水分胁迫和温度对夏蜡梅叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响

夏蜡梅是浙江省特有的濒危单种属物种.本文研究了不同程度土壤水分胁迫和不同温度处理对2年生盆栽夏蜡梅光合作用的影响.结果表明:轻度和中度水分胁迫下夏蜡梅净光合速率分别下降至对照的92.3%和74.3%,净光合速率的降低主要由气孔限制引起;重度水分胁迫下,净光合速率仅为对照的44.4%,主要由非气孔限制引起.夏季夏蜡梅的光合适宜温度范围在20 ℃～28 ℃,39 ℃下其净光合速率、水分利用效率和最大光化学效率显著降低,暗呼吸速率和蒸腾速率显著升高.随着水分胁迫的加重及处理温度的升高,夏蜡梅光补偿点上升,光饱和点、表观量子效率和最大净光合速率下降.重度水分胁迫及高温是制约夏蜡梅生存的重要环境因子.     

不同生育期玉米叶片光合特性及水分利用效率对水分胁迫的响应

利用大型移动防雨棚开展了玉米水分胁迫及复水试验,通过分析玉米叶片光合数据,揭示了不同生育期水分胁迫及复水对玉米光合特性及水分利用效率的影响。结果表明:水分胁迫导致玉米叶片整体光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降以及光合速率日变化的峰值提前;水分胁迫后的玉米叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度为适应干旱缺水均较对照显著下降,从而提高了水分利用效率,缩小了与水分充足条件下玉米叶片的水分利用效率差值;在中度和重度水分胁迫条件下,玉米叶片的水分利用效率降幅低于光合速率、蒸腾速率和气孔导度的降幅, 有时甚至高于正常供水条件下的水分利用效率;适度的水分胁迫能提高玉米叶片的水分利用效率,从而增强叶片对水分的利用能力,抵御干旱的逆境;水分亏缺对玉米光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的影响具有较明显滞后效应,干旱后复水,光合作用受抑制仍然持续;水分胁迫时间越长、胁迫程度越重,叶片的光合作用越呈不可逆性;拔节-吐丝期水分胁迫对玉米叶片光合作用的逆制比三叶-拔节期更难恢复。     

干旱生境中接种丛枝菌根真菌对三叶鬼针草

为阐明丛枝菌根真菌对石灰岩地区适生植物三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)光合作用的影响,设置正常浇水(A)、中度干旱胁迫(B)和重度干旱胁迫(C)3个水分处理梯度,比较了不同水分处理条件下接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae和未接种三叶鬼针草之间净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度、羧化效率、水分利用效率等特征的差异.结果表明,水分胁迫显著降低三叶鬼针草的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和羧化效率.胞间CO2浓度在处理的前期(7d)因干旱胁迫而降低,在后期随土壤含水量的降低而升高;水分利用效率则是中度胁迫的植株、正常浇水处理植株、重度胁迫植株依次降低.在正常浇水条件下接种G. mosseae 对三叶鬼针草光合参数没有产生显著性影响;在中度胁迫条件下,接种植株较未接种植株在水分处理的前28d有更高的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和羧化效率;在重度胁迫条件下,虽然净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和羧化效率接种植株高于未接种植株,但是二者并不显著.研究认为,干旱胁迫对三叶鬼针草光合作用的影响在水分处理的前期表现为气孔因素制约,在后期则主要是非气孔因素的影响;在正常浇水条件下接种G. mosseae 对三叶鬼针草的光合作用没有显著性影响,在干旱胁迫条件下,丛枝菌根真菌通过改善三叶鬼针草气孔导度和羧化效率等减弱干旱胁迫对植株的伤害,但是这种保护作用因为土壤水分的严重匮乏以及土壤干旱的时间延长而受到限制.     

