干旱胁迫对夏蜡梅光合特性的影响

以2年生夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)苗木为材料,通过盆栽试验,研究土壤干旱胁迫对夏蜡梅叶片光合特性的影响,结果显示:随着干旱胁迫程度的加重,夏蜡梅叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低;胞间CO2浓度在轻度和中度胁迫下显著低于对照,但在重度胁迫下显著高于对照;水分利用效率在胁迫下提高,且以中度胁迫为最大.温度升高使叶片净光合速率和水分利用效率降低、蒸腾速率升高,加重了干旱对光合作用的不利影响.对照及轻度和中度干旱胁迫处理的净光合速率、气孔导度和水分利用效率日变化曲线均为双峰型,但重度胁迫下净光合速率和气孔导度日变化转变为峰值很小的单峰型;各处理的蒸腾速率日变化曲线为单峰型并以午间最高.表明夏蜡梅光合作用对干旱胁迫有一定的适应能力,但重度胁迫对其造成严重影响.     

气温升高与干旱胁迫对宁夏枸杞光合作用的影响

以宁夏枸杞1年生苗木为材料,采用开顶式生长室模拟增温环境,设置两个温度水平(正常环境温度,增温=正常环境温度+2.5—3.7℃)和3个土壤水分水平(正常水分条件(田间最大持水量的70%—75%)、中度干旱处理(田间最大持水量的50%—55%)和重度干旱处理(田间最大持水量的35%—40%)),研究气温升高和干旱胁迫对宁夏枸杞光合作用的影响。结果表明:(1)在增温条件下,中度和重度干旱处理下的净光合速率比对照(正常供水)分别下降17.5%、48.9%,气孔导度平均下降了3.9%,水分利用效率仅为正常环境温度下的57.8%。(2)在气温升高和干旱胁迫交互作用下,枸杞叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度显著下降的同时,增温处理又加剧了枸杞植株的蒸腾耗水,从而导致枸杞叶片水分的利用效率和CO2同化能力降低。(3)气温升高和干旱胁迫交互作用降低了枸杞的PSⅡ活性中心的光能转换效率、使光合机构和PSⅡ反应中心受到损伤,从而导致枸杞光合作用效率下降。(4)气温升高加剧了干旱胁迫对宁夏枸杞叶片净光合速率和水分利用效率的减小作用,即气温升高加剧了干旱胁迫对宁夏枸杞光合作用的抑制作用。     

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。     

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.     

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.     

不同增温处理对夏蜡梅光合特性和叶绿素荧光参数的影响

利用红外线辐射器(Electric radiant infrared heater)设置3个不同增温处理:(1)晚上增温2℃(18:00—翌日6:00);(2)白天增温2℃(6:00—18:00);(3)全天增温2℃;以不做增温处理作为对照,模拟气候变暖对夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)的光合特性和叶绿素荧光参数的影响。3个季节中,3种增温处理下的夏蜡梅净光合速率(Anet)和最大净光合速率(Amax)均高于对照。表明3种增温处理均可以提高夏蜡梅的光合作用能力。增温处理提高了气孔导度(Gs)、暗呼吸速率(Rd),降低了胞间CO2浓度(Ci)。3种增温处理中,夏蜡梅在3个生长季节的Anet和Amax均以白天增温最大,表明白天增温下夏蜡梅具有最高的光合作用能力。白天增温处理下的表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)显著高于全天增温、晚上增温以及对照。白天增温和晚上增温使夏蜡梅的相对叶绿素含量显著增加,且白天增温叶绿素相对含量显著高于晚上增温、全天增温及对照。白天增温、晚上增温与全天增温处理下的夏蜡梅的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均显著低于对照,在12:00和14:00时,三者之间存在显著性差异,以白天增温最高,晚上增温次之,全天增温最低。总之,3种增温处理夏蜡梅的光合能力总体上均有不同程度的增强,且在白天增温处理下,夏蜡梅的Anet、Amax值最高,表明白天增温下夏蜡梅具有最高的光合能力,这与白天增温引起的相对叶绿素含量增高、叶片对强光的适应能力加强、较低程度的光胁迫等因素有关。本研究说明未来增温条件下,将提高夏蜡梅的光合生理活性,促进夏蜡梅的生长。     

渗透胁迫对番木瓜若干生理性状的影响

研究了渗透胁迫下番木瓜幼苗的细胞伤害程度、净光合速率的变化及其与气孔导度之间的关系。试验结果表明渗透胁迫导致番木瓜幼苗叶片细胞相对电导率和MDA含量分别增加了 1 1 .72倍和 1 1 .0 7倍、可溶性蛋白质及叶绿素含量则分别下降了 5 7.3 %和 5 7.6%、POD及SOD活性先升后降 ,但SOD活性降低时间早于POD ,渗透胁迫降低了番木瓜的净光合速率和叶片水势 ,轻度胁迫时 (处理前期 )气孔导度的限制是导致净光合速率降低的主要原因 ,重度胁迫时(处理后期 )叶肉光合能力的下降是引起净光合速率降低的主要原因。     

