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.     

桂花光合特性的光温响应

对丹桂光合特性光温响应的研究结果表明：1）净光合速率最适温度为24～28℃,在22～42℃之间,净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度和水分利用效率与温度的关系为二次多项式方程,暗呼吸速率和蒸腾速率与温度成线性关系;2）在控制条件下,随着温度的升高,光补偿点升高,光饱和点、表观量子效率、最大净光合速率下降.在自然条件下,丹桂光合日进程出现明显的光合“午休”,“午休”主要由非气孔限制引起,表观量子效率和光化学效率下降表明光抑制是午间非气孔限制形成和发展的深层原因.     

水分胁迫对重庆石灰岩地区不同龄级柏木(Cupressus funebris Endl.)幼苗气体交换的影响

通过盆栽水分胁迫试验,采用美国Li-COR公司生产的Li-6400便携式光合测定分析仪,对比研究了水分胁迫对重庆石灰岩地区不同龄级柏木幼苗气体交换的影响。结果表明:水分胁迫降低了两种年龄柏木幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,1年生幼苗的净光合速率下降的幅度大于5年生幼苗。1年生幼苗的胞间CO2浓度随着水分胁迫强度的增加而升高,而气孔限制值下降,5年生幼苗在重度干旱前,胞间CO2浓度随着水分胁迫强度的增加而降低,气孔限制值上升,但重度干旱后,趋势与1年生幼苗相同,由这些指标的变化趋势分析得出,1年生幼苗的净光合速率的下降是由非气孔限制因素引起的,而5年生幼苗在重度干旱前净光合速率的下降是由气孔限制因素引起,而在重度干旱后转为非气孔因素。1年生幼苗的水分利用效率随着水分胁迫的加剧而降低,5年生幼苗水分利用效率呈上升趋势,说明5年生幼苗更能适应干旱胁迫。干旱胁迫降低了一年生柏木幼苗的表观量子产额、羧化效率以及最大净光合速率即光合能力,但光补偿点、CO2补偿点、光呼吸和暗呼吸却随着水分胁迫的加剧而升高。对于5年生幼苗,干旱胁迫对其表观量子效率、光补偿点、光呼吸及光合能力的影响基本与一年生幼苗一致。但羧化效率、CO2补偿点呈先降后升的趋势,而暗呼吸却先升后降,说明适度的干旱(未遭受重度干旱之前)提高了柏木的CO2利用能力,但因呼吸消耗较多的光合产物还是导致了其光合能力的降低,但降低的程度较一年生幼苗小,表现为对干旱环境更好的适应能力。     

呼伦贝尔草甸草原不同土壤水分梯度下羊草的光合特性

为探索气候变化引起的干旱可能对呼伦贝尔草甸草原生产力造成的影响,利用Li-6400便携式光合测定系统对呼伦贝尔草原4个土壤水分梯度下羊草的光合生理指标进行测定.结果表明:羊草叶片净光合速率的日变化在土壤质量含水量为(40±1)%、(20±1)%及(10±1)%的条件下呈双峰曲线,峰值分别出现在8:00和16:00,有明显的光合午休现象,在干旱胁迫(土壤质量含水量为(5±1)%)条件下变化趋势平缓,曲线双峰特征不明显,净光合速率大幅下降;叶片蒸腾速率和气孔导度的日变化趋势均呈双峰曲线;不同土壤水分梯度下羊草叶片胞间CO2浓度的日变化与净光合速率日变化趋势相反.通过光响应的研究表明,土壤水分胁迫使最大净光合速率、光饱和点、表观量子效率以及水分利用效率降低,而光补偿点升高.干旱胁迫降低了呼伦贝尔草甸草原植被的光合生产能力,从而可能导致草地生产力大幅下降.     

不同土壤水分条件下珍珠油杏的光合光响应特征

用CIRAS-2便携式光合仪测定了不同土壤水分条件下(土壤相对含水量为84.7%～22.8%)2年生珍珠油杏叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、胞间CO2浓度等光合生理参数的光响应过程,探讨其光合生理特性对土壤水分和光照强度的响应规律。结果表明:(1)随着土壤水分含量的降低,珍珠油杏叶片净光合速率、蒸腾速率、暗呼吸速率、光饱和点均呈降低趋势,表观量子效率先升高后降低,光补偿点先降低后升高。(2)利于珍珠油杏进行高光合作用并维持高水分利用效率的土壤相对含水量为43.6%～84.7%,适宜的光照强度为800～2 000μmol.m-2.s-1,即珍珠油杏对土壤水分和光照强度适应范围较广。(3)在土壤相对含水量43.6%～73.5%范围内,气孔限制是导致珍珠油杏光合速率下降的主要原因,在低于43.6%范围内,非气孔限制是导致光合速率下降的主要原因。研究认为,珍珠油杏是一种抗旱性比较强的植物,适合在华北干旱瘠薄山地引种栽培。     

