干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较

以塔里木干旱荒漠区2年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境5种水分梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定胡杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用4种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。结果表明:胡杨净光合速率(P_n)随干旱胁迫加剧呈下降趋势,同一光强(PAR)下P_n降幅增大。中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC45%)胡杨在高PAR下仍能维持相对较高P_n,光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟P_n-PAR响应过程,但最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)拟合值与实测值差异极显著(P0.01)。中度干旱胁迫以上(RSWC45%)胡杨P_n随PAR升高而显著下降,LSP与P_(nmax)极显著降低,光抑制现象明显;仅直角双曲线修正模型拟合的胡杨光响应过程、光响应参数与实际情况较吻合。4种模型模拟效果顺序:直角双曲线修正模型指数模型非直角双曲线模型直角双曲线模型。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它3种模型适用于水分条件较好的生境。光响应特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、P_n、LSP与P_(nmax)持续降低,严重干旱胁迫下暗呼吸速率(R_d)、LCP反而明显增大。RSWC45%胡杨仍能保持较高的AQY、P_(nmax)、LSP,RSWC45%其P_(nmax)、LSP显著降低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合作用。干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对策。因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在RSWC 50%左右,符合干旱缺水地区植物生长和高效用水的管理原则。     

草甘膦对入侵植物加拿大一枝黄花和伴生植物白茅光合特性的影响

入侵植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)给许多地区带来了较大危害,目前常采用化学防除法进行防除,但除草剂防治入侵植物的同时难免会影响土著植物的生长。为探讨草甘膦对入侵植物与本地植物光合特性的影响,以加拿大一枝黄花及其伴生种白茅(Imperata cylindrica)为研究对象,采用盆栽控制试验方法,研究不同浓度草甘膦处理21后单种、混种加拿大一枝黄花和白茅的生长特征及光响应过程。结果表明:1)草甘膦显著抑制两种植物的生长。随处理浓度升高,加拿大一枝黄花的株高增长量不断减小、叶片枯萎率不断增加;白茅的分蘖死亡率、叶片枯萎率不断升高。白茅对草甘膦较敏感,0.6mL/L浓度下白茅先失绿,1.2mL/L下其分蘖死亡率、叶片枯萎率均超50%;1.8mL/L下加拿大一枝黄花叶片枯萎率超50%。施药后与单种相比,混种加拿大一枝黄花株高增长略快、叶片枯萎率略低,混种白茅分蘖死亡率及叶片枯萎率均较低,但单、混种之间差异不显著。种间关系显著影响白茅的分蘖数。2)随处理浓度递增,加拿大一枝黄花和白茅叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)均不断降低,白茅下降更快。两个物种胞间CO_2浓度(C_i)的变化不同,随着浓度升高,单种加拿大一枝黄花C_i先下降而后上升,而混种时的C_i则不断下降;单、混种白茅C_i均上升。3)草甘膦显著影响加拿大一枝黄花和白茅最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP);对两个物种暗呼吸速率(R_d)的影响不显著,对加拿大一枝黄花表观量子效率(AQY)的影响同样不显著,但显著影响白茅AQY。种植方式显著影响两个物种P_(nmax)、LSP以及白茅R_d和AQY。0.6mL/L草甘膦对混种加拿大一枝黄花和白茅P_(nmax)的影响要大于对单种植株的影响,随处理浓度上升,对不同种植方式下两种植物P_(nmax)的影响趋近。与本地种白茅相比,入侵植物加拿大一枝黄花具有更高的光合速率和生长速率;草甘膦显著降低两个物种的生长和光合作用,白茅对草甘膦处理更敏感。     

