光照强度和氮水平对白三叶幼苗生长与光合生理特性的影响

采用植物生长箱溶液培养方式,对白三叶幼苗进行了不同光强(2个水平)和氮浓度(5个水平)处理,探讨其生长、生物量和光合生理特征对生境变化的响应.结果表明:两种光强下白三叶幼苗茎和叶生物量随氮素浓度呈先升高后降低,而根系生物量和根冠比则随氮素浓度增高而降低.光照强度降低使白三叶幼苗根、茎、叶和整株生物量分别降低67.8%、29.9%、42.5%和45.2%;低光处理使幼苗的根冠比显著下降,而比叶面积(SLA)明显提高.幼苗根系体积随氮素浓度增高而降低,高生长光强根系体积显著高于低生长光强下的白三叶.幼苗根系表面积、根系长度和根系直径随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,两种不同生长光强下幼苗根系长度和根系直径差异显著,而根系表面积差异不明显.白三叶叶片光合速率(Pn)随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,高生长光强白三叶Pn显著高于低生长光强下的白三叶.两种生长光强间叶片气孔导度(Gs),胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)无显著差异,但氮素浓度对叶片Gs、Ci和Tr均有显著影响.光、氮及其交互作用对白三叶幼苗生长发育产生了显著影响,光照不足和氮缺乏都将导致白三叶幼苗生长减弱,但幼苗对这些不利环境具有较强的调节和适应能力.     

土壤水分胁迫与遮荫对生姜生长特性的影响

水分胁迫使生姜叶片叶绿素含量降低,叶片气孔密度及气孔面积减小,根系活力下降。根系伤流量减少,在相同土壤水分条件下,遮光使叶片叶绿素含量增加。气孔密度减小,叶片上表皮气孔变大,而下表皮气孔变小。根系活力增强,水分胁迫显著影响生姜的生长与产量,但不同水分条件下,光强对生姜生长与产量的影响不同,正常供水条件下,生姜在自然光照条件下生长较好,产量较高;水分胁迫条件下,生姜在遮荫条件下生长较好,产量较高。     

遮光条件下不同种源土沉香幼苗的光合特性与生长速率分析

以3个来源于广东茂名的土沉香[ Aquilaria sinensis (Lour.) Spreng.]种源(大白、小白和大黄)和1个来源于云南的土沉香种源的1年生幼苗为研究对象,对不同遮光条件下[相对光强100％(对照,自然光强)、50％、25％和5％]4个种源幼苗叶片的净光合速率(Pn)的光响应和CO2响应曲线、光合和气体交换参数、叶绿素含量和叶绿素a/b( Chla/b)值进行了分析,并比较了4个种源幼苗的相对生长速率(RGR).结果表明:4个种源的Pn均随光合光量子通量密度的增加而上升,且对照组各种源的Pn值均明显高于各处理组;4个种源的Pn值均随胞间CO2浓度的升高或相对光强的增大逐渐提高.随相对光强的降低,4个种源的最大光合速率、光补偿点、光饱和点、暗呼吸速率、最大电子传递速率、最大羧化速率和磷酸丙糖利用速率均下降或显著下降(P＜0.05),而表观量子效率则略有升高.在相对光强100％ ～ 25％条件下,随相对光强降低,4个种源的叶绿素含量显著提高、Chla/b值显著减小;大白和小白种源的RGR逐渐增大,大黄种源的RGR差异不显著,而云南种源的RGR显著减小.而在相对光强5％条件下,大黄和云南种源的叶绿素含量显著降低,Chla/b值显著增大,RGR显著减小;大白和小白种源幼苗全部死亡.由种源间的比较可见:4个种源的各项光合参数以及叶绿素含量、相对生长速率均有一定的差异,其中云南种源的各项指标总体上均最低.综合来看,土沉香为半阳生植物,对不同的光环境表现出相对较强的适应性.     

