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1.
模拟岩溶水分供应分层的干旱胁迫对青冈栎光合特性和生长的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
根据喀斯特地质特点,建立水分供应分层模拟柱(土壤层-岩石层-岩溶水层),并设置不同土壤水分梯度:重度干旱、中度干旱、水分适宜和水分饱和(相当于土壤田间持水量的30%~40%、50% ~ 60%、70% ~ 80%和90%~100%),研究2年生青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)苗木在模拟喀斯特生境下地经生长量、枝条生长量、光合曲线特征以及光合参数变化.结果表明:土壤干旱胁迫能显著降低青冈栎地径和枝条生长量,但在岩溶层有水的条件下,地径生长量不受土壤干旱胁迫影响;青冈栎的光合作用-光响应曲线符合非直角双曲线函数模型,不同处理光响应曲线的变化趋势基本一致;最大净光合速率和表观量子效率均表现为水分饱和>水分适宜>中度干旱>重度干旱;土壤干旱胁迫使青冈栎光饱和点降低、光补偿点升高,但岩溶水层有水时情况发生改变. 相似文献
2.
岩溶干旱胁迫下青冈栎水分参数变化 总被引:2,自引:1,他引:2
根据岩溶生境特点设计表层岩溶水-岩石(灰岩)-土壤水分供应分层模拟柱,对青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)进行水分控制试验;运用压力容积(P-V)技术,研究了在水分胁迫下青冈栎的日水势(P)、饱和含水量时的最大渗透势(ψsats)、初始质壁分离时的渗透势(ψtlps)、初始质壁分离时渗透水相对含量(ROWCtlp)、初始质壁分离时相对含水量(RWCtlp)、质外体水的相对含量(AWC),以及饱和含水量时最大渗透势与初始质壁分离时的渗透势之差(△P)的变化.结果表明,在无表层岩溶水-岩石-土壤处理中,随着土壤干旱胁迫程度的增加,ROWCtlp、RWCtlp、ψsats、ψtlp呈明显下降,而AWC值上升;在有表层岩溶水-岩石-土壤处理下,青冈栎受土壤水分胁迫不明显,水分参数变化不显著.表层岩溶缺水时,土壤水分含量是影响青冈栎水分参数变化的主要因素,在一定的干旱胁迫范围内,随着干旱程度的提高,青冈栎耐旱性不断增加. 相似文献
3.
4.
用不同浓度的PEG-6000对抗旱性不同的1年生枣树(Zizyphus jujuba)幼苗进行渗透胁迫处理后,研究了不同抗旱性品种枣树幼苗的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化.结果显示,干旱胁迫下3种枣苗叶片的相对含水量(RWC)均降低,丙二醛(MDA)含量和细胞质膜相对透性均增加.在30%PEG胁迫下除骏枣1号的SOD活性降低外,3个品种枣苗在干旱胁迫下SOD和POD活性都增加;狗头枣2号的过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫下明显增加,而木枣1号和骏枣1号的CAT活性均随着胁迫程度的增加而逐渐下降;木枣1号和骏枣1号的APX活性随着胁迫程度的增加先增加后降低,而狗头枣2号明显增加.干旱胁迫下,除骏枣1号的脯氨酸(Pro)含量和木枣1号的可溶性糖含量在30%的胁迫水平下降低(P>0.05)外,3种干旱胁迫水平下3个品种枣苗的Pro和可溶性糖含量均增加.总之,干旱胁迫下,枣苗叶片相对含水量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、渗透调节物质Pro和可溶性糖含量均为:狗头枣2号>木枣1号>骏枣1号,而MDA含量和膜透性均为骏枣1号>木枣1号>狗头枣2号,表明3个品种的抗旱性为:狗头枣2号>木枣1号>骏枣1号,研究结果与其品种的实际抗旱性一致. 相似文献
5.
