天竺桂凋落叶添加对凤仙花生理特性的影响

采用盆栽试验,通过向土壤(每盆8kg)中添加0(CK)、20(L20)、40(L40)和80g·pot-1(L80)天竺桂(Cinnamomum japonicum)凋落叶,模拟其自然分解对凤仙花(Impatiens balsamina)生理特性的影响。结果显示:(1)天竺桂凋落叶处理显著增加了凤仙花现蕾前期和现蕾期叶片H2O2含量,同时显著抑制了凤仙花现蕾前期、现蕾期和盛花期超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性。(2)凋落叶添加处理显著增加了凤仙花现蕾前期抗坏血酸(ASA)含量,但现蕾期和盛花期ASA含量却显著下降。(3)添加凋落物处理显著降低了现蕾前凤仙花叶片MDA含量,但显著增加了现蕾期MDA含量,而盛花期MDA含量在L20、L80处理下显著降低,在L40处理下则显著增加。(4)天竺桂凋落叶添加对可溶性蛋白和可溶性糖两种渗透调节物质含量影响不显著。(5)凋落叶处理显著抑制了凤仙花地径生长和地上生物量积累。(6)天竺桂凋落叶中主要化感物质可能有香豆素、桉叶油醇、肉桂醛、反式石竹烯和松油醇等。研究认为,非酶促活性氧清除系统可能在凤仙花抵御化感物质氧化胁迫过程中发挥着比酶促系统更为重要的作用,其中的ASA在氧化胁迫的早期过程扮演着重要角色;天竺桂凋落叶添加处理所造成的氧化胁迫可能超过了两类活性氧清除系统的清除能力,对凤仙花膜系统造成明显伤害,导致其地径和生物量积累显著降低。     

巨桉凋落叶分解初期对菊苣生长和光合特性的影响

采用盆栽试验,于2010年3-5月在四川农业大学教学科研园区内研究了巨桉凋落叶分解初期对受体植物菊苣幼苗生长和光合特性的影响.试验设置CK (0 g·pot-1)、A1(30 g·pot-1)、A2(60 g·pot-1)和A3 (90 g·pot-1)4个凋落叶施用水平,将各处理的凋落叶分别与12 kg土壤混合后装盆,播种菊苣,分别在播种30、45、60和75 d测定菊苣生长指标,待凋落叶量的最高处理组A3植株第3片真叶完全展开后,测定菊苣叶片的光合生理指标.结果表明:在各测定时间下,不同巨桉凋落叶施用水平的菊苣生物量积累和叶面积增长受到显著抑制;在凋落叶分解初期,菊苣幼苗叶片光合色素合成受到明显抑制,且随着凋落叶施用量增加抑制作用加大,各处理幼苗的光合速率日变化均呈午休双峰型曲线,气孔导度和水分利用效率的变化趋势与净光合速率相同,日光合总量表现为CK＞A1 ＞A2 ＞A3.经GC-MS定期检测,凋落叶中有33种小分子化合物随着凋落叶的分解而逐步释放,以具有化感作用的萜类物质为主.     