模拟贝壳砂水分变化对旱柳光合特性的影响

为探讨贝壳堤岛旱柳叶片光合特性的水分响应规律,以2 a生旱柳苗木为材料,模拟设置贝壳砂生境系列水分梯度,测定分析不同土壤水分条件下旱柳叶片的主要光合生理参数。结果表明:（1）直角双曲线修正模型可较好模拟旱柳叶片净光合速率的光响应过程,维持旱柳较高光合作用的土壤相对含水量（RWC）为50.1%～94.4%,适宜光强为800～1 600 μmol·m^-2·s^-1,水分对光强利用的补偿效应显著。（2）随土壤水分的降低,旱柳叶片净光合速率、光饱和点、表观量子效率及最大净光合速率均表现为先升高后降低;干旱和渍水胁迫条件下,旱柳叶片的光补偿点升高,光饱和点降低,光照生态幅变窄,光能利用效率降低,水分胁迫抑制光能效应明显。（3）随土壤水分的降低,旱柳叶片瞬时和潜在水分利用效率均表现为先升高后降低,分别在RWC为45.7%、40.6%时达到最大值,适度干旱胁迫可显著提高旱柳叶片的水分利用效率。（4）干旱和渍水胁迫均显著降低旱柳叶片的叶绿素含量和叶片水势,随土壤水分降低两者均表现为先升高后降低,叶绿素含量和叶片水势分别在RWC为58.9%、50.1%达到最高值。研究发现,贝壳砂生境旱柳叶片光合生理参数对土壤水分表现出一定的阈值响应,维持旱柳较高光合能力和水分利用效率的适宜土壤水分相对含量为50.1%～77.7%,表现为耐水湿不耐干旱的水分特性。     

不同土壤水分下4种沙生灌木的光合光响应特性

采用盆栽试验在适宜水分、中度干旱和重度干旱(土壤田间持水量的70%-75%、45%-50%和30%-35%)条件下,研究了4种沙生灌木柠条、花棒、沙木蓼和杨柴1年生幼苗的光合光响应特性。结果表明:各灌木光响应曲线的变化趋势基本一致,采用非直角双曲线模型拟合良好;各灌木净光合速率在同等光合有效辐射时均表现为适宜水分中度干旱重度干旱;各灌木在干旱条件下叶片表观量子效率与最大净光合速率均较适宜水分下降低,两项参数在中度与重度干旱下的平均降幅柠条均为最小,反映出柠条光合作用对干旱胁迫较强的适应性;干旱条件下光饱和点的降低是造成4种沙生灌木对光照需求改变的主要原因,光补偿点和饱和点的协同变化表明柠条具有对光环境良好的适应性;4种沙生灌木在干旱条件下暗呼吸速率均降低。在西北沙区人工植被建设中从光合特性考虑,柠条更宜作为土壤水分较差立地上的先锋树种。     

海南岛热带低地雨林攀援竹叶片光合特性季节动态

为探究攀援竹的光合生理特性及其在热带雨林中的生存适应机制,该研究应用LI-6400便携式光合作用测定系统,分别于2、4、7和11月测定了海南岛甘什岭热带低地雨林的无耳藤竹(攀援能力较强)和响子竹(攀援能力较差)光响应曲线和CO2响应曲线。结果显示:(1)无耳藤竹各月份的最大光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸效率和气孔导度总体大于响子竹,表观量子效率和胞间CO2浓度总体小于响子竹。(2)两个竹种的最大光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸效率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均在7月份较高,表观量子效率和水分利用效率则均在2月份较高。(3)无耳藤竹各月份的羧化效率、饱和最大净光合速率和光呼吸速率均高于响子竹,两竹种4月份的CO2饱和点和CO2补偿点最高,但羧化效率和饱和最大光合速率较低。研究表明,无耳藤竹为阳性植物,其光合能力优于响子竹,对CO2浓度变化的适应能力更强,而响子竹以其耐荫的特性在热带雨林中与其他物种共存;两攀援竹种的光合能力均表现为雨季大于旱季,它们在雨季主要通过提高光饱和点、气孔导度、胞间CO2浓度来提高其净光合速率,在旱季主要通过降低蒸腾速率和提高水分利用效率来维持光合作用;两种攀援竹光合特性季节变化是环境和竹种自身生理特性共同作用的结果,不同的光合生理特性决定了其在热带雨林中不同的生存策略。     

