水分胁迫对沙棘(Hippophae rhamnoides)和中间锦鸡儿(Caragana intermedia)蒸腾作用影响的比较

多年生灌木沙棘和中间锦鸡儿是黄土高原生态重建的重要物种,设计人工模拟水分胁迫实验,测量沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的各种指标,研究其蒸腾特性对水分胁迫的适应方式。结果表明,同等水分处理条件下,中间锦鸡儿单叶水平上的蒸腾速率高于沙棘。沙棘和中间锦鸡儿的蒸腾速率日进程在晴天、阴雨天和生长发育的不同阶段明显不同。夜间蒸腾占全天蒸腾的比例相当大,夜间蒸腾在不同物种之间、不同供水量之间存在明显差异,而且越干旱的环境比例越大。两种植物气孔阻力的季节变化格局在不同水分处理间大体相似。沙棘的昼夜蒸腾节律在各种水分处理条件下都表现出明显的气孔振荡现象,而中间锦鸡儿没有。叶片温度、光合有效辐射和气孔阻力是各种水分条件下沙棘和中间锦鸡儿蒸腾作用的共同的限制因子,相对于沙棘,中间锦鸡儿还更多地受到空气相对湿度的影响。     

不同时期毛乌素沙区主要植物种光合作用和蒸腾作用的变化

 采用LI—6000便携式光合分析系统对毛乌素沙区主要植物种油蒿、中间锦鸡儿、旱柳进行了不同时期光合作用,蒸腾作用日进程的测定,并同步测定有效光辐射、空气相对湿度、叶温、气温、胞间CO2浓度、气孔阻力、叶片水势及土壤水势等因子;结果表明：不同时期、不同植物种其光合、蒸腾特征各异;植物的光合、蒸腾与环境因子和植物内部因子之间有密切关系,其中有效光辐射是影响光合作用、蒸腾作用诸因子中的主导因子,而气孔阻力变化则在调节光合和蒸腾中起着重要作用;不同植物种间气孔对环境条件变化的响应程度不同,以中间锦鸡儿最为灵敏;3种植物的水分利用效率表明,中间锦鸡儿的水分利用效率较油蒿、旱柳为高。     

干旱胁迫对4种植物蒸腾特性的影响

在温室条件下研究类芦等4种植物在干旱胁迫下的蒸腾特性。结果表明,在正常供水情况下,4种植物蒸腾速率和气孔阻力日变化规律明显;在干旱胁迫下,气孔阻力增大,蒸腾速率逐步降低,当水势下降到临界值时,气孔关闭,气孔阻力急剧增大,蒸腾速率降至最低。4种植物中,类芦的水分利用效率最高,其次为百喜草和香根草,五节芒最低。4种植物的抗旱力以类芦最强,百喜草和香根草其次,五节芒最弱。     

不同程度的水分胁迫对中间锦鸡儿幼苗气体交换特征的影响

为探讨未来降水减少对内蒙古皇甫川流域人工栽培主要灌木树种中间锦鸡儿气体交换特征的影响 ,特设计正常降雨水平、偏旱、干旱和极端干旱 4种水分处理水平 ,进行人工模拟水分胁迫实验。结果表明 ,不同的水分处理显著影响土壤含水量、土壤温度、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、资源利用效率和叶片水势。适度的水分胁迫 (干旱环境 )能够提高中间锦鸡儿的水分利用效率和抗旱性 ,同时也降低了净光合速率与蒸腾速率。随水分胁迫的增强 ,中间锦鸡儿的净光合速率日变化曲线逐渐从典型的单峰型转变成双峰型 ,出现光合“午睡”现象。根据 Farquhar和 Sharkey提出的判别标准 ,干旱和极端干旱下光合“午睡”的原因分别以气孔因素和非气孔因素 (叶肉细胞光合能力下降 )为主。中间锦鸡儿通过自身的生理调节以抵抗干旱 ,是其能够适应干旱环境、历经 3a大旱而幸存下来的重要原因     

黄土丘陵区人工沙棘蒸腾作用研究

通过对沙棘叶片的蒸腾速率、气孔导度及其相应环境因子的测定,探讨黄土丘陵区安塞人工沙棘林的水分生理生态特征.结果表明沙棘蒸腾速率和气孔导度具明显的日变化,两者的变化趋势相似,5、7月份日变化曲线呈单峰型,6、8、9月份日变化曲线呈双峰型;在生长季(5～9月份)中7月份蒸腾速率最大,5、9月份较小,5月份(0.3900g/(g·h))仅为7月份(0.9350g/(g·h))的41.95%;沙棘林在生长季的蒸腾耗水量为257.56mm(占同期降雨量的63%),与降雨量间有极显著的相关关系.沙棘林的蒸腾耗水量在降雨量不同的月份有明显的差异,9月份(降雨量为43.2mm)的蒸腾耗水量为7月份(降雨量为130.1mm)的25.9%.黄土丘陵区安塞的环境条件基本满足沙棘生长的要求,沙棘可作为该区造林恢复植被的先锋树种.     