蓝桉凋落叶分解对菠菜生长及光合特性的影响

通过盆栽试验,模拟蓝桉(Eucalyptus globulus)凋落叶在土壤中分解对受体植物菠菜(Spinacia oleracea)生长及光合特性的影响,设置L30(30 g/盆)、L60(60 g/盆)、L90(90 g/盆)和L120(120 g/盆)4个凋落叶施用水平,对照(CK)不加凋落叶。结果表明:(1)在分解30 d时,低量的凋落叶(L30)未抑制菠菜生物量的积累,而中量和高量处理(L60、L90和L120)下其生物量显著降低(P0.05);在凋落叶分解50 d后,蓝桉凋落叶的化感抑制效应已经减弱,仅L120仍然抑制菠菜生物量的积累;(2)一定量的凋落叶(L30和L60)对菠菜叶绿素的合成有促进作用,而凋落叶超过一定量时(L120)转为抑制作用,在凋落叶分解28 d时相对不明显,40 d后逐渐显现;(3)经凋落叶处理的菠菜叶片胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)均显著高于对照(CK)(P0.05),而净光合速率(Pn)在L30处理下最高,L60和L90处理与CK差异不显著,仅L120处理显著低于CK(P0.05);(4)光响应与CO2响应曲线的特征参数表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(Lsp)、光补偿点(Lcp)、暗呼吸速率(Rd)、Ru BP表观羧化效率(CE)和光呼吸速率(Rp)在L30处理下高于CK,其余凋落叶处理均低于CK,而CO2饱和点(Csp)、CO2补偿点(Ccp)随凋落叶量的增加而升高。综合各指标可见,少量的蓝桉凋落叶分解(L30)可通过增加叶绿素含量,提高对光和CO2的利用能力促进菠菜的光合作用,进而促进其生长,而凋落叶超过一定量时(L90—L120)则起到相反的作用。     

巨桉和天竺桂幼树对不同浓度SO2的光合生理响应

二氧化硫是大气主要污染物之一,可对植物的关键生理过程光合作用产生重要影响。利用密闭环境控制室熏气处理,研究不同浓度(自然状态下浓度、0.5mg·L-1、1.5mg·L-1、3.0mg·L-1)SO2对盆栽巨桉和天竺桂幼树叶绿素含量、光响应曲线、光合特征参数、光合日变化及硫含量的影响。结果表明:(1)SO2胁迫显著减少了巨桉叶绿素a、b含量,且叶绿素a/b值显著降低,而天竺桂在SO2胁迫下叶绿素a、b含量显著增加,叶绿素a/b值无显著影响。(2)SO2胁迫显著抑制了两树种的净光合速率(Pn);在SO2胁迫下巨桉气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)显著上升,而天竺桂的Gs和Tr显著被SO2抑制,Ci随SO2浓度的增加先升高后降低。(3)巨桉表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)及天竺桂Rd和LCP均随着SO2浓度的增加而先升高后降低,而天竺桂的AQY和LSP逐渐降低。(4)一天中,SO2胁迫显著提高了巨桉Pn、Gs和Tr,而对天竺桂Pn无显著影响,较低浓度SO2胁迫显著促进了天竺桂Gs和Tr,高浓度SO2胁迫则显著抑制其Gs和Tr;SO2胁迫显著抑制了两种植物的Ci。(5)SO2胁迫下,巨桉和天竺桂幼树叶片硫含量均显著增加。研究认为,巨桉对较低浓度的SO2胁迫有一定的适应能力,但对高浓度SO2胁迫的抗性不如天竺桂强,这可能与二者不同的叶片形态及生理特性有关。     

香樟凋落叶分解对辣椒生长的抑制作用及施氮的缓解效应

采用盆栽试验,研究了香樟凋落叶分解对辣椒生长、生理特性和发育节律的影响及施氮对凋落叶分解效应的影响.试验设置对照(CK,每盆0 g)和每盆25 g(L25)、50 g(L50)、100g(L100)3个水平凋落叶处理,凋落叶分解39 d后开始施氮处理(每盆3.0 g尿素,分6次施入).结果表明:凋落叶分解明显抑制了辣椒的叶面积、株高、基径和生物量积累,且施用量越大,作用越强,持续时间越长;低量处理(L25)即可使其蕾数在观察期内(分解55~75 d)平均减少88.7%,96 d时的结实植株率减少40%,而中高量处理(L50和L100)下无植株现蕾和结实;各水平凋落叶处理的辣椒光合色素含量与净光合速率(Pn)几乎均低于CK;过氧化氢(H2O2)含量升高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,丙二醛(MDA)含量仅在高量处理(L100)下显著上升;施氮可明显减轻辣椒生长发育受抑制的现象,各凋落叶处理的辣椒叶面积在施氮后52 d,株高、基径、生物量在施氮后83 d几乎恢复至CK水平,现蕾和结实率也得以明显提升.     

