSⅡ光化学效率和电子传递速率,降低光能的热耗散,增强杉木叶片光合速率,进而促进杉木幼苗生长.因此,杉木优良无性系"洋061"适宜的施氮量为120 mg/株.(图4表1参79)     

长芒苋入侵对弃耕地土壤种子库群落特征的影响

为阐明外来入侵植物长芒苋(Amaranthus palmeri)对土壤种子库群落特征的影响,选取长芒苋不同入侵压力下的弃耕地土壤种子库为研究对象,通过野外调查和萌发试验,揭示弃耕地土壤种子库群落对长芒苋入侵的响应,旨在为入侵植物的科学防控提供依据。结果表明：(1)土壤种子库共计出现30种植物,隶属于17科30属,以一年生草本为主。与轻度入侵区组相比,重度入侵区组土壤种子库物种多样性指数和种子密度都显著降低;土壤种子库物种多样性指数对土层深度的响应不明显,且入侵压力与土层深度之间无交互作用。(2)土壤种子库NMDS排序及PERMANOVA分析结果进一步表明,轻度入侵区组与重度入侵区组群落结构差异显著;重度入侵区组长芒苋已在该地建立长久性土壤种子库,影响本地生态系统的稳定性。(3)种间相关分析结果表明,轻度入侵压力和重度入侵压力均会对大豆(Glycine max)、狗尾草(Setaria viridis)和碱蓬(Suaeda glauca)3种植物产生负面效应。     

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵地的生物多样性

生物多样性演变是全球变化的重要组成部分,物种入侵对生物多样的影响已成为当前全球变化领域的研究热点之一。本文研究了西双版纳紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）入侵地的植物、土壤动物与土壤微生物的多样性,结果表明：（1）不同程度入侵区的植物种类及其重要值差别较大,在重度入侵区,紫茎泽兰的重要值高达237.74%,但随着入侵程度的降低,植物种类有所增加且紫茎泽兰的重要值随之降低;丰富度指数、多样性指数、优势度指数与均匀度指数均表现为轻度入侵区〉中度入侵区〉重度入侵区。（2）三种入侵区的土壤动物隶属23目,其中弹尾目（Collembola）、蜱螨目（Acarina）和膜翅目（Hymenoptera）为优势种群,三者总量占捕获总数的61.77%;丰富度指数、多样性指数、优势度指数、均匀度指数与密度类群指数均表现为轻度入侵区〉中度入侵区〉重度入侵区。（3）土壤微生物可培养数量类群方面,细菌表现为中度入侵区〉重度入侵区〉轻度入侵区,放线菌、真菌、自生固氮菌与氨氧化细菌均表现为重度入侵区〉中度入侵区〉轻度入侵区;多样性指数表现为重度入侵区〉轻度入侵区〉中度入侵区,优势度指数表现为轻度入侵区=中度入侵区〉重度入侵区,均匀度指数表现为重度入侵区〉轻度入侵区=中度入侵区。可见,紫茎泽兰入侵地的植物与土壤动物多样性随入侵程度加重而降低,但土壤微生物多样性却随入侵程度加重反而呈上升趋势。今后,加强室内模拟与野外定点长期观测相结合试验是探究紫茎泽兰入侵对生物多样性影响机制的研究方向。     

