模拟酸雨对青冈光合及叶绿素荧光参数的影响

在重度酸雨(pH 2.5)、中度酸雨(pH 4.0)和弱酸性酸雨(pH 5.6)3个酸雨梯度下,研究地上酸雨、全淋酸雨、土壤酸雨3种处理方式对青冈幼苗叶绿素荧光和光合参数的影响,并以空白为对照.结果表明: 在重度酸雨条件下,地上酸雨处理显著阻碍青冈幼苗叶绿素合成,降低PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、潜在活性(F_v/F_o)和实际光化学量子产量(Y),以及净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)等光合参数,提高光补偿点和暗呼吸速率,全淋酸雨处理下青冈幼苗受到抑制作用其次,而土壤酸雨处理对其有一定的促进作用;中度酸雨和弱酸性酸雨条件下,不同处理方式除暗呼吸速率(R_d)低于对照外,其余均高于对照,并且全淋酸雨＞土壤酸雨＞地上酸雨处理.可见,在重度酸雨条件下,地上酸雨处理对幼苗的抑制作用最强;中度和弱酸性酸雨条件下,全淋酸雨处理对于幼苗的促进作用最强.不同酸雨强度对青冈幼苗叶绿素相对含量(SPAD)、PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、实际光化学量子产量(Y)、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和最大净光合速率(A_max)影响显著,不同酸雨处理方式对幼苗SPAD、F_v/F_m、Y、P_n、T_r、A_max和光饱和点(LSP)影响显著,二者交互作用对SPAD、F_v/F_m、Y、P_n和A_max影响显著.     

短期UV-B辐射对青藏高原美丽风毛菊PSⅡ光化学效率的影响

通过短期增补UV-B辐射模拟试验,研究了青藏高原典型天气(晴天、多云、阴天)下高山植物美丽风毛菊叶片的叶绿素荧光参数变化.结果表明: 随天气由晴变阴,美丽风毛菊叶片暗适应3 min的PSⅡ最大光化学量子效率(F_v/F_m)显著升高,实际PSⅡ光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P)也升高,而非光化学猝灭系数(NPQ)则降低,可见光辐射（PAR）是影响PSⅡ光能转化效率的主要因素.增补UV-B辐射后,3种典型天气下,美丽风毛菊叶片的F_v/F_m和NPQ略有降低,Φ_PSⅡ和q_P略微增加,但对光合气体交换过程没有产生负影响.叶片净光合速率P_n和Φ_PSⅡ的增高趋势与增补UV-B辐射下相对较多的UV-A成分有关,同时也得益于叶片厚度的增加. UV-B辐射对叶片光合机构具有潜在负影响.     

不同浓度Ni、Cu处理对骆驼蓬光合作用和叶绿素荧光特性的影响

以骆驼蓬幼苗为材料,采用盆栽试验研究不同浓度（0、50、100、200、400 mg·kg^-1）Ni、Cu处理对骆驼蓬叶片光合作用、叶绿素荧光特性及生长状况的影响.结果表明： 随着Ni浓度的增加,骆驼蓬幼苗叶片的光合色素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ电子传递量子产率（Φ_PSⅡ）、光化学猝灭系数（q_P）及各项生长指标均呈显著下降趋势,而细胞间隙CO₂浓度（C_i）和非光化学猝灭系数（q_N）呈显著增加趋势,其中P_n的下降主要是由非气孔限制所致;骆驼蓬幼苗叶片的光合色素含量、P_n、G_s、T_r、C_i、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、q_P及各项生长指标均在50 mg·kg^-1 Cu处理时达到峰值,叶绿素a和b、P_n、G_s、T_r、C_i、F_v/F_m及各项生长指标值在100 mg·kg^-1 Cu处理时仍微高于对照,而后随Cu浓度的增加,光合色素含量、P_n、G_s、T_r、C_i、 F_v/F_m、Φ_PSⅡ、q_P及各项生长指标均呈下降趋势,q_N呈增加趋势,其中P_n的下降主要是由气孔限制所致.     