半干旱地区3种植物叶片水平的抗旱耐旱特性分析——两个气孔导度模型的应用和比较

在对半干旱区3种植物进行生理生态特性测定的基础上,应用两种气孔导度模型进行参数的非线性拟合,BBL模型平均可以解释77.6%的结果,Gao模型平均可以解释59.3%的结果。但Gao模型作为一个机理性的模型,其参数具有明确的物理意义。模型的行为和敏感性分析结果说明,用BBL计算的气孔导度一般大于Gao模型。BBL模型对于干旱胁迫下的土壤水分亏缺没有响应, 因而不适合用作干旱半干旱区的植物生理生态学分析和生态系统模拟。而Gao模型可以描述在各种水分条件下植物气孔导度的响应。Gao模型的结果说明,与油松 (Pinus tabulaeformis) 和中间锦鸡儿 (Caragana intermedia) 比较,小叶杨 (Populus simonii) 具有最小的抗旱和耐旱能力,油松具有最好的叶片水平的耐旱和抗旱特性,但其气孔导度对土壤水分的不敏感意味着在干旱条件下维持光合作用的同时,也可能会导致过多的水分损失。中间锦鸡儿具有很强的耐旱性,且其气孔导度对土壤水分的变化敏感,二者相结合,中间锦鸡儿可以在土壤水分条件较好的情况下,维持较大的气孔导度以满足光合作用的需要,但在土壤水分胁迫严重的时候能迅速降低气孔导度以保持土壤水分。     

松嫩草地全叶马兰夏季与秋季光合及蒸腾作用的比较

在生长季晴天条件下,夏季和秋季松嫩草地全叶马兰的光合,蒸腾作用的日变化均为双峰曲线,但不同季节有所差异,夏季日均净光合速率与蒸腾速率均高于秋季,光合和蒸腾作用与环境因子的植物内部因子之间有密切关系。分析表明,叶片净光合速率与有效光辐射呈极显著相关,与气孔阻力,胞间CO2呈负相关;蒸腾速率与有效光辐射呈极显著相关,与叶温,饱和差呈正相关,与气孔阻力,胞间CO2浓度呈负相关,有效光辐射是影响光合和蒸腾作用诸因子中的主导因子,而气孔阻力变化则在调节光合和蒸腾中起着重要作用,蒸腾速率午降主要由于光辐射强,叶温高,湿度低,植物体缺水,气孔部分关闭所致。     

草原地区不同生态类型的植物生理特性的比较研究

比较研究了４种不同水分生态型植物在不同水分胁迫下的光合作用、叶片含水量和气孔阻力等生理指标的反应。结果表明,不同水分生态型植物抵御干旱的机制是不同的。中生植物主要是通过增加气孔阻力限制蒸腾失水,而旱生植物则依靠高浓度的细胞原生质减少水分的散失,后者保水效率远高于前者。植物从中生种到旱生种,生理特性亦显示出规律性的种间差异,叶片含水量和气孔阻力水平降低,而单位叶面积的净光合速率增加。     