开放式增温对粳稻光合作用和叶绿素荧光参数的影响

研究环境温度升高对粳稻光合生长的影响,对于评估未来气候变暖对北方水稻生产的影响具有重要意义。采用开放式主动增温系统(Free Air Temperature Increasing,FATI),以沈农9816和港辐粳16为试验材料,设置额定功率2 000 W的增温处理,以环境温度作为对照,从抽穗期开始,测定2个品种水稻剑叶的SPAD值、光合作用和叶绿素荧光参数。结果表明,增温处理使沈农9816剑叶SPAD值显著降低(P0.05),而对港辐粳16剑叶SPAD值无显著影响;增温处理使沈农9816在抽穗后第0~30天剑叶净光合速率(P_n)显著降低(P0.05),气孔导度(G_s)在抽穗后第0~20天也显著低于对照(P0.05),而胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)在抽穗后第0~40天与对照无显著差异(P0.05)。港辐粳16仅在抽穗后第20天增温处理剑叶P_n、G_s、C_i和T_r显著小于对照(P0.05)。增温处理使沈农9816在抽穗后第0~30天剑叶的有效光化学量子产量(F_v′/F_m′)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(q_P)均显著低于对照(P0.05),非光化学淬灭系数(q_N)显著升高(P0.05)。港辐粳16在抽穗后第30~40天增温处理剑叶的Φ_(PSⅡ)、q_P均显著升高(P0.05),q_N显著降低(P0.05)。增温使沈农9816的每穗实粒数、结实率、千粒重和产量均显著低于对照(P0.05),而对港辐粳16的产量及构成因素无显著影响。综上所述,大气温度升高条件下,不同耐热性的粳稻品种剑叶的光合和叶绿素荧光参数的变化规律存在差异,沈农9816是热敏感品种,港辐粳16具有一定的耐热性。     

AMF对入侵植物黄顶菊与棉花竞争生长的反馈作用

菌根植物黄顶菊(Flaveria bidentis(L.)Kuntze)是近年来广泛蔓延于河北境内的一种入侵植物,因其旺盛生长期与棉花的产量形成关键期基本重合,对棉花的生长及产量造成了不利的影响。为了探明菌根在黄顶菊和棉花竞争生长中的相关作用机制,以外来入侵植物黄顶菊(Flaveria bidentis)和本地作物常用棉花品种中棉所6号(CCRI6)与转Cry1A抗虫棉新科8号(GK83)为材料,利用温室盆栽试验,研究黄顶菊入侵后根际土壤形成的丛枝菌根真菌(AMF)在黄顶菊与棉花竞争中的反馈作用。结果表明,在与棉花的竞争生长过程中,黄顶菊抑制了棉花的株高和根冠比,AMF促进了混种处理中棉花地上部分的生长;竞争生长显著降低了与中棉所6号竞争生长的黄顶菊的MDA含量和SOD活性显著降低、POD活性显著升高,提高了中棉所6号POD的活性。AMF与黄顶菊根系的共生能力强于棉花,AMF显著降低了黄顶菊单种处理中POD和SOD的活性,提高了黄顶菊混种处理中SOD的活性,AMF降低了单种处理中两种棉花的POD活性,提高了混种处理中中棉所6号的POD活性和新科8号的SOD活性。研究结果对深入探讨入侵植物和土壤微生物的互作关系,揭示黄顶菊的入侵机制提供了重要依据。     

外源NO和水杨酸对盐胁迫下番茄幼苗光合机构的保护作用

以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,在水培条件下研究单独和复配施用一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)、水杨酸(SA)对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗叶片气体交换、叶绿素荧光、CO_2响应曲线、光合色素含量和叶黄素循环的影响.结果显示:(1)单独或复配外施SNP、SA均能使受Na Cl胁迫处理的番茄幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v′/F_m′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和叶绿素荧光衰减率(Rfd)不同程度升高,胞间CO2浓度(C_i)、初始荧光(Fo)和PSⅡ非光化学荧光猝灭系数(NPQ)显著降低,其中以SNP和SA复配处理的综合效果最好.(2)NaCl胁迫下,番茄幼苗叶片CO2羧化效率(CE)、Ru BP最大再生速率(J_(max))、RuBisCO及其活化酶活性和最大羧化速率(V_(c max))的下降均能在单独或复配施用SNP、SA的处理下得到有效缓解,并以SNP和SA复配处理更佳.(3)SNP、SA单独或复配处理均能有效抑制NaCl胁迫下番茄幼苗叶片光合色素(Chl a、Chl b和Car)含量、Chl a/b值和叶黄素循环库(V+A+Z)的下降及叶黄素循环脱环氧化程度(A+Z)/(V+A+Z)的升高,且以SA和SNP复配处理效果最明显.本研究表明,NaCl胁迫下依赖叶黄素循环的天线热耗散不是外源NO、SA单独或复配处理保护番茄幼苗叶片光合机构的生理机制,对PSⅡ及其初级电子受体醌(QA)下游电子传递通畅性的保护,以及对CO_2同化活性的改善才是外源NO、SA提高番茄幼苗叶片光合功能、增强其耐盐能力的主要原因,其中NO和SA复配处理时具有协同增效作用.     

