弱光照和富营养对苦草生长的影响

本研究通过比较在不同光照和营养(3光照×3营养)水平下栽培的沉水植物苦草(Vallisneria natans L.)的生长及生化指标,探讨了富营养水体中弱光和高营养对苦草生长的影响.结果表明:弱光对苦草生长的抑制作用不受外源营养浓度的影响;而高营养对苦草生长的影响受到弱光胁迫程度的交互作用,表现为在光照较强的45%日光下为抑制作用,光照最弱的2.5%日光下为促进作用,在光强居间的10%日光下没有明显作用.植物组织总氮、总磷、氨态氮及游离氨基酸氮含量随光照减弱而增加,而可溶性总糖和淀粉含量减少;总磷、氨态氮、游离氨基酸氮及淀粉含量随营养增加而增加.因此弱光照和过高营养均对苦草生长产生明显抑制作用,两者具有交互作用,主要表现为弱光影响了高营养的抑制作用.在本研究中,高营养对苦草生长有抑制作用,但尚不能导致铵中毒或储存碳缺乏;可能由于10%和2.5%日光下,弱光胁迫对苦草的代谢已产生很大抑制作用,限制了高营养对苦草的抑制作用.     

不同光强下高锰对黄瓜光合作用特性的影响

采用营养液培养的方法,研究了不同光强下高锰对黄瓜植株生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和光合作用的影响.结果表明,高锰处理抑制了黄瓜植株的生长,与弱光处理相比强光下抑制幅度更加显著.强光下,高锰处理显著降低叶绿素含量,但降低光强却增加其含量.强光下,高锰处理显著降低原初光能转换效率(Fv/Fm)、光合电子传递量子效率(ΦPSII)和光化学猝灭系数(qP);弱光下,高锰处理对Fv/Fm和qP无显著影响.高锰处理使净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)下降.尤其是在强光下下降幅度更大.高锰处理使细胞间 CO₂浓度(Ci)在强光下升高,而在弱光下则下降.与Ci相反,高锰处理使气孔限制值(Ls)在强光下下降,而在弱光下上升.因此,强光下高锰胁迫使净光合速率下降可能是由非气孔限制引起的,而弱光下高锰处使净光合速率下降可能是由气孔因子限制引起的.     

土壤水分和光强对景东翅子树幼苗生长及光合特性的影响

以1年生极小种群野生植物景东翅子树（Pterospermum kingtungense）实生苗为研究对象,通过双因子室内受控试验,设置6个土壤水分梯度（100％、90％、80％、60％、40％、30%田间持水量）和4个光强梯度（100%、75%、50％、25％自然光照）,研究土壤水分和光强对其幼苗生长（地上部分生物量、地下部分生物量、叶片数量和株高）及光合特性［净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间二氧化碳摩尔分数（C_i）、气孔限制值（L_s）和瞬时水分利用效率（W_UE）］的影响。结果表明：①随着土壤水分的减少,景东翅子树幼苗的生长及光合指标呈现先升高后降低的趋势,一般会在田间持水能力W2（32.11%）或W3（28.54%）处理下达到峰值,W6（10.70%）条件下的生长状况最差。②随着光强的降低,除了L_s外,景东翅子树幼苗的4个生长指标及5个光合特性指标均表现出先增加后减少的趋势,且均在光强为L2（75%自然光照）或L3（50%自然光照）条件下表现最佳。③不同土壤水分和不同光强的综合评价得分显示,W2土壤水分和L2光强下的综合评价得分分别最高,证明适量的土壤水分环境和适度遮荫最适于景东翅子树幼苗的生长及其光合作用。④二元线性回归分析结果表明,土壤水分和光强这2个自变量分别对景东翅子树幼苗的生长和光合指标有较强的影响。研究结果可为景东翅子树的幼苗培育及其种群恢复与重建提供理论依据。     