竹笋期竹箨和笋体的日间蒸腾特性及其对水分运输的影响

竹子的高速生长主要发生在无枝无叶的笋期, 并对水分需求巨大。水分不仅参与植物体内各种代谢, 而且水分转运可促进光合产物、矿质元素、生长激素等物质流动。竹子夜间主要由根压驱动水分转运, 但在日间尤其是下午根压基本为负值, 明确竹笋日间蒸腾作用发生机制及其对水分运输的影响对竹林培育有重要意义。该研究以不同伸长阶段的慈竹(Bambusa emeiensis)笋为材料, 研究了茎秆和竹箨的气孔特征、气孔导度与蒸腾速率等生理特征及在离体条件下竹笋的水分转运速率。结果表明: 1)不同发育状态的竹笋茎秆及箨鞘表面均分布有大量气孔, 气孔小且凹陷, 光合速率及叶绿素a、b含量极低, 但气孔导度和蒸腾速率均显著高于成熟叶片, 表明笋体和箨鞘是竹笋主要的呼吸和蒸腾部位。2)离体条件下竹笋的番红示踪表明, 高生长阶段的竹笋茎秆中番红上升速率较快, 有着较强的蒸腾。竹箨分离后, 番红仍然能够扩散和运输, 表明笋体茎秆也存在一定的蒸腾, 但与竹箨包裹的竹笋相比, 番红在分离竹箨后的笋体中上升速度显著下降, 表明竹箨对笋体内水分运输影响较大。3)箨环处的组织解剖发现, 节间的纵向维管束在竹节处特化形成一个类板状结构, 弯曲伸入竹箨, 是竹箨影响笋体内水分运输的重要结构基础。上述结果表明, 日间竹笋水分通过茎秆和竹箨表面的气孔大量蒸散, 产生蒸腾拉力驱动笋体内水分转运。该研究也发现, 随着茎秆成熟, 竹箨松动并开始脱落, 茎秆表面的气孔宽度增加, 加大了气孔的开口大小, 增大了节间气孔与大气水气交换的有效面积, 在一定程度上弥补了竹箨脱落时减少的蒸腾拉力。     

NaCl胁迫对菠菜叶片中水分和光合气体交换的影响(简报)

NaCl胁迫下,菠菜幼苗叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）下降。短期处理的叶片中CO2浓度（Ci）降低,气孔限制值（Is）升高,水分利用效率（WUE）增大,而长期处理的叶片中Ci升高,Is下降,WUE降低。NaCl短期处理下,菠菜光合降低以气孔限制为主,而在长期处理下光合的非气孔限制因素增大。     

不同程度的水分胁迫对沙棘幼苗生理生态特征的影响

为探讨未来降水减少对内蒙古皇甫川流域沙棘幼苗生理生态特征的影响,特设计平均降雨水平、偏旱、干旱和极端干旱4种不同的水分梯度处理,开展人工水分梯度实验。方差分析表明,不同的水分梯度显著影响土壤的含水量、土壤温度等微生境因子,并显著影响净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等气体交换特征、资源利用效率和叶片水势特征。适度的水分胁迫(干旱环境)能够提高沙棘的水分利用效率,同时却降低净光合速率和蒸腾速率。各种生理生态指标表明,4种水分处理的沙棘幼苗都受到不同程度的水分胁迫的影响,极端干旱环境中沙棘幼苗的内在生理调节机制出现紊乱,皇甫川流域沙棘不适宜在极端干旱环境中生长。     

不同程度的水分胁迫对沙棘幼苗生理生态特征的影响

为探讨未来降水减少对内蒙古皇甫川流域沙棘幼苗生理生态特征的影响,特设计平均降雨水平、偏旱、干旱和极端干旱4种不同的水分梯度处理,开展人工水分梯度实验.方差分析表明,不同的水分梯度显著影响土壤的含水量、土壤温度等微生境因子,并显著影响净光合速率、气孔导度、蒸腾速率等气体交换特征、资源利用效率和叶片水势特征.适度的水分胁迫(干旱环境)能够提高沙棘的水分利用效率,同时却降低净光合速率和蒸腾速率.各种生理生态指标表明,4种水分处理的沙棘幼苗都受到不同程度的水分胁迫的影响,极端干旱环境中沙棘幼苗的内在生理调节机制出现紊乱,皇甫川流域沙棘不适宜在极端干旱环境中生长.     

Development of Water Stress under Increased Atmospheric CO2 Concentration

The increase in water use efficiency (the ratio of photosynthetic to transpiration rates) is likely to be the commonest positive effect of long-term elevation in CO₂ concentration (CE). This may not necessarily lead to decrease in long-term water use owing to increased leaf area. However, some plant species seem to cope better with drought stress under CE, because increased production of photosynthates might enhance osmotic adjustment and decreased stomatal conductance and transpiration rate under CE enable plants to maintain a higher leaf water potential during drought. In addition, at the same stomatal conductance, internal CO₂ concentration might be higher under CE which results in higher photosynthetic rate. Therefore plants under CE of the future atmosphere will probably survive eventual higher drought stress and some species may even be able to extend their biotope into less favourable sites. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Effects of drought stress on photosynthetic gas exchange, chlorophyll fluorescence and stem diameter of soybean plants

Changes in plant growth, photosynthetic gas exchange, chlorophyll fluorescence and stem diameter of soybean [Glycine max (L.) Merr.] plants under drought stress were studied. Total plant dry mass was reduced by 30 % compared to well-watered control plants. Leaf water potential was slightly decreased by water stress. Water stress induced daytime shrinkage and reduced night-time expansion of stem. Photosynthetic rate, stomatal conductance and transpiration rate were significantly declined by water stress, while the intercellular CO₂ concentration was changed only slightly at the initiation of stress treatment. The maximum photochemical efficiency of photosystem 2 and apparent photosynthetic electron transport rate were not changed by water stress.     

