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。     

桂林喀斯特石山50种常见植物叶片光合特性

选取桂林喀斯特石山生境中常见的50种植物为研究对象,分别测定叶片单位面积最大净光合速率（A_area）、单位质量最大净光合速率（A_mass）、气孔导度（Gs）、水分利用效率（WUE）、胞间/环境CO₂浓度比值（Ci/Ca）和蒸腾速率（Tr）等光合特性指标,探讨不同物种光合特性的差异以及光合特性之间的内在联系,以此探究不同植物适应喀斯特石山生境所表现出的光合生理特性。结果表明,50种植物叶片A_area,A_mass,Gs,WUE,Ci/Ca和Tr的平均值分别为8.35 μmol m^-2 s^-1,110.98 nmol g^-1 s^-1,0.10 mol m^-2 s^-1,94.84 μmol/mol,0.57和2.37 mmol m^-2 s^-1;方差分析表明,不同物种之间在A_area,A_mass,Gs,WUE,Ci/Ca和Tr之间存在显著差异。Pearson相关性分析表明,表征50种常见植物叶片光合特性的6个指标相关性除Ci/Ca与A_area和A_mass,WUE与A_mass不一致外,其他指标两两之间相关性均表现为一致性,其中Gs与Ci/Ca呈极显著的正相关。主成分分析表明,在6个光合特性指标中,Gs和Ci/Ca可作为反映喀斯特石山植物适应生境的重要光合指标,主要表征对水分条件的敏感程度以及耐旱性强弱,同时反映了植物叶片光合速率大小,用于衡量植物对喀斯特生境的生理生态适应性。基于Gs和Ci/Ca进行聚类分析表明,50种植物划分为3类：即中等Gs较高Ci/Ca型,较低Gs较高Ci/Ca型和较低Gs,Ci/Ca型。本研究表明,喀斯特生境植物在生理生态方面所表现出的适应策略主要为对资源利用方式及抵御外界不利环境的适应策略,这为后续选择物种加速植被恢复演替进程提供了参考。     

油蒿叶片资源利用效率变化及其影响因素

植物资源(光、氮、水分)利用效率是反映生态功能适应气候变化的关键指示,然而鲜有研究综合考虑植物资源利用效率间的相对变化及其调控机制。选取宁夏盐池毛乌素沙地优势物种油蒿(Artemisia ordosica)为研究对象,于2017-2019年生长季对油蒿光合生理参数和环境因子进行原位监测,实验室测定叶片比叶面积(SLA)和叶氮含量(LNC),分析叶片光利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)、氮利用效率(NUE)的相对变化特征及其生物和非生物影响因子,探讨油蒿叶片资源利用效率对环境的响应。结果显示:油蒿LUE和NUE的季节变化趋势基本一致,两者呈正相关(R²=0.17;P<0.01),且皆与WUE季节变化不同,无显著关系(P>0.05),WUE波动幅度最高(CV=48%),NUE最低(CV=39%);研究期间LUE、WUE和NUE月均值基本在夏季出现高峰值,分别为0.12 mol/mol,104.02 μmol/mol和11.49 μmol g^-1 s^-1。土壤含水量(SWC)>0.09 m³/m³,叶片资源利用效率不受其影响,而SWC<0.09 m³/m³,WUE和SWC关系为二次函数;SWC调节土壤氮含量(N_soil)和光合有效辐射(PAR)对叶片资源利用效率的影响。叶片资源利用效率与LNC无显著相关性;SLA与LUE显著负相关(P<0.01),与NUE显著正相关(P<0.01),与WUE相关性不显著(P>0.05)。LUE主要受SLA和N_soil影响,NUE主要受SLA和SWC影响,SWC和N_soil还可通过SLA和LNC间接影响LUE和NUE。结果表明水分和土壤氮含量是限制油蒿叶片资源利用效率的主要非生物因子,比叶面积则是调控其资源利用效率的关键生物因子,是深入探究荒漠植物群落对环境响应策略的重要补充。     