土壤酸度对脂松苗木光合和叶绿素荧光的影响

脂松（Pinus resinosa）是北美东北部地区重要的造林树种之一,2004年在我国东北东部山地引种栽培初步获得成功.为扩大脂松栽培范围,采用盆栽方法研究不同土壤酸度（pH分别为4.5、5.5、6.5、7.5和8.0）对脂松苗木光合和叶绿素荧光参数的影响,确定其适生的土壤酸度范围.结果表明：土壤酸度对脂松苗木针叶叶绿素a、b和叶绿素含量、类胡萝卜素含量、净光合速率(P_n)和荧光参数F_o、F_m、F_v、F_v/F_m、Φ_PSⅡ有显著影响（P<0.05）.pH 5.5处理的叶绿素含量和P_n最高,分别比pH 7.5和8.0 处理增加41%、50%和61%、88%;pH 7.5和8.0处理时最低.pH 5.5时叶绿素荧光参数F_v/F_m和Φ_PSⅡ均最高,分别比pH 7.5和8.0处理增加8%、12%和22%、35%;pH 7.5和8.0时则受到明显抑制.土壤pH值为5.5时最适宜脂松生长.     

潮间带红藻——海萝光合活性对干露胁迫的响应

采用叶绿素荧光技术考察了不同潮汐模式下海萝藻体光合活性的日变化、海萝光合活性与藻体含水量之间的关系以及干露和光照对光合活性的交互影响.结果表明： 早、中、晚潮汐相比,中午潮时最大量子产量(F_v/F_m)下降速度最快.早潮干露初期F_v/F_m下降较慢,随后加快;晚潮干露时F_v/F_m始终较快下降.各种潮汐模式下,F_v/F_m当日基本恢复至初始水平,呈现了可逆的下降,即动态光抑制.F_v/F_m及有效量子产量(Φ_PSⅡ)随含水量的降低而下降,当含水量低于90%时,F_v/F_m和Φ_PSⅡ下降迅速,但含水量6%左右的藻体重新浸没后仍能恢复光合作用,即通常情况下可以耐受72 h的干露,具有很强的干露耐受能力.藻体含水量（TWC）与F_v/F_m及Φ_PSⅡ的函数关系为：F_v/F_m=0.68+(0.0044-0.68)/\[1+(TWC/66.96)⁵\],R²=0.99;Φ_PSⅡ=0.585+(0.004-0.585)/\[1+(TWC/73)¹⁰\],R²=0.99.方差分析结果进一步显示,光强和干露交互作用对藻体光合活性影响显著,随光照增强和干露时间延长光抑制程度增大,强光(1000 μmol pho·m^-2·s^-1)和长时间干露(6 h)叠加时,藻体光合活性降低程度最大,完全恢复所需时间最长.     

外源Ca2+对高温强光下西葫芦幼苗形态特征、光合特性及荧光参数的影响

选用西葫芦(Cucurbita pepo)品种“阿兰”一代为试验材料,研究了外源Ca²⁺处理对高温强光交叉胁迫下西葫芦幼苗生长特征、光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明：高温强光胁迫下,5～20 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的西葫芦幼苗具有较高的株高和较大的叶面积,其叶绿素、类胡萝卜素含量及光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P)均较高,而胞间CO₂浓度（C_i）和非光化学猝灭系数（NPQ）较低,其中以10 mmol·L^-1Ca²⁺处理效果最好.说明5～20 mmol·L^-1Ca²⁺处理能有效缓解高温强光对西葫芦光合机构的不可逆伤害,使其保持较快的光合电子传递速率和较高的PSⅡ电子传递活性.Ca²⁺处理浓度超过40 mmol·L^-1时对高温强光胁迫没有缓解效应.     

施氮和大气CO2浓度升高对小麦旗叶光合电子传递和分配的影响

采用开顶式气室盆栽培养小麦,设计2个大气CO₂浓度（正常：400 μmol·mol^-1;高：760 μmol·mol^-1）、2个氮素水平（0和200 mg·kg^-1土）的组合处理,通过测定小麦抽穗期旗叶氮素和叶绿素浓度、光合速率（P_n）-胞间CO₂浓度（C_i）响应曲线及荧光动力学参数,来测算小麦叶片光合电子传递速率等,研究了高大气CO₂浓度下施氮对小麦旗叶光合能量分配的影响.结果表明：与正常大气CO₂浓度相比,高大气CO₂浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,高氮处理的小麦叶片叶绿素a/b升高.施氮后小麦叶片PSⅡ最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ反应中心最大量子产额（F_v′/F_m′）、PSⅡ反应中心的开放比例（q_p）和PSⅡ反应中心实际光化学效率（Φ_PSⅡ）在大气CO₂浓度升高后无明显变化,虽然叶片非光化学猝灭系数（NPQ）显著降低,但PSⅡ总电子传递速率（J_F）无明显增加;不施氮处理的F_v′/F_m′、Φ_PSⅡ和NPQ在高大气CO₂浓度下显著降低,尽管F_v/F_m和q_P无明显变化,J_F仍显著下降.施氮后小麦叶片J_F增加,参与光化学反应的非环式电子流传递速率(J_C)明显升高.大气CO₂浓度升高使参与光呼吸的非环式电子流传递速率(J₀)、Rubisco氧化速率（V₀）、光合电子的光呼吸/光化学传递速率比（J₀/J_C）和Rubisco氧化/羧化比（V₀/V_C）降低,但使J_C和Rubisco羧化速率（V_C）增加.因此,高大气CO₂浓度下小麦叶片氮浓度和叶绿素浓度降低,而增施氮素使通过PSⅡ反应中心的电子流速率显著增加,促进了光合电子流向光化学方向的传递,使更多的电子进入Rubisco羧化过程,P_n显著升高.     