NaCl胁迫对沙棘和银水牛果幼苗生长及光合特性的影响

以沙棘和银水牛果2年生幼苗为试材,设NaCl浓度分别为0、200、400和600 mmol·L^-1,研究NaCl 胁迫对其生长及光合特性的影响.结果表明: 随着NaCl浓度的增加,沙棘和银水牛果幼苗的生物量、单株总叶面积均显著下降,且NaCl浓度越高, 下降幅度越大.不同NaCl浓度处理下,沙棘和银水牛果幼苗根冠比较对照显著增加,比叶质量(LMA)略有降低.随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长,沙棘和银水牛果叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)均明显下降, 胞间CO₂浓度(C_i)先降后升,气孔限制值(L_s)和水分利用效率(WUE)则先升后降.P_n下降的原因短期内以气孔限制为主,长期则以非气孔限制因素为主,且树种耐盐性越弱,NaCl浓度越高,由气孔限制转为非气孔限制的时间越早.试验中,沙棘幼苗在600 mmol·L^-1NaCl处理10 d时即出现盐害症状,22 d时全部死亡,而银水牛果可以忍耐600 mmol·L^-1NaCl长达30 d以上,说明银水牛果作为引进树种,其耐盐性较沙棘更强,可能更适合在我国盐碱地大面积推广种植.     

甘草叶片形态结构和光合作用对干旱胁迫的响应

叶片结构在植物防御生物和非生物胁迫方面起着重要的作用,可通过合成、储存和分泌次生代谢产物提高植物抗性。以甘草幼苗为试材,采用盆栽控水自然干旱法,探讨叶片光合作用、气孔微形态和腺体形态对干旱胁迫的响应。结果表明:①随着干旱胁迫程度的加剧,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈先升高后降低的趋势;其中胞间CO2浓度(Ci)在重度干旱胁迫(severe stress,SS)时迅速增高。②随着干旱胁迫程度的加剧,叶片总气孔密度和气孔开张比呈先增大后减小的趋势;而气孔开张宽度呈逐渐减小的趋势。③随着干旱胁迫程度的加剧,叶片上表皮和下表皮腺体密度总数整体上呈增大的趋势,腺体颜色随着干旱胁迫程度的加剧逐渐加深,形状出现不规则褶皱和内陷。总之,甘草叶片表面的腺体特征参与抗旱逆境调节,从而避免干旱胁迫对甘草植株的伤害;在SS下,胁迫程度加速了气孔细胞的程序性死亡(PCD),甘草幼苗失去抗旱能力。     

硅对干旱胁迫下玉米水分代谢的影响

利用盆栽试验研究了施硅(K2SiO3)对玉米植株水分代谢的影响.结果表明:施硅降低了干旱胁迫下玉米植株的气孔导度,降低了干旱胁迫早期到中期的蒸腾速率,保持了干旱胁迫后期较高的蒸腾速率,从而导致施硅玉米植株的叶片含水量和水势高于对照.由于植株的水分状况改善,施硅玉米植株生物量高于对照.硅增强玉米植株的抗旱性,而提高植株保水能力是硅提高抗旱性的重要原因.     

干旱胁迫下杨树无性系苗期光合与气孔形态变异研究

为了解不同干旱胁迫处理下,杨树叶片光合特性和气孔形态的变化规律,本研究以4个杨树无性系为材料,对其干旱胁迫下光合指标与气孔形态指标进行测定分析,方差分析结果表明：除气孔器长在处理间差异不显著外,其他性状在无性系间、处理间和无性系与处理交互作用间均达极显著差异水平。随着土壤相对含水量的逐渐降低,无性系净光合速率、蒸腾速率和气孔导度都呈现出不同程度的下降;而胞间二氧化碳浓度呈现为先降后升趋势,表明当土壤相对含水量大于40%时,光合作用的主要限制因子是气孔因素,当土壤相对含水量低于40%时,光合作用的主要限制因子转换为非气孔因素。气孔形态研究结果表明,各指标均随土壤相对含水量的持续降低呈现出持续下降趋势。利用隶属函数法对不同干旱胁迫下4个杨树无性系的抗旱性进行综合评价,结果表明：白城小青黑杨的抗旱性优于其他三个无性系。