信号分子水杨酸减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的副效应

为研究信号分子水杨酸(SA)对干旱胁迫下紫御谷光合和膜脂过氧化的影响,为SA应用于紫御谷抗旱育苗提供理论依据,测定分析了SA处理对干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片光合和膜脂过氧化相关指标的变化。结果表明:(1)干旱胁迫破坏了紫御谷叶绿体的膜结构,使基粒数量明显减少,垛叠不明显,排列比较松散,而SA处理能在一定程度上保护叶绿体的膜结构。(2)干旱胁迫降低了紫御谷幼苗叶片的叶绿素b和总叶绿素含量,而SA处理能提高干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和胡萝卜素含量。(3)干旱胁迫降低了叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光饱和点和暗呼吸速率,增加了叶片的光补偿点、CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率,而SA处理则增加了紫御谷幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、光饱和点和暗呼吸速率,降低了紫御谷幼苗叶片的光补偿点、CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率。(4)干旱胁迫降低了紫御谷幼苗叶片的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,显著增加了叶片的相对电导率和丙二醛含量,而SA处理则增加了幼苗叶片的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,降低了叶片的相对电导率和丙二醛含量。表明:信号分子水杨酸能够有效减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的影响。     

模拟氮沉降对华西雨屏区撑绿 杂交竹凋落物分解的影响

从2008年1月至2010年1月,对华西雨屏区撑绿杂交竹(Bambusa pervariabilis × Dendrocala mopsi)人工林进行了模拟氮沉降试验,氮沉降水平分别为对照(CK, 0 g · m^-2 · a^-1)、低氮(5 g · m^-2 · a^-1)、中氮(15 g · hm^-2 · a^-1)和高氮(30 g · m^-2 · a^-1)。利用凋落袋法对杂交竹凋落叶和凋落箨进行原位分解试验,并在每月下旬定量地对各处理施氮(NH₄NO₃)。结果表明,自然状态下杂交竹凋落叶和凋落箨分解95%所需时间分别为2.9,1.5 a;氮沉降显著抑制了凋落叶的分解,在分解后期3个氮沉降处理凋落叶无灰分质量残留率均显著大于对照,氮沉降对凋落箨分解无明显影响;氮沉降显著抑制了凋落叶中木质素和纤维素的分解。杂交竹凋落叶在分解后期质量损失缓慢,处于较稳定状态,氮沉降的增加使得凋落物的残留率稳定在一个更高的水平,表明氮沉降的增加可能会使更多的凋落物残体和稳定有机质留存于杂交竹林土壤中,从而增加杂交竹林土壤碳贮存。     

Environmental induced variations in leaf dark respiration and net photosynthesis of <Emphasis Type="Italic">Quercus ilex</Emphasis> L.

The relationships between dark respiration rate (R _D) and net photosynthetic rate (P _N) in Quercus ilex L. shrubs growing at the Botanical Garden in Rome were analysed. Correlation analysis of the data sets collected in the year 2006 confirmed the dependence among the considered leaf traits, in particular, R _D was significantly (p<0.05) correlated with P _N (r = 0.40). R _D and P _N increased from March to May [1.40±0.10 and 10.1±1.8 μmol(CO₂) m⁻² s⁻¹ mean values of the period, respectively], when air temperature was in the range 14.8–25.2 °C, underlining the highest metabolic activity in the period of the maximum vegetative activity that favoured biomass accumulation. On the contrary, the highest R _D [1.60±0.02 μmol(CO₂) m⁻² s⁻¹], associated to the lowest P _N rates (44 % of the maximum) and carbon use efficiency (CUE) in July underlined the mobilization of stored material during drought stress by a higher air temperature (32.7 °C).     