Guaduaamplexifolia光合季节动态

为了解国外引进的优良材用竹种Guadua amplexifolia在引种地福建省华安县的光合适应性,在自然条件下测定该竹种不同季节的光合及相关特征参数,并对不同季节的光合生理参数及其主要环境影响因子进行相关分析和通径分析。结果表明:其光响应特征参数具有明显的季节性差异,光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、光下暗呼吸速率(Rd)、最大净光合速率(Pn_max)均是7月最高,4月和10月次之,1月最低; 四个季节的净光合速率(Pn)日变化均呈双峰型,其中4月“午休”不明显; 日均净光合速率4月>7月>10月>1月; 除空气相对湿度(RH)外,蒸腾速率(Tr)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、饱和水汽压差(VPD)、光合有效辐射(PAR)、叶片温度(Tleaf)等生理因子和环境因子均与净光合速率(Pn)显著相关; 不同季节Pn的主要环境影响因子有所差异,1月Tleaf为Pn最大的环境影响因子,而10月RH的影响则明显增大。综合分析整个生长季节,各测定环境因子对Pn的影响大小顺序为VPD>PAR>RH>Tleaf。     

香樟凋落叶分解过程对两种间作作物生长和光合特性的影响

采用盆栽试验方法,探讨了香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶不同土壤添加水平(0 g/盆为CK、25 g/盆、50 g/盆,100 g/盆)对受体作物小白菜(Brassica chinensis)、莴笋(Lactuca sativa)幼苗生长和光合特性的影响。结果显示:(1)香樟凋落叶分解对两种作物的地径、株高、生物量、叶片数和叶面积均有明显的抑制作用,且抑制效应随凋落叶添加量的增加而增强,但随着分解时间的延长其抑制作用逐渐减弱甚至表现为促进作用。(2)香樟凋落叶分解对两种作物的光合色素含量均有明显的抑制效应,并随凋落叶添加量的增加抑制作用增强,且持续时间延长。(3)经凋落叶处理的两种作物叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、水分利用率(WUE)总体上均低于CK,而胞间CO₂浓度(C_i)在各凋落叶处理下均高于CK。(4)随着土壤中凋落叶量的增加,两种作物在光饱和以及CO₂饱和状态下的最大净光合速率(P_{n max})、表观量子效率(AQY)、羧化速率(CE)、光呼吸速率(R_p)和暗呼吸速率(R_d)均不断下降,而光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、CO₂饱和点(CSP)、CO₂补偿点(CCP)因受体作物的不同,表现出不同的变化趋势。研究表明,土壤中香樟凋落叶分解释放的化感物质,能通过降低受体作物的光合色素合成和光合能力,限制其营养生长,最终影响生物量积累;相对于莴笋,小白菜对香樟凋落叶分解产生的化感胁迫效应具有更强的耐受性,可能更适宜在香樟林间种植。     

基于光合参数探讨四种藓类作水族箱植物的应用潜力

水生藓类植物适宜作为水簇箱植物,许多半水生藓类植物同样能够生长于水体环境中。中国东部地区的水生藓类植物种类不多,陆生藓类植物能否应用于水族箱中?为了回答这一问题,需要阐明陆生藓类植物对水体环境的适应能力。该研究测定了匐枝青藓(Brachythecium procumbens),弯叶灰藓(Hypnum hamulosum)、 白发藓(Leucobryum glaucum)和虎尾藓(Hedwigia ciliata)在与它们的自然生境相似条件下以及沉水环境下的光合参数,并应用直角双曲线模型拟合了它们的光-光合响应曲线。结果表明:这四种藓类植物在最大净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)上存在很大差异。它们的最大净光合速率、光饱和点和光补偿点的变异范围分别为122.575～19.099 μmol CO₂·kg^-1 DW·s^-1、1 166.00～670.030 μmol·m^-2·s^-1和85.000～5.3 μmol·m^-2·s^-1。在沉水环境中生长30 d后,匐枝青藓、弯叶灰藓和白发藓的最大净光合速率分别是对照的110.78%、80.84%和109.63%,说明在实验周期里这三种藓类植物能够在水体环境中生存,而虎尾藓在水体中浸泡20 d后,其最大净光合速率仅为对照的5.25%,反映出该种植物并不适应水体环境。综上可知,四种藓类植物的光合速率与其形态结构和原生境条件有很大的关系,虽然匐枝青藓、弯叶灰藓和白发藓主要分布于陆生环境,但作为水族箱植物也具有一定的应用潜力。     