增强UV-B辐射和NaCl复合胁迫下绿豆光合作用的气孔和非气孔限制

研究了0.35 W/m2的UV-B辐射、0.4%NACl及其复合胁迫下绿豆(Phaseolus radiatus L.)幼苗光合作用的气孔和非气孔限制.发现各胁迫处理下,幼苗净光合速率、气孔导度、光合能力、羧化效率和Rubisco含量均明显降低;细胞间隙CO2浓度在各胁迫处理前期低于对照,后期高于对照;气孔限制值除复合处理第5天外,其余均高于对照;复合处理下上述指标的变化程度均大于两胁迫因子单独处理.表明各胁迫下光合速率的降低既有气孔因素也有非气孔因素,但前期以气孔限制为主,后期以非气孔限制为主;Rubisco含量的降低是各胁迫下光合速率降低的非气孔因素.     

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。     

番茄叶片光合作用对快速水分胁迫的响应

采用聚乙二醇(PEG 6000)溶液控制番茄根际水势和叶片离体的方式设置了水分胁迫处理,测算了光合诱导过程中净光合速率、暗呼吸速率和CO₂补偿点等光合参数的变化.结果表明： 在1000 μmol·m^-2·s^-1光诱导下,水分胁迫处理的番茄叶片净光合速率(P_n)达到最大值所需时间缩短为对照的1/3,气孔导度(g_s)快速增大为对照的1.5倍.水分胁迫处理的番茄叶片光饱和点(LSP)比对照降低了65%～85%,而光补偿点(LCP)比对照增加了75%～100%,缩小了番茄叶片利用光能的有效范围.水分胁迫处理的番茄叶片最大光合能力(A_max)低于对照40%以上,暗呼吸速率(R_d)增大了约45%.可见,快速水分胁迫处理使番茄叶片气孔迅速开放,光合诱导初始阶段消失.水分胁迫导致植物利用光能的效率和潜力降低是植物生产力下降的重要原因,而气孔调节是番茄适应快速水分胁迫的重要生理机制.     

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。     

水分胁迫与复水对地枫皮生理生态特性的影响

以岩溶特有药用植物地枫皮为材料,研究土壤水分胁迫及复水条件下,其叶片光合参数、叶绿素荧光参数及光合色素含量的变化特性,进而探讨其对水分胁迫的生理生态适应性。结果表明:停止供水10 d,水分胁迫地枫皮叶片的P_n(净光合速率)、C_i(胞间CO_2浓度)、G_s(气孔导度)和L_s(气孔限制值)均下降,气孔限制是P_n降低的主要原因;停止供水15 d,水分胁迫地枫皮叶片的P_n日变化呈逐渐下降趋势,上午9:30以后全天的P_n值均接近零,非气孔限制成为P_n下降的主要因素;而对照地枫皮叶片的P_n日变化呈"双峰型",中午P_n下降的主要原因依然是气孔限制。水分胁迫下,地枫皮叶片叶绿素含量降低和Chl_(a/b)升高,减少了叶片对光能的捕获,减轻了光合机构遭受光氧化的破坏,而Car/Chl_(a+b)升高增强了光保护能力。水分胁迫下,地枫皮叶片的初始荧光(F_o)显著增大,最大荧光(F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性(F_v/F_o)和最大光化学效率(F_v/F_m)均显著降低,表明水分胁迫对地枫皮叶片的PSⅡ反应中心和电子传递造成了一定的破坏,从而使其PSⅡ的潜在活性和最大光化学效率降低。复水5 d后,地枫皮的上述生理生态参数均能恢复到对照水平,表明其复水后的生理修复能力很强。     

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。     

不同干旱胁迫下欧李光合及叶绿素荧光参数的响应

采用人为控制土壤含水量的方法对欧李进行轻度和重度干旱的处理,测定叶片的气体交换和叶绿素荧光参数的日变化。结果表明,干旱胁迫下欧李叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度、PSII最大光化学效率、光化学量子效率显著下降,但胞间CO2浓度、非光化学猝灭系数以及叶黄素循脱环氧化状态（Z＋0.5A）/（V＋A＋Z）和Z含量升高。两干旱处理植株的影响程度存在差异。这表明在长时间干旱条件下,欧李叶片光合作用的降低受到气孔与非气孔因素的双重影响,叶黄素循环的启动增加了胁迫条件下的热耗散能力以保护光合机构免受干旱胁迫的进一步伤害。     

