沙埋对樟子松幼树生长及光合水分代谢的影响

为了解沙埋对樟子松幼树生长特性及光合水分代谢的影响,2013年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下3年生樟子松幼树的存活率、株高、地上生物量等生长特性及光合速率、蒸腾速率等光合水分代谢特征的变化。结果表明:樟子松幼树最大可耐受大于株高2 cm的沙埋,沙埋超过该深度其幼树全部死亡;低于株高以上2 cm的沙埋有利于促进樟子松幼树的株高生长,但不利于其地上生物量的积累;低于株高以上2 cm的沙埋可以导致樟子松幼树的光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度显著增加,但以50%株高沙埋处理的光合速率、蒸腾速率、气孔导度增加幅度最大,胞间CO2浓度以株高以上2 cm沙埋处理的增加幅度最大;沙埋并不造成樟子松幼树的水分胁迫,但随着沙埋深度的增加其水分利用效率趋于下降,并以株高以上2 cm沙埋处理的水分效率最低。樟子松幼树的高生长与其光合速率、蒸腾速率呈显著正相关,光合蒸腾速率与气孔导度、胞间CO2浓度呈显著正相关,水分利用效率与植物含水量、蒸腾速率呈显著正相关,地上生物量与光合效率、蒸腾速率的相关性未达到显著水平。     

沙埋对两种一年生藜科植物存活及光合生理的影响

为了解沙埋对沙生植物存活的影响及其光合生理响应特征,比较不同藜科沙生植物耐沙埋能力及其光合响应,在内蒙古科尔沁沙地研究了沙米(Agriophyllum squarrosum)和大果虫实(Corispermum marocarpum)在不同沙埋深度下第5、10、15天的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率的变化,并于植物生长末期对存活率进行了测定。结果表明:沙米较大果虫实具有较强的耐沙埋能力,其中沙米幼苗最大耐沙埋深度超过苗高10 cm,大果虫实在埋深等于其苗高时全部死亡;随沙埋深度增加,沙米和大果虫实的存活率均显著下降,但沙米的下降幅度明显小于大果虫实;沙埋后,2种植物的气孔关闭或开放程度减小,通过降低蒸腾速率和提高水分利用效率来适应沙埋胁迫;随着沙埋胁迫的加剧,2种植物的净光合速率下降,表明沙埋胁迫对植物的光合作用破坏较大;相比于大果虫实,沙米对于沙埋胁迫有着更好的光合适应,随着胁迫的时间增加,其净光合速率有所恢复。     

不同强度净风频繁吹袭对樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)幼苗光合蒸腾特征的影响

为了解不同强度净风频繁吹袭对樟子松幼苗光合蒸腾特性的影响,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了0(对照)、6、9、12、15、18 m/s等6个风速处理(分别相当于0、4、5、6、7、8级风)4次吹袭下樟子松幼苗光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等指标的变化。结果表明,净风频繁吹袭没有改变樟子松幼苗的光合速率和蒸腾速率的日变化规律,但可使其光合蒸腾的"午休"时间加长、"休眠"程度加深;随着风吹强度的增加,其日均光合能力和蒸腾速率显著降低,其中18 m/s处理较对照分别下降27.6%和22.3%;随着风吹强度增加,气孔导度、胞间CO_2浓度均先下降后回升,除18 m/s处理胞间CO_2浓度显著高于CK外,其他处理均显著低于CK;随着风吹强度增加,水分利用效率和光能利用效率均先增加后下降,其中除18 m/s处理的水分利用效率显著低于CK,6 m/s处理的光能利用效率高于CK外,其他处理的水分利用效率均高于CK,光能利用效率均低于CK;日均光合蒸腾速率的下降主要源于气孔导度的降低,而水分利用效率和光能利用效率的变化均受制于光合速率和蒸腾速率的变化。     