早春短命植物鸢尾蒜和准噶尔鸢尾蒜的光合途径

该研究以鸢尾蒜属两种早春短命植物准噶尔鸢尾蒜(Ixiolirion songaricum)和鸢尾蒜(Ixiolirion tataricum)为对象,通过解剖结构、光合参数、稳定碳同位素比值(δ¹³C)和光合关键酶活性分析二者的光合途径。结果发现：(1)显微结构和超微结构显示,两种短命植物的叶脉维管束鞘细胞1层、排列较紧密,鞘细胞内含有较多叶绿体且多离心分布,类似C₄花环结构。(2)准噶尔鸢尾蒜和鸢尾蒜最大净光合速率分别为14.81和15.04 μmol·m^-2·s^-1;两者的CO₂补偿点较低,分别为3.57和2.54 μmol·mol^-1,δ¹³C分别为-25.36±0.55‰和-25.76±1.38‰,光合酶PEPC/Rubisco比值分为别0.244和0.322。(3)最大净光合速率、δ¹³C和PEPC/Rubisco比值均说明两种植物为C₃光合途径,但二者均具有类似C₄的维管束鞘结构、较低的CO₂补偿点和暗呼吸速率,并具有高于部分C₃和C₃ C₄中间型植物的PEPC/Rubisco比值,表明两种短命植物的光合途径并非典型的C₃途径,而是C₃ C₄中间型。     

氮沉降和刈割条件下羊草光响应模型比较及响应特性

草地覆盖全球陆地面积的40%左右,在全球碳循环中发挥着重要作用。近年来,人类活动,如化石燃料燃烧和畜牧业的发展显著增加了氮在全球环境中的沉积。草地管理方式（如刈割）在介导氮沉降对草地植物的影响方面具有重要作用。因此,筛选合适的模型对光响应过程进行拟合并计算相关参数对研究植物光合特性具有重要意义。依托6种氮添加（NH₄NO₃）梯度和两种草原管理方式（刈割和不刈割）交互处理的野外控制实验,利用Li-6400便携式光合作用系统测定上述实验平台的优势种羊草（Leymus chinensis）的光合作用-光响应过程。采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型4种光响应模型对羊草光响应曲线进行拟合,从参数拟合效果和模型拟合优度筛选氮添加和刈割条件下羊草的最佳拟合模型并分析羊草的光合特性。结果表明：指数模型对表观量子效率（α）、光饱和点（LSP）和最大净光合速率（P_nmax）具有较好的参数拟合效果,非直角双曲线模型的模型拟合优度最好。在所有处理中,羊草均未表现出明显的光抑制现象,具有一定的光合潜力和适应环境变化的能力。适度氮添加和刈割处理能提高羊草净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、P_nmax、α和LSP等,提升了羊草的光能利用率并拓宽了光强利用范围,但过度氮添加并不能进一步提高光合能力。综上,指数模型和非直角双曲线模型较适用于氮添加和刈割条件下羊草的光响应曲线拟合,施氮浓度为20 g N m^-2 a^-1并刈割是最有利于提高羊草光合能力的草原管理措施。探讨了不同氮添加浓度和刈割处理对优势种羊草的交互影响,从光合作用角度分析羊草的适应机制,将对未来全球氮沉降增加情况下的草地管理方案提供科学依据。     

