川西高原4种苹果属植物叶片解剖结构与其抗旱性分析

采用常规石蜡制片法和NaOCl法,对川西高原地区4种苹果属植物叶片的解剖结构特征进行了观察,并选取叶片厚度、上下表皮角质层厚度、上下表皮细胞厚度、栅栏组织厚度等14项抗旱性相关指标进行测定,运用方差分析、主成分分析和隶属函数法对4种苹果属植物的抗旱性进行了分析与综合评价。结果显示:(1)4种苹果属植物叶片上下表皮外均附有角质层,表皮细胞排列紧密,上表皮细胞明显大于下表皮细胞,其中变叶海棠的角质层厚度和表皮细胞厚度均较大;气孔均只分布在下表皮,其中花叶海棠的气孔密度最大,花叶海棠和湖北海棠的气孔长、宽最小;栅栏组织由2~3层排列紧密的栅栏细胞组成,海绵组织细胞排列疏松,细胞间隙大,其中山荆子的栅栏组织厚度、栅海比和叶片结构紧密度最大;主脉均为外韧维管束,其中湖北海棠维管束厚度最大,且皮层中有时出现含晶细胞。(2)所选14项指标中除下表皮角质层厚度外,其余13项指标在4个树种间差异显著,经主成分分析筛选出上表皮角质层厚度、下表皮细胞厚度、栅栏组织厚度等8项指标作为4种苹果属植物抗旱性综合评价的代表性指标。(3)隶属函数法分析结果表明,4种苹果属植物抗旱能力大小顺序为:变叶海棠山荆子花叶海棠湖北海棠。     

黄土丘陵区土壤水分对黄刺玫叶片光响应特征参数的影响

在半干旱黄土丘陵区,以3年生黄刺玫(Rosa xanthina L.)植株为材料采用盆栽控水试验,利用CIRAS-2型便携式光合作用测定系统在8个土壤水分含量下测定了黄刺玫叶片的光响应过程。探讨了黄刺玫光合生理参数与土壤水分的定量关系及土壤水分效应等级划分问题。结果表明:黄刺玫的净光合速率(P_n)、光合量子效率(Φ)、水分利用效率(WUE)、胞间CO_2浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)对土壤水分都具有明显阈值响应特征。土壤相对含水量(RWC)在36.2%—81.2%范围内,黄刺玫在强光下的P_n和WUE水平较高,光合作用不会发生明显的光抑制。RWC为66.5%左右时,Φ与P_n达到最高水平,表现出较强的光能利用潜力;RWC为81.2%为时,T_r达最大值,RWC为44.5%时,WUE为最大值。依据黄刺玫叶片P_n、C_i、T_r和WUE与土壤水分的定量关系确定RWC在低于36.2%时为"低产低效"等级,在36.2%—44.5%之间为"低产高效"等级,44.5%—66.5%为"高产高效"等级,66.5%—81.2%为"高产中效"等级,在高于81.2%时为"低产低效"等级。     

八棱海棠上11个矮化砧木生长及其叶片解剖特性的研究

以八棱海棠(Malus robusta Rehd.)为基砧,在其上嫁接11个矮化砧木(M9、M7、SH38、T337、SH6、SH1、JM7、GM256、‘辽砧2号’、M26、B9),测定嫁接成活率、萌芽率、植株生长指标、叶片解剖参数,并对矮化砧木各测定指标进行相关分析、主成分分析和聚类分析,明确各矮化砧木与八棱海棠的嫁接亲和性,研究11个矮化砧在八棱海棠上的生长特性与叶片解剖结构,比较不同矮化砧木的矮化效应。结果表明:(1)11个矮化砧与八棱海棠均亲和,且以M26、SH38的亲和性最好。(2)嫁接植株的矮化性与年生长量、节间长度、粗度比、叶片上下表皮厚度比、叶片气孔密度和海绵组织厚度均呈负相关关系,而与叶片长宽比、栅海比、叶片厚度、栅栏组织厚度均呈正相关关系。(3)主成分分析提取的4个主成分反映了原变量91.573%的信息,第1主成分(PC1)综合了叶厚、海绵组织厚度、栅栏组织厚度的信息,第2主成分(PC2)综合了叶长宽比、节间长度、年生长量的信息,第3主成分(PC3)综合了叶栅海比、粗度比的信息,第4主成分(PC4)综合了叶气孔密度的信息。(4)根据主成分分析结果,11个矮化砧木可以聚为4类,第1类包括SH1、SH38、SH6、M7、M26,第2类包括B9、JM7,第3类包括T337、M9、GM256,第4类仅包括‘辽砧2号’。研究认为,11个苹果矮化砧与基砧八棱海棠均具有较好的亲和性,它们的矮化性强弱依次为‘辽砧2号’GM256M9T337JM7B9M26M7SH6SH38SH1;植株的年生长量、节间长度、接口上下粗度比以及叶片的气孔密度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度、栅海比、叶厚度可做为评价矮化性的有效指标。     