该研究以转高山离子芥的CbPLDα、CbPLDβ基因烟草为材料,研究了渗透调节物质和保护酶系对PEG6000溶液模拟干旱胁迫的响应机制.结果表明:渗透调节物质脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白分别以各自不同的响应方式在干旱胁迫下增强转基因烟草的抗旱性,且在所有浓度PEG6000模拟的干旱胁迫下,转基因烟草的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白的含量始终显著高于野生型烟草(P<0.05).说明干旱胁迫下两种转基因烟草的渗透调节能力要强于野生型烟草.保护酶系中,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)在减轻干旱胁迫下转基因烟草膜脂过氧化伤害中起到协同互补作用,而过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)在干旱胁迫下转基因烟草清除过氧化氢机制中发挥主要作用,说明保护酶系在抵制干旱胁迫和保护转基因烟草免受干旱伤害方面具有重要的生物学功能,这从生理角度揭示了高山离子芥CbPLDα、CbPLDβ响应干旱的生理生态机理.综上,高山离子芥CbPLDα、CbPLDβ基因参与了干旱胁迫下烟草的膜稳定性调节、渗透调节物质的积累和抗氧化酶系的调控.该研究结果为提高植物抗旱性研究及应用提供了新的基因资源,对于加强PLD功能研究、补充植物抗干旱理论及抗低温干旱育种种质资源的开发利用具有重要意义. 相似文献
6.
采用Lico-6400便携式光合系统测定仪和BP3400精密天平等仪器研究了9个北方主要造林树种的蒸腾速率及实际蒸腾耗量;用压力室法分阶段测定了苗木的叶水势。得出了苗木在正常水分条件下及干旱胁迫过程中的蒸腾耗水规律。比较分析了不同水势梯度下、昼夜不同时间段的各树种的蒸腾耗水量及蒸腾耗水速率。结果表明,蒸腾耗水以白天为主,在相同的水分条件下,不同的苗木有不同的蒸腾耗水量,同种苗木的蒸腾耗水量随干旱胁迫的加重而减少,在受到严重干旱胁迫时,针叶树油松和侧柏的耗水量均降至正常水分条件下的11.7%,阔叶乔木树种降至6.6%,灌木树种降至16.9%。通过研究苗木在不同水势梯度下的耗水特性和蒸腾耗水量。为在水量缺乏的情况下,进行有效的林木培育和植被恢复重建提供依据。 相似文献
7.
以滁菊品种\"金玉\"幼苗为材料,通过日光温室内盆栽实验,在中度干旱胁迫条件下(土壤田间持水量的40%),研究叶面喷施外源褪黑素(MT,100μmol·L-1)对滁菊幼苗生长及生理生化特性的影响,探讨提高滁菊耐干旱性的新途径。结果表明:(1)与对照相比,干旱胁迫处理降低了滁菊叶片叶绿素含量、净光合速率和水分利用效率,提高了可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,而叶片MDA含量和相对电导率显著增加,显著抑制了滁菊幼苗的生长。(2)在干旱胁迫条件下,外源MT可显著提高滁菊幼苗叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖的含量,并显著降低了叶片相对电导率和MDA含量,使幼苗保持较高叶绿素含量和净光合速率。(3)与干旱胁迫处理相比,外源MT处理的滁菊地上部和根系干重、鲜重均显著增加。研究发现,外源褪黑素(MT)在一定程度上可通过促进滁菊幼苗渗透调节物质的积累,有效降低干旱胁迫对其细胞膜的伤害,维持其正常的细胞膜功能,保持其较高的光合速率和水分利用效率,从而增加其对干旱环境的适应性。 相似文献
8.
在喀斯特地区异质性生境中,土壤水分含量、植物生存空间和养分状况等的综合作用共同影响植物的生理功能和生长发育。以多年生黑麦草(Lolium perenne L.)为研究材料,通过模拟同质(S-S:浅土-浅土)和异质(S-D:浅土-深土)两种小生境,探究3种施水量(对照:W0、中度干旱:W1、重度干旱:W2)条件下植物对异质生境的适应,主要解决以下问题:异质生境下植物是否会主动寻求高水分、厚土壤、或者更宽阔的生长空间来提高其对异质性生境的适应?降雨量的改变是否会导致植物的适应策略发生改变?主要结果如下:(1)只有在重度干旱(W2)条件下,异质性生境中黑麦草的株高、分蘖数以及地上、地下生物量和地上、根质量分数显著高于同质生境,而在对照(W0)和中度干旱(W1)条件下两种生境均无明显差异。(2)在对照降水(W0)条件下,异质生境中黑麦草浅土区根系生物量、根组织密度较深土区少,比根长、比根面积较深土区大;随着施水量的减少,浅土区根系生物量占整个... 相似文献
9.