模拟增温和不同凋落物基质质量对凋落物分解速率的影响

采用凋落物分解袋法,研究了在土壤、水分相当的条件下模拟增温对红松(Pinus koraiensis)、蒙古栎(Quercus mongolica)及其混合凋落物分解的影响,以及在不同温度水平下,不同凋落物质量(两种单一凋落物和混合凋落物)的分解特性。利用碱式吸收法测量了凋落物分解累积释放CO₂动态。将N浓度和C/N率作为凋落物质量参数,用呼吸产生CO₂的积累值和凋落物质量损失率确定凋落物分解率。结果表明温度升高对单一凋落物和混合凋落物分解均有促进作用,在不同温度水平上,不同质量凋落物的分解特性有所差别,25 ℃和29 ℃条件下混合凋落物分解速率>蒙古栎单一凋落物>红松单一凋落物分解速率。然而,在31 ℃条件下混合凋落物与蒙古栎单一凋落物分解速率相差不大,二者均大于红松单一凋落物分解速率。     

模拟干旱和磷添加对热带低地雨林叶凋落物分解的影响

凋落物是植物在其生长发育过程中新陈代谢的产物,是土壤有机质输入的重要途径,凋落物分解是生态系统养分循环的关键过程之一。在全球气候变化背景下,热带地区干旱事件发生的频率和强度均在增加,同时,普遍认为热带地区受磷(P)限制,所以探讨干旱胁迫和土壤磷可用性对热带地区叶凋落物分解的影响及两者是否存在交互效应十分必要,有助于了解干旱对该区叶凋落物分解的影响机制以及是否受土壤磷调控。依据植物多度、碳固持类型、叶质地,以海南三亚甘什岭热带低地雨林的4个树种叶凋落物(铁凌 Hopea exalata、白茶树 Koilodepas bainanense、黑叶谷木 Memecylon nigrescens、山油柑 Acronychia pedunculata)为实验材料,依托2019年在该区建成的热带低地雨林模拟穿透雨减少、磷(P)添加双因素交互控制实验平台,包括干旱(D -50%穿透雨)、P添加(P +50Kg P hm^-2a^-1)、模拟干旱×P添加(DP -50%穿透雨×+50Kg P hm^-2a^-1)、对照(CK)4个处理,且4种处理随机分布于3个区组,即设置了3个重复。使用常规的凋落物分解袋法探究实验处理对4个树种叶凋落物的分解系数、碳(C)、氮(N)元素动态变化的影响。结果表明:不同树种的叶凋落物因基质质量不同分解存在差异。模拟干旱处理对叶凋落物C、N损失产生抑制作用,但是对不同树种叶凋落物的抑制作用不同,原因是干旱处理通过抑制土壤分解者活动、减弱凋落物的物理破碎作用,间接抑制凋落物分解,并且由于高质量(含N量高)凋落物受微生物分解者影响较大,所以该凋落物分解受干旱抑制程度较大;P添加处理对叶凋落物C损失存在促进作用、N损失存在抑制作用,原因是土壤中P含量的升高,提高了微生物分解高C物质的能力,以及当土壤中P含量较高时,间接抑制微生物通过分解凋落物获取养分或者促进微生物优先完成自身生长代谢需要而不是合成分解凋落物所需要的酶,导致叶凋落物N损失下降;模拟干旱与P添加处理存在显著交互效应,P添加处理缓解或反转了干旱胁迫对叶凋落物分解的抑制作用。以上结果表明,不同基质质量的凋落物分解存在差异,对干旱胁迫的响应不同;在叶凋落物分解过程中,P添加促进C损失、抑制N损失;此外,在热带低地雨林,土壤中P可用性变化可调节干旱对凋落物分解的影响。     