高温胁迫下外源NO对高灌蓝莓PSⅡ光化学活性和抗氧化系统的影响

以高灌蓝莓品种‘都克’试管苗移栽到田间6个月的植株为试材,研究了高温胁迫条件下,外源一氧化氮(NO)对高灌蓝莓幼苗生长、PSⅡ光化学活性和抗氧化系统的影响.结果表明:0.2、0.5和1.0 mmol·L^-1外源NO供体硝普钠(SNP)处理显著减缓了高温胁迫对高灌蓝莓光合系统Ⅱ(PSⅡ)的抑制,高灌蓝莓PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学猝灭系数(q_P)和非光化学猝灭系数(NPQ)下降缓慢,使光合机构免受高温胁迫的伤害;叶片质膜透性和丙二醛含量降低,而超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性升高,从而促进了脯氨酸的积累.适当浓度的SNP能显著缓解高温胁迫对高灌蓝莓植株的伤害,其中0.5 mmol·L^-1 SNP的缓解效果最好.     

茉莉酸甲酯对干旱及复水条件下烤烟幼苗叶绿素荧光特性的影响

以烤烟品种“龙江911”为试验材料,研究了干旱及复水过程中外源茉莉酸甲酯(MeJA)对移栽后烤烟幼苗叶绿素含量和叶绿素荧光特性的影响.结果表明： 干旱下烤烟幼苗叶绿素含量、PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量(F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、表观电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(q_P)下降,而初始荧光(F_o)和非光化学猝灭系数(q_N)升高,0.2和0.5 mmol·L^-1的外源MeJA明显减缓了干旱下烤烟幼苗F_v/F_m、F_v/F_o、Ф_PSⅡ、ETR、q_P的下降和q_N的上升,而1.0 mmol·L^-1 MeJA效果不明显.复水后,烤烟幼苗各项叶绿素荧光指标均有明显恢复,并且MeJA处理后的幼苗恢复更明显.表明外源MeJA减轻了干旱胁迫下烤烟叶片叶绿素的分解,对PSII反应中心起到一定的保护作用,提高了电子传递速率,降低了干旱胁迫对烤烟幼苗的伤害,并且复水后叶绿素含量和叶绿素荧光参数能迅速恢复,从而保证了经干旱胁迫后烤烟幼苗能迅速缓苗.     

干旱和复水对文冠果生长及生理生态特性的影响

以文冠果2年生盆栽苗为材料,以21.8%～23.7%土壤含水量为对照,设置轻度干旱(14.3%～16.2%)、中度干旱(10.6%～12.5%)和重度干旱(6.8%～8.7%)3个干旱胁迫,研究干旱和复水对文冠果生长及生理生态特性的影响.结果表明: 随着干旱胁迫的加剧,文冠果单株干质量、株高、基径、叶数和叶面积减小,主根和一级侧根长度增加;文冠果叶片气体交换各参数均逐渐降低,在10:00-14:00,净光合速率(P_n)的大小主要受气孔因素影响,14:00以后影响P_n的主要因素是非气孔因素;中度干旱和重度干旱胁迫下,文冠果对CO₂利用效率显著提高.随着干旱胁迫的加剧,PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ最大光化学量子产量(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、表观电子传递效率(ETR)和实际光化学量子产量(Ф_PSⅡ)逐渐减小,非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐增大,复水后变化相反.复水后第8天,F_v/F_o、F_v/F_m、q_P、ETR、Ф_PSⅡ显著高于各胁迫处理第30天.随着干旱胁迫的加剧,超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性升高,过氧化氢酶活性降低,丙二醛含量增加,复水后变化相反.复水后各干旱胁迫处理根系活力明显升高.文冠果有极强的适应极度干旱环境的能力,可以作为能源或园林植物在华北园林绿化中广泛应用.     