外源24-表油菜素内酯对弱光胁迫下番茄幼苗叶片形态及光合特性的影响

以弱光敏感型番茄品种‘基尔斯’为试验材料,采用营养液栽培,研究了外源24-表油菜素内酯对弱光胁迫下番茄幼苗叶片形态和光合特性的影响.结果表明：弱光胁迫下番茄幼苗叶片形态产生适应性变化,叶面积、比叶面积、茎叶夹角、茎叶垂角、垂度均显著提高,而叶片干质量显著降低;最大净光合速率、表观量子效率、暗呼吸速率、羧化效率、Rubisco大亚基含量均显著降低,而光补偿点和CO₂补偿点显著升高.弱光胁迫下叶面喷施24-表油菜素内酯后,叶面积、叶片干质量、茎叶夹角、茎叶垂角分别增加14.1%、57.1%、12.3%和7.7%,比叶面积、垂度分别减小30.5%和10.6%;表观量子效率、暗呼吸速率、羧化效率分别提高20.4%、17.9%和9.3%,光补偿点、CO₂补偿点分别降低21.9%和4.3%,差异均达到显著水平;Rubisco大亚基含量也显著升高.说明外源24 表油菜素内酯可以通过提高弱光下番茄幼苗叶片的表观量子效率、暗呼吸速率、羧化效率及Rubisco含量,降低光补偿点和CO₂补偿点,并维持叶片形态的稳定性,来改善光合性能,有效缓解弱光胁迫对番茄幼苗的伤害.     

外源硅对干旱胁迫下烟草幼苗生长、叶片光合及生理指标的影响

采用营养液水培法,研究了施用不同浓度外源硅(0、0.5、1.0 mmol/L)对干旱胁迫(10%PEG、20%PEG)下烟草幼苗生长、叶片光合特性和生理指标的影响。结果表明:干旱胁迫严重抑制了烟草幼苗生长和光合作用,膜质稳定性降低和引起氧化应激反应;施用不同浓度外源硅有效改善了干旱胁迫下烟草幼苗生长,均表现为株高、叶面积、根系体积、根系干重和地上部干重等生长指标增加,提高叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量,显著提高净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)并降低胞间CO2浓度(Ci),膜质过氧化产物MDA含量显著降低,提高叶片含水量、膜稳定性系数和渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖)含量,显著提高SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性,而且1.0 mmol/L Si处理对干旱胁迫下烟草幼苗生长和生理特性的影响显著优于0.5 mmol/L Si处理。以上结果说明,施用外源硅能提高干旱胁迫下烟草幼苗光合作用、抗氧化和渗透调节能力,缓解干旱胁迫对烟草幼苗的伤害,促进其生长。     

披针叶茴香对变化光环境的表型可塑性

植物对变化光环境的表型可塑性大小影响其在林下生境中分布、生长和更新。为探讨披针叶茴香在不同光环境下的整体表型可塑性及其适应机制,采用遮荫试验模拟5种光照条件(100%、52%、33%、15%和6%相对光照强度),研究了不同光环境下披针叶茴香叶片形态、生理、解剖结构、根系形态以及生物量分配等的变化。结果表明:叶生物量在5种光照处理之间差异不显著,但叶面积和比叶面积均随光照强度减弱显著增加。遮荫处理增加了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,但叶绿素a/b比值随光照强度减弱而降低。遮荫降低了非结构性碳水化合物(淀粉和可溶性糖)和可溶性蛋白的含量,增加了叶片氮和磷含量,对叶片氮/磷比影响较小。在52%和33%相对光照处理下,叶片中硝酸盐含量最低,而在100%和6%相对光照处理下硝酸盐积累较多。根生物量、细根和粗根的长度、表面积以及比根长和比根表面积在5种光照处理之间均没有显著差异,根系氮含量在低光环境(15%和6%相对光照处理)中显著降低。随光照强度减弱,披针叶茴香采取保守生存策略,并没有增加叶生物量的分配,而是分配较多的生物量给枝条和树干,储存能量。综合来看,披针叶茴香具有较宽的光生态幅,在6%—100%光照强度下均能正常生长,遮荫有利于披针叶茴香地上和总生物量的积累,52%的相对光照条件下生长最佳。变化光环境下根系性状和整体结构的可塑性相对较低,叶片生理性状的可塑性在披针叶茴香适应光环境变化过程中发挥了主要作用。     