为了探讨臭柏(Sabina vulgaris)的耐旱生理生态适应对策,进行了长期的野外调查和室内模拟实验。野外调查是在毛乌素沙地的天然臭柏分布区内,设置固定样方,调查分析;室内实验是将臭柏插穗带往日本冈山大学,移植于砾耕栽培装置中,设置对照区,弱干旱胁迫区,强干旱胁迫区(培养液渗透势分别为0 MPa,-0.1MPa和-0.3MPa)3种处理进行长期的干旱胁迫室内模拟实验,研究各处理区臭柏的生理生态学特性,结果表明,在干旱胁迫条件下,臭柏表现出积极的生理生态适应对策:(1)在生长方面,通过降低密度、自然稀疏及下部枝叶干枯的方式,以牺牲局部,确保个体生存的生态策略,有效地利用资源,维持种群的生存。(2)在气体交换方面,气孔关闭,气体交换速率减缓,光合速率和蒸腾速率都下降,但是,与光合速率相比,由于蒸腾速率受到更强烈的抑制,水分利用率提高。(3)在吸水保水方面,通过渗透调节能力的增强,细胞壁弹性的降低,增强忍耐脱水能力和吸水能力;通过增加气孔密度,提高气孔调节的敏感性,增加角质层厚度,减少水分的散失;增强耐旱性。 相似文献
10.
以沙枣和孩儿拳头2年生盆栽苗为材料,采用称重控水的方法对4个梯度土壤干旱胁迫条件对沙枣和孩儿拳头生理特性的影响进行了研究.结果显示:(I)干旱胁迫造成了两物种体内水分的严重亏缺,重度胁迫(6.4%~8.0%)下,两物种自然饱和亏为对照的3~4倍;同一干旱胁迫梯度下沙枣自然饱和亏总高于孩儿拳头,但水分临界饱和亏和需水程度低于孩儿拳头;沙枣自由水含量随干旱胁迫加剧下降幅度较大,自由水向束缚水转化率较高;沙枣最高水势的下降幅度低于孩儿拳头,最低水势的下降幅度高于孩儿拳头,且沙枣的绝对水势比孩儿拳头低.(2)随着干旱胁迫程度的加剧,两物种叶片中的脯氨酸含量、可溶性总糖含量均有不同程度的增加,特别是在重度干旱胁迫下,脯氨酸含量高出对照4倍多,且孩儿拳头脯氨酸含量明显高于沙枣,但可溶性总糖含量低于沙枣;沙枣本身的可溶性蛋白含量较孩儿拳头高,随干旱胁迫的加重沙枣的可溶性蛋白含量先增加后下降,而孩儿拳头逐渐下降.结果表明,沙枣和孩儿拳头对干旱胁迫均具有积极的水分生理响应方式,推测两种植物的水分耐受极限为6.4%~8.0%,但物种间生理响应方式存在差异,沙枣较孩儿拳头具有更强的防御干旱的生理机制. 相似文献
11.
Osmolyte accumulation: can it really help increase crop yield under drought conditions? 总被引:25,自引:1,他引:25
Osmolyte accumulation (OA) is frequently cited as a key putative mechanism for increasing yields of crops subjected to drought conditions. The hypothesis is that OA results in a number of benefits that sustain cell and tissue activity under water-deficit conditions. It has been proposed as an effective tolerance mechanism for water deficits, which could be enhanced in crops by traditional plant breeding, marker-assisted selection or genetic engineering, to generate drought-tolerant crops. However, field studies examining the association between OA and crop yield have tended to show no consistent benefit. The few, often-cited, investigations with positive associations were obtained under severe water deficits with extremely low yields or conditions with special water-supply scenarios when much of the benefit is plant survival. Under conditions where water deficits threaten crop survival, yields are so low that even large fractional yield gains offer little practical benefit to growers. Indeed, the often-cited benefit of turgor maintenance in cells is likely to result in crop behaviour that is exactly opposite to what is beneficial to crops. The one clear mechanism identified in this review for beneficial yield responses to OA is in the maintenance of root development in order to reach water that may be available deeper in the soil profile. 相似文献
12.