4-壬基酚对拟柱胞藻生长、抗氧化酶和光合作用的影响及机理

为探究4-壬基酚对入侵水华蓝藻拟柱胞藻的影响,对不同浓度(0.00、0.05、0.10、0.50、1.00、2.00 mg·L~(-1)) 4-壬基酚处理96 h后的拟柱胞藻叶绿素a、抗氧化酶和光合作用进行测定。结果表明,4-壬基酚对拟柱胞藻96 h半数效应浓度(96 h-EC_(50))为0.457 mg·L~(-1)。高浓度处理(0.50 mg·L~(-1))时,拟柱胞藻叶绿素a含量、最大光合效率(F_v/F_m)、光合效率(α)、最大相对电子传递速率(rE TRmax)、半饱和光强(Ik)、RC/Cs0、ET0/RC、ΦP0、ΦE0、ψ0和Sm/t(F_m)均显著下降被显著抑制,而光合系统Ⅱ中ABS/RC、DI0/RC和TR0/RC均显著增加,同时超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的活性随着浓度增加明显上升。而低浓度处理下(0.10 mg·L~(-1)),拟柱胞藻的叶绿素a含量、光合效率、最大相对电子传递速率和半饱和光强增加。这些结果表明高浓度4-壬基酚处理下,拟柱胞藻的叶绿素合成受阻,光合色素减少,光合反应中心结构受损,Q-A大量累积,光合效率下降,抑制藻细胞的光合作用,导致了拟柱胞藻生长受到阻碍,而低浓度壬基酚处理下,则可能表现出低剂量毒物兴奋效应。     

模拟增温对川西北高寒草甸两种典型植物生长和光合特征的影响

在野外自然条件下采用开顶式生长室(OTC)模拟增温的方法,研究了增温对川西北高寒草甸两种典型植物--单子叶草本植物发草(Deschampsia caespitosa)和双子叶草本植物遏蓝荣(Thlaspi arvense)生长和光合特征的影响.结果表明,增温有利于发草地上生物量的增加,其光响应曲线明显高于对照处理,净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(C_s)、最大净光合速率(P_(max))、暗呼吸速率(R_d)、表观量子效率(AQY)和光饱和点(LSP)显著高于对照处理,而光补偿点(LCP)却显著低于对照处理,并且最大光能转化效率(F_v/F_m)、光合量子产量(Yield)、光化学猝灭系数(q_p)和非光化学猝灭系数(q_N)与对照处理相比,都显著增加;增温后遏蓝菜的单株生物量积累显著下降,其光响应曲线也明显低于对照处理,P_n、T_r、C_s、P_(max)、R_d、AQY和LSP显著低于对照处理,F_v/F_m、Yield和q_p在增温后显著减少,而q_N却显著增加.图5表3参25     

4种替代植物对黄顶菊入侵土壤养分和酶活性的影响

入侵植物对土壤环境的影响是植物竞争取胜的重要生态策略之一,而选择合适的植物可以替代控制和抵御外来植物的入侵。比较了高丹草、向日葵、紫花苜蓿和多年生黑麦草4种植物与黄顶菊单种和混种后不同时期的土壤养分和土壤酶活性变化规律。结果表明：（1）黄顶菊单独种植根区土壤NH4＋-N、NO3-N含量均显著低于紫花苜蓿和黄顶菊混种群落,其有效磷含量显著低于高丹草和黄顶菊混种群落;（2）紫花苜蓿和黄顶菊混种群落土壤脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性均显著高于黄顶菊单种群落。因此,在本试验条件下,高丹草、紫花苜蓿对土壤氮素转化利用能力比黄顶菊高,且能竞争性抑制黄顶菊对土壤磷素的吸收,利于实现对黄顶菊的替代控制。     