一种用于微藻培养的新型板式光生物反应器

微藻的闪光效应可以大幅提高微藻的光效率,提高微藻产量。通过在传统的板式光生物反应器中加入斜挡板以增强微藻的闪光效应。以小球藻为模型藻种,考察了新型板式光生物反应器内不同光强和不同进口流速对小球藻生长速率和光效率的影响。结果表明,当进口流速为0.16 m/s时,随着光强的提高,小球藻的细胞浓度逐渐增加,光效率逐渐降低;在500μmol/(m2·s)的光强条件下,小球藻细胞浓度和光效率均随着进口流速的提高而增加。新型板式光生物反应器内小球藻的细胞浓度比传统板式光生物反应器提高了39.23%,表明在传统板式光生物反应器内加入斜挡板可有效增强微藻的闪光效应。     

夜间低温对不同光强下生长的两种沟谷雨林树苗荧光参数的影响

 于雾凉季测定了叶片叶绿素荧光参数,探讨了4～6 ℃夜间低温对4种相对光强下生长的两种西双版纳沟谷雨林树苗光系统Ⅱ（PSⅡ）活性的影响及雾对植物的可能保护机制。随夜间低温处理时间延长,不同光强下生长的团花树（Anthocephalus chinensis）和玉蕊（Barringtonia macrostachya）叶片日间和长期光抑制,以及PSⅡ反应中心的可逆失活或破坏加剧,生长环境光越强夜间低温的效应越明显,弱光下其效应不显著。间接表明雾使光强减弱利于缓解自然夜温降低对本区热带植物的影响。中光强下玉蕊对照植株发生了胁迫诱导的光抑制;相同处理条件下玉蕊的光抑制程度均比团花树重,表明玉蕊对夜间低温引起的光抑制更敏感。夜间低温处理后,中等和低光强下团花树的热耗散多于玉蕊,表明其光保护作用较强。夜间低温处理期间两种植物的光抑制与热耗散增多和PSⅡ反应中心的可逆失活或破坏的加剧有关。     

不同生长光强下8种红树植物幼苗叶片的光响应特征

为探讨红树植物光适应的生理生态策略，对6种真红树植物[无瓣海桑(Sonneratia apetala)、秋茄(Kandelia candel)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius)、卤蕨(Acrostichum aureum)]和2种半红树植物[银叶树(Heritiera littoralis)、黄槿(Hibiscus tiliaceus)]的1 a生幼苗在不同生长光强(自然光强的100%、45%、30%、10%)下的光合光响应特征进行了研究。结果表明，不同生长光强对红树植物光响应特征的影响因物种而异，遮荫显著提高了秋茄和木榄的最大净光合速率(P_max)，而对其他红树植物的P_max没有显著影响；秋茄在45%光强下具有较高的P_max，木榄的P_max则在45%和30%光强下显著高于其他2个处理。随着生长光强的下降，秋茄幼苗叶片的光饱和点显著上升，木榄、老鼠簕和卤蕨的光补偿点呈下降趋势，木榄和卤蕨的表观量子效率升高的同时暗呼吸速率下降。木榄、老鼠簕和卤蕨具有较强的耐荫性，适宜种植在光强较弱的林下；无瓣海桑、秋茄、桐花树、银叶树和黄槿则适宜作为中上层树种或在郁闭度较低的林下种植。     

光照对砀山酥梨果实发育过程中POD、PAL、PPO酶活性的影响研究

以40年生砀山酥梨为材料,用ZD-IA型照度计测定光照强度,用分光光度法测定POD、PAL、PPO等3种酶的活性;研究了光照强度对果实发育过程中POD、PAL、PPO等3种酶活性的影响。结果表明:(1)光照强度对POD、PAL、PPO等3种酶活性有显著的影响;(2)在光照充足的部位,POD、PAL酶活性较高,具体表现为高光强>中光强>弱光强>极弱光强,彼此间活性差异极显著(P<0.01);(3)PPO在光照充分的情况下,活性偏低,表现为高光强<中光强<弱光强<极弱光强,差异显著。     