栝楼雌雄植株的光合作用和蒸腾作用特性

对栝楼雌雄植株生长发育关键时期的光合作用和蒸腾作用进行研究.结果表明:在营养生长阶段,栝楼雄株的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均大于雌株;雄株比雌株提前22 d进入生殖生长阶段,当雄株进入生殖生长阶段后,其光合速率、蒸腾速率和气孔导度均大于雌株,但水分利用效率略小于雌株;当雌株进入生殖生长阶段后,其蒸腾速率和气孔导度大于雄株,而光合速率和水分利用效率显著小于雄株.气候因子对栝楼生长发育的影响主要是在营养生长和生殖生长初期,栝楼生长发育后期对气候因子的响应程度减弱.较高的温度和较低的湿度有利干栝楼的生长发育,光照可提高栝楼尤其是雄株的光合速率.进入生殖生长后,雄株的光合速率随光照的增强显著增加,而雌株的光合速率增加不显著;随气温的升高,雄株的蒸腾速率显著提高,雌株的光合速率极显著提高.     

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。     

沙地生境和平茬年限对沙柳叶功能特征的影响

研究了毛乌素沙地南缘水滨边丘间地和干旱丘顶两种生境下沙柳平茬后不同年限(1、2、3～4和5～6年)对沙柳叶片光合气体交换、水分利用效率、结构特性及氮、磷养分含量等叶功能特征的影响.结果表明:水滨边丘间地沙柳叶片的净光合速率、气孔导度、瞬时和长期水分利用效率均高于丘顶,但N、P养分含量低于丘顶;两种生境下沙柳的叶结构性状无显著差异.干旱生境下沙柳主要通过增加养分含量、降低光合和水分利用来生存.随平茬年限增加,叶片净光合速率和气孔导度显著下降,氮含量和瞬时水分利用效率亦呈下降趋势,且二者之间呈显著正相关;平茬后1年的叶面积最高,比叶质量和叶干物质含量最低,此后比叶质量增加,叶面积和干物质含量不变;叶结构性状与光合及养分特性之间无显著相关性.叶光合活性和氮含量的下降是沙柳随平茬年限增加而衰败的重要原因.     

不同生育期玉米叶片光合特性及水分利用效率对水分胁迫的响应

利用大型移动防雨棚开展了玉米水分胁迫及复水试验,通过分析玉米叶片光合数据,揭示了不同生育期水分胁迫及复水对玉米光合特性及水分利用效率的影响。结果表明:水分胁迫导致玉米叶片整体光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降以及光合速率日变化的峰值提前;水分胁迫后的玉米叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度为适应干旱缺水均较对照显著下降,从而提高了水分利用效率,缩小了与水分充足条件下玉米叶片的水分利用效率差值;在中度和重度水分胁迫条件下,玉米叶片的水分利用效率降幅低于光合速率、蒸腾速率和气孔导度的降幅, 有时甚至高于正常供水条件下的水分利用效率;适度的水分胁迫能提高玉米叶片的水分利用效率,从而增强叶片对水分的利用能力,抵御干旱的逆境;水分亏缺对玉米光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的影响具有较明显滞后效应,干旱后复水,光合作用受抑制仍然持续;水分胁迫时间越长、胁迫程度越重,叶片的光合作用越呈不可逆性;拔节-吐丝期水分胁迫对玉米叶片光合作用的逆制比三叶-拔节期更难恢复。     

中国北方杂草稻光合与水分生理特性

杂草稻是一类重要的稻属种质资源,具有耐寒、耐旱、耐瘠薄等优良特性.本文以88份中国北方杂草稻资源和4份栽培稻为材料,研究了中国北方杂草稻的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等光合与水分生理特性及其相互关系.结果表明: 北方杂草稻资源的光合和水分生理特性存在较大差异,具有丰富的多样性.杂草稻的光合速率变化范围在12.47～28.67 μmol CO₂·m^-2·s^-1,瞬时水分利用效率的变化范围在1.39～3.40 mg·g^-1.光合参数中,胞间CO₂浓度的变异系数最小,气孔导度的变异系数最大.光合速率与蒸腾速率、气孔导度呈极显著的二次曲线关系,光合速率与胞间CO₂浓度呈显著的直线关系,瞬时水分利用效率与蒸腾速率、气孔导度呈极显著的二次曲线关系.可用杂草稻材料的优越性能对栽培稻进行品种改良.     