γ-氨基丁酸（GABA）对低氧胁迫下甜瓜幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液水培方法,研究了低氧胁迫下外源γ-氨基丁酸（GABA）对甜瓜幼苗光合色素含量、光合作用及叶绿素荧光参数的影响.结果表明：低氧胁迫导致甜瓜幼苗光合色素含量显著下降,光合作用降低;外源GABA能显著提高正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、CO₂羧化效率、最大光化学效率、光化学猝灭系数、表观光合电子传递速率和PSⅡ光合电子传递量子效率,而气孔限制值、初始荧光和非光化学猝灭系数显著降低,GABA在低氧胁迫下的提高效果更明显;同时添加GABA和GABA转氨酶抑制剂γ-乙烯基-γ-氨基丁酸（VGB）处理显著降低了低氧胁迫下GABA对甜瓜幼苗光合特性的缓解效果.     

交替呼吸途径对CuCl2胁迫下菜豆叶片光系统Ⅱ的保护作用

以“农普”12号菜豆幼苗为材料,采用1mmol·L^-1的水杨基氧肟酸（SHAM）抑制交替呼吸途径活性,探讨了在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径对菜豆幼苗叶片光系统Ⅱ的保护作用。结果表明,随着CuCl₂胁迫浓度的增加,菜豆幼苗叶片潜在最大光化学效率F_v/F_m、光适应下叶片的最大光化学效率F_v'/F_m'、PSⅡ的实际光化学效率Y（Ⅱ）以及光化学猝灭系数qP、叶绿素含量均呈下降趋势,而非光学猝灭系数NPQ和交替呼吸途径的容量水平则呈上升趋势。较之在CuCl₂处理下的菜豆幼苗,用交替呼吸途径抑制剂预处理后的菜豆再置于CuCl₂的胁迫下,则会导致F_v/F_m、F_v'/F_m'、Y（Ⅱ）、qP以及叶绿素含量的进一步下降和NPQ的进一步上升。上述观察表明,在CuCl₂胁迫下交替呼吸途径可以缓解PSⅡ光化学效率的下降、维持PSⅡ反应中心的开放程度、减少天线色素的热耗散以及缓解叶绿素含量的降低,从而保护菜豆叶片光系统Ⅱ免受CuCl₂胁迫的伤害。     

不同覆膜集雨种植方式对旱地玉米叶绿素荧光特性、产量和水分利用效率的影响

于2007-2012年在黄土旱塬采用田间试验,比较了双垄面全膜覆盖沟播、双垄面半膜覆盖沟播、垄盖膜际播种和露地平播下,玉米叶绿素荧光动力学参数、产量和水分利用效率的差异.结果表明： 全膜双垄沟播玉米叶片荧光产量(F_o)、最大荧光(F_m)、PSII最大光化学量子产量(F_v/F_m)、光适应状态下PSⅡ反应中心完全开放时的荧光强度(F)、光适应状态下
PSⅡ反应中心完全关闭时的荧光强度(F_m′)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光合电子传递速率(ETR)、叶绿素荧光光化学猝灭(q_P)、非光化学猝灭(q_N)等玉米叶片叶绿素荧光参数日变化值均高于对照(露地平播),1-q_P值低于对照,在13:00时,全膜双垄沟播处理叶绿素荧光参数值与对照差异显著,依次较对照增加5.3%、56.8%、10.7%、36.3%、23.6%、56.7%、64.4%、45.5%、23.6%,1-q_P值较对照低55.6%.无论是在干旱、平水、丰水年份,还是冰雹灾害年份,全膜双垄沟播产量和水分利用效率均最高.2007-2012年6年间全膜双垄沟播平均产量和水分利用效率分别为12650 kg·hm^-2和40.4 kg·mm^-1·hm^-2,分别比对照提高57.8%和61.6%,显著高于双垄面半膜覆盖沟播和垄盖膜际播种.表明全膜双垄沟播显著提高了玉米叶片光能转化效率,提升了旱作区玉米的生产能力,是进一步挖掘降水利用潜力和高产田创建的有效途径.