干旱胁迫对小紫珠光合生理的影响

以小紫珠(Callicarpa dichotoma)幼苗为试验材料,采用盆栽控水法设置4个水分梯度,分别为田间最大持水量的95%(对照)、75%(轻度干旱)、55%(中度干旱)和35%(重度干旱),研究土壤水分对小紫珠光合参数的影响。结果显示:(1)随着干旱胁迫的加剧,小紫珠的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和水分利用效率(WUE)逐渐下降,其胞间CO_2浓度(C_i)在轻度和中度干旱胁迫下逐渐下降,在重度干旱胁迫下显著升高。(2)随着干旱胁迫的加剧小紫珠的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率(AQY)显著减少,光补偿点(LCP)极显著增加(P0.01)。(3)随着胁迫程度的增加,小紫珠的最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ的量子效率(Fv/Fo)逐渐减少,初始荧光(Fo)显著升高(P0.01);随着干旱胁迫的加剧小紫珠能量分配比率参数φPo、Ψo、φEo逐渐下降,φDo逐渐增加;代表单位反应中心活性的参数ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC和DIo/RC逐渐升高。(4)随着胁迫程度的增加,小紫珠叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和叶绿素a/b逐渐减少。研究表明,干旱胁迫下小紫珠光合速率的降低既有气孔因素也有非气孔因素,但轻度和中度干旱胁迫下以气孔限制为主,而在重度干旱胁迫下以非气孔限制为主。     

厚壁毛竹光合作用对CO_2浓度倍增的短期响应

采用Li-6400P光合测定仪对比测定了大气CO2浓度和短期CO2浓度倍增下不同季节厚壁毛竹的光合特性,结果表明:CO2浓度加倍促使最大净光合速率、净光合速率、水分利用率、光合量子效率和光饱和点升高,年平均增幅分别为62.79%、48.74%、94.41%、8.70%和16.67%;CO2浓度加倍促使蒸腾速率、暗呼吸速率和光补偿点下降,年平均降幅分别为17.60%、37.25%和40.50%。不同季节厚壁毛竹光合生理特性参数在CO2浓度加倍后的增加幅度或降低幅度与叶片生理活性和气候变化密切相关。CO2浓度的倍增并未明显改变厚壁毛竹光合特性的季节变化规律,除光补偿点外,其它光合参数的季节大小顺序仍与大气CO2浓度下的相同。厚壁毛竹光合作用对短期CO2浓度升高的响应特征与C3植物光合作用对短期CO2浓度升高响应的普遍规律相符。     

Effect of water stress on leaf photosynthesis,chlorophyll content,and growth of oriental lily

The photosynthetic characterization of the oriental lily (Lilium) cv. Sorbonne and its response to increasing water stress were analyzed based on the net photosynthetic rate (P _n), stomatal conductance (g _s), intercellular CO₂ concentration (C_i), transpiration rate (E), water use efficiency (WUE), and stomatal limitation (Ls) in the Horqin Sandy Land of western China. A photosynthesis-PAR response curve was constructed to obtain light-compensation and light-saturation points (LCP and LSP), the maximum photosynthetic rates (P _max) and dark respiration rates (R _D). The growth of lilies in the pots was analyzed after anthesis. Various intensities of water stress (5, 10, and 20 days without water, and an unstressed control) were applied. The results indicated that drought stress not only significantly decreased P _n, E, g _s, photosynthetic pigment content (Chl a, Chl b, and Chl (a + b)) and increased intrinsic water use efficiency (WUE), but also altered the diurnal pattern of gas exchange. Drought stress also affected the photosynthesis (P _n)-PAR response curve. Drought stress increased LCP and R _D and decreased LSP and P _max. There were both stomatal and nonstomatal limitations to photosynthesis. Stomatal limitation dominated in the morning, whereas nonstomatal limitation dominated in the afternoon. Thus, drought stress decreased potential photosynthetic capacity and affected the diurnal pattern of gas exchange and P _n-PAR response curves, thereby reducing plant quality (lower plant height, flower length, flower diameter, and leaf area). Water stress is likely the main limitation to primary photosynthetic process in the lily. Appropriate watering is recommended to improve photosynthetic efficiency and alleviate photodamage, which will increase the commercial value of the lily in the Horqin Sandy Land.     