干旱胁迫对香紫苏生理特性和光合特性的影响研究

目的:研究土壤干旱胁迫对香紫苏生理特性和光合特性的影响.方法:以香紫苏(Salvia sclarea L)的功能叶为研究对象,分实验组和对照组进行盆栽实验,在随后的5天中,分别测定两组香紫苏叶片中脯氨酸、丙二醛和叶绿素的含量,同时测定并分析蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、细胞间隙CO2浓度的变化情况.结果:随着干旱胁迫程度的加重,香紫苏叶片内脯氨酸的含量总体趋势增加,与干旱胁迫的时间正相关;而叶片中丙二醛的含量变化不明显;干旱胁迫时,叶片内叶绿素的含量升高,在第四天时达到最大值,随干旱胁迫的加重,叶绿素含量又呈下降的趋势.其蒸腾速率变化曲线呈双峰型,随干旱时间的延长,蒸腾速率明显下降;香紫苏气孔导度变化曲线为单峰型,当干旱胁迫加重时,香紫苏气孔导度下降明显,气孔导度与胞间CO2浓度呈负相关,净光合速率变化与气孔导度变化曲线较为一致.结论:香紫苏生理因子和光合作用对干旱胁迫有一定的适应能力,但重度胁迫会对其造成严重影响.     

水分胁迫对2种科尔沁沙地植物光合和水分利用特性的影响

选用内蒙古科尔沁沙地1年生植物狗尾草(Setaria viridis)和沙米(Agriophyllum squarrosum)为材料,采用盆栽方法研究了它们在不同土壤水分处理下的光合参数和水分利用效率的日变化特征及其与环境因子的相关关系。结果表明,狗尾草和沙米的净光合速率日变化曲线在充分供水条件下均呈单峰型,在轻度干旱胁迫下均呈双峰型,而在重度干旱胁迫下分别呈双峰型和左偏单峰型。狗尾草和沙米的蒸腾速率在不同水分处理下都近似呈双峰型曲线,然而变化程度却不相同。重度干旱胁迫下,狗尾草日平均净光合速率(11.52μmol.m-2.s-1)和蒸腾速率(3.62 mmol.m-2.s-1)分别比相应充分供水处理增加7%和43%,而沙米的日平均净光合速率(7.07μmol.m-2.s-1)和蒸腾速率(5.56 mmol.m-2.s-1)则分别较相应充分供水处理降低13%和36%。重度干旱胁迫下,狗尾草水分利用效率(2.84 mmol.mol-1)比相应充分供水处理降低3.1%,而沙米水分利用效率(1.14mmol.mol-1)则较充分供水处理提高了34%。光合速率下降在充分供水条件下主要是由气孔调节,但在轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理下非气孔因素调节却起到十分重要的作用。在重度干旱胁迫下,狗尾草仍具有显著高于沙米的的净光合速率和水分利用效率,这可能是其仍然能够在固定沙地分布的原因之一。     

油松幼苗对干旱胁迫的生理生态响应

在适宜水分(田间持水量为80%)、轻度干旱(60%)、中度干旱(40%)和重度干旱(20%)4种土壤水分条件下研究了油松的生理生态特征,结果显示; 油松各器官(根、茎、叶)的干物质积累量、干物质积累总量、相对生长率、株高和基径均表现为适宜水分＞轻度干旱＞中度干旱＞重度干旱,而根冠比大小顺序与其相反.气体交换参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率) 随干旱程度的加剧显著下降,并且净光合速率的下降主要受气孔因素限制.油松的瞬时水分利用效率和长期水分利用效率(稳定碳同位素含量,δ13C)表现适宜水分＜轻度干旱＜中度干旱＜重度干旱,而且中度和重度干旱显著提高油松的水分利用效率.另外,单位干重叶片氮元素含量(N%)随胁迫增加呈下降趋势,而单位干重碳元素含量(C%)却与之相反,从而导致碳氮比随胁迫增加而增加,并且我们的结果显示光合速率与氮含量存在显著正相关. 结果表明,油松可以通过调节自身生长特征、生物量分配模式和叶片营养元素的含量及提高水分利用效率而增强应对干旱胁迫的能力.     