干旱胁迫对两种油桐幼苗生长、气体交换及叶绿素荧光参数的影响

为了探究干旱胁迫对两种油桐(三年桐和千年桐)幼苗光合生理特性的变化及响应,采用盆栽试验,研究不同水分处理(正常供水、轻度干旱、中度干旱、重度干旱)对油桐幼苗生长、叶片气体交换及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:与对照相比,轻度干旱胁迫对两种油桐生长、气体交换及叶绿素荧光参数无明显影响(P0.05);中度干旱及重度干旱使两种油桐的叶绿素SPAD值、生长量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)、最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(R_d)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学量子效率(Φ_(PSⅡ))、电子传递速率(ETR)及光化学猝灭系数(q_P)显著下降(P0.05),且在重度干旱胁迫下迅速下降,胞间CO_2浓度(C_i)、水分利用效率(WUE)、光补偿点(LCP)、初始荧光(F_o)、非光化学猝灭系数(NPQ)显著升高(P0.05);中度干旱胁迫下油桐幼苗P_n的降低是由气孔因素及光合机构活性降低的非气孔因素共同引起的,而重度干旱胁迫下光合作用的下降主要是由光合机构活性降低的非气孔因素引起的。三年桐的光合机构活性及光合效率高于千年桐,对干旱胁迫的适应性较千年桐强。     

米槁幼苗光合作用及光响应曲线模拟对干旱胁迫的响应

为阐明米槁光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制,以一年生米槁幼苗为研究对象,进行盆栽试验研究设置3种不同土壤含水量梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定干旱胁迫下的光合生理指标及光响应过程,光响应曲线模拟采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型和直角双曲线修正模型进行拟合并对比,以期选出适用于干旱环境下的光响应模型。结果表明(1)光响应曲线模型对干旱胁迫下米槁幼苗的光合作用拟合中直角双曲线、非直角双曲线和指数模型适用于低光合有效辐射(PAR),但拟合光响应参数与实测值相差大,只有直角双曲线修正模型能够很好的拟合各个处理且拟合参数比较精确米槁幼苗。(2)光合作用的表观量子效率(Φ)小于一般植物的光合量子效率,则其对弱光的光能利用效率相对较低。(3)在较强的光合有效辐射条件下,严重干旱胁迫下的米槁净光合速率P_n显著下降,出现了明显的光抑制现象;中度胁迫下净光合速率(P_n)、最大净光合速率(P_(nmax))、光补偿点(LSP)最大,米槁具有较宽的抗旱适应范围,有一定的抗旱性;严重胁迫下P_n、P_(nmax)、LSP降低,蒸腾速率(T_r)与气孔导度(G_s)下降幅度更大,但仍具有较高的水分利用效率(WUE),米槁在严重的干旱胁迫下光合机构受到一定的损伤,但自身可以通过生理调节来积极适应不良环境,减少光合机构伤害。(4)综合来看,在人工管理或种植米槁时,为了适应米槁生长发育,建议土壤含水量保持在23.05%到14.92%之间。     

干旱胁迫对日本荚蒾幼苗光合生理特性的影响

为了探讨极小种群野生植物日本荚蒾(Viburnum japonicum)对干旱胁迫的响应,以日本荚蒾二年实生苗为材料进行盆栽控水实验,设置正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个水分处理,研究持续干旱处理对日本荚蒾幼苗光合生理特性的影响。结果表明:在CK、LS、MS水分梯度下,日本荚蒾幼苗生长正常,但在SS胁迫下受影响明显,植株全部死亡。各胁迫阶段叶片净光合速率(P_n)、SPAD值、最大净光合速率(P_(nmax))、表观量子效率(AQY)、暗呼吸速率(R_d)表现出随水分梯度的降低而减小,光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)则相反,各水分梯度下AQY随时间延长逐渐上升,SS处理幼苗在胁迫45d及以后P_n均为负值。最大光化学效率(F_v/F_m)在胁迫过程中变化范围较小;实际光量子效率(ΦPSII)、电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)随土壤水分的减少而降低,非光化学猝灭系数(NPQ)逐渐上升,LS、MS与CK间变化幅度较小,但SS与CK间差距逐渐增大。结果表明在轻度和中度干旱下日本荚蒾幼苗表现出一定的适应性和耐干旱能力,而长期重度干旱则对幼苗影响较为严重。     