以黄土丘陵区常见灌木杠柳(Periploca sepium Bunge.)的两年生苗木为试验材料,模拟不同程度的土壤干旱环境,研究了土壤干旱对杠柳生长和生理生化特性的影响。结果表明,在3种土壤水分条件下杠柳的耗水和快速生长期均集中在6-8月,与黄土丘陵区雨热期重叠。在干旱胁迫下杠柳生长减慢,生物量累积减小,生物量优先向根系分配,根冠比显著增大。与适宜水分下相比,干旱胁迫下杠柳的水分利用效率随生物量与耗水量减小而显著升高,表明杠柳具有节约型水分利用对策。杠柳在干旱前期和中期丙二醛(MDA)含量下降、膜透性略有增加,干旱末期MDA含量和细胞膜透性与适宜水分相比显著升高。在中度干旱与严重干旱下,杠柳的超氧化物歧化酶与过氧化物保护酶活性持续上升直到试验末期才稍有下降。干旱胁迫对杠柳叶片渗透调节物质含量的影响显著,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均随着干旱胁迫程度的加大而显著升高,且随着胁迫时间的延长,脯氨酸和可溶性糖含量一直保持上升趋势;可溶性蛋白含量在前期急剧上升,中、后期下降,但含量一直高于适宜水分处理。本研究表明,杠柳能够充分利用黄土丘陵区局部雨热资源优势、具备减少地上蒸发面积、增加地下生长、吸收深层土壤水源等御旱策略以及保持较高的抗氧化酶活性和渗透调节能力等生理学耐旱机制,本研究从生长、生理特征上揭示了杠柳在黄土高原植被自然恢复中普遍存在的原因。 相似文献
13.
D. O Otieno C. Kurz-Besson J. Liu M. W. T. Schmidt R. Vale-Lobo do T. S. David R. Siegwolf J. S. Pereira J. D. Tenhunen 《Plant and Soil》2006,283(1-2):119-135
Studies were conducted to examine changes in soil (Ψs) and plant water status during summer in a 16-year old Quercus suber plantation in southern Portugal. Continuous measurements were conducted between May 2003 and August 2004, while discontinuous
measurements were conducted on a monthly basis between May and September 2003 and repeated between March and September 2004.
Intensive measurements were conducted on five trees with mean height and DBH of 5.3 m and 11.6 cm, respectively, growing at
close proximity to each other. Weather conditions and soil water potential (Ψs) at the rhizosphere of each of the trees measured
at 0.3 and 1 m soil depth were continuously monitored. Predawn (Ψpd) and midday (Ψmd) leaf water potentials were determined
every month. Soil and plant samples were also collected in June and September from different locations within the study site
for δ18O isotope composition analysis. Pressure–volume (p–v) curves were constructed from plant shoots at different times during the vegetative period to determine osmotic potential
at full saturation (Π100), water potential at turgor loss point (Ψtlp), relative water content at turgor loss point (R*tlp) and bulk modulus of elasticity (ε). Significant P < 0.05 decline in Ψs occurred between May and September, the lowest value recorded being –2.0 MPa. Decline in soil moisture
affected tree water status, but decline in leaf water potential varied significantly (P < 0.05) among the trees. At the end of summer drought, lowest Ψpd measured was –1.7 MPa while the highest measured during
this time was –0.8 MPa. Differences among trees were attributed to differences in rooting depth, as shown by regression analysis
of 18O isotopes. Radial stem growth ceased when Ψs within the upper 0.3 m depth approached –1.5 MPa. The upper soil layers contributed
approximately 33% of the total tree water requirement, between spring and mid summer when drought was experienced by trees.
Deep soil layers however, supplied most of the water required during drought and no growth was recorded during this time.
Stressed trees increased solute concentration of their tissues by a Magnitude of 0.7 MPa while bulk tissue elastic modulus
increased by about 17 MPa. The study emphasizes the significance of roots as determinants of tree productivity and survival
in the Mediterranean ecosystems. 相似文献
14.
以黑果枸杞、金露梅、蒙古莸、柠条和花棒5种西北旱区植物为材料,采用盆栽试验研究了干旱胁迫对植物叶片光合、水分和生理生化的影响.结果表明: 随干旱胁迫时间的延长,5种植物叶片的保水力均升高,叶片相对含水量先升后降,叶绿素含量和叶绿素荧光参数均不同程度地降低,花棒和黑果枸杞的光合系统受到的影响最小,金露梅的光合系统受损最严重.干旱胁迫后金露梅叶片的电导率和丙二醛含量先降低后急剧上升,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性先升高后急剧降低.其余4种植物随土壤含水量的降低电导率先升后降,丙二醛含量先升后降或先降后升,SOD和POD活性总体呈上升趋势,其中蒙古莸SOD活性和花棒POD活性在所有植物中升幅最大,干旱28 d后分别升至为胁迫前的2.1、14.1倍.随胁迫时间的延长,5种植物各有机溶质的积累量存在较大差异,金露梅积累最多的可溶性糖和游离脯氨酸,28 d后分别增至为原来的2.1、23.4倍,花棒积累最多的可溶性蛋白,28 d后增至为原来的2.0倍.隶属函数法表明,植物耐旱能力为花棒>黑果枸杞>柠条>蒙古莸>金露梅.5种旱区植物可通过提高抗氧化酶活性和积累有机溶质对干旱胁迫进行积极的反馈,以减轻细胞受到的伤害.金露梅对水分亏缺的敏感性最高,试验期间其干旱程度已经超出了自身调节能力的阈值. 相似文献
15.