巴郎山大叶醉鱼草叶片非结构性碳水化合物和氮分配的海拔响应

为深入认识和探讨植物对环境变化的生理生态响应和适应,以分布在川西巴郎山的大叶醉鱼草(Buddleja davidii)为研究对象,沿海拔梯度对植物叶片中非结构性碳水化合物(NSC)、可溶性糖和淀粉含量,氮含量和氮分配比例(光合系统氮分配比例P_P、细胞壁氮分配比例P_CW和其他组分氮分配比例P_other)等参数进行对比分析,探讨其沿海拔的变化趋势,以及叶片NSC、可溶性糖和淀粉含量与氮分配间的相关关系。结果显示：大叶醉鱼草叶片NSC、可溶性糖、淀粉和单糖含量随海拔的升高而增加,而可溶性糖/淀粉比值未发生显著变化,表明高海拔较高的NSC含量的累积是由可溶性糖和淀粉含量共同决定的,而可溶性糖含量的增加主要由单糖含量的变化引起。叶片氮含量和P_P在海拔间差异不显著,但P_CW和P_other分别随海拔升高而降低和升高。此外,随海拔升高,叶片NSC/N比值随之增加,这主要归因于随海拔升高而增加的NSC含量而非海拔间差异不显著的氮含量。NSC含量和可溶性糖含量均与P_other显著正相关,说明叶片P_other和NSC含量的累积共同用于提高大叶醉鱼草在高海拔恶劣环境下的适应性。     

3种荒漠植物光合及叶绿素荧光对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

利用盆栽试验结合人工浇水后自然耗水的方法测定干旱胁迫对梭梭、白刺、沙蒿3种荒漠植物叶片水分、光合及叶绿素荧光参数的影响,探讨各指标在干旱胁迫过程中的变化特征、响应机制及其与土壤水分的定量关系,并用隶属函数法对其进行抗旱性排序。结果表明：(1)3种植物叶片相对含水量(RWC)随干旱胁迫天数增加持续降低,最大水分亏缺(RWD)呈波动式上升趋势。(2)3种植物总叶绿素含量(Chl)和叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)含量,以及梭梭、白刺类胡萝卜素含量均随胁迫天数增加而降低;沙蒿类胡萝卜素随土壤含水率降低逐渐升高。(3)梭梭、白刺、沙蒿叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)等主要光合气体交换参数对土壤水分表现出明显的阈值响应,适宜的土壤含水率分别为8.04%～19.33%、4.17%～19.10%、6.48%～17.51%。(4)3种植物 PSⅡ最大光化学效率(Fv/F_m)、实际光化学效率(F_v′/F_m′)及光化学淬灭系数(qP)均随干旱胁迫天数增加和光照强度增大而降低,非光化学淬灭系数(NPQ)则呈逐渐上升趋势;干旱胁迫中后期,梭梭、沙蒿的F_v/F_m及F_v′/F_m′均下降,光合机构光合活性遭到破坏,电子传递受阻,PSⅡ反应中心受损,表现出光抑制,而白刺调节自身PSⅡ反应中心免受伤害的能力较强。(5)隶属函数法综合分析表明,3种植物耐旱能力大小依次为白刺>梭梭>沙蒿。研究发现,3种荒漠植物均可通过调节 PSⅡ反应中心开放程度与活性,对干旱胁迫表现出较强的耐性,胁迫后期植物PSⅡ反应中心关闭或不可逆失活,表现出光抑制。     

异质光环境下克隆整合对白夹竹光合氮分配格局的影响

采用盆栽试验,以单轴散生型竹类植物——白夹竹(Phyllostachys bissetii)克隆片段为对象,使近端分株处于自然光照环境,远端分株处于遮荫环境中,对根状茎作切断或不切断处理,研究克隆整合对远端分株和近端分株光合氮分配格局的影响。结果表明:(1)根状茎保持连接的远端分株较根状茎切断的远端分株具有更高的最大净光合速率、叶片氮含量、光合色素含量、叶片光合氮分配系数。(2)相对根状茎切断处理,根状茎保持连接的远端分株将更多的氮分配到光合系统的羧化系统、生物力能学组分,而分配至捕光系统组分的比例较小。(3)比较处于自然光照条件的近端分株,比叶重、叶片氮含量等并没有因根状茎切断与否表现出显著性差异,根状茎连接的近端分株部分指标甚至高于根状茎切断的近端分株。研究认为,克隆整合作用影响处于遮荫环境的白夹竹远端分株的光合氮分配格局,使得处于遮荫生境中的克隆分株依旧维持较高的光合能力,保证了处于逆境条件下克隆分株的生存与生长。     

Pigment estimations and photosynthesis of Ruppia drepanensis Tin. ex Guss. in a hypersaline environment