巨桉凋落叶分解对牧草生长和光合特性及土壤酶活性的影响

采用盆栽试验,研究了巨桉凋落叶(0、50、100、150g凋落叶分别与8kg土壤混合)在分解过程中对牧草老芒麦和红三叶生长和光合生理特性的影响以及几种土壤酶活性的动态响应。结果显示:(1)两种牧草的草层高和生物量均随土壤中凋落叶剂量增大而减小,草层高受抑制的程度随分解时间延长而先强后弱。(2)凋落叶处理促进了老芒麦的净光合速率(Pn),使其对光和CO2的适应范围增大,表观量子效率(AQY)(50g处理除外)和羧化速率(CE)升高,对红三叶的光适应范围也有促进作用,并在低剂量(50g)下提升其Pn、AQY和CE,但降低其CO2适应范围;两种牧草暗呼吸速率(Rd)或光呼吸速率(Rp)几乎在各凋落叶处理下均高于CK。(3)红三叶的生长和光合生理受到的化感综合效应(平均0.317)小于老芒麦(平均0.380),表现出更强的抗性。(4)凋落叶在分解到20~60d时明显促进了土壤磷酸酶活性,在20~40d时明显促进了蔗糖酶活性,之后促进作用减弱,并与两种受体草层高受抑制作用的动态变化趋势一致;过氧化氢酶和脲酶活性受影响的程度较小。研究认为,巨桉凋落叶分解,通过释放化感物质直接或间接地作用于受体,尽管受体可能通过提高对光和CO2的利用能力来应对化感胁迫,但其呼吸消耗增大,生长始终表现为受到抑制。     

美洲黑杨凋落叶分解初期对小白菜生长的影响

采用盆栽试验,研究了美洲黑杨(Populus deltoides)凋落叶分解初期对受体植物小白菜(Brassica chinensis)生长和生理的影响。试验设置0、30、60和90 g/盆4个凋落叶施用水平(分别记作CK、L30、L60和L90)。同时,为检验凋落叶施入是否对土壤通气透水性产生明显影响进而影响受体植物的生长,用蒸煮后的凋落叶设置平行空白试验,即30、60、90 g/盆3个蒸著后的凋落叶处理(分别记作Z30、Z60和Z90)。将各处理的凋落叶分别与7 kg土壤混合,播种小白菜。在播种后50、80 d测定小白菜株高和生理指标。结果表明:1)高量(L90)凋落叶下小白菜的高生长和鲜重于50 d时被显著抑制,80 d时长势恢复正常;2)80 d时各处理净光合速率(Pn)与CK水平相当,色素含量略低于CK;3)50、80 d时,低(L30)、中(L60)量处理的超氧化物歧化酶(SOD)活性无明显变化,高量处理下SOD活性升高;4)各处理丙二醛(MDA)含量在50、80 d时与CK均无显著差异。总的来看,杨树各凋落叶量处理对小白菜的影响表现为:低、中量促进,高量抑制,而经蒸煮后的凋落叶处理间差异不显著。表明,低、中量杨树凋落叶在土壤中分解对小白菜生长及生理代谢的影响主要表现为促进作用,而施入高量凋落叶的初期,化感抑制作用明显。     

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。     

巨桉凋落叶分解对菊苣生长及光合特性的影响

采用盆栽试验,研究了巨桉凋落叶分解初期对菊苣幼苗生长和光合生理特性的影响.试验设置A₁(30 g·pot^-1)、A₂(60 g·pot^-1)、A₃(90 g·pot^-1)和对照（CK）4个凋落叶水平,将各处理的凋落叶分别与12 kg土壤混合后装盆,播种菊苣.待A₃处理植株的第3片真叶完全展开后测定菊苣光合生理指标及相关生长指标.结果表明：巨桉凋落叶分解初期明显抑制了菊苣生物量积累、叶面积的增加及光合色素的合成,且随着凋落叶施入量的增加抑制作用加大;菊苣叶片胞间CO₂浓度增加,而净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于对照;随土壤中凋落叶含量的增加,除CO₂补偿点呈增加趋势外,其他光响应和CO₂响应的特征参数都呈明显下降趋势,并与对照差异显著.巨桉凋落叶分解过程中,其化感物质逐步释放并作用于受体植物,抑制其光合色素合成和光合作用,降低其环境适应能力,从而抑制菊苣的生长.     