Trade-offs between light interception and leaf water shedding: a comparison of shade- and sun-adapted species in a subtropical rainforest

Species in high-rainfall regions have two major alternative approaches to quickly drain off water, i.e., increasing leaf inclination angles relative to the horizontal plane, or developing long leaf drip tips. We hypothesized that shade-adapted species will have more pronounced leaf drip tips but not greater inclination angles (which can reduce the ability to intercept light) compared to sun-adapted species and that length of leaf drip tips will be negatively correlated with photosynthetic capacity [characterized by light-saturated net photosynthetic rates (A _max), associated light compensation points (LCP), and light saturation points (LSP)]. We tested this hypothesis by measuring morphological and physiological traits that are associated with light-interception and water shedding for seven shade-adapted shrub species, ten sun-adapted understory shrub species, and 15 sun-adapted tree species in a subtropical Chinese rainforest, where mean annual precipitation is around 1,600 mm. Shade-adapted understory species had lower LMA, A _max, LSP, and LCP compared to understory or canopy sun-adapted species; their leaf and twig inclination angles were significantly smaller and leaf drip tips were significantly longer than those in sun-adapted species. This suggests that shade-adapted understory species tend to develop pronounced leaf drip tips but not large leaf inclination angles to shed water. The length of leaf drip tips was negatively correlated with leaf inclination angles and photosynthetic capacity. These relationships were consistent between ordinary regression and phylogenetic generalized least squares analyses. Our study illustrates the trade-offs between light interception and leaf water shedding and indicates that length of leaf drip tips can be used as an indicator of adaptation to shady conditions and overall photosynthetic performance of shrub species in subtropical rainforests.     

Leaf anatomy and photosynthetic carbon metabolic characteristics in <Emphasis Type="Italic">Phragmites communis</Emphasis> in different soil water availability

To investigate the variations of anatomical and photosynthetic carbon metabolic characteristics within one species in response to increasing soil water stress, leaf anatomical characteristics, gas exchange and the activity of key enzymes in photosynthesis and photorespiration were compared in different ecotypes of Phragmites communis growing in an oasis-desert transitional zone (ODTZ) from swamp habitat (plot 1–3) via heavy salt meadow (plot 4–7) and light salt meadow habitat (plot 8–9) to dune habitat (plot 10–13) in Northwest China. The results showed that interveinal distance (ID) decreased with increasing water stress except that in plots of dune reed (DR). Vein mean diameter (VMD) in plot 10, 11 and 12 of the DR was significantly larger than that in other ecotypes. Leaf specific porosity (LSP) enhanced from plot 4 to plot 13 from heave salt meadow reed (HSMR) to light salt meadow reed (LSMR) and to DR. Chlorophyll fluorescence in bundle sheath cells were microscopically found in four ecotypes, especially significantly in the DR. Net CO₂ assimilation rate (A _n) dropped rapidly from the swamp reed (SR) to the HSMR and then increased progressively from the LSMR to the DR. Stomatal conductance (g _s) decreased and the water use efficiency (WUE) rose from the wet to the dry ecotypes. Sensitivity of g _s to intercellular CO₂ concentration (C _i) increased, but glycolate oxidase (GO) activity gradually reduced with increasing soil water deficiency. The RuBPCase activity did not reduce in four ecotypes even in DR, but, the PEPCase and NAD-ME activities as well as the ratio of PEPCase/RuBPCase were gradually enhanced with increasing soil water stress. We concluded that anatomical and photosynthetic carbon assimilating characteristics in P. communis were developing to the direction of C₄ metabolism in response to the increasing drought stress in desert areas. The DR enduring severe water stress had more C₄ like photosynthetic features than the HSMR and LSMR as well as SR, according to significantly increased VMD and LSP and higher g _s sensitivity to C _i as well as higher PEPCase activity and lower GO activity in the DR.     