LED光质对走马胎生长和生理及活性成分含量的影响

该研究以走马胎幼苗为材料,采用红光(R)、蓝光(B)、红∶蓝=2∶1(R₂B₁)、红∶蓝=4∶1(R₄B₁)、红∶蓝=6∶1(R₆B₁)、红∶蓝=8∶1(R₈B₁)、紫光(P)以及绿光(G)共8 种不同的光质处理,并以自然光作为对照(CK),探究走马胎生长发育对不同光质的响应特征,为提高走马胎苗木质量和药用成分含量,以及珍贵药用植物的培育及保护提供依据。结果表明：(1)走马胎苗高在R处理下最高,地径、鲜重和干重在R₂B₁处理下达到最大值。(2)走马胎幼苗叶片的叶绿素含量在B处理下最高,在G处理下最低;在红蓝复合光处理中,随着蓝光比例的增大,叶绿素和类胡萝卜素含量呈现逐渐增加的趋势。(3)走马胎幼苗叶片丙二醛(MDA)和游离脯氨酸含量在G处理下最高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性在B处理及适宜比例的红蓝复合光处理下更有利于得到提升。(4)走马胎幼苗叶绿素荧光参数在不同光质处理下均受到显著影响,PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和有效光化学效率［Y(Ⅱ)］均以R₂B₁处理最高,光化学淬灭系数(qP)以B处理最高,但与R₂B₁处理差异不显著;非光化学淬灭系数(NPQ)以R₈B₁和G处理较高,但两者间无显著差异。(5)走马胎幼苗皂苷含量虽然在B处理下最高,但R₂B₁处理更有利于提升单株皂苷产量。(6)综合参考所有指标表现,R₂B₁、B和R₄B₁处理均优于CK,且R₂B₁处理最有利于提高走马胎苗木质量及活性成分含量,并缩短培育周期,实现其高效生产利用。     

高温胁迫对海岛棉光合生理及棉铃发育的影响

该试验于2018和2019年在新疆阿克苏地区阿瓦提县新疆农业科学院试验基地进行,采用田间搭设增温棚的方式于盛花期进行为期 3 d(H3)、6 d(H6)和 9 d(H9)的增温处理,以大田自然状态为对照(CK),研究花铃期增温对海岛棉光合生理及棉铃发育的影响。结果显示：(1)花铃期不同天数高温胁迫均导致棉铃对位叶蒸腾速率(T_r)、胞间 CO₂浓度(C_i)上升, 净光合速率(P_n)下降。(2)随着高温处理时间的延长,棉铃对位叶PSⅡ 的最大量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ 的实际光量子产量(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭(qP)、光合电子传递的相对速率(ETR)呈规律性降低趋势,而初始荧光(F_o)、非光化学淬灭(NPQ)呈上升趋势,且H3、H6和 H9 处理较CK差异显著(P<0.05),其中各参数快速上升或下降的阶段大多发生在高温持续3～6 d。(3)随着高温胁迫时间的增加,棉籽、纤维干物质量降低趋势明显;单株结铃数、单铃重、衣分、皮棉产量均呈显著下降趋势;高温还影响了棉铃发育,造成棉铃长度、体积减小。研究表明,在短期高温胁迫下,海岛棉铃对位叶光合能力的显著下降,主要是由非气孔因素导致的;持续高温胁迫导致PSⅡ的开放程度减小,电子传递能力下降,光合作用受到抑制,棉铃发育和产量构成因素均受到负面影响,最终导致产量降低。     

不同叶型维西堇菜叶片结构及光合特征比较

为探讨叶片斑纹的光合适应意义,该文选择有斑和无斑两种叶型的维西堇菜(Viola monbeigii)作为研究材料,采用石蜡切片制片和显微镜观察叶片结构及GFS 3000便携式光合测量仪测量光合参数并进行比较。结果表明:(1)两种叶型维西堇菜气孔均为不等型气孔,有斑叶片上、下表皮气孔密度、栅栏组织(PT)厚度、栅栏组织与海绵组织的比值(PT/ST)均显著低于无斑叶片; 而上表皮气孔较大,表现出更适应弱光环境的结构特征。(2)两种叶型维西堇菜暗呼吸速率(R_d)、初始荧光(F_o)、最大荧光产量(F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、非光化学猝灭系数(q_N)、PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际光化学反应量子效率(Yield)均无显著差异,有斑植株叶片叶绿素含量、最大净光合速率(P_max)显著低于无斑植株; 有斑叶片表观光合电子传递速率(ETR)在光合有效辐射(PAR)处于400～2 000 μmol·m^-2·s^-1之间时显著低于无斑叶片,无斑植株的光饱和点(LSP)高于有斑植株,而补偿点(LCP)较低。综上认为,无斑植株PAR利用范围较宽,光合适应能力更强,有利于维西堇菜充分利用环境中有限的资源,保障物种生存; 有斑植株具有较适应弱光胁迫的特征,表明叶片斑纹的出现可能是维西堇菜适应林缘弱光环境的一种策略。     