3种光强环境下白魔芋生长旺盛期的光合和叶绿素a荧光特征

为了解生长旺盛期的白魔芋(Amorphophallus albus)对不同光强环境的适应机制,通过模拟白魔芋在农业生产中常见的3种生长光环境(高光、中光、低光),研究叶片气体交换和叶绿素a荧光参数的变化.结果显示:随着生长环境光强的减小,白魔芋的暗呼吸速率和表观量子产额显著增大(P0.05),且在低光下最大净光合速率(A_(max))、水分利用效率和羧化效率具有最大值,光补偿点和CO_2补偿点在高光条件具有最大值;高光生长环境下白魔芋对光合诱导反应更迅速,且随着初始气孔导度(G_(s-initial))的增大,达到最大净光合速率30%、50%和90%所需的时间逐渐降低.低光生长环境下白魔芋的光系统II(PSⅡ)光下最大光化学效率(F_v′/F_m′)、实际光化学效率(ΔF/F_m′)、非光化学淬灭(NPQ)和电子传递速率(ETR)具有最大值;高光生长环境下白魔芋将更多光能分配到非光化学途径(Φ_(NPQ)),而中、低光生长环境下光化学途径(Φ_(PSⅡ))比例较高.综上表明,处于生长旺盛期的白魔芋在中、低光生长环境下有着较高的光合效率,并通过增加热耗散增强光保护能力;高光生长环境下白魔芋具有较快的光合诱导速率,同时通过增强PSⅡ抑制状态的转换能力等策略来适应高光,从而避免光合机构不可逆的损伤.(图8表2参45)     

LED补光对香蕉组培苗增殖和生理生化指标的影响

为研究补充不同光质的LED光源对香蕉组培苗增殖和相关生理生化指标的影响,以‘天宝蕉’为材料,通过设置普通荧光+LED红光(R)、普通荧光+LED蓝光(B)、普通荧光+LED绿光(G)、普通荧光+LED白光(W)、普通荧光+LED暖白光(WW)、普通荧光+LED暖黄光(WY),对照组普通荧光7种处理,比较不同LED补光对香蕉组培苗的增殖率、相关生理指标、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响.结果显示,WY处理下香蕉组培苗的增殖系数最大,B处理下香蕉苗的增殖系数最小;R处理下,植株高度最大,B处理下,植株假茎最粗,WW处理下,有最大的根长,W处理下根数、根粗、叶数、叶宽、叶长的数值最大,同时鲜重和含水量最高,壮苗系数最优.与CK相比,R、B和G处理会降低叶绿素以及类胡萝卜素含量,而补充LED白光可以提高叶绿素以及类胡萝卜素含量.此外,LED补光,尤其是R、W和G补光会引起香蕉组培苗叶片F_v/F_o、F_v/F_m和NPQ参数的显著增加和Y(Ⅱ)、ETR、和q_P等参数的降低.本研究表明在增殖培养阶段补充LED暖黄光,香蕉组培苗的增殖率最高;在生根培养阶段补充LED白光,香蕉组培苗的叶绿素含量、chla/chlb比值、类胡萝卜素含量最大,同时光合效率和壮苗系数最高;结果可为香蕉组培苗增殖和生根阶段的光质选择奠定基础.(图5表4参34)     