We measured leaf water relations and leaf structural traits of 20 species from three communities growing along a topographical gradient. Our aim was to assess variation in seasonal responses in leaf water status and leaf tissue physiology between sites and among species in response to summer water deficit. Species from a ridge-top heath community showed the greatest reductions in pre-dawn leaf water potentials (Psi(leaf)) and stomatal conductance during summer; species from a valley-floor woodland and a midslope mallee community showed less reductions in these parameters. Heath species also displayed greater seasonal reduction in turgor-loss point (Psi(TLP)) than species from woodland or mallee communities. In general, species that had larger reductions in Psi(leaf) during summer showed significant shifts in either their osmotic potential at full turgor (Psi(pi 100); osmotic adjustment) or in tissue elasticity (epsilon(max)). Psi(pi 100) and epsilon(max) were negatively correlated, during both spring and summer, suggesting a trade-off between these different mechanisms to cope with water stress. Specific leaf area varied greatly among species, and was significantly correlated with seasonal changes in Psi(TLP) and pre-dawn Psi(leaf). These correlations suggest that leaf structure is a prerequisite for cellular mechanisms to be effective in adjusting to water deficit. 相似文献
16.
干旱胁迫对持绿性高粱叶片渗透调节及叶绿体超微结构的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
在盆栽条件下,研究了开花期和灌浆期干旱胁迫(土壤含水量为田间最大持水量的45%~50%)对持绿性高粱(B35)和非持绿性高粱(三尺三)叶片水分、渗透调节物质以及叶绿体超微结构的影响.结果表明: 干旱胁迫下,两高粱品系叶片自由水含量下降,束缚水含量增加,相对含水量降低,水分饱和亏缺增加,相对电导率增大,但三尺三各指标的变化幅度均大于B35.对于渗透调节物质,干旱胁迫下,三尺三可溶性糖含量的增幅大于B35,脯氨酸含量的增幅小于B35,可溶性蛋白含量的降幅大于B35.干旱胁迫下,B35与三尺三的叶绿体超微结构均受到一定程度的破坏,但B35叶绿体结构保持相对完好,受损程度明显小于三尺三.在干旱胁迫下,持绿性高粱通过较强的渗透调节表现出更好的干旱适应能力. 相似文献
17.
研究了在干旱胁迫下沙棘幼林苗木渗透调节能力与沙棘耐旱性的关系。结果表明:长期轻度及中度干旱胁迫下渗透调节物质中可溶性糖、游离氨基酸、Pro在干旱中、后期累积显著增加而降低渗透势,使沙棘具备较强的渗透调节能力而表现为低水势耐旱特性;K^ 在干旱下无显著累积。渗透调节物质(可溶性糖、游离氨基酸、Pro)的共同作用,使长期轻度、中度干旱下沙棘叶片可溶性蛋白降解少,细胞膜透性和MDA含量增加缓慢,重度二进下也能在一定时间内保持稳定,这些物质是构成沙棘强耐旱性的内在基础。 相似文献
18.
柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、白皮锦鸡儿(C.leucophloea)、刺叶锦鸡儿(C.acanthophylla)和长枝木蓼(Atraphaxis virgata)是乌鲁木齐周边植被组成中的重要植物种,在植被恢复中具有潜在价值。研究通过人工控制水分比较这4种灌木对干旱胁迫的生理响应,结果表明:叶片的组织含水量和叶绿素含量随着干旱胁迫的加剧而降低;脯氨酸在干旱胁迫下的积累程度较可溶性糖大;除刺叶锦鸡儿外其它植物幼苗的丙二醛在干旱胁迫下均无明显的积累(P>0.05)。4种灌木在干旱胁迫下通过渗透调节、保持膜系统稳定等途径维持正常的生理活动,对干旱具有一定的适应能力。4种灌木抗旱能力的排序为白皮锦鸡儿>柠条锦鸡儿>长枝木蓼>刺叶锦鸡儿。 相似文献