野生酸枣光合及叶绿素荧光参数对土壤干旱胁迫的响应

为探究鲁中地区自然条件下野生酸枣光合生理参数对土壤逐渐干旱的响应机制,明确其与土壤水分的定量关系。该研究以2年生野生酸枣盆栽苗为实验材料,采用人工给水和自然耗水相结合法模拟自然条件下土壤干旱过程,分析野生酸枣叶片光合作用和荧光参数对土壤水分含量(RWC)的响应过程及其机制。结果表明:(1)野生酸枣叶片气体交换参数净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)均随着土壤含水量的增加表现出先升高后降低的趋势。当RWC38.5%时,P_n下降,而胞间二氧化碳浓度(Ci)上升,气孔限制值(L_s)下降,叶片光合速率下降主要是非气孔限制因素所致;当RWC在38.5%~65.1%范围内,野生酸枣P_n下降,伴随C_i、气孔导度(G_s)均降低,野生酸枣叶片光合速率下降处于气孔限制阶段。(2)通过P_n和WUE对土壤水分的阈值模拟,发现维持野生酸枣叶片具有较高光合生产力的土壤水分范围为46.0%~0.5%,维持其较高水分利用效率的水分范围为56.3%~73.9%。(3)在土壤逐渐干旱过程中(RWC范围为29.9%~86.5%),野生酸枣最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)逐渐降低,初始荧光(Fo)显著升高,光化学猝灭(qP)先升高再降低,非光化学猝灭(NPQ)在过高(RWC83.7%)或过低(RWC38.5%)的土壤水分下呈现较高值,表现出热耗散增加。研究认为,野生酸枣叶片气体交换参数及叶绿素荧光参数对土壤水分均具有明显的阈值响应,阈值点的土壤相对含水量大约为38.5%,低于阈值时叶片光合速率由气孔限制转向非气孔限制,PSⅡ受到损伤,电子传递受阻,光合机构受到破坏。     

遮光处理对草珊瑚光合特性及叶片解剖结构的影响

为探索遮光处理对草珊瑚光合特性及叶片解剖结构的影响,为草珊瑚的科学栽培提供理论依据。该研究以2年生草珊瑚为材料,设置全光照(L_0)及50%(L_(50))、70%(L_(70))和90%(L_(90))遮光处理,测定分析其光合特性和叶片解剖结构以及植株生长的变化。结果表明:(1)随着遮光率的增加,草珊瑚叶面光合有效辐射(PAR)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)逐渐减小,胞间二氧化碳浓度(C_i)先减少后增加,净光合速率(P_n)先增加后减少,并在L_(50)和L_(70)处理下具有较低的PAR、G_s、T_r和C_i,光合‘午休’现象得到有效缓解,表现出更高的P_n。(2)随着遮光率的增加,草珊瑚光补偿点(LCP)逐渐下降,光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(R_d)先升高后下降,表观量子效率(AQE)逐渐上升,叶片最大净光合速率(P_(nmax))先升高后下降,并在L_(50)和L_(70)处理下具有较低的LCP,较高的LSP和AQE,以及更高的最大净光合速率。(3)随着遮光率的增加,草珊瑚叶片、表皮细胞、栅栏组织和海绵组织的厚度明显增加,角质层厚度逐渐变薄;在L_(50)和L_(70)处理下,草珊瑚叶片栅栏组织和海绵组织发达,栅栏组织细胞长度变短,海绵组织厚度显著增加,细胞排列疏松,叶绿体数量显著增加;叶肉细胞和叶绿体结构完整,基粒类囊体和基质类囊体片层结构发达,叶片捕获光能力增强。(4)随着遮光率的增加,草珊瑚株高、地径、总叶面积数及单株生物量先增加后减少,并在L_(70)处理下均达到峰值,分别为58.58 cm、5.09 mm、1 038.53 cm~2和15.50 g。研究认为,草珊瑚具有一定的弱光耐受力和光可塑性,50%～70%遮光处理有利于草珊瑚生长,在实际生产中可根据该光照范围选择合适的间套作林分或进行适当的遮光处理。     

关键生育阶段持续干旱对东北春玉米光合特性的影响

采用持续无补水方式对东北春玉米"丹玉39"拔节至成熟阶段进行干旱胁迫处理,对干旱及复水过程中玉米光合特性进行动态观测,研究净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)等光合作用中主要变量以及表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(P_(nmax))、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)等光合参数对干旱过程的响应特征。结果表明:P_n、T_r、G_s和C_i随干旱持续均呈减小趋势,对干旱的响应在抽雄期比拔节期更为明显,T_r比P_n更快,C_i在弱光条件下比强光更敏感;各变量对干旱后复水的响应差异较大,恢复能力随干旱时间的延长而下降,在抽雄期弱于拔节期;经历短期干旱复水后P_n会超过正常植株;T_r对复水的响应滞后于P_n,恢复能力弱于P_n;C_i对干旱后复水的恢复在强光下更为敏感;各光合参数中,随干旱加重,AQY先增大后减小;P_(nmax)不断减小且响应速度加快,对复水的恢复能力逐渐下降;LCP和LSP分别呈增大和减小趋势;除LCP与土壤湿度呈显著负相关关系外,AQY、LSP、P_(nmax)以及光合作用可利用光强范围均随土壤湿度增大而显著增大。     