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。     

遮光对香果树幼苗光合特性及叶片解剖结构的影响

设置了全光照(L0)、透光率60%(L1)、透光率25%(L2)、透光率10%(L3)4种光环境,研究了不同遮光处理对香果树幼苗光合作用及叶片解剖结构的影响。结果表明:(1)遮光对香果树幼苗净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、气孔限制值(L_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸汽压亏缺(V_(pdl))均产生了显著影响。全光和L1处理下Pn和Tr日变化呈明显的双峰曲线,中午出现了明显的"午休",其余处理的变化相对缓和,双峰和"午休"现象不明显;G_s的日变化规律与Pn基本一致;C_i的日变化整体呈先期缓慢降低后期抬升的趋势,与对照相比遮光显著提高了叶片胞间CO_2浓度;Ls和V_(pdl)呈现出先升后降的弧形变化,并且遮光下L_s和V_(pdl)日均值显著低于全光照。一天中P_n和T_r的日均值大小排序为L1L0L2L3。(2)不同光环境下香果树幼苗的光合响应特征明显不同。全光下,香果树幼苗能够维持较高的净光合作用速率而未呈现明显的光抑制,表现出一定的光忍耐和喜光性。L1处理下的最大净光合速率(P_(max))、暗呼吸速率(R_d)和表观量子效率(AQY)显著增加,说明香果树对光强具有一定的可塑性,轻度遮光有利于光合效率提高;强度遮光(L2、L3)导致光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)显著降低,有利于充分利用弱光,但P_(max)、R_d明显下降,光合效率受到抑制。(3)遮光显著影响了香果树叶片的气孔分布。遮光条件下香果树叶片的气孔密度显著减小,气孔器长度、宽度与单个气孔器面积也呈现类似的变化。(4)遮光条件下香果树叶片厚度减小,上表皮增厚,下表/ST增加;维管束内单列导管数目和导管直径均有明显增大,促进了叶片水分传导运输。(5)在育苗生产中,为了适应香果树幼苗生长发育的需求,建议有效辐射强度保持在自然光强的60%以上。     

三种不同类型草甸生态系统下鹅绒委陵菜的光合特性

鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)是高寒草甸的广布种和典型的杂类草,随生境变化其无性繁殖能力、空间拓展性、形态可塑性等差异显著。为探明该种在不同高寒生境下的光合特性及其与环境因子的关系,同时寻找影响其繁殖拓展能力的主要环境诱因,在若尔盖高原选择沼泽湿地、湿草甸和干草甸三类样地对鹅绒委陵菜的光合日变化进行比较。结果表明:7月下旬,由于光辐射强、大气温度高,各生境中鹅绒委陵菜的叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、瞬时水分利用效率(IWUE)和光能利用效率(LUE)均显著高于8月下旬(P0.05);同一月份,干草甸环境下的P_n显著高于湿草甸和沼泽湿地(P0.05);相关性分析显示,各环境中光合有效辐射(PAR)与P_n均呈显著正相关(P0.05),干草甸环境下空气相对湿度(RH)、土壤质量含水量(SWC)与P_n亦呈显著正相关关系(P0.05);从沼泽湿地、湿草甸到干草甸,鹅绒委陵菜的净光合速率和水分利用效率增大;光补偿点(LCP)降低,光饱和点(LSP)升高,光合作用时间延长;表观量子效率(AQY)和羧化效率(CE)提高。这表明,在相对干旱的生境下,鹅绒委陵菜的光合能力得到增强,各光合生理参数朝着有利于其生长的方向发展。水分条件可能是影响鹅绒委陵菜繁殖能力和盖度的重要环境因子。     

不同经营方式下毛竹光合特性分异研究

林木经营方式与林内光照、温度、水分及养分格局关系密切,影响到植株的光合水平。为探明毛竹对不同经营方式的光合响应特性,以安徽省黄山区3种经营方式下的5类毛竹林为对象开展研究,即:粗放经营(Ⅰ)、一般经营(Ⅱ)和集约经营(Ⅲ-挖冬笋量10%—15%,、Ⅳ-挖冬笋量15%—20%、Ⅴ-挖冬笋量约10%,每年9月施氮肥)。结果表明:1)不同经营方式下毛竹的叶面积指数(LAI)和SPAD值间存在显著差异,随经营程度的增加,LAI和SPAD值波动增大。2)光响应曲线变化趋势基本一致,非直角双曲线拟合良好,方程决定系数均大于0.96,随光合有效辐射(PAR)增强,净光合速率(P_n)、气孔导度(C_d)、蒸腾速率(T_r)、胞间二氧化碳浓度(C_i)随之降低,非集约经营(Ⅰ、Ⅱ)的总体变化水平高于集约经营下的Ⅳ和Ⅲ,但集约经营下的Ⅴ则与Ⅰ、Ⅱ趋势更接近,说明适当补充养分(Ⅴ)的集约经营能有效提高毛竹对光能的利用能力。3)光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)3个参数均最大或最小的两种经营方式下,毛竹林具较高的适应性,表现为最大净光合能力(P_(nmax))显著高于其它经营方式毛竹林,由此推断,粗放经营(Ⅰ)或有效补充林地养分的集约经营(Ⅴ)的毛竹具有较高的光合能力。     