银杏幼苗雌雄株对盐胁迫响应的差别

采用对盆栽银杏(Ginkgo biloba)雌雄幼苗浇灌NaCl(40?mmol L-1)溶液模拟土壤受盐胁迫的方法,研究银杏雌雄幼苗气体交换特征、内在水分利用效率(WUE)、游离脯氨酸含量(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性在盐胁迫下的差异.结果表明:(1)盐胁迫后雌株的净光合速率、气孔导度以及蒸腾速率与对照相比分别降低45.87%、25.00%、16.47%,而雄株的气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率分别升高了10.00%、8.10%、22.95%;(2)盐胁迫显著降低了银杏幼苗的WUE(P=0.020),与对照下相比,雌、雄WUE分别下降30.47%、46.38%;(3)盐胁迫显著提高了雄株的游离Pro含量,但对雌株影响不显著;(4)盐胁迫使银杏雌、雄幼苗SOD活性分别降低了22.96%、23.18%,但下降幅度均不显著.然而盐胁迫会显著降低雌株的POD活性,但对雄株无显著影响.上述结果同时表明,40?mmol L-1的NaCl溶液不仅会降低银杏雌雄幼苗的光合速率,影响气体交换,还会降低WUE、SOD及POD等酶活性,提高游离Pro含量,但雌株受到的负面效应小于雄株.与雄株相比,雌株在盐胁迫下能通过维持较高的光合速率贮藏能量,较低的蒸腾速率和较高的内在水分利用效率以减少水分散失,以及较高的抗氧化物酶活性来缓解盐胁迫带来的氧化胁迫,使其受到的负面影响减小.     

沙埋对沙米幼苗生长及生理过程的影响

2010-2011年在科尔沁沙地,研究了不同沙埋深度下沙米幼苗生长特性及其逆境生理指标的变化.结果表明: 沙米幼苗的耐沙埋能力较强,当埋深超过其株高后生长才会受到严重抑制,而埋深超过其株高1.66倍时仍有部分幼苗存活.当埋深未超过株高时,其幼苗丙二醛含量和膜透性的变化不显著;随着埋深进一步增加,其膜质过氧化加剧,细胞膜受损.沙埋胁迫下,沙米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及脯氨酸含量均显著增加,过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性糖含量下降.沙埋使植株光合面积减少、细胞膜受损,导致沙米幼苗死亡率增加、生长受抑,但是SOD和POD活性的增强及脯氨酸含量的增加对于减轻沙埋危害将起到一定的作用.     

差巴嘎蒿幼苗对沙埋的生态适应和生理响应

沙埋对于沙漠植物存活和生长影响的研究文献已有很多,但迄今有关沙漠植物对于沙埋生理生态适应的研究还很少见有报道。差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)广泛分布于我国半干旱沙地中,是流动半流动沙地的优势种。为了解沙生植物对沙埋的生态适应及其生理响应,2010—2011年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下差巴嘎蒿幼苗的存活率、株高等生长特性和渗透调节物质含量,保护酶活性和膜透性的变化,得到以下结果:沙埋对差巴嘎蒿幼苗的存活与生长有着显著影响,特别是沙埋深度超过其株高后,其存活率和高生长受到严重抑制,但和非沙生植物相比,差巴嘎蒿幼苗具有很强的耐沙埋能力,即使沙埋深度达到其株高的200%时仍有部分幼苗存活。随着沙埋深度的增加,差巴嘎蒿幼苗叶片含水量没有显著变化,但过氧化物歧化酶活力降低,过氧化物酶活性增强,过氧化氢酶活性变化不明显,脯氨酸含量增加,可溶性糖含量下降,丙二醛含量下降,膜透性增强。和水分、盐分胁迫不同,沙埋并未造成差巴嘎蒿幼苗的水分亏缺,沙埋胁迫下差巴嘎蒿幼苗死亡率增加、生长受到抑制的主要原因是沙埋导致植物光合面积下降,沙埋叶片无法进行正常呼吸和部分幼苗无法破土生长,但沙埋胁迫下脯氨酸含量的和过氧化物酶活性增强分别在渗透调节和保护细胞膜免受损伤中起到了关键作用。     