遮阴对杜鹃红山茶幼苗叶片生长特性及初生代谢的影响

以2.5年生杜鹃红山茶扦插苗为试验材料,研究了遮光率分别为0(CK)、30%、50%、80%条件下其叶片生长状况、光合色素含量、初生代谢产物以及叶片相对电导率的变化,以揭示杜鹃红山茶叶片生长发育与光照强度的关系。结果表明:(1)遮阴显著促进杜鹃红山茶幼苗叶片的生长,其叶片数量、总叶面积、平均叶面积、比叶面积、叶片含水量等指标均在50%～80%遮光条件下处于最高水平。(2)遮阴条件下的幼苗叶片总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和SPAD值均比CK上升,且均在80%遮光条件下处于最高水平。(3)随遮阴强度的增加,叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量均表现出先降低后上升的趋势,且均在50%遮光条件下处于最低水平;叶片淀粉含量表现出先上升后降低的趋势,并在50%遮光条件下处于最高水平。(4)遮阴显著降低叶片相对电导率,且随遮阴强度的增加表现出先下降后上升的趋势,并在50%遮光条件下处于最低水平。研究认为,杜鹃红山茶幼苗对低光照环境有较强的适应性,适度的遮阴(遮光率50%)有助于杜鹃红山茶幼苗叶片的生长发育。     

水分和光照对厚皮甜瓜苗期植株生理生态特性的影响

以厚皮甜瓜‘西博洛托’为试材,研究了温室内育苗基质含水量和光照强度对厚皮甜瓜苗期植株生长发育和生理生态特性的影响.结果表明:不同基质含水量和光照强度对厚皮甜瓜苗期植株生长发育影响显著,随基质含水量的降低,苗期植株叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量升高,叶片相对含水量和比叶面积下降,基质含水量为60%～80%时,幼苗净光合速率最高;随着光照强度的减弱,幼苗的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶片相对含水量、比叶面积和胞间CO2浓度升高,叶绿素a/b和净光合速率下降.在不同处理中,以80%基质含水量 100%温室光照处理的幼苗生长最健壮,壮苗指数、净光合速率等指标最高.     

栓皮栎幼苗对土壤干旱胁迫的生理响应

以栓皮栎一年生盆栽苗为实验材料,采用称重控水的方法,设置不同土壤水分胁迫梯度,系统分析其幼苗在不同干旱胁迫条件下的生理生化响应特征,以探索栓皮栎耐旱特性.结果显示:(1)栓皮栎幼苗叶片中3种保护酶(SOD、POD、CAT)活性在对照(CK,土壤相对含水量19.5％～21.5％)条件下保持稳定,而中度干旱(T2,9.5％～11.5％)和重度干旱(T3,5.5％～7.5％)条件下,随着胁迫时间的延长呈先增高后降低的趋势,且变化的幅度在不同胁迫强度下存在差异.(2)在整个干旱胁迫过程中,各胁迫处理叶片丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,不同胁迫强度的变化幅度不同;叶片中的可溶性蛋白含量和根系活力随着干旱胁迫程度的增强呈先增高后降低的趋势.(3)栓皮栎幼苗叶片的脯氨酸含量随着干旱胁迫时间的延长表现出先增加后降低的趋势;叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶绿素a/b值均呈逐渐降低的趋势.研究表明,栓皮栎幼苗在短期和轻度干旱胁迫下通过提高自身的保护酶活性、增加可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高根系活力等来抵御干旱环境的伤害,从而表现出较强的耐旱特性;而在重度干旱胁迫条件下,栓皮栎幼苗自我调节能力丧失,体内代谢紊乱,导致保护酶活性、可溶性蛋白、脯氨酸含量和根系活力等下降,从而受到干旱伤害.     