美洲黑杨凋落叶分解初期对小白菜生长的影响

采用盆栽试验,研究了美洲黑杨(Populus deltoides)凋落叶分解初期对受体植物小白菜(Brassica chinensis)生长和生理的影响。试验设置0、30、60和90 g/盆4个凋落叶施用水平(分别记作CK、L30、L60和L90)。同时,为检验凋落叶施入是否对土壤通气透水性产生明显影响进而影响受体植物的生长,用蒸煮后的凋落叶设置平行空白试验,即30、60、90 g/盆3个蒸著后的凋落叶处理(分别记作Z30、Z60和Z90)。将各处理的凋落叶分别与7 kg土壤混合,播种小白菜。在播种后50、80 d测定小白菜株高和生理指标。结果表明:1)高量(L90)凋落叶下小白菜的高生长和鲜重于50 d时被显著抑制,80 d时长势恢复正常;2)80 d时各处理净光合速率(Pn)与CK水平相当,色素含量略低于CK;3)50、80 d时,低(L30)、中(L60)量处理的超氧化物歧化酶(SOD)活性无明显变化,高量处理下SOD活性升高;4)各处理丙二醛(MDA)含量在50、80 d时与CK均无显著差异。总的来看,杨树各凋落叶量处理对小白菜的影响表现为:低、中量促进,高量抑制,而经蒸煮后的凋落叶处理间差异不显著。表明,低、中量杨树凋落叶在土壤中分解对小白菜生长及生理代谢的影响主要表现为促进作用,而施入高量凋落叶的初期,化感抑制作用明显。     

枯落物输入变化对云南松林地CO2释放的影响

为研究枯落物输入变化对云南松（Pinus yunnanensis）林地CO₂释放的影响。本研究于2018年3月至2020年2月,应用枯落物添加和去除实验（DIRT）,设置对照（CK）、双倍枯落物（DL）、去除枯落物（NL）、去除有机层和A层（O/A-Less）、去除根系（NR）和无输入（NI）6个处理水平,采用Li-6400便携式光合作用测量仪及TRIME-PICO 64/32土壤温度水分测定仪对不同处理样地每月的CO₂通量（R_s）、土壤温度和土壤水分（15cm）进行了测定。结果表明：（1）不同处理样地CO₂通量均呈现出明显的月变化,7至8月最高,1至4月最低,平均值表现为R_{s （DL）}=8.10 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （CK）}=6.27 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （NL）}=5.44 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （NR）}=4.46 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （O/A-Less）}=3.86 μmol m^-2 s^-1 > R_{s （NI）}=2.94 μmol m^-2 s^-1。（2）与CK相比,DL样地CO₂通量升高了29.12%,而去除地上枯落物和地下根系样地CO₂通量显著降低,CO₂通量平均变幅分别为α（NR）=-28.85%,α（NI）=-53.14%,α（O/A-Less）=-38.46%,α（NL）=-13.29%。（3）不同处理土壤水分和土壤温度均存在显著的月变化（P<0.01）,NL和O/A-Less的土壤水分显著低于CK,而其余处理与CK间无显著差异（P>0.05）;不同处理间土壤温度表现为NR和NI均显著高于CK,其余处理与CK间无显著差异（P>0.05）。（4）不同处理样地CO₂通量与土壤温度呈显著指数相关（P<0.01）,与土壤水分在NI和O/A-Less处理中无显著相关（P>0.05）;与CK相比,NI、O/A-Less和NL处理的Q₁₀增加,而NR和DL处理的Q₁₀则降低;不同处理林地CO₂通量与土壤水热因子双因素模型能更好的解释林地CO₂通量的变化。本研究表明枯落物不同处理通过改变土壤碳输入和土壤环境因子从而影响生态系统碳排放,研究结果可为未来气候变化和人为干扰下云南松林的碳循环提供基础数据。     