滇北球花报春和滇海水仙花的光合特性研究

用LI-6400便携式光合测定仪对引种栽培的滇北球花报春和滇海水仙花的光合参数进行测定,以探讨其光合生理特性.结果表明:(1)滇北球花报春的净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)日进程曲线均呈"单峰"型,它们的峰值分别出现在13:00和16:00;滇海水仙花的P_n、Tr较滇北球花报春低,且在一定范围内保持稳定,没有明显的峰值,与滇北球花报春表现出较明显的种间差异;(2)两种报春比叶重( LMA)和叶氮含量(LNC_a)对其光合相关特征参数没有显著影响,而叶氮在Rubisco中的分配系数PR、生物能库中的分配系数P_B和光合组分中总氮含量N_P与光合特征参数LCP、V_(cmax)、J_(max)、CE具有显著的正相关关系;(3)滇北球花报春具有较高的气孔导度(G_s)、P_n和T_r,对强光、高温、低湿度表现出较强的环境适应性,表现出较强的光合能力.     

遮阴对高山杜鹃叶片解剖和光合特性的影响

为了解高山杜鹃对光能的需求和适应性,该研究以盆栽3 a生高山杜鹃品种cv. Furnivall's Daughter为材料,探讨了遮阴对高山杜鹃叶片解剖结构和光合特性的影响。结果表明:光照强度对高山杜鹃品种cv. Furnivall's Daughter叶片的气孔密度没有显著影响,其气孔密度范围在299.70~327.22个·mm~(-2)之间,但光照对气孔开度和单个气孔器的面积影响显著,100%全光照和30%全光照处理植株分别具有最小和最大的叶片气孔开度。在处理的光强范围内,随着光强减弱,叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度以及上、下表皮厚度逐渐降低,有利于提高叶片的光能利用效率。100%全光照处理下,高山杜鹃叶片的光饱和点(LSP)、净光合速率(P_n)、饱和光合速率(P_(max))、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均较低,遮阴处理有效提高了Pn、P_(max)、G_s、T_r和光能利用效率(LUE),且30%全光照处理植株的叶片光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)最低,而LSP、P_n、P_(max)、G_s、T_r和LUE最高。这表明高山杜鹃在云南昆明地区的最适光照条件是30%左右的全光照,在高山杜鹃的栽培及应用中,应采取适当的遮阴措施以满足其生长的最佳光照条件。     

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。     

三种苹果砧木应对干旱胁迫的超微及解剖结构响应特性

采用盆栽控水法模拟干旱胁迫,以垂丝海棠(Malus halliana)、新疆野苹果(M.sieversii)、山定子(M.baccata)3种苹果砧木为试验材料,测定了叶片相对含水量(RWC)、水分利用效率(WUE)、光合参数,观察了叶绿体超微结构及根、茎、叶解剖结构,并采用相关性及主成分分析对砧木抗旱能力进行了综合评价。结果表明,与对照相比,干旱胁迫下,3种苹果砧木的RWC、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)均下降,而WUE增加;3种砧木的叶绿体超微结构及解剖结构均受到不同程度的干旱伤害,但垂丝海棠的损伤最小,较好地保持细胞结构的完整性;植株的抗旱性与G_s、T_r、栅栏组织厚度、叶片厚度、下表皮厚度、根直径、韧皮部厚度均呈显著正相关,与C_i呈显著负相关;主成分分析提取的2个主成分反映了原变量100%的信息。综合评价3种苹果砧木的抗旱能力依次为:垂丝海棠新疆野苹果山定子;同时,RWC、G_s、T_r、栅栏组织厚度、叶片厚度、下表皮厚度、根直径、韧皮部厚度、C_i可作为评价抗旱性的有效指标。     