不同程度的水分胁迫对中间锦鸡儿幼苗气体交换特征的影响

为探讨未来降水减少对内蒙古皇甫川流域人工栽培主要灌木树种中间锦鸡儿气体交换特征的影响 ,特设计正常降雨水平、偏旱、干旱和极端干旱 4种水分处理水平 ,进行人工模拟水分胁迫实验。结果表明 ,不同的水分处理显著影响土壤含水量、土壤温度、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、资源利用效率和叶片水势。适度的水分胁迫 (干旱环境 )能够提高中间锦鸡儿的水分利用效率和抗旱性 ,同时也降低了净光合速率与蒸腾速率。随水分胁迫的增强 ,中间锦鸡儿的净光合速率日变化曲线逐渐从典型的单峰型转变成双峰型 ,出现光合“午睡”现象。根据 Farquhar和 Sharkey提出的判别标准 ,干旱和极端干旱下光合“午睡”的原因分别以气孔因素和非气孔因素 (叶肉细胞光合能力下降 )为主。中间锦鸡儿通过自身的生理调节以抵抗干旱 ,是其能够适应干旱环境、历经 3a大旱而幸存下来的重要原因     

干旱胁迫对多花黄精叶片光合特性的影响

以3年生多花黄精实生苗为材料,通过盆栽控水方式设置对照(80%土壤含水量)、轻度干旱(65%土壤含水量)、中度干旱(50%土壤含水量)和重度干旱(35%土壤含水量)4个处理,研究干旱胁迫对多花黄精叶片光合特性的影响,探讨多花黄精光合特性对干旱胁迫的响应规律。结果表明：(1)随着干旱胁迫程度的加深,多花黄精叶片叶绿素(a+b)含量、叶绿素b含量均呈先升高后下降的变化趋势,叶绿素a含量却逐渐下降,叶绿素a/b值和类胡萝卜素含量则呈“升高-下降-升高”的变化趋势。(2)多花黄精叶片净光合速率日变化在正常和轻度干旱胁迫条件下呈“单峰”曲线,而在中度和重度干旱胁迫条件下则表现为“双峰”曲线,且其“光合午休”现象的主要影响因素为非气孔限制。(3)随着干旱胁迫程度的加深,多花黄精叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光能利用效率日均值均随之下降,但其水分利用效率日均值却随之上升。(4)随着干旱胁迫程度的加深,多花黄精的光补偿点先降低再急剧增加,而光饱和点则呈先增加再降低的变化趋势,且其表观量子效率逐渐降低;同时,其CO₂补偿点和CO₂饱和点均随着干旱胁迫程度...     

羊草和紫花苜蓿人工草地光合特性

为探究单播与混播人工草地对羊草和紫花苜蓿光合特性的影响,测定2种牧草光合特性日变化进程,比较不同处理下羊草和紫花苜蓿光合特征。结果表明：单播处理下,羊草和紫花苜蓿的净光合速率、蒸腾速率、叶片温度呈单峰型,紫花苜蓿的气孔导度呈单峰型,羊草的气孔导度和水分利用效率呈双峰型。混播处理下,羊草和紫花苜蓿的净光合速率、蒸腾速率、叶片温度日变化呈单峰型,羊草的气孔导度和水分利用效率呈单峰型,紫花苜蓿的气孔导度呈双峰型。混播处理下,羊草净光合速率峰值显著高于单播,分别为17.72和13.65μmol CO₂·m^-2·s^-1。单播和混播处理下,羊草叶绿素含量均高于紫花苜蓿,羊草叶片氮含量均低于紫花苜蓿,且混播羊草叶片氮含量显著高于单播羊草,二者分别为27.60和22.55 g·kg^-1。不同种植方式下,羊草和紫花苜蓿的净光合速率与气孔导度、蒸腾速率呈显著正相关,与胞间CO₂浓度呈显著负相关,紫花苜蓿的净光合速率与叶片温度、水分利用效率呈显著正相关。混播处理有利于增加羊草叶片氮含量。试验结果为牧...     