干旱胁迫下尖果沙枣幼苗的根系活力和光合特性

以尖果沙枣1年生实生苗为材料,研究了自然干旱时不同土壤相对含水量对幼苗叶片细胞质膜相对透性、叶片相对含水量、根系活力、光合色素含量和光合参数等指标的影响.结果表明:土壤相对含水量从70%(CK)降到40%时,幼苗根系活力和净光合速率均逐渐上升并达到最大值,分别为1178μg.g-1.h-1和21.9μmol.m-2.s-1;光合色素含量稳步上升;蒸腾速率和水分利用效率均保持稳定;叶片细胞质膜相对透性保持较低水平.土壤相对含水量从40%降到20%时,幼苗叶片相对含水量仍在50%以上,叶片细胞质膜相对透性仍保持较低水平;根系活力和光合色素含量仍较高;但其他光合参数开始缓慢下降.土壤相对含水量从10%降到5%时,幼苗叶片细胞质膜相对透性急剧上升;叶片相对含水量、根系活力、总叶绿素含量、光合参数均极显著下降;而土壤相对含水量为10%时幼苗表现出最高的水分利用效率.尖果沙枣土壤相对含水量最好控制在40%~50%,其1年生实生苗的永久萎蔫系数为4.3%(土壤相对含水量).     

光强对苗期烤烟光合作用及干物质生产的影响

以烤烟云烟87为材料,研究了不同光照强度(100%、88%、72%、62%自然光强)对苗期烤烟光合作用及干物质生产的影响.结果表明:烟苗在晴天中午100%自然光强下会产生光合抑制现象,适度遮光(88%自然光强)会消除光抑制,其日光合总量显著高于其他处理.遮光降低了烟苗光饱和点和光补偿点,增加了表观量子效率和弱光时的净光合速率,提高了叶绿素a和叶绿素b含量,降低了叶绿素a/b和类胡萝卜素含量.在88%自然光强下,烟苗具有较高的光饱和点和较低的光补偿点,对光照变化的适应性较强,其光合同化潜力有所提高.100%自然光强处理更有利于干物质和可溶性总糖向茎部转移,88%自然光强处理更有利于干物质和可溶性总糖向根部转移.在本试验条件下,苗期适当遮光(88%自然光强)可以提高烟苗的成苗素质.     

光照强度对广西地不容光合特性和生长的影响

以盆栽当年生广西地不容为材料,研究不同光照强度(100%、50%、30%和15%自然光强)对其光合特性和生长的影响。结果表明:随着光照强度的降低,广西地不容最大净光合速率(P_(max))、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)先减小,而后稍有增大;表观量子效率(AQY)在30%和50%光强下显著高于100%和15%光强处理;叶片叶绿素总量(Chl)、叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量随光强的减弱而增大,Car/Chl随光强的减弱而减小,Chla/Chlb比值在各处理间无显著差异;单叶面积随生长光强的减弱而增大,比叶重(LMA)则随着生长光强的减弱而减小;30%光强下广西地不容块根生物量最高,光照过强和过弱都不利于其生物量的积累。广西地不容对光强的适应范围较广,但光照过强或过荫均对生长造成不良影响,光合速率降低,生长减缓,块根生物量积累下降,30%光强是其当年生苗生长的最佳光强。     

光强对杉木幼苗形态特征和叶片非结构性碳含量的影响

选取南方重要的造林树种杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)幼苗为研究对象,通过搭建遮荫棚设置5个光照强度(分别为自然光照的100%、60%、40%、15%和5%),研究了幼苗在不同光照强度下的生长形态、生物量积累及分配、叶片的非结构性碳含量(NSC)特征。结果显示:(1)叶长、叶宽和叶面积在40%光照强度下最大,而比叶面积和叶片相对含水量随着光照强度的降低呈递增趋势;(2)随着光照强度的降低,杉木幼苗各器官生物量下降,根生物量比和根冠比降低,茎和叶生物量比增加;(3)杉木幼苗在60%光照强度下叶片非结构性碳含量最高,5%光照强度下含量最低;(4)杉木幼苗比叶面积与叶生物量以及与非结构性碳含量之间存在极显著的负相关关系(P0.01),叶生物量与非结构性碳含量之间存在极显著的正相关关系(P0.01)。杉木幼苗能够通过形态学上的可塑性来适应不同的光强环境,提高光竞争能力和生存适合度,但在5%光照强度下,由于较难维持碳收支平衡而不利于其生长和存活。     