麻疯树幼苗对干旱胁迫的响应

以不同浓度(5%～25%)的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫处理麻疯树三叶期幼苗,研究了不同程度干旱胁迫下麻疯树叶片光合特性及其对干旱的耐受能力.结果表明:在较低浓度PEG(≤15%)处理下,随PEG浓度的增加,麻疯树叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、PSⅡ实际光化学量子产量(Φ_PSⅡ)、光化学猝灭(q_P)和表观光合电子传递速率(ETR)下降,PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)轻微下降,水分利用效率(WUE)则逐渐升高,非光化学猝灭(NPQ)明显上升,初始荧光(F_o)无显著变化(P＞0.05);在高浓度PEG(＞15%)处理下,C_i随PEG浓度的增加而显著上升,P_n、G_s和WUE持续下降,F_v/F_m、Φ_PSⅡ、q_P和ETR下降幅度明显增大,F_o显著上升,而NPQ下降.低浓度PEG处理导致麻疯树叶片P_n下降主要是由气孔因素造成的;在高浓度PEG处理下,P_n的下降则是由非气孔和气孔因素的共同限制作用造成的.当PEG浓度<20%时,虽然出现P_n下降,但光合机构未受损伤.经15 d高浓度PEG处理的植株叶片,在胁迫解除后光合活性能够迅速恢复,且植株可以存活.说明麻疯树对干旱胁迫有较强的耐受能力.     

水分胁迫下天然次生灌木山桃和山杏光合气体交换特征

以半干旱黄土丘陵区3年生天然次生灌木山桃(Prunus davidiana)和山杏(Prunus sibirica)为试验材料,采用充分供水、正常供水、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫5种水分处理,比较了水分胁迫对山桃和山杏光合气体交换参数的影响.结果表明:山桃和山杏的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)在不同水分处理之间差异显著.随着水分胁迫的缓解,山桃和山杏的Pn日变化曲线逐渐从单峰型转变成不明显的双峰型;重度水分胁迫下,Pn受到明显抑制,一直维持在较低水平;Pn在轻度或中度水分胁迫下出现最大值,且山桃的日均Pn要高于山杏;Pn降低的原因上午表现为气孔限制因素,而下午则以非气孔限制因素为主.山桃和山杏的Ci日变化规律与Pn基本相反,它们的Tr日变化在轻度和中度水分胁迫下为双峰曲线,并以正常供水条件下日均Tr最大;不同程度水分胁迫下,山桃、山杏的Gs日变化表现出相似的变化规律,且气孔都出现了过早关闭的现象.适度的水分胁迫能够提高山桃、山杏的水分利用效率,同时也降低了Pn和Tr.研究发现,山桃和山杏在水分胁迫下能通过较大幅度降低蒸腾速率来提高其水分利用效率,从而增强其适应干旱环境的能力,它们在黄土丘陵区具有较广阔的发展潜力.     

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。     

盐碱地马蔺光合生理特性的研究

研究了盐碱地生长的马蔺叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和水分利用效率（WUE）以及环境因素的日变化。结果表明,马蔺叶片Pn和Tr均呈现双峰曲线,具有光合午休现象。这种现象出现的原因是由于较高的太阳辐射引起叶片温度的升高,叶片的羧化效率(CE)和表观量子产额(AQY)的下降造成的。     

Photosynthetic acclimation to high temperatures associated with heat tolerance in creeping bentgrass

Photosynthetic responses to increasing temperatures play important roles in regulating heat tolerance. The objectives of this study were to determine photosynthetic acclimation to increasing temperatures for creeping bentgrass (Agrostis stolonifera L.) and to examine changes in major photosynthetic components (photosynthetic pigments, photochemical efficiency, ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (rubisco) activity, and activation state of rubisco) involved in heat responses of photosynthesis. 'Penncross' was exposed to 20, 25, 30, and 35 degrees C for 7d at each temperature (acclimated) before being exposed to 40 degrees C for 28d or directly exposed to 40 degrees C for 28d from 20 degrees C (non-acclimated) in growth chambers. Leaf net photosynthetic rate (Pn), photochemical efficiency, rubisco activity, rubisco activation state, chlorophyll content, and carotenoid content decreased when grasses were subjected to severe heat stress at 40 degrees C for 28d. The declines in rubisco activity and activation state were most dramatic among different photosynthetic components examined in this study. Heat-acclimated plants were able to maintain significantly higher Pn, the content of chlorophyll and carotenoid, and the level of rubisco activity and activation state during subsequent exposure to severe heat stress, compared to non-acclimated plants. These results suggested that photosynthetic acclimation to increasing temperatures contributed to creeping bentgrass tolerance to severe heat stress, which was associated with the maintenance of both higher light-harvesting capacity and carbon fixation activity during heat stress.