不同生境条件下核桃凋落叶次生代谢物质的差异及其分解初期对小白菜光合生理特性的影响

采用气质联用技术(GC-MS)分析了秦巴山区大巴山南坡和川西高山峡谷区两个不同生境条件下生长的核桃(Juglans regia)凋落叶中次生代谢物质的差异,并采用盆栽试验,研究了这两个地区核桃凋落叶分解对小白菜(Brassica chinensis)生长和光合生理特性的影响。试验设置F0(0 g/pot)、F1(30 g/pot)、F2(60 g/pot)、F3(120 g/pot)和F4(180 g/pot)5个凋落叶施用水平,分别将各处理的凋落叶与8 kg土壤混合后装盆,播种小白菜。分别于播种后20、45和75 d测定小白菜的生长指标,待凋落叶最高添加量处理组F4植株的第3片真叶完全展开后,测定小白菜的光合生理指标。结果表明:(1)采用GC-MS共检测出8类21种相对含量1%的次生代谢物质,其中,川西高山峡谷区核桃7类15种,相对含量总计56.03%,秦巴山区大巴山南坡核桃5类12种,相对含量总计51.46%。川西高山峡谷区核桃白菖油萜、茅苍术醇、β-桉叶醇、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、亚麻油酸、硬脂酸、十八醇、γ-谷甾醇、豆甾-4-烯-3-酮等为报道较多的潜在化感物质,其相对含量高于秦巴山区大巴山南坡核桃,而角鲨烯、δ-生育酚、黑麦草内酯等潜在的化感物质相对含量则低于秦巴山区大巴山南坡核桃;(2)播种后20 d和45 d,两个地区各添加量核桃凋落叶分解对小白菜生物量积累均产生显著的抑制作用,但75 d后效应减弱;(3)在凋落叶分解初期,小白菜叶片光合色素合成受到明显抑制,且随着凋落叶添加量增加抑制作用增强,与此同时,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)也明显受到核桃凋落叶分解的抑制;(4)总体来看,川西高山峡谷区核桃凋落叶化感作用大于秦巴山区大巴山南坡核桃凋落叶,这可能是由于前者经受较多的环境胁迫,体内积累了更多的酮类、烯烃、醇类和甾族化合物等化感物质造成的。     

核桃凋落叶分解对莴笋抗氧化系统及光合特性的影响

为探讨核桃对农作物的化感作用,该试验采用盆栽法,设置4个凋落叶施用量水平(0、30、60、90g/盆),研究了核桃凋落叶在土壤中自然分解过程中对莴笋(播种后80、100、120和140d)抗氧化系统、光合生理特征及其生长的影响。结果显示:(1)核桃凋落叶处理的莴笋叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在播种80d时得到促进,在100d时受到抑制,而在120d之后基本恢复至正常水平,并以SOD表现最为敏感。(2)核桃凋落叶处理100和120d时,莴笋叶片可溶性蛋白(SP)含量显著降低,而可溶性糖(SS)含量显著增加。(3)核桃凋落叶处理100、120d时,莴笋叶片净光合速率(Pn)受到显著抑制,各处理气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著低于对照。(4)核桃凋落叶处理的莴笋株高、地上部分生物量及地上部分占总生物量比重在处理120d时均显著低于对照,在140d时基本恢复正常。研究表明,核桃凋落叶在土壤中分解对莴笋产生的化感作用强度随分解时间延长呈现出逐渐增强后再减弱的变化趋势;莴笋可以通过调控自身的保护酶活性和渗透调节物质含量在一定程度上缓解化感物质伤害,对核桃凋落叶的化感作用有较强的耐受能力,生产中可以在核桃林下进行间作或者套作莴笋。     