沙枣（Elaeagnus angustifolia）和孩儿拳头（Grewia.biloba G.Don var.parviflora）幼苗气体交换特征与保护酶对干旱胁迫的响应

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设置4个土壤含水量梯度(CK、T1、T2、T3),研究不同干旱胁迫对沙枣和孩儿拳头气体交换特征与保护酶的影响.结果显示:(1)干旱胁迫不仅引起两物种净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间 CO2 浓度的下降,而且使其日变化曲线在一定程度上发生改变;在轻度(T1)和中度胁迫(T2)下,两物种净光合速率下降主要是由气孔因素引起的,重度胁迫(T3)下,净光合速率下降主要是非气孔因素引起的.(2)随着干旱胁迫增加,沙枣瞬时水分利用效率呈现增加下降再增加趋势,孩儿拳头呈现下降趋势;两物种表观光能利用效率显著下降,重度胁迫下(T3),下降率达50%左右,孩儿拳头表观光能利用效率对干旱胁迫比较敏感;两物种表观CO2利用效率总体呈现下降趋势,沙枣表观CO2利用效率日进程经历了单峰(T1)、双峰(T2)、单峰(T3)的变化,孩儿拳头各处理的表观CO2利用效率日变化均呈现单峰曲线.(3)随着干旱胁迫加剧,两物种叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升高后降低,土壤含水量高于12.8%时,两物种SOD酶活性均高于CK,随着土壤含水量的降低,SOD酶活性低于CK;重度胁迫下(T3),沙枣POD酶活性虽然有所下降,但仍高于CK,而孩儿拳头则和CK无显著差异;两物种CAT酶活性在重度胁迫下(T3)显著低于CK;随着干旱胁迫程度的增加,两物种叶片中的丙二醛(MDA)含量均呈现升高趋势,孩儿拳头脂质过氧化程度受干旱胁迫的影响较大.     

五种高速公路边坡绿化植物的生理特性及抗旱性综合评价

采用盆栽控制土壤水分,测定不同程度水分胁迫梯度下5种高速公路边坡绿化植物的叶水势、光合作用参数及叶绿素荧光参数,并以水分胁迫下各生理指标的平均变化速率为原始数据进行抗旱性综合评价。结果表明:(1)随着水分胁迫的加强,5种植物的ΨL、Pn、Tr、GS、Fv、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo均逐渐下降,Fo逐渐升高,WUE先升后降,Ci先降后升,不同生理指标的变化幅度及拐点有一定差异;平均变化速率相对较小的是八宝景天和马蔺,较大的是肥皂草和太行菊;(2)根据水分胁迫下Gs和Ci变化方向的差异判断八宝景天、马蔺以W2作为Pn降低由气孔限制转为非气孔因素的分界线,五叶地锦、肥皂草和太行菊以W1为分界线,八宝景天、马蔺在W2时WUE最高,五叶地锦、肥皂草和太行菊在W1时最高;(3)5种植物抗旱性大小排序为:八宝景天>马蔺>五叶地锦>太行菊>肥皂草,聚类分析结果为:八宝景天、马蔺为强抗旱植物,五叶地锦为中抗旱植物,太行菊、肥皂草为弱抗旱植物。     

水分胁迫下烯效唑对百日草幼苗光合特性及叶解剖结构的影响

以百日草‘芳菲1号’为试材,研究不同水分胁迫下烯效唑(S3307)对其幼苗生长、光合特性及叶解剖结构的影响,以明确S3307对百日草的抗旱作用及其机理。结果显示:(1)在水分胁迫下,百日草的生长均受到不同程度的抑制,叶绿素含量显著降低,光合作用受到抑制,叶解剖结构有所变化。(2)S3307处理后,均能够显著降低所对应的不同程度水分胁迫下百日草的株高,显著增加茎粗、叶面积、叶片厚度、栅栏组织厚度和根冠比,显著增加叶绿素含量,提高百日草的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)。研究表明,S3307能够提高百日草的抗旱性,而且在轻度和中度水分胁迫下Pn的下降主要是由气孔因素引起,而在重度水分胁迫下光合速率的下降是由非气孔因素引起的。     