蓝桉凋落叶分解对菠菜生长及光合特性的影响

通过盆栽试验,模拟蓝桉(Eucalyptus globulus)凋落叶在土壤中分解对受体植物菠菜(Spinacia oleracea)生长及光合特性的影响,设置L30(30 g/盆)、L60(60 g/盆)、L90(90 g/盆)和L120(120 g/盆)4个凋落叶施用水平,对照(CK)不加凋落叶。结果表明:(1)在分解30 d时,低量的凋落叶(L30)未抑制菠菜生物量的积累,而中量和高量处理(L60、L90和L120)下其生物量显著降低(P0.05);在凋落叶分解50 d后,蓝桉凋落叶的化感抑制效应已经减弱,仅L120仍然抑制菠菜生物量的积累;(2)一定量的凋落叶(L30和L60)对菠菜叶绿素的合成有促进作用,而凋落叶超过一定量时(L120)转为抑制作用,在凋落叶分解28 d时相对不明显,40 d后逐渐显现;(3)经凋落叶处理的菠菜叶片胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)均显著高于对照(CK)(P0.05),而净光合速率(Pn)在L30处理下最高,L60和L90处理与CK差异不显著,仅L120处理显著低于CK(P0.05);(4)光响应与CO2响应曲线的特征参数表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(Lsp)、光补偿点(Lcp)、暗呼吸速率(Rd)、Ru BP表观羧化效率(CE)和光呼吸速率(Rp)在L30处理下高于CK,其余凋落叶处理均低于CK,而CO2饱和点(Csp)、CO2补偿点(Ccp)随凋落叶量的增加而升高。综合各指标可见,少量的蓝桉凋落叶分解(L30)可通过增加叶绿素含量,提高对光和CO2的利用能力促进菠菜的光合作用,进而促进其生长,而凋落叶超过一定量时(L90—L120)则起到相反的作用。     

天竺桂凋落叶对凤仙花生长和光合特性的影响

采用盆栽实验,通过向土壤(每盆8kg)中添加0g·pot-1(CK)、20g·pot-1(L)、40g·pot-1(M)和80g·pot-1(H)天竺桂(Cinnamomum japonicum)凋落叶,模拟其自然分解对凤仙花(Impatiens balsamina)生长和光合特性的影响。结果显示:(1)添加天竺桂凋落叶M和H处理下,凤仙花生物量和地径均显著降低,而株高无明显变化;其叶绿素含量受到显著抑制,净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)显著低于CK,而气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)3个气体交换参数显著高于CK。(2)Pn-PAR曲线和Pn-Ci曲线拟合表明,凤仙花在光饱和以及CO2饱和状态下的最大净光合速率(Pn max)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)、RuBP羧化效率(CE)和光呼吸速率(Rp)均随添加天竺桂凋落叶处理量的增加而呈下降趋势。(3)添加天竺桂凋落叶36d和67d时对凤仙花生长影响不明显,而处理58d时有明显抑制作用。研究表明,在模拟天竺桂凋落叶自然分解的土壤环境中,凤仙花的光合色素含量降低,抑制了其光合能力,对环境适应能力降低,导致凤仙花的生长受到抑制。     

巨桉凋落叶分解对牧草生长和光合特性及土壤酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了巨桉凋落叶(0、50、100、150g凋落叶分别与8kg土壤混合)在分解过程中对牧草老芒麦和红三叶生长和光合生理特性的影响以及几种土壤酶活性的动态响应。结果显示:(1)两种牧草的草层高和生物量均随土壤中凋落叶剂量增大而减小,草层高受抑制的程度随分解时间延长而先强后弱。(2)凋落叶处理促进了老芒麦的净光合速率(Pn),使其对光和CO2的适应范围增大,表观量子效率(AQY)(50g处理除外)和羧化速率(CE)升高,对红三叶的光适应范围也有促进作用,并在低剂量(50g)下提升其Pn、AQY和CE,但降低其CO2适应范围;两种牧草暗呼吸速率(Rd)或光呼吸速率(Rp)几乎在各凋落叶处理下均高于CK。(3)红三叶的生长和光合生理受到的化感综合效应(平均0.317)小于老芒麦(平均0.380),表现出更强的抗性。(4)凋落叶在分解到20~60d时明显促进了土壤磷酸酶活性,在20~40d时明显促进了蔗糖酶活性,之后促进作用减弱,并与两种受体草层高受抑制作用的动态变化趋势一致;过氧化氢酶和脲酶活性受影响的程度较小。研究认为,巨桉凋落叶分解,通过释放化感物质直接或间接地作用于受体,尽管受体可能通过提高对光和CO2的利用能力来应对化感胁迫,但其呼吸消耗增大,生长始终表现为受到抑制。     