Recovery responses of photosynthesis,transpiration, and stomatal conductance in kidney bean following drought stress

Photosynthesis, transpiration, stomatal conductance and chlorophyll fluorescence characteristics were examined in kidney bean plants, with developing gradually water stress for several days after watering and then permitted to recover by re-watering. The photosynthetic rate, transpiration rate, and stomatal conductance decreased rapidly by withholding water for 2 days. The F_v/F_m of chlorophyll fluorescence characteristics slightly decreased when the water was withheld for 7 days. After re-watering the rate of recovery of photosynthesis, transpiration, and stomatal conductance decreased gradually as the days without watering became longer. The differences existed in rates of recovery of photosynthesis, transpiration, and stomatal conductance following drought stress. Among the fractional recoveries the highest was photosynthesis, and the lowest was stomatal conductance. Photosynthesis rate following drought stress was rapidly recovered until 2 days after re-watering, then recovered slowly. The critical time for the recovery of photosynthesis was recognized. The results show clearly a close correlation between the leaf water potential and the recovery level and speed of photosynthesis, transpiration, and stomatal conductance.     

Effects of sand burial on survival, growth, gas exchange and biomass allocation of Ulmus pumila seedlings in the Hunshandak Sandland, China

BACKGROUND AND AIMS: In the last decade, the number of young plants of Ulmus pumila in the Hunshandak Sandland has decreased sharply because of severe sand burial, and their ecological protective function has been weakened. In order to develop an understanding of the tolerance of U. pumila to sand burial and to suggest reasonable measures to protect the sparse-elm-grassland ecosystem, the effects of burial on the survival, growth, photosynthesis and biomass allocation in U. pumila were studied. METHODS: Seedlings were buried at five different depths in pot experiments: no burial (control), partial burial (33 % and 67 % stem height), and complete burial (100 % and 133 % stem height). Growth analyses and measurements of photosynthesis were carried after the plants had been uncovered. KEY RESULTS: All the plants survived partial burial, but about 30 % and 80 % of the seedlings died as a result of the 100 % and 133 % sand burial treatments, respectively. The numbers of newly produced leaves and branches, and the height of the stems of the seedlings in the 33 % and 67 % burial treatments during the period of the experiment were significantly greater than those in the control. Furthermore, net photosynthetic rate, transpiration rate and water use efficiency were also elevated by the partial burial, but not affected by burial time. This might be attributed to the increased root length, which improved water acquisition. The biomass and biomass allocation of the seedlings were significantly changed by the burial treatments and burial times. The biomass was enhanced by partial burial but was reduced by complete burial at each burial time. However, the biomass allocation was not significantly changed by the 33 % and 67 % sand burial treatments 2 or 4 weeks following the burial. CONCLUSIONS: Ulmus pumila was shown to be tolerant to partial sand burial, but must be protected from complete burial.     

Developing a mathematical model for variation of physiological responses of Jatropha curcas leaves depending on leaf positions under soil flooding

The effect of soil flooding on photosynthesis, transpiration and stomatal conductance of Jatropha curcas seedlings were studied under natural environmental variables. Soil flooding reduced photosynthesis (P _N), transpiration (E) and stomatal conductance (gs) in response to leaf positions of Jatropha curcas plants. Based on the results, we conclude that decrease in stomatal opening and stomatal limitation of photosynthesis, followed by decrease in individual leaf area are the main causes of reductions in carbon uptake of flooded seedlings. A mathematical relationship was successfully developed to describe photosynthesis, transpiration and stomatal response of Jatropha under soil flooding stress.     