干旱胁迫下红麻和大麻状罗布麻水分生理及光合作用特征研究

以中国红麻和美国大麻状罗布麻为材料,采用防雨棚内盆栽控水法研究了4种土壤水分条件下2种罗布麻的水分生理及光合作用日变化特性,探讨2种罗布麻对干旱胁迫的响应和适应能力,为美国大麻状罗布麻引种栽培提供理论依据。结果显示:(1)随干旱胁迫的加剧,2种罗布麻叶片的组织含水量、相对含水量均逐渐降低,但大麻状罗布麻的降幅较小;同一水分条件下,大麻状罗布麻的组织含水量、相对含水量均高于红麻,而水分饱和亏均低于红麻;不同水分条件下,大麻状罗布麻叶片相对含水量在离体2h后仍维持高位,降幅极显著低于红麻(P<0.01),离体8h后仍能维持较高水平。(2)在饱和供水(CK)、轻度胁迫(LS)和中度胁迫(MS)条件下,2种罗布麻叶片的Pn、Tr、Gs日变化均呈相似的"双峰"型曲线,而重度胁迫(SS)下却呈单峰曲线,各胁迫条件下Pn第二峰值比CK推迟2h左右;各处理Pn和WUE日均值在大麻状罗布麻中表现为LS>CK>MS>SS,而在红麻中则为CK>LS>MS>SS,且2种罗布麻除WUE指标在处理CK与T1间差异不显著外(P>0.05),其余处理间差异均达到显著水平以上(P<0.05);同一水分条件下,大麻状罗布麻的Pn和WUE值均显著高于红麻,如大麻状罗布麻在SS条件下的Pn和WUE日均值分别为2.28μmol·m-2.s-1和1.41μmol·mmol-1,而红麻的仅为0.29μmol·m-2.s-1和0.16μmol·mmol-1。研究表明,在土壤干旱胁迫条件下,大麻状罗布麻叶片在水分生理和光合生理方面均表现出明显优势,比当地红麻具有更强的保水及光合生产能力,耐旱性更强,可在宁夏地区引种栽培。     

干旱对烟草旺长期光合作用的影响

以盆栽的两个推广品种K326和红花大金元(Hongda)为材料,探讨干旱胁迫对烟草光合作用的影响。结果显示,干旱胁迫导致烟草净光合速率、气孔导度、蒸腾速率降低,胞间CO₂浓度在轻度和中度胁迫时降低而在重度胁迫时升高;K326(较抗旱)的光合作用出现降低的时间较红花大金元(不抗旱)晚,变化的幅度也相对较小。实验表明,烟草光合作用对干旱胁迫非常敏感,而抗旱品种受到的伤害相对较轻。     

塔里木荒漠优势树种气体交换特性与环境因子的关系研究

在自然条件下对塔里木荒漠区优势树种--胡杨、灰叶胡杨的气体交换特性及其与环境因子的关系进行研究.结果表明:(1)在6～9月生长季,胡杨和灰叶胡杨的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月)日进程均为单峰曲线,胞间CO2浓度(GI)呈"V"字型曲线,Pn的峰值出现在12:00,Tr峰值明显滞后于Pn.生长季内胡杨各月份的Pn、水分利用率(WUE)、光能利用率(LUE)均高于灰叶胡杨,而Tr低于灰叶胡杨,气孔导度(Gs)相近.(2)气体交换与环境因子的统计分析表明,光量子通量密度(PPFD)是决定胡杨和灰叶胡杨Pn和Tr的主要环境因子,其次为气温(Tair).(3)灰叶胡杨对PPFD、Tair,、空气相对湿度(RH)的敏感性强于胡杨,通过高蒸腾耗水、低WUE来减轻高温干旱的伤害;胡杨通过主动调节Gs来控制蒸腾失水、提高光合效率,以较高的WUE和LUE适应日益干旱的荒漠环境,表现出较强的生态适应性.     