森林光环境对4种乔木幼树光合和光谱反射特性的影响

在林窗、林缘、林下3种自然光环境下,对吉林蛟河阔叶红松林常见树种拧筋槭、白牛槭、色木槭和红松的光合和光谱特性进行对比研究,以期从生理生态角度探讨它们对自然光环境的适应能力和响应机制。结果表明：4种乔木幼树叶片的光饱和点（LSP）和光补偿点（LCP）随着生长环境光强的下降而减小,林下各树种幼树LSP和LCP显著低于林窗内幼树（P<0.05）;除白牛槭外林下其他树种最大净光合效率（P_nmax）均显著小于林窗内幼树（P<0.05）;不同树种幼树表观量子效率（AQY）和暗呼吸速率（R_d）随光环境的变化并没有出现明显的变化规律,各环境间差异较小。除白牛槭外,其他树种幼树叶绿素归一化指数（Chl NDI）随环境光强的减少而增大,林下树种的光化学反射指数（PRI）普遍高于光条件更好环境下树种,说明林下幼树叶片叶绿素含量和光合速率大于其他光环境;各树种植物叶片水分指数（WI）在不同光环境之间存在显著差异,环境光强越大植物叶片WI越小,植物叶片水分浓度越小。林缘下3种槭属幼树结构不敏感植被光谱指数（SIPI）显著小于其他光环境（P<0.05）,说明林缘下幼树受到相对较小的环境胁迫。林窗内,红松具有最高的LCP、LSP、P_nmax、R_d和PRI,说明红松具有较高的光合潜力,更加适应高光生长环境,3种槭属中,白牛槭拥有最高的Chl NDI和PRI值,表现出较好的适应性,说明红松和白牛槭能在林窗环境内较好更新并逐步占据林冠层。     

干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较

以塔里木干旱荒漠区2年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境5种水分梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定胡杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用4种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。结果表明:胡杨净光合速率(P_n)随干旱胁迫加剧呈下降趋势,同一光强(PAR)下P_n降幅增大。中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC45%)胡杨在高PAR下仍能维持相对较高P_n,光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟P_n-PAR响应过程,但最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)拟合值与实测值差异极显著(P0.01)。中度干旱胁迫以上(RSWC45%)胡杨P_n随PAR升高而显著下降,LSP与P_(nmax)极显著降低,光抑制现象明显;仅直角双曲线修正模型拟合的胡杨光响应过程、光响应参数与实际情况较吻合。4种模型模拟效果顺序:直角双曲线修正模型指数模型非直角双曲线模型直角双曲线模型。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它3种模型适用于水分条件较好的生境。光响应特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、P_n、LSP与P_(nmax)持续降低,严重干旱胁迫下暗呼吸速率(R_d)、LCP反而明显增大。RSWC45%胡杨仍能保持较高的AQY、P_(nmax)、LSP,RSWC45%其P_(nmax)、LSP显著降低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合作用。干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对策。因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在RSWC 50%左右,符合干旱缺水地区植物生长和高效用水的管理原则。     

黑杨无性系间长期水分利用效率差异的生理基础

试验于2003年6月10日至8月20日在温室中进行,采用完全随机区组设计,4个水分处理（充分供水、轻度胁迫、中度胁迫、重度胁迫）,6次重复.各水分处理严格控制浇水间隔：充分供水,每2d浇水1次;轻度胁迫,每3d浇水1次;中度胁迫,每4d浇水1次;重度胁迫,每5d浇水1次.每次浇水的量相同,500ml.试验材料为美洲黑杨杂交无性系,父本为哈佛杨（Populus deltoides Bartr.CI.‘Harvard＇）,母本为山海关杨（Populus deltoides Bartr.CV.‘shanhaiguanensis＇）,共10个无性系,编号为J1～J10.以当前优良品系108杨（Populus euramericana CV.‘114/69＇）和中林46杨（Populus deltoides Bartr.CV.‘Zhonglin 46＇）为对照,编号为CK1、CK2.测定了12个无性系间长期水分利用效率（WUEL）、光合参数（净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、瞬时水分利用效率WUEi、最大净光合速率Pmax、光饱和点LSP、羧化效率Ce）及气孔特征参数（气孔频度、气孔大小、上/下表皮气孔数目比）、根冠比的差异,并深入分析了光合参数与WUEL、气孔特征参数与WUEL、根冠比与WUEL及光合参数之间的相互关系.结果表明：无性系间WUEL存在差异,这种差异随水分胁迫的加剧而更加显著.无性系间WUEL的差异在4个水分处理下表现出一致性,即WUEL最优的都是J2,其次为J6、J7、J8、J9.高WUEL的J2等无性系其气孔频度、气孔大小、Gs、Tr、Pn和根冠比在所有无性系中都处于适中的位置.它们的上/下表皮气孔数目比大,Pmax、LSP、Ce明显优于对照.Pmax高、LSP高、Ce大,表明高WUEL的J2等无性系光合能力强.Gs、Tr、Pn适中,表明J2等无性系在保证具有高WUEi的同时能保持较强的光合能力.根冠比适中,表明J2等无性系的光合产物在根、冠之间分配合理,能有充足的根系分布保证水分的供应,同时又有较多的光合产物积累在地上部分.气孔特征参数的差异是导致无性系间光合能力和WUEi差异,并最终导致WUEL差异的一个主要因子.气孔频度和气孔大小适中的无性系,其Gs、Tr、Pn适中,WUEi较高;上/下表皮气孔数目比大的无性系则具有较强的光合能力.无性系间WUEL的差异是一系列具有差异的生理参数共同作用的结果,高WUEL的无性系通常光合能力强、WUEi高、根冠比适中.今后工作中选育高WUE的无性系时,除需关注单个生理参数的突出作用外,更应关注生理参数的协同作用.     