授粉后秋水仙素处理对大青杨子代生长性状的影响

为东北林区选育出速生、优质、抗逆性强的杨树新品种,本研究采用秋水仙素溶液处理授粉后的大青杨雌花序,分析诱导后大青杨子代植株光合特性、生长量和叶形态指标的差异。结果表明：(1)雌花序授粉后24 h开始处理,秋水仙素4 g·L^-1处理12 h后大青杨子代植株的苗高、地径均最大,且与对照差异显著;(2)雌花序授粉后24h开始处理,秋水仙素处理12 h后大青杨子代植株蒸腾速率最小,对照蒸腾速率最大;雌花序授粉后24 h开始处理,子代植株气孔导度最小,36 h后开始处理所得的子代植株气孔导度最大;雌花序授粉后12 h开始处理子代植株水分利用效率最大,对照最小。(3)子代植株生长量指标（苗高、地径）与叶形态指标以及气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、水分利用效率相关显著。     

干旱胁迫和化感作用对榄仁树幼苗生长、光合作用及生理生化的影响

该研究通过榄仁树幼苗的盆栽实验,用称重控水法设置3个水平的土壤水分含量(分别占田间持水量的75％~80％、50％~55％、30％~35％)和2个浓度水平的木麻黄凋落物浸提液,研究不同土壤干旱程度及不同浓度木麻黄凋落物浸提液对榄仁树生长、光合作用及生理生化的影响。结果表明：随着幼苗生长期的延长,土壤干旱和木麻黄凋落物浸提液对榄仁树幼苗存活率和株高增长有一定影响。60 d胁迫后显著减小了幼苗叶片数、叶面积、叶片含水量及叶片的生物量。15~60 d期间幼苗的净光合速率( Pn)、气孔导度( Ccond)、蒸腾速率( Tr)均显著减小,而幼苗叶片胞间CO2浓度( Ci)呈先减后增的变化。幼苗的水分利用率( WUE)和气孔限制值( Ls)显著增加,是导致光合作用降低的主要原因。干旱和木麻黄凋落物浸提液能显著增加榄仁树幼苗的叶片和根的细胞膜透性、Peroxidase(POD)活性及叶片Superoxide dismutase(SOD)活性。二元方差分析表明,土壤干旱和木麻黄凋落物浸提液对榄仁树的生长、光合作用及生理生化的影响有明显的交互作用且表现出一定的拮抗作用。该研究结果可为构建混交林型海防林提供参考。     

拟单性木兰不同季节断根和剪枝后蒸腾和光合特性的变化

在2005年春季、夏季和秋季,对10a生拟单性木兰(Parakmeriaomeiensis)进行断根和剪枝处理,模拟移栽,用LICOR-6400测定了植株叶片的蒸腾速率、光合速率等生理指标,探讨这些生理指标对不同季节移栽成活率的影响。结果表明,春季处理后叶片能迅速关闭部分气孔,蒸腾速率和光合速率都减小,两者最低时约为对照的60%,生理机能的减弱有利于维持地上、地下部分的平衡,因而最有利于植株成活。夏季处理后叶片气孔导度显著增加,光合速率和蒸腾速率也随之增大,最高时约为对照的2倍左右,此时,若主要依靠剪枝来降低水分消耗,很难保证水分代谢平衡,移栽成活率低。秋季处理后植株叶片气孔导度高于对照,光合速率和蒸腾速率也增加,但增加幅度相对夏季较小,前期最高约增加40%,此时移栽可以通过适当的剪枝和增加土壤水分含量等措施提高成活率。可见,与水分相关的生理机能的调节机制,决定了移栽后的成活水平,即处理后能迅速调节自身生理机能、减少水分消耗的植株,成活率就高,反之就低。