长期弱光对苦草幼苗生长发育的影响

用遮光法研究弱光(5%、1%、0.5%、0.1%全光照)对苦草幼苗生长发育的影响,统计了苦草的生物学参数,测定了叶片叶绿素荧光参数。结果表明:1)0.1%组无新株萌发,随着实验时间的延长其余组新株萌发逐渐被抑制。2)随着实验时间增加和光照强度降低,老株叶片形成受到的抑制程度呈增大趋势;前20d时新株叶片形成未被抑制,但随着实验时间延长显著被抑制。3)老株、新株的叶宽均受到显著抑制。4)老株叶片的伸长显著被抑制,且随着光强降低叶片伸长的幅度呈显著降低趋势;前20天时新株叶长被促进,随着实验时间延长叶片伸长显著被抑制。5)随实验天数的增加,老株叶片光化学最大量子产量(Fv/Fm)呈显著降低趋势,第80天时相对电子传递速率(rETR)和非光化学淬灭(NPQ)显著降低。6)新、老植株根、茎、叶的鲜重均显著低于对照,且随着光照强度降低老株的茎重/株重和根重/株重呈增加趋势,而叶重/株重呈显著的降低趋势。第80天时苦草植株仍具有一定的光合能力,地下茎的生物量比例较高,因此,≤1%全光照下苦草植株具有较强的耐受能力。     

不同光强对棱角山矾幼苗生长及光合特性的影响

通过比较不同遮阴处理下棱角山矾幼苗生长及光合特性的差异,以探讨不同光强对棱角山矾生长及光合作用的影响及其适应机制。结果表明：棱角山矾幼苗的生物量分配对光强的反应敏感,在强光处理下,比叶面积减小,总叶面积变小;弱光处理下通过增大叶生物量比、叶面积比,支持结构生物量比,提高捕光能力。但L100、L30、L10处理下总生物量的积累显著小于L50处理,L30、L50、L100光强处理下总叶面积显著高于L10光强处理。并且10%和100%光强下棱角山矾叶片的最大净光合速率（P_max）、光饱和点（LSP）、表观量子效率（AQY）均显著低于30%和50%光强处理;而光补偿点（LCP）则随光强的增大而升高;总叶绿素和类胡萝卜素含量在10%~100%随着光强增大而显著降低（P<0.05）。说明棱角山矾幼苗在不同光环境下具有一定适应性,但过强或过弱的光环境均会对棱角山矾的生长产生负面影响,其中50%光强是棱角山矾幼苗生长的最佳光强;棱角山矾为中性树种,苗木适宜生长在荫蔽的环境下。     

杉木和木荷种子萌发及幼苗生长对光梯度的响应

光是影响种子萌发和幼苗生长的关键因素.为理解不同树种种子萌发及幼苗生长对光梯度变化的响应机制,本文研究了不同光照强度(分别为自然光强的100%、60%、40%、15%和5%)对杉木和木荷种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了两树种种子萌发和幼苗生长对光照响应的差异性.结果表明: 光照强度对两树种的种子萌发和幼苗生长均具有显著影响. 随着光照强度的减弱, 杉木种子萌发率增大,萌发指数增大,木荷种子萌发率和萌发指数则先增大后减小,在40%光照强度下达到最大值.两树种幼苗存活率在全光照(100%光照)下均为0,在5%～60%光照处理下则随着光照强度的减弱而显著降低.两树种幼苗根长、地径和株高对光梯度变化的响应趋势一致,随着光照强度的减弱,根长显著减小,地径和株高则先增大后减小,在5%光照强度下达到最小.随着光照强度的减弱,杉木幼苗根、茎、叶及总生物量降低,木荷幼苗生物量积累在15%～60%光照强度下较高, 5%光照强度下最小,且相同光照强度下,木荷幼苗各部分生物量均大于杉木.两树种幼苗应对低光环境时,表现出较大的茎和叶的生物量分配比,而根生物量比和根冠比降低.表明杉木苗期生长不耐阴,需要相对较强的光照,而木荷苗期具有较强的耐阴性,对弱光环境的适应性更强,能够在郁闭的林冠下定植和正常生长.     