南亚热带常绿阔叶林林冠不同部位藤本植物的光合生理特征及其对环境因子的适应

对南亚热带常绿阔叶林中着生在林冠层不同部位的4种藤本植物(白背瓜馥木(Fissistigma glaucescens)、瓜子金(Dischidia chinensis)、蔓九节(Psychotria serpens)和山蒌(Piper hancei))的光合生理生态特性进行比较, 探讨着生在林冠不同部位的藤本植物的光合生理特性随光照、温度、湿度等变化的规律。结果表明, 鼎湖山南亚热带常绿阔叶林微生境由上至下发生了较大变化, 相对于林内, 冠层顶部具有高温、高光强、低湿度的特征。受这些变化的环境因子的影响, 着生在林冠不同部位的藤本植物之间的光合生理特征存在着较大差异: 着生于林冠层中上部的瓜子金和蔓九节的最大净光合速率分别为(2.9 ± 0.6)和(6.3 ± 1.3) μmol CO₂·m^-2·s^-1, 光饱和点为(168.5 ± 83.4)和(231.4 ± 147.8) μmol·m^-2·s^-1, 显著小于位于冠层下部的白背瓜馥木和山蒌的最大净光合速率值(8.9 ± 2.9)和(8.6 ± 2.3) μmol CO₂·m^-2·s^-1以及光饱和点值(491.6 ± 230.8)和(402.3 ± 112.8) μmol·m^-2·s^-1。瓜子金和蔓九节的光补偿点值为(16.1 ± 5.9)和(10.1 ± 5.7) μmol·m^-2·s^-1, 水分利用效率值为(11.5 ± 3.9)和(8.7 ± 1.6) μmol CO₂·mmol^-1 H₂O, 显著大于林内的白背瓜馥木和山蒌的光补偿点值(5.6 ± 1.9)和(5.4 ± 1.7) μmol·m^-2·s^-1以及水分利用效率值(6.7 ± 1.8)和(6.8 ± 1.3) μmol CO₂·mmol^-1 H₂O。这些光合生理指标的变化显示出植物对不同的温度、光照、湿度的适应, 是植物适应环境条件的重要表现。     

接种土壤微生物对铜胁迫下海州香薷生长及光合生理的影响

采用框栽试验方法,模拟Cu胁迫条件下,探讨接种土壤微生物对海州香薷(Elsholtzia splendens)生长和光合生理的影响。结果表明:(1)在Cu胁迫下,海州香薷株数、株高、基径、生物量、茎重比均显著低于对照;与Cu胁迫相比,接种土壤微生物能显著缓解Cu胁迫对海州香薷生长的抑制作用,使植株的株数、株高、生物量、茎重比显著提高。Cu胁迫下,接种土壤微生物均降低了植株体内不同器官Cu含量,茎和叶Cu的累积量显著减少,但对其它器官的Cu含量影响不显著。(2)秋季,各处理的海州香薷的净光合速率(Pn)日变化均呈"单峰"曲线,接种土壤微生物显著提高了Cu胁迫下海州香薷的日均Pn、日均蒸腾速率(Tr),而日均气孔导度(Gs)、日均胞间CO2浓度(Ci)显著降低。(3)Cu胁迫下,接种土壤微生物显著提高了植株的最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU),且使光补偿点(LCP)显著降低。表明接种土壤微生物通过提高光能利用率、利用弱光和碳同化能力来增强光合作用能力及有机物的积累,缓解Cu胁迫对海州香薷的毒害。因此,接种土壤微生物可促进Cu胁迫下海州香薷的生长,在重金属污染土壤的植物修复中具有较好的应用潜力。     