We collected the ephemeral macrophyte Ruppia drepanensis Tin. ex Guss. from the athalassic shallow lake Fuente de Piedra (Málaga. Southern Spain). This lake, situated in an endorheic basin, shows great seasonal changes in depth and Total Dissolved Solids (TDS).Dissolved oxygen evolution studied in the laboratory at 17 different photon flux densities (PFD) showed a maximum rate of photosynthesis of 0.55 mg C g dry wt^–1 h^–1, a light compensation point at 86 µE m^–2 s^–1 and a saturation point at 333 µE m^–2 s^–1. A moderate photoinhibition (\ = 1.68 10^–4) was found above 695 µE m^–2 s^–1.Estimates of pigment concentrations revealed 10 times more carotenoids than chlorophyll.The adaptation of the plants to high irradiances and to the particular features of their hypersaline environment are discussed.     

锥栗不同树体结构对光的响应

为探讨锥栗树体结构与光能利用的关系,从而为栗园标准化管理及优质丰产栽培提供科学依据,以8年生华栗4号锥栗为试材,研究了锥栗不同树体结构的相对光照强度、光合作用及叶绿素荧光参数,阐述了不同树体结构对锥栗光合性能及产量的响应。研究结果表明:(1)3种锥栗树形(开心形、小冠疏层形及自然圆头形)树体的净光合速率日变化(P_n)呈双峰曲线型峰值均出现在10:00,次峰值均在14:00,其中以开心形树体10:00的P_n最大为9.97μmol m~(-2)s~(-1);(2)锥栗不同树体结构的光合参数差异显著,开心形锥栗树体叶片的最大光合速率和光饱和点显著高于其他处理,而光补偿点和暗呼吸速率显著低于小冠疏层形和对照处理,表明开心形树体的光合性能较强;(3)叶绿素荧光参数显示开心形锥栗树体电子传递速率(ETR)显著高于其它两种树形及对照;(4)锥栗不同树体结构光合性状与产量的相关分析表明单株产量与P_n、蒸腾速率(G_s)、PSⅡ潜在光化学效率(F_v/F_0)、ETR及叶绿素含量呈极显著正相关。综上,开心形锥栗树体在光能利用效率方面优于自然圆头形和小冠疏层形有利于锥栗增产。     

Comparison of photosynthetic activity of <Emphasis Type="Italic">Orychophragmus violaceus</Emphasis> and oil-seed rape

Orychophragmus violaceus, Brassica campestris cv. Chuanyou No.8, and Brassica juncea cv. Luzhousileng diurnal changes of net photosynthetic rate (P _N) and activities of carbonic anhydrase (CA) of leaves were studied. One uni-modal curve occurred at the diurnal changes of P _N in O. violaceus, but bimodal curves were found in B. campestris and B. juncea. Thus photosynthetic midday depression was not found in O. violaceus but in both Brassica species. Midday depression of P _N in O. violaceus was not related to high temperature or low humidity at midday but to the activity of CA.     

干旱胁迫对黑果枸杞幼苗光合特性的影响

以当年生黑果枸杞幼苗为试验材料,通过称重控水的方法设置对照(土壤含水量为32.96%~35.35%)、轻度干旱胁迫(土壤含水量为21.18%~22.32%)、中度干旱胁迫(土壤含水量为12.20%~13.82%)和重度干旱胁迫(土壤含水量为7.89%~8.73%)4个水分梯度,研究了干旱胁迫对黑果枸杞叶片光合色素、光合特性、叶绿素荧光特性的影响,以揭示黑果枸杞对干旱胁迫的适应能力和适应机制。结果显示:(1)随着干旱胁迫强度的增加,黑果枸杞幼苗叶片叶绿素含量、类胡萝卜素含量均呈显著下降趋势。(2)黑果枸杞幼苗叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)在中度和重度干旱胁迫下显著下降;其胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用效率(WUE)随干旱胁迫强度的增加而逐渐增加,而气孔限制值(L_s)随干旱胁迫强度的增加而逐渐降低。(3)随着土壤含水量的降低,黑果枸杞幼苗叶片初始荧光(F_0)和非光化学猝灭系数(q_N)逐渐增加,而其最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))和光化学猝灭系数(q_P)均逐渐降低。研究表明,在干旱胁迫条件下,黑果枸杞叶片过多的能量以热的形式被耗散,反应中心开放程度降低,从而避免PSⅡ反应中心受到损伤,表现出一定的耐旱性;黑果枸杞生长所允许的最大土壤水分亏缺为7.89%,维持黑果枸杞具有较高的WUE和P_n的土壤水分阈值为12.20%~13.82%。     