夜间低温胁迫对两种生长光强下藤黄幼苗叶片荧光特征和活性氧代谢的影响

对两种不同生长光强下（自然光的8％和50％）西双版纳热带雨林木本植物藤黄（Garcinia han-buryi）幼苗经夜间低温（4℃）处理后荧光特性和活性氧代谢的研究结果表明,低温使藤黄叶片光合机构PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ非环式电子传递的量子效率（ФPSⅡ）、非光化学猝灭系数（NPQ）下降,原初荧光（F0）上升。低温胁迫消除后,生长在50％光强下藤黄叶片的Fv/Fm和F0在3d后仍不能完全恢复,而生长在8％光强下藤黄叶片的Fv/Fm和F0基本恢复,说明低温使生长在8％光强下藤黄的光合机构PSⅡ反应中心受到可逆失活,而生长在50％光强下藤黄的光合机构受到氧化伤害。随着低温胁迫时间的延长,两种生长光强藤黄叶片活性氧保护酶（SOD,CAT,APX）的活性虽升高,但O2^-的生成速率、H2O2和MDA含量积累增加。而在恢复阶段,生长在8％光强比生长在50％光强下藤黄叶片的活性氧含量下降得快,进一步说明生长在高光强的植物比生长在低光强的植物受低温伤害大。     

温室栽培光强和光质对高山红景天生物量和红景天甙含量的影响

为探讨光强及光质对高山红景天(Rhodiola sachalinensis)生物量和红景天甙含量的影响。于2000年4月至6月在东北林业大学温室内以移栽于大兴安岭加格达奇圃地人工种植生长3a的高山红景天为材料,通过纱布遮荫及遮以不同颜色的滤光膜分别进行了光强、光质控制实验(处理45d)。随着光强的降低,高山红景天全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量以及叶中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量均有降低的趋势,但叶绿素含量变化很小,不同光强及对照之间的差异均未达到显著水平。相对光强为67．75％和44．71％的两种处理下的全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量差异不显著,它们的全株生物量和红景天甙含量与对照(全光照)的差异也不显著,但根生物量和红景天甙产量与对照的差异显著。当相对光强减弱至31．96％,全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量均大幅度下降,根冠比显著增加。4种滤光膜处理均使高山红景天的全株生物量及根生物量显著降低,蓝膜和绿膜处理的降低幅度大于红膜和黄膜处理的。红膜处理的红景天甙的含量和产量均高于对照,但黄膜、蓝膜和绿膜处理的红景天甙含量和产量则低于对照。通过计算去除4种滤光膜的光强因素,仅从光质的作用看。4种滤光膜处理仍是减小了全株生物量和根生物量,红膜和绿膜处理提高了红景天甙的含量和产量,而黄膜处理降低了红景天甙的含量和产量,蓝膜处理几乎没有效果。4种滤光膜处理均使叶绿素含量增加,但只有蓝膜处理的与对照差异显著。红膜处理不仅显著提高根中红景天甙的含量(为对照的3．42倍),而且对根生物量的影响较小(为对照的90．24％)。因而提高了高山红景天根的红景天甙产量,这意味着在生产上可能会有一定的实践意义。     

大气CO_2增加对不同生长光强下龙须菜光合生理特性的影响

为了探讨未来大气CO2升高对不同生长光强下大型海藻的影响,选取经济红藻龙须菜为实验材料,研究了其生长速率、光合作用、呼吸作用、叶绿素荧光参数以及光合色素对CO2和光强的响应。实验设置两个CO2浓度,正常空气水平CO2浓度(390μL/L)和高CO2浓度(1000μL/L);两个光强梯度,高光(300μmol m-2s-1)和低光(100μmol m-2s-1)。结果表明,CO2和光强对龙须菜的生长和光合作用有明显的交互作用。大气CO2升高并没有显著影响龙须菜的生长速率,但在不同CO2处理下,龙须菜对光强的响应不同。在空气水平下,光强的变化对其生长速率影响不显著。而在高CO2作用下,高光处理下的藻体有更高的生长速率。CO2显著促进高光生长下龙须菜的呼吸作用速率,但是在低光下作用不明显。而对于光合作用速率来说,低光培养下的藻体CO2表现为负面效应,但对高光下生长的藻体作用不明显。CO2增加没有改变龙须菜生长状态下的电子传递速率,但在高光下,CO2表现为一定的抑制作用。CO2显著降低了龙须菜天线色素藻红蛋白和叶绿素a的含量。这些CO2与光强的结合效应表明,大气CO2的升高对龙须菜光合生理特性的影响随着光强的变化而呈现不同的效应,在未来评估CO2的增加对大型海藻的影响时,要充分考虑其他环境因子的耦合效应。