干旱胁迫对小紫珠光合生理的影响

以小紫珠(Callicarpa dichotoma)幼苗为试验材料,采用盆栽控水法设置4个水分梯度,分别为田间最大持水量的95%(对照)、75%(轻度干旱)、55%(中度干旱)和35%(重度干旱),研究土壤水分对小紫珠光合参数的影响。结果显示:(1)随着干旱胁迫的加剧,小紫珠的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和水分利用效率(WUE)逐渐下降,其胞间CO_2浓度(C_i)在轻度和中度干旱胁迫下逐渐下降,在重度干旱胁迫下显著升高。(2)随着干旱胁迫的加剧小紫珠的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率(AQY)显著减少,光补偿点(LCP)极显著增加(P0.01)。(3)随着胁迫程度的增加,小紫珠的最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ的量子效率(Fv/Fo)逐渐减少,初始荧光(Fo)显著升高(P0.01);随着干旱胁迫的加剧小紫珠能量分配比率参数φPo、Ψo、φEo逐渐下降,φDo逐渐增加;代表单位反应中心活性的参数ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC和DIo/RC逐渐升高。(4)随着胁迫程度的增加,小紫珠叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和叶绿素a/b逐渐减少。研究表明,干旱胁迫下小紫珠光合速率的降低既有气孔因素也有非气孔因素,但轻度和中度干旱胁迫下以气孔限制为主,而在重度干旱胁迫下以非气孔限制为主。     

广西4个种源蚬木苗木光合特性的比较

以广西4个不同种源蚬木Excentrodendron hsienmu苗为研究材料,测定及分析其光响应曲线及光合参数日变化规律,以期为蚬木引种和优选提供理论依据.结果表明:武鸣种源具最高的光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP),具有较好的适应强光的能力.靖西种源具有较高的最大光合速率(Pmax)、LSP和斜率(AQY),...     

光氮互作对闽楠幼苗叶片光合生理特性的影响

以5月龄闽楠幼苗为材料,采用4种光照水平(100%、41.3%、14.3%、3.6%自然光)和4种氮素水平(0、0.5、1、2 mol/L纯氮)的双因素盆栽试验,研究光氮互作下闽楠幼苗的光合生理特性,以探讨其对环境适应性的生理机制。结果表明:(1)遮荫和施氮均能显著提高闽楠叶片光合色素含量;在同一氮素水平下,随光照强度下降,闽楠幼苗叶片可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大净光合速率(P_(max))、暗呼吸速率(R_d)、表观量子系数(AQY)均呈先增后降趋势,并在41.3%自然光照水平时最高;而同期叶片胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)均呈下降趋势;闽楠幼苗的叶片PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)则随光照减弱逐渐增加。(2)同一光照水平下,随着氮素施用量增加,闽楠幼苗叶片SS、SP、光合气体交换参数、光响应曲线特征参数总体呈现先升高后降低的趋势,F_v/F_m和F_v/F_o呈先降后增趋势。(3)不同光照和氮素水平之间存在显著的互作效应,隶属函数分析结果以41.3%自然光照、0.5 mol/L纯N处理的效果最优。研究表明,闽楠幼苗为喜光耐荫植物;适宜遮荫和施氮处理组合可显著改善闽楠渗透调节能力,提高光能利用率,促进光合作用进行,而全光照、过度遮荫、缺氮、或过量施氮均不利于闽楠正常生理代谢。     