平欧杂种榛叶片解剖结构的抗旱性研究

为研究平欧杂种榛在新疆干旱地区的生态适应性,以新疆伊犁察布查尔县种质资源汇集圃内的38个品种(系)平欧杂种榛为试验材料,采用石蜡制片法,应用光学显微技术测定了叶片上表皮厚度、下表皮厚度、叶片厚度、主脉厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度/海绵组织厚度(栅海比)、栅栏组织结构紧密度和海绵组织结构疏松度等9个抗旱相关的解剖结构特征参数,并进行统计分析和抗旱性综合评价。结果表明:(1)不同品种(系)主脉厚度、上下表皮厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度均表现出极显著水平差异,叶片上表皮厚度、下表皮厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度之间呈极显著相关和显著相关关系。(2)主成分分析表明,第1、2、3主成分的特征值分别为3.109、2.614和1.884,前3个主成分的累计贡献率达84.52%,基本能概括所有指标的主要信息。(3)采用聚类分析法将38个材料分成5大类;隶属函数法综合评价抗旱能力显示,材料84-48、81-21、84-310、F-03、B-11、85-162的抗旱性较强,材料85-127、85-88、B-21、80-4的抗旱性较差。     

干旱复水对海棠叶片光合蒸腾及水分利用效率的影响

以13个类型的盆栽海棠为材料,分析了自然干旱及旱后复水时叶片净光合速率(net photosynthesis rate,Pn),蒸腾速率(transpiration rate,Tr)及水分利用效率(water use effi ciency,WUE)。结果表明:13个海棠中,西府海棠的Pn和WUE最低,对水分变化最不敏感;平邑甜茶比较适应轻度和中度干旱,不适应重度干旱。复水后‘紫色王子’、‘绚丽’和‘雪球’等9个类型的Pn明显超过原初状态;‘红艳’、‘糖美林’、‘红粉’、‘红宝石’和‘王族’通过提高WUE来抵抗干旱胁迫,‘绚丽’、‘红丽’和垂丝海棠通过维持较强的恢复能力适应抗旱。干旱时,‘绚丽’比其他海棠能够更高效地利用水分。     

延安城区10种阔叶园林植物叶片结构及其抗旱性评价

利用石蜡切片法和指甲油印迹法,对延安城区10种阔叶园林植物叶片解剖结构——叶片厚度、上下表皮角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、中脉厚度、维管束厚度、下表皮气孔密度、气孔长度、气孔宽度等进行测定,对栅栏组织与海绵组织厚度比、叶片结构紧实度、维管束厚度与叶脉厚度比等15个植物抗旱性指标进行分析,并运用方差分析和主成分分析,结合抗旱隶属函数法对物种间的抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)15个旱性指标在10种阔叶园林植物间差异显著,变异系数为19.34%～73.73%,均具有较高灵敏度。(2)10种植物叶片均具备抵抗干旱环境的解剖结构,表皮、角质层、栅栏组织、叶脉、维管束等较为发达,气孔主要分布在下表皮,国槐为等面叶,其余为异面叶。(3)叶片上下表皮厚度、栅栏组织厚度、维管束厚度、气孔密度可作为园林植物抗旱性综合评价的主要指标,10种阔叶园林植物的抗旱性大小顺序为:樱花>月季>红叶李>国槐>紫丁香>紫藤>爬山虎>丝绵木>连翘>紫叶小檗。     

增施CO_2对温室番茄结果期叶片光合特性的影响

针对日光温室冬春季生产CO_2匮缺严重的现象,以不增施CO_2[(400±25)μmol·mol~(-1)(C0)]为对照,研究增施不同浓度CO_2[(600±25)μmol·mol~(-1)(C_1)、(800±25)μmol·mol~(-1)(C_2)、(1000±25)μmol·mol~(-1)(C_3)]对番茄‘兴海12号’结果期光合色素、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)以及水分利用率(WUE)等光合特性的影响,旨在明确北方地区日光温室番茄结果期适宜的CO_2浓度,为番茄的生产实践提供理论依据。结果表明:增施不同浓度CO_2后,番茄结果期叶片光合色素含量均明显增加;P_n、C_i和WUE显著提高;G_s和T_r显著下降;且CO_2浓度为(1000±25)μmol·mol~(-1)时效果最佳。增施(1000±25)μmol·mol~(-1)CO_2能有效改善番茄结果期叶片光系统、增强其光合作用,有利于番茄的生长发育。