竹柏2种颜色叶片的光合特性研究

为了解竹柏(Podocarpus nagi)的光合特性,以3 a生全绿叶和花叶竹柏为材料,测定其光合色素含量和气体交换参数。结果表明,全绿叶竹柏叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素a+b、叶绿素a/b和叶绿素a+b/类胡萝卜素均显著高于花叶竹柏;全绿叶竹柏叶片的初始量子效率、最大光合速率和暗呼吸速率均显著高于花叶,而光饱和点和光补偿点均显著低于花叶;全绿叶竹柏叶片的初始羧化效率、光合速率、CO2饱和点和光呼吸速率均高于花叶,而CO2补偿点低于花叶。2种颜色叶片的气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率均随着光合有效辐射的增大而增大,且均表现为全绿叶花叶,而胞间CO2浓度则相反,表现为花叶全绿叶。因此,全绿叶竹柏利用弱光的能力强于花叶竹柏,而花叶竹柏利用强光的能力更强,在园林绿化配置中,可根据2种颜色叶片的光合特性合理配置。     

核桃凋落叶分解对莴笋抗氧化系统及光合特性的影响

为探讨核桃对农作物的化感作用,该试验采用盆栽法,设置4个凋落叶施用量水平(0、30、60、90g/盆),研究了核桃凋落叶在土壤中自然分解过程中对莴笋(播种后80、100、120和140d)抗氧化系统、光合生理特征及其生长的影响。结果显示:(1)核桃凋落叶处理的莴笋叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在播种80d时得到促进,在100d时受到抑制,而在120d之后基本恢复至正常水平,并以SOD表现最为敏感。(2)核桃凋落叶处理100和120d时,莴笋叶片可溶性蛋白(SP)含量显著降低,而可溶性糖(SS)含量显著增加。(3)核桃凋落叶处理100、120d时,莴笋叶片净光合速率(Pn)受到显著抑制,各处理气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著低于对照。(4)核桃凋落叶处理的莴笋株高、地上部分生物量及地上部分占总生物量比重在处理120d时均显著低于对照,在140d时基本恢复正常。研究表明,核桃凋落叶在土壤中分解对莴笋产生的化感作用强度随分解时间延长呈现出逐渐增强后再减弱的变化趋势;莴笋可以通过调控自身的保护酶活性和渗透调节物质含量在一定程度上缓解化感物质伤害,对核桃凋落叶的化感作用有较强的耐受能力,生产中可以在核桃林下进行间作或者套作莴笋。     