5种木本植物对NaHCO_3胁迫的光合生理响应

以5个抗盐性不同的树种白榆、新疆枸杞、南蛇藤、小叶丁香、樟子松的一年生实生苗为实验材料,研究光合生理参数作为植物抗盐性评价指标的有效性。结果表明:5个树种的抗盐性由强到弱依次为新疆枸杞、白榆、南蛇藤、小叶丁香、樟子松。5个树种对NaHCO_3胁迫有一致的光合响应,即净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、细胞间隙CO_2浓度(C_i)和气孔限制值(L_s)等光合参数均呈下降趋势。与对照相比,重度胁迫下白榆、新疆枸杞、南蛇藤、小叶丁香、樟子松P_n分别下降33.97%、31.40%、54.97%、71.18%和72.25%,5个树种苗木P_n下降幅度顺序为樟子松小叶丁香南蛇藤白榆新疆枸杞;重度胁迫下5个树种苗木T_r分别比对照下降36.18%、48.49%、46.07%、53.55%和71.82%,5个树种苗木T_r下降幅度顺序为樟子松小叶丁香新疆枸杞南蛇藤白榆;重度胁迫下5个树种苗木G_s分别比对照下降58.73%、72.16%、19.82%、48.22%和74.15%,5个树种苗木G_s下降幅度顺序为樟子松新疆枸杞白榆小叶丁香南蛇藤。研究表明,在低NaHCO_3胁迫下白榆和新疆枸杞叶片光合下降的原因是气孔限制,在高NaHCO_3胁迫时,则为非气孔限制;南蛇藤和樟子松为气孔限制因素;小叶丁香为非气孔因素。在NaHCO_3胁迫条件下,抗性较强的白榆和新疆枸杞净光合速率降低的程度明显小于抗性较弱的小叶丁香和樟子松。     

大气增温对滇西北高原典型湿地湖滨带优势植物的光和CO2利用能力的影响

大气增温对湿地植物光合作用的影响及其作用机制是近年来生态学界关注的热点。采用开顶式生长室(Open-top chambers,OTCs)模拟大气增温((2.0±0.5)℃,(3.5±0.5)℃),研究增温对滇西北高原典型湿地纳帕海湖滨带2种优势植物(茭草Zizania caduciflora,黑三棱Sparganium stoloniferum)的光和CO_2利用以及光合碳同化速率的影响。结果表明,(1)增温对不同植物的光和CO_2利用能力以及碳同化速率的影响存在种间差异。增温显著降低了茭草的光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、光能利用幅(LSP-LCP)、CO_2饱和点(CSP)、CO_2利用幅(CSP-CCP)以及最大净光合速率(P_(max)),却显著增加了其CO_2补偿点(CCP);相反,增温显著提高了黑三棱的LSP、(LSP-LCP)以及最大净光合速率(P_(nmax)),而显著降低了其LCP,但对其CO_2利用参数无显著影响。(2)2种植物的光和CO_2利用能力对增温的响应存在季节性差异。不同温度处理下,茭草在6、8月的LSP和(LSP-LCP)均显著高于10月的对应值,其P_(nmax)也随生长期的增加而降低;黑三棱的光响应参数在不同生长季间无显著差异,其P_(nmax)在8月最高,而在6月和10月相对较低。(3)温度因子与茭草的光能利用参数均呈负相关,而与黑三棱的光能利用参数均呈正相关。本研究的温度因子中,日间积温对P_(nmax)和(LSP-LCP),年均温和最低温对(CSP-CCP)值的影响最为显著。本研究进一步表明,气候变暖对滇西北高原湿地湖滨带优势植物光合作用存在影响,但不同物种间存在差异响应,这种差异响应可能导致湿地生态系统植被结构的改变,其有关生态过程有待于进一步研究。     

接种AMF对弱光环境及盐胁迫下甜瓜光合特性的影响

以甜瓜(Cucumis melo L.)品种"中蜜3号"为试材,摩西球囊霉菌(Glmous mosseae,GM)为供试菌种,采用温室盆栽试验研究了丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)对弱光及盐胁迫下甜瓜幼苗叶绿素含量、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和光响应曲线的影响。结果表明:弱光及盐胁迫下接种AMF可显著增强甜瓜幼苗叶绿素含量、净光合速率(P_n)、光合电子传递速率(ETR)、水分利用率(WUE)和气孔限制因子(L_s);气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)则随胁迫时间延长不断增强;光化学猝灭系数(qP)与实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))变化趋势基本一致且均显著高于未接菌处理;接种AMF显著增强了最大光化学效率(F_v/F_m),但处理之间差异不显著;并进一步提高了宿主的最大羧化速率(A_(max))、光饱和点(LSP)和表观量子效率(AQE),降低了光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(R_d)。研究发现,AMF可通过改善叶绿素荧光、气体交换参数和光响应参数来减轻弱光及盐胁迫对植株造成的伤害,从而提高甜瓜对弱光及盐胁迫的耐性。     

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。