河北地区黄顶菊土壤种子库特征及其对替代控制的响应

土壤种子库在退化生态系统的恢复以及植被更新过程中发挥重要的作用。2001年黄顶菊(Flaveria bidentis)入侵河北地区,对当地生态系统造成了严重危害。为明确其潜在危害,调查了其在河堤与荒地两个典型生境中的土壤种子库特征。结果表明,(1)两种生境中地上植被均以黄顶菊最为丰富,频度达100%。河堤及荒地黄顶菊种子总储量分别达12 527和13 947 ind.·m-2,占整个种子库的88.05%及96.32%;黄顶菊种子库与植被间物种相似系数(S)分别为0.55(河堤)和0.40(荒地),属于中等及偏低相似水平。(2)黄顶菊种子多集中于上层土壤中(0~2 cm)中,且随土层深度的增加而减少,但土壤中层和下层(2~10 cm)中仍有近50%的黄顶菊种子。(3)在3次取样中,黄顶菊种子主要集中于4月份与6月份采集的土样中,8月份较少。本研究利用紫穗槐(Amorpha fruticosa)与沙打旺(Astragalus adsurgens)两种植物替代控制黄顶菊,分析了黄顶菊对替代控制后的响应,结果发现第2年控制效果优于第1年,其密度、单株结实量、土壤种子储量均极显著低于同期对照(P0.01;)其次,其余生态指标如株高、分枝数、生物量等均受到不同程度的抑制,因此利用这两种替代植物可以限制黄顶菊的繁殖与扩散。该研究对黄顶菊的综合持续控制具有一定的实践指导意义。     

PVC塑料浸出液对3种海洋微藻光合作用及生长的影响

海洋微塑料作为一类新型环境污染物已经成为全球性环境问题。运用水样叶绿素荧光仪(Water-PAM)研究了不同浓度软聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)和硬PVC浸出液(0、50、100和200 g·L~(-1))胁迫下球等鞭金藻(Isochrysis galbana)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和小球藻(Chlorella sp.)3种海洋微藻叶绿素荧光特性,包括PSⅡ最大量子产量(F_v/F_m)、PSⅡ实际量子产量(Yield)、光化学淬灭(qP)和PSⅡ最大相对电子传递速率(rETR_(max))的变化,同时检测微藻的生长状况。结果表明,球等鞭金藻(金藻门)和中肋骨条藻(硅藻门)的4项光合作用参数在软PVC浸出液胁迫的96 h内均显著下降,且随软PVC浸出液浓度增加,下降幅度增大,在实验后期(48～96 h)达到最小值,表现为抑制作用。96 h时,球等鞭金藻和中肋骨条藻的细胞密度均在软PVC浸出液200 g·L~(-1)处理组达到最小值,分别占对照组的3.20%和11.90%。硬PVC浸出液胁迫对球等鞭金藻和中肋骨条藻的4项光合作用参数具有显著影响(P<0.05),球等鞭金藻的4项参数均显著高于对照组。中肋骨条藻的相关光合作用参数均显著低于对照组。72 h时球等鞭金藻和中肋骨条藻的细胞密度分别在硬PVC浸出液100 g·L-1和200 g·L~(-1)处理组达到最小值,为对照组的67.90%和82.50%,表现为抑制作用。小球藻(绿藻门)的各光合作用参数和细胞密度在软PVC和硬PVC浸出液胁迫的96 h内未产生显著变化。该研究证实PVC浸出液对微藻光合系统具有干扰作用,对海洋生态系统具有潜在风险。     

外源Hg胁迫对3种烟草品种叶绿素含量和光合效应的影响

为研究不同浓度汞(Hg)对烟草光合作用的影响,选择福建省3个主栽烟草品种(翠碧1号、K326、云烟87)幼苗进行盆栽试验,设置0、1、2、4、8、16 mg·kg~(-1)共6个浓度组。结果表明:(1)3种烟草叶片叶绿素含量与对照比均无显著差异(P0.05),但F_v/F_m、F_v/F_o、PI_(ABS)随胁迫浓度增加均呈下降趋势,可见Hg胁迫下烟草叶绿素含量和光合强度没有必然的相关性。(2)在较高浓度(4 mg·kg~(-1))Hg胁迫下,OJIP曲线改变了形状,表明Hg胁迫对烟草叶片光合机构影响主要是PSⅡ及光系统反应中心受到损伤,光合电子传递过程受到抑制,这可能是烟草叶片光合效应显著下降的主要因素。(3)烟草叶片PSII单位反应中心比活性参数ABS/RC、TRo/RC、DIo/RC与胁迫浓度正相关,ETo/RC和RC/CSo与胁迫浓度呈负相关,在较高浓度Hg胁迫下烟草叶片通过耗散过剩的光能和提高多余能量消耗量来保护光合机构免受更大的伤害,表现出较强的自我调节能力。