香樟凋落叶分解物对辣椒生长发育的影响

采用盆栽试验,研究了香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶(0、25、50、75、100g凋落叶分别与10kg土壤混合)分解过程中对辣椒(Capsicum annuum)及其子代生长发育的影响,并采用气质联用(GC-MS)技术对凋落叶分解前后的萜类物质进行了检测和对比。结果显示:(1)香樟凋落叶分解物显著地抑制了辣椒的叶片数量、整株叶面积以及株高和基径生长,抑制效应随凋落叶剂量的增大而增强,而分解过的凋落叶和塑料片替代凋落叶原样的试验并不抑制辣椒的生长。(2)观察期内(处理45~76d),辣椒的现蕾数、开花数和结实数在各凋落叶处理下均明显低于同期对照;采用指数方程拟合的现蕾、开花和结实动态显示,25g凋落叶处理使辣椒的始蕾期、始花期和始果期分别推迟了0.81、0.17和1.35d,50g处理使这3项参数分别推迟了4.69、5.78和6.27d,而75g和100g处理均使这3项参数推迟10d以上。(3)辣椒的单株果实产量在凋落叶处理下降低29.44%~61.29%,而单果重受到的影响相对较小。(4)辣椒产出的种子千粒重和子代的生长状况并未受到凋落叶分解物的影响。(5)凋落叶的正己烷提取物中萜类占78.05%,而分解后其相对总量下降至40.76%,峰面积下降至原样的约1%。研究认为:香樟凋落叶添加处理对辣椒营养生长和生殖生长产生的明显抑制作用,不是由凋落叶添加对土壤通气透水性或对受体生长造成机械阻隔引起的,其在分解过程中释放樟脑(Camphor)、1,8-桉叶油醇(1,8-cineole)等萜类物质引起化感作用可能才是关键原因。     

不同生境条件下核桃凋落叶次生代谢物质的差异及其分解初期对小白菜光合生理特性的影响

采用气质联用技术(GC-MS)分析了秦巴山区大巴山南坡和川西高山峡谷区两个不同生境条件下生长的核桃(Juglans regia)凋落叶中次生代谢物质的差异,并采用盆栽试验,研究了这两个地区核桃凋落叶分解对小白菜(Brassica chinensis)生长和光合生理特性的影响。试验设置F0(0 g/pot)、F1(30 g/pot)、F2(60 g/pot)、F3(120 g/pot)和F4(180 g/pot)5个凋落叶施用水平,分别将各处理的凋落叶与8 kg土壤混合后装盆,播种小白菜。分别于播种后20、45和75 d测定小白菜的生长指标,待凋落叶最高添加量处理组F4植株的第3片真叶完全展开后,测定小白菜的光合生理指标。结果表明:(1)采用GC-MS共检测出8类21种相对含量1%的次生代谢物质,其中,川西高山峡谷区核桃7类15种,相对含量总计56.03%,秦巴山区大巴山南坡核桃5类12种,相对含量总计51.46%。川西高山峡谷区核桃白菖油萜、茅苍术醇、β-桉叶醇、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、亚麻油酸、硬脂酸、十八醇、γ-谷甾醇、豆甾-4-烯-3-酮等为报道较多的潜在化感物质,其相对含量高于秦巴山区大巴山南坡核桃,而角鲨烯、δ-生育酚、黑麦草内酯等潜在的化感物质相对含量则低于秦巴山区大巴山南坡核桃;(2)播种后20 d和45 d,两个地区各添加量核桃凋落叶分解对小白菜生物量积累均产生显著的抑制作用,但75 d后效应减弱;(3)在凋落叶分解初期,小白菜叶片光合色素合成受到明显抑制,且随着凋落叶添加量增加抑制作用增强,与此同时,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)也明显受到核桃凋落叶分解的抑制;(4)总体来看,川西高山峡谷区核桃凋落叶化感作用大于秦巴山区大巴山南坡核桃凋落叶,这可能是由于前者经受较多的环境胁迫,体内积累了更多的酮类、烯烃、醇类和甾族化合物等化感物质造成的。     

香樟凋落叶分解对辣椒及土壤氮营养的限制作用

香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶分解能够明显干扰受体植物的生长、生殖、光合生理和活性氧代谢。该研究继续采用盆栽试验,探讨了不同量[0(对照)、25、50和100g]的香樟凋落叶添加到土壤(10kg/盆)中对受体植物辣椒(Capsicum annuum)及其土壤氮营养状况的影响,外源氮(尿素)输入对凋落叶分解的交互作用,以及凋落叶分解效应的产生是否因为其较高的C/N比而导致微生物争氮。结果显示:(1)各剂量(25~100g/盆)凋落叶处理下,辣椒幼苗硝态氮、可溶性蛋白和全氮含量均在至少2个月内大幅显著降低。(2)土壤硝态氮与辣椒硝态氮、全氮间均具有极显著的协同下降趋势;土壤微生物生物量氮则在总体上高于对照,而土壤全氮和铵态氮的响应较小。(3)施氮不仅使辣椒各氮组分和土壤硝态氮含量整体提升,还使凋落叶分解在这些指标上的抑制作用显著减弱。(4)香樟凋落叶的初始C/N为125.61±4.89,其在土壤中分解48~137d后的C/N始终远高于Hodge假说指出的可导致微生物争氮的临界值,但经过分解120d和135d的凋落叶添加到土壤中并不抑制辣椒的生长。研究认为,香樟凋落叶分解初期可能释放了不利于土壤硝化过程的物质,造成土壤硝态氮匮乏,以致受体植物的氮素吸收和积累减少,而凋落叶较高的C/N比及土壤微生物争氮并非主导因素。     