Photosynthesis, Chlorophyll Fluorescence and Within-Canopy Distribution of Epiphytic Ferns in a Mexican Cloud Forest

Abstract: Parameters associated with the photosynthetic performance of eight common epiphytic ferns in a Mexican cloud forest were investigated in relation to the distribution of these species within the canopy. If the substantial microclimatic gradients within tropical forest canopies provide microhabitats exploited by different epiphytic species, we would expect to find correlations between distribution and physiological traits. Maximum rates of CO₂ uptake (A_max) and photon flux densities at light compensation points (LCP) were in the range of shade plants (A_max = 0.6 ‐ 5.2 μmol m^‐2 s^‐1; LCP = 4 ‐ 6.5 μmol m^‐2 s^‐1), but saturation light intensities were more typical for sun plants (270 ‐ 550 μmol m^‐2 s^‐1). A_max and nitrogen content per unit dry weight were correlated with the distribution of the species within the canopy, but LCP, apparent quantum yield and dark respiration were not. When leaves were left to desiccate, the fluorescence yield of dark‐adapted leaves (Y₀) remained high until the relative water content (RWC) had dropped below 30 to 20 %. Fluorescence after short illumination with 200 μmol m^‐2 s^‐1 declined when RWC dropped below 70 to 40 %. After exposure to full sunlight for 1 h, Y₀ of species growing in the outer canopy (Pleopeltis mexicana and Polypodium plebeium) and a plant characteristic of the mid‐canopy (Elaphoglossum petiolatum) recovered better than in species from shadier locations (Trichomanes bucinatum, Asplenium cuspidatum, Phlebodium areolatum). With the exception of Ph. areolatum and a species growing at both exposed and shaded sites (Polypodium puberulum), Y₀ recovered at least partially after a loss of 80 ‐ 96 % of saturation water, with the humidity‐loving filmy fern (T. bucinatum) showing no signs of permanent damage at all. The results suggest that tolerance or avoidance of desiccation and high light may be at least as important in controlling the distribution of the species studied as photosynthetic performance without stress.     

盐碱胁迫对枸杞幼苗生物量积累和光合作用的影响

以内陆高寒区盐碱地重要的经济树种枸杞2年生幼苗为研究对象,采用盆栽控制试验方法,设置50、100、200、300mmol·L~(-1)共4个盐和碱(NaCl和NaHCO3)胁迫浓度,研究盐、碱胁迫对枸杞苗木生长和光合的影响,以明确枸杞幼苗生长的耐盐、碱浓度范围,探讨土壤盐碱含量与土壤水分含量的关系,为不同类型盐碱条件下枸杞的种植和水分管理提供理论依据。结果表明:(1)随着盐碱胁迫浓度的增大,枸杞幼苗根茎叶生物量及叶绿素含量(SPAD)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)等光合作用参数逐渐受到显著抑制,且碱胁迫的抑制作用更强烈;但低浓度(50mmol/L)NaCl胁迫下,枸杞幼苗叶绿素含量和净光合速率并未受到显著影响。(2)在盐碱胁迫条件下,枸杞幼苗的最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(RD)、初始量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)均低于对照,而光补偿点(LCP)高于对照,且随着胁迫浓度的增加,碱胁迫处理下的变幅大于盐胁迫。(3)随着胁迫浓度的增大,影响净光合速率的因素由气孔限制转向非气孔限制的临界值,在盐胁迫下的临界浓度约为200mmol/L,在碱胁迫下的临界浓度约为100mmol/L。(4)按照指标值超过对照组50%标准,经回归分析确定,枸杞耐盐和耐碱阈值分别为(246.3±2.1)mmol/L和(126.7±2.7)mmol/L;在此阈值的基础上,得到土壤含水量与土壤含盐量回归曲线方程。研究认为,枸杞幼苗具有一定的耐盐能力,但过高浓度的盐碱胁迫会损坏其光合结构,降低光环境适应能力和光合作用效率,从而影响其正常生长。