平茬高度对香椿生长及其光合特性和非结构性碳水化合物含量的影响

该研究以4年生香椿为试验材料,设置平茬20 cm(T₁)、50 cm(T₂)、80 cm(T₃)和不平茬(CK)4种处理,观测其萌枝和叶片生长情况,以及叶片的气体交换参数、光合色素含量、非结构性碳水化合物(NSC)含量的变化,分析不同平茬高度的生长生理响应差异,以明确平茬措施下香椿植株更新复壮再生的生理机制。结果表明：(1)平茬能够显著提高香椿的萌枝能力,促进侧枝和叶片生长,其萌枝数、侧枝长度在T₃处理下最高,成枝数、叶长、叶宽、叶面积及侧枝粗度在T₂处理下达到最大值。(2)随着平茬高度的增加,香椿叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均先升后降,并在T₂处理达到最大,较CK分别显著提高了17.33%、10.00%、13.51%和6.98%;平茬也提高了叶片光合色素含量,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和类胡萝卜素含量在T₂处理下分别比CK显著提高了18.34%、27.07%、21.11%和23.05%。(3)不同平茬高度处...     

樟子松幼苗生长及光合特性对强风沙流吹袭的响应

为了解樟子松幼苗对不同时间强风沙流吹袭的生理生态响应,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了8级大风风沙流(风速18m·s-1,风沙流强度173g·cm-1·min-1)吹袭10、20和30min下樟子松幼苗生长与光合特性的变化。结果显示:(1)随着风吹时间的增加,樟子松的株高生长量减少、茎粗生长加快,落叶数量增加,其中30min处理与CK相比的株高生长量下降52.63%,茎粗生长量增加233.30%,落叶指数增加466.70%。(2)风沙流吹袭没有改变樟子松幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度的日变化规律,但日光合峰值下降,日最大蒸腾速率增加;与CK相比,30min处理的日最大光合速率下降22.69%,日最大蒸腾速率增加11.89%。(3)随风吹时间增加,其叶片温度、叶片相对含水量、日均光合速率、水分利用效率下降,30min处理较CK依次下降0.60%、4.37%、28.57%和31.58%,且日均蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度增加,30min处理较CK依次增加6.25%、6.67%和12.60%。研究表明,在持续风沙流胁迫下,樟子松幼苗光合作用受到抑制,蒸腾耗水增加,水分利用效率降低;樟子松幼苗生长速率降低主要源于光合面积减少和光合作用受到抑制,而其光合速率下降主要因幼苗叶片叶温和叶片含水量下降所致,蒸腾速率的增加主要源于气孔导度的增加;为了适应风沙流持续吹袭的胁迫,樟子松幼苗采取了降低株高生长速率,加快茎粗生长速率的适应策略。     

入侵种银胶菊和三叶鬼针草与本地种气体交换特性的比较

以菊科入侵植物银胶菊(Parthenium hysterophorus)和三叶鬼针草(Bidens pilosa)以及与其共生的菊科本地植物小蓟(Cirsium setosum)为对象,比较了3种植物气体交换参数和叶片特性的差异。结果表明,银胶菊和三叶鬼针草的净光合速率(net photosynthetic rate,P_n)、叶绿素含量、比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶片单位质量P含量(leaf P content per unit mass,P_(mass))、光合能量利用效率(photosynthetic energy use efficiency,PEUE)和光合氮利用效率(photosynthetic nitrogen use efficiency,PNUE)均显著高于小蓟。植物叶片P_n与水分利用效率(water use efficiency,WUE)、叶片P_(mass)、SLA呈极显著正相关,植物叶片单位质量N含量(leaf P content per unit mass,N_(mass))与叶片SLA、单位质量建成成本(leaf construction cost per unit mass,CC_(mass))、叶绿素含量呈极显著正相关。与本地植物相比,较高的气体交换参数和叶片生化指标有可能是银胶菊和三叶鬼针草成功入侵的原因之一。