大气增温对滇西北高原典型湿地湖滨带优势植物的光和CO2利用能力的影响

大气增温对湿地植物光合作用的影响及其作用机制是近年来生态学界关注的热点。采用开顶式生长室(Open-top chambers,OTCs)模拟大气增温((2.0±0.5)℃,(3.5±0.5)℃),研究增温对滇西北高原典型湿地纳帕海湖滨带2种优势植物(茭草Zizania caduciflora,黑三棱Sparganium stoloniferum)的光和CO_2利用以及光合碳同化速率的影响。结果表明,(1)增温对不同植物的光和CO_2利用能力以及碳同化速率的影响存在种间差异。增温显著降低了茭草的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、光能利用幅(LSP-LCP)、CO_2饱和点(CSP)、CO_2利用幅(CSP-CCP)以及最大净光合速率(P_(max)),却显著增加了其CO_2补偿点(CCP);相反,增温显著提高了黑三棱的LSP、(LSP-LCP)以及最大净光合速率(P_(nmax)),而显著降低了其LCP,但对其CO_2利用参数无显著影响。(2)2种植物的光和CO_2利用能力对增温的响应存在季节性差异。不同温度处理下,茭草在6、8月的LSP和(LSP-LCP)均显著高于10月的对应值,其P_(nmax)也随生长期的增加而降低;黑三棱的光响应参数在不同生长季间无显著差异,其P_(nmax)在8月最高,而在6月和10月相对较低。(3)温度因子与茭草的光能利用参数均呈负相关,而与黑三棱的光能利用参数均呈正相关。本研究的温度因子中,日间积温对P_(nmax)和(LSP-LCP),年均温和最低温对(CSP-CCP)值的影响最为显著。本研究进一步表明,气候变暖对滇西北高原湿地湖滨带优势植物光合作用存在影响,但不同物种间存在差异响应,这种差异响应可能导致湿地生态系统植被结构的改变,其有关生态过程有待于进一步研究。     

Overestimation of respiration rates in commercially available clamp-on leaf chambers. Complications with measurement of net photosynthesis

The possible interference when measuring gas exchange with respiratory CO₂ produced under the gasket of commercially available clamp‐on leaf chambers was investigated. Two of these chambers were compared with a leaf chamber that accommodated an entire leaf without clamping it under a gasket. An overestimation of dark respiration rate (R_D) by 55% was found with Plantago major leaves, a species with homobaric leaves that have high resistance for lateral gaseous transport. The percentage was similar in the heterobaric Ficus benjamina, but was 32% in the highly porous homobaric Nicotiana tabacum. Net photosynthetic rate at low photon flux density was underestimated by 35% in the clamp‐on chamber. However, the gasket effect was not detectable at light saturation because the error was small in comparison with the high photosynthetic rates. Estimation of respiration in the light (R_L) in Nicotiana as derived from CO₂ exchange at low CO₂ concentrations was complicated by three factors. The inward diffusion of respiratory CO₂ from under the gasket was added to a diffusion of CO₂ from outside through the gasket material and through the leaf, which produced an even larger error in R_L in comparison with R_D at ambient CO₂. These errors are significant for estimations of carbon gain at whole plant and canopy level and also at the leaf level when photosynthetic rates are low. Possible improvements in gasket design and corrections of CO₂ exchange measurements for the gasket effect are discussed.