遮阴对地枫皮幼苗生长和生物量分配的影响

为了解光照强度对地枫皮(Illicium difengpi)幼苗生长和生物量分配的影响,对不同等级幼苗在不同遮阴处理下的形态和生物量变化进行了研究。结果表明,遮阴处理下幼苗的株高、冠宽和平均单叶面积均显著高于对照,同时比叶面积均随光强增大而显著降低。除I级苗50%遮阴处理外,全光处理下各等级幼苗的根长均显著高于遮阴处理。随着光照强度的增加,各等级幼苗的根生物量比与根冠比显著增加,叶生物量比显著减少;不同等级幼苗对强光和弱光环境均表现出较强的适应性,但以50%遮阴处理的总生物量最大,全光和85%遮阴处理均较小。遮阴处理的幼苗个体大小与其初始大小呈正相关,其中II级苗与I级苗差别较小,III级苗生长较差。在人工育苗条件下I级苗数量不到10%,较差的种苗质量叠加喀斯特山顶恶劣环境,可能是导致野外幼苗更新限制的重要原因。因此在野外回归和人工栽培过程中宜选用I、II级种苗,光强控制在透光率50%为宜。     

杉木种子萌发及幼苗生长对光强的响应

设置不同光强梯度(透光率分别为100%、40%、20%、10%和5%,光照强度PPFD分别为201.3、77.0、37.5、19.2、9.8 μmol·m^-2·s^-1),研究光对杉木种子萌发和幼苗早期生长的影响,分析杉木种子萌发、幼苗存活、生长、形态响应、生物量积累及其分配格局对不同光环境的响应策略.结果表明: 杉木种子的萌发率、存活率、建植率和萌发指数在不同光强梯度下均有显著差异,且40%的透光率是种子最适萌发条件,萌发率最高,而全光照下存活率和建植率最高;随光照强度的减弱,杉木幼苗茎长增大,根长、子叶长、子叶厚、真叶数呈降低趋势,而基径在各光照强度间无显著差异;总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量均表现为全光照下最大.随着光照强度的减弱,光合组织与非光合组织生物量比、叶生物量比呈降低趋势,茎生物量比呈增加趋势,根冠比和根生物量比无显著差异.弱光环境促进杉木种子萌发,不利于杉木幼苗存活和生长.在弱光环境下,杉木幼苗通过增大茎生物量来提高对弱光环境的耐受力.     

强光胁迫对濒危植物金花茶幼苗生长和叶绿素荧光参数的影响

以当年生盆栽金花茶实生苗为材料,研究不同程度的强光胁迫（25％、50％和100％自然光强,以8%自然光强为对照）对其生长、生物量、叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数的影响。结果表明：在不同程度的强光胁迫下,金花茶幼苗的生长均受到抑制,随着胁迫程度的增强,金花茶叶片颜色由深绿变为浅绿、黄绿色,叶片灼伤愈来愈严重;植株抽稍时间推迟,抽稍后长出的新叶长势较差;幼苗死亡率越来越高。幼苗根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量均随胁迫程度的升高而显著降低,强光胁迫对叶生物量的影响最大,根生物量次之,对茎生物量的影响最小。随着胁迫程度的增强,叶片叶绿素总量（Chl）、叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）含量均显著降低,Chla/Chlb和Car/Chl显著升高。叶绿素荧光参数F_o、F_m、F_v、F_v/F_m、F_v/F_o均随胁迫程度的升高降低,强光胁迫使PSⅡ受到了伤害,光合作用原初反应过程受抑制,光合电子传递受到影响,从而抑制植株的正常生长。