土壤水分状况对花生和早稻叶片气体交换的影响

通过田间测坑试验研究了长期处于不同土壤水分状况下花生和早稻叶片气体交换的一些特点.结果表明,花生分枝期轻度和中度水分胁迫使气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)略有下降,净光合速率(Pn)和叶片水分利用效率(WUE)减小,轻度水分胁迫Gs/Tr略有上升而中度胁迫Gs/Tr变小.花生结荚期轻度和中度水分胁迫都使Gs、Tr、Gs/Tr和Pn显著降低,WUE大幅度上升.花生结荚期明显受土壤水分胁迫影响.早稻灌浆期轻度和中度水分胁迫Gs、Tr和Gs/Tr变化不显著,Pn和WUE增加,并且轻度水分胁迫下籽粒产量增加.Gs和Gs/Tr变化情况相结合可以作为作物水分胁迫程度的一个参考指标,即如果Gs和Gs/Tr同时下降则作物已经受到水分胁迫影响.     

水分对胡杨幼苗光合及生长特性的影响

采用盆栽控制实验方法对不同水分条件下胡杨幼苗的光合日变化以及生长特性进行分析研究.结果显示:(1)不同水分条件下胡杨幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)日变化曲线均呈单峰型,峰值时间均在12:00;当土壤含水量为21.6%～24.0%时,幼苗的水分利用效率(WUE)日变化曲线呈不明显的双峰型,峰值时间分别在8:00和18:00,其他处理均为单峰型,但峰值时段有差异;随着土壤含水量的减小,胡杨幼苗的Pn、Gs、Ci和Tr日均值逐渐降低,当土壤含水量为12.0%～19.2%时,幼苗的WUE日均值显著高于其他处理.(2)幼苗的株高、基径、各器官的生物量及总生物量均随土壤含水量的减小而降低,当土壤含水量为12.0%～19.2%时,幼苗地下生物量的降低程度大于地上生物量,且幼苗的根冠比也增大.研究表明,土壤含水量对胡杨幼苗的光合特性及其生长具有显著影响,当土壤含水量大于12.0%时,幼苗能够通过增大水分利用效率,改变根冠比提高抗旱性;当土壤含水量小于9.6%时,幼苗自我调节能力减弱,生长受到抑制.     

不同基质和生长调节剂对红桂木光合与水分利用效率的影响

利用不同的栽培基质和生长调节剂,探讨其对红桂木光合作用和水分利用效率的影响。结果表明,基质土经改良(S2)并配以适量的吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA),能增强植株的光合速率、蒸腾速率和水分利用率。改良基质(S2)与传统基质(S1)相比,前者显著地促进植株同化物的产生,极显著提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用率、叶绿素b含量;IBA+NAA处理与IBA处理、CK相比,前者显著提高净光合速率、水分利用率、总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b含量。综合而言,S2-IBA-NAA栽培组合有利于增强红桂木光合作用,提高红桂木同化能力。     

濒危植物夏蜡梅及其伴生植物的光合日进程

用LCA4型便携式全自动光合测定仪,在自然条件下,于7月下旬的晴朗天气测定了群落冠层和林下两种不同光环境下夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)的净光合速率（Pn）、胞间CO₂浓度(Ci)、呼吸速率（Rd）、气孔阻力（rs）的日进程,并与其伴生植物悬铃叶苎麻(Boehmeria platanifolia)、盐肤木(Rhus chinensis)、水马桑(Weigela japonica var. sinica)的光合日进程相比较。结果表明：夏蜡梅冠层的光合速率日进程呈“双峰”曲线,有明显的“午休”现象,经分析其“午休”的原因主要是由非气孔因素引起的;林下夏蜡梅则表现为“单峰”曲线,净光合速率较低,最大净光合速率不及冠层的1/2,相关分析结果表明其最重要的影响因子是光合有效辐射（p=0.001）;与其它伴生植物相比,夏蜡梅的日均光合速率、最大光合速率、水分利用效率和光合速率/呼吸速率都明显偏低,在群落竞争中处于不利地位。