干旱胁迫下油橄榄品种光合特性研究

为揭示油橄榄(Olea europaea L.)耐旱性与光合特性之间的关系,以筛选出的适宜于半干旱川西南地区种植的7个引进油橄榄品种为供试材料,采用盆栽模拟干旱胁迫的方法,研究持续干旱胁迫对其光合特性的影响。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度加剧,7个油橄榄品种叶片相对含水量均显著降低,至干旱胁迫后期(25d),各品种叶片均出现大幅失水,其中品种‘科拉蒂’失水率最高(45.79%),而品种‘小苹果’失水率最低(25.52%),说明‘小苹果’叶片在干旱胁迫下较其他油橄榄品种具有更高保水能力。(2)随着干旱胁迫程度加剧,7个油橄榄品种叶片光合色素含量均不同程度降低,表明光合色素分解量大于合成量;干旱胁迫持续25d时,品种‘豆果’的叶绿素a和叶绿素b含量下降幅度最大(P0.05),品种‘皮削利’类胡萝卜素含量下降幅度最大(P0.05),而品种‘小苹果’叶绿素a含量下降幅度最小。(3)随着干旱胁迫的持续进行,各油橄榄品种叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均不同程度降低,而水分利用效率(WUE)则呈上升趋势;干旱胁迫期间,品种‘佛奥’的Pn、Tr和Ci以及‘皮削利’的Gs降幅均高于其他品种,而‘小苹果’的Pn、Gs和Ci降幅均为最小且WUE上升幅度最大。研究发现,在持续干旱胁迫条件下,油橄榄幼苗叶片均大幅失水,光合色素结构被破坏、色素分解、含量降低,同时气孔关闭蒸发减少,光合作用减弱,而供试油橄榄品种中‘小苹果’对干旱胁迫的适应性最强,适宜于在半干旱的川西地区种植。     

荒漠区植物雾冰藜光合特性对混合盐碱胁迫的响应

通过将两种中性盐(NaCl、Na_2SO_4)和两种碱性盐(Na_2CO_3、Na HCO_3)按不同比例混和,分别模拟出不同程度的盐、碱胁迫条件,研究了荒漠区植物雾冰藜光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数对混合盐碱胁迫的响应。研究结果表明,在所模拟的均匀覆盖了总盐度50—250 mmol/L,pH 7.10—10.19范围内的30种盐碱胁迫条件下,雾冰藜的叶绿素a含量(Chla)、叶绿素b含量(Chlb)、类胡萝卜素含量(Caro)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2摩尔分数(C_i)、蒸腾速率(T_r)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F_0)、PSⅡ原初反应的最大量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ电子传递量子效率(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数(q P)等指标均在对照组(CK)下最高,且均随处理溶液盐浓度及p H的升高而下降,各处理组与对照组间存在显著差异(P0.05);稳态荧光(F_s)随处理溶液盐浓度及pH的升高先降低,后呈"M"型变化趋势,即先升高后降低,再升高再降低;水分利用效率(WUE)和非光化学猝灭系数(NPQ)随处理溶液盐浓度及p H的改变未呈现规律性变化趋势。盐分组成离子与上述各光合特征指标的相关系数表明,盐分组成对雾冰藜光合色素和气体交换参数的抑制作用表现为:Na_2CO_3Na HCO_3NaClNa_2SO_4,而对叶绿素荧光参数的影响较为复杂。研究表明,盐碱生境对雾冰藜光合系统造成了一定的伤害,但其可以通过相应的生理反应降低损伤的程度。     

The Influence of Previous Irradiance on Photosynthetic Induction in Three Species Grown in the Gap and Understory of a Fagus Crenata Forest

Photosynthetic induction responses to a sudden increase in photosynthetic photon flux density (PPFD) from lower background PPFD (0, 25, 50, and 100 mol m^–2 s^–1) to 1 000 mol m^–2 s^–1 were measured in leaves of Fagus crenata, Acer rufinerve Siebold & Zucc., and Viburnum furcatum growing in a gap and understory of a F. crenata forest in the Naeba mountains. In the gap, A. rufinerve exhibited more than 1.2-fold higher maximum net photosynthetic rate (P _Nmax) than F. crenata and V. furcatum. Meanwhile, in the understory F. crenata exhibited the highest P _Nmax among the three species. The photosynthetic induction period required to reach P _Nmax was 3–41 min. The photosynthetic responses to increase in PPFD depended on the background PPFD before increase in PPFD. The induction period required to reach P _Nmax was 2.5–6.5-fold longer when PPFD increased from darkness than when PPFD increased from 100 mol m^–2 s^–1. The induction period was correlated with initial P _N and stomatal conductance (g _s) relative to maximum values before increase in PPFD. The relationship was similar between the gap and the understory. As the background PPFD increased, the initial P _N and g _s increased, indicating that the degrees of biochemical and stomata limitations to dynamic photosynthetic performance decreased. Therefore, photosynthetic induction responses to increase in PPFD became faster with the increasing background PPFD. The differences in time required to reach induction between species, as well as between gap and understory, were mainly due to the varying of relative initial induction states in P _N and g _s at the same background PPFD.     

Photosynthetic characteristics of dipterocarp species planted on degraded sandy soils in southern Thailand

To elucidate whether dipterocarp species, dominant late-successional species of tropical forests in Southeast Asia, actually have a disadvantage when planted on open site in terms of their photosynthetic characteristics, we investigated photosynthesis in dipterocarp seedlings planted in the open on degraded sandy soils in southern Thailand. These species were compared with seedlings of Acacia mangium Willd., a fast-growing tropical leguminous tree, which is often planted on degraded open site in Southeast Asia. The dipterocarp seedlings had an irradiance-saturated net photosynthetic rate (P _N), stomatal conductance (g _s), carboxylation efficiency, and photosynthetic capacity comparable to or superior to those of A. mangium. In particular, seedlings of Dipterocarpus obtusifolius Teijsm. ex Miq. showed an irradian-ce-saturated P _N of 21 μmol m⁻² s⁻¹, a value higher than any previously reported for a dipterocarp species, accompanied by high g _s (0.7 mol m⁻² s⁻¹) and high photosynthetic capacity. Thus dipterocarp species do not necessarily have a disadvantage in terms of their photosynthetic characteristics on open sites with degraded sandy soils.     

光照条件对高山杜鹃光合生理特性的影响

以高山杜鹃‘Furnivall’s Daughter’3年生植株为材料,采用遮阳网遮荫方法设置100%(L1)、53%(L2)、30%(L3)、17%(L4)全光照,研究不同光照对其光合特性及其相关生理特性的影响,探讨高山杜鹃对不同光强的响应及适应机制。结果表明:(1)与全光照条件相比,遮阴处理可有效提高光饱和点(LSP),降低光补偿点(LCP)和呼吸速率(Rd),从而具有较高的净光合速率(Pn);其中L3处理植株的LCP、Rd最低,而且其LSP和饱和光合速率(Pmax)最高,表明L3光照条件是其最适宜的生长光强。(2)随着光照强度的降低,叶片的叶绿素a呈轻微下降趋势,而叶绿素b、单位面积叶氮含量(LNCa)、光合氮利用效率(PNUE)则呈显著增加趋势,且光照强度对叶绿素b的影响较叶绿素a敏感,从而导致总叶绿素含量显著增加,而叶绿素a/b比值下降。(3)可塑性分析结果表明,高山杜鹃‘Furnivall’s Daughter’主要通过Pmax、LSP、LCP、Rd、PNUE和叶绿素含量的改变来适应光环境的变化,而比叶重(LMA)、LNCa、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)在其适应光环境的过程中作用较小。