干旱胁迫下石灰花楸幼苗叶片的解剖结构和光合生理响应

采用盆栽控水设置4种水分梯度,研究1年生石灰花楸幼苗叶片解剖结构和光合生理指标对干旱胁迫的响应。结果显示:(1)干旱胁迫下,石灰花楸叶片逐渐变薄,轻度和中度胁迫下栅海比显著升高,而重度胁迫下显著降低。(2)干旱胁迫抑制了光合色素合成,降低了叶绿素和类胡萝卜素含量,同时使叶绿素a/b和叶绿素/类胡萝卜素值升高。(3)随干旱程度加剧,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度日变化整体下降,胞间CO2浓度整体上升,光合限制以非气孔因素为主。研究表明,石灰花楸能根据水分亏缺程度调整叶片结构和光合生理特征以维持生存和生长,具有较强的耐旱性。     

生态学报第23卷总目录

第 1期支持物倾角对攀援植物栝楼形态和生长的影响陶建平 ,钟章成 (1 )…………………………………………………………α-NAA和 UV-B辐射对栝楼幼苗光合色素及保护酶活性的影响刘　芸 ,钟章成 ,Marinus J.A.Werger,等 (8)…………不同氮源下生长的柚树叶片光合参数对高浓度 CO2 驯化作用的比较孙谷畴 ,曾小平 ,赵　平 ,等 (1 4)……………………连作障碍因素对大豆养分吸收和固氮作用的影响阮维斌 ,王敬国 ,张福锁 (2 2 )……………………………………………丛枝菌根真菌对三叶草根系分泌的有机酸组分和含量的影响张玉凤 ,冯　固 ,李晓…     

南亚热带常绿阔叶林4个树种对增温的生理生态适应能力比较

以红枝蒲桃(Syzygium rehderianum)、海南红豆(Ormosia pinnata)、红锥(Castanopsis hystrix)和木荷(Schima superba) 4种南亚热带常绿阔叶林典型树种为研究对象, 采用红外-箱式增温的方法, 研究4个树种叶片气孔性状(表征气孔调节能力)、叶片解剖结构(表征叶片组织调节能力)和光合特征(表征养分维持能力)对增温的响应情况, 比较不同树种在增温背景下的生理生态适应能力, 为预测该地区森林植物在全球变暖情形下的生长变化趋势提供理论依据。结果表明: 增温后, 红枝蒲桃叶片海绵组织厚度减小, 且光合氮利用效率(PNUE)和光合磷利用效率(PPUE)降低; 海南红豆气孔导度增大、气孔密度减小以及叶片厚度和栅栏组织厚度减小, 同时光合速率、PNUE和PPUE升高; 红锥气孔大小缩小, 但光合速率不变; 木荷气孔增大而密度减小, 栅栏组织厚度减小, 光合速率、PNUE和PPUE降低。综上所述, 红枝蒲桃、海南红豆和木荷能够通过降低叶片厚度来适应高温环境, 不同物种的气孔调节、养分维持、光合速率和光合养分利用效率对增温的响应存在差异。增温有利于固氮植物海南红豆的生长, 但不利于传统优势树种木荷和红枝蒲桃的生长。因此, 在未来气候变暖的情况下, 固氮植物海南红豆由于具有较强的适应能力, 在南亚热带常绿阔叶林中可能会取代木荷和红枝蒲桃等成为新的优势树种。     

不同生长型桃树光合效能及其季节变化特征初探

于2015年用Li-6400便携式光合测定系统,测定了不同季节4个生长型不同枝类桃树的净光合速率和生理生态因子的日变化特性,探讨它们在春、夏、秋的光合作用特点以及不同生长型之间的光合能力差异。结果表明:(1)供试的4种生长型桃树,年光合能力整体表现为矮化型最强,普通型次之,垂枝型最弱;不同季节中,矮化型、垂枝型和帚型桃的光合能力表现为春季夏季秋季,而普通型为春季秋季夏季;同一生长型中,长枝的光合能力普遍大于中枝和短枝。(2)4种生长型桃树,年水分利用效率为普通型最高,帚型最低;4种生长型桃树水分利用效率日变化曲线春季呈现"W"型,夏季为"U"型,秋季为折线型,并以春季的WUE值最高,而夏季和秋季差异不大。(3)各个生长型桃树春季和秋季的净光合速率日变化为单峰型,夏季的光合日变化曲线为双峰型,出现了光合"午休"现象,并受到有气孔限制和非气孔限制两种因素影响。(4)整个生长季内,影响观赏桃光合日变化的主要生理生态因子为光合有效辐射强度(PAR)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)。不同生长型之间以及同一生长型桃树在不同季节的光合效能存在一定的差异,受到基因型和外界环境的综合影响。     

水稻叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的响应与适应

利用便携式光合气体分析系统 (LI 6 4 0 0 ) ,比较测定了高CO2 浓度 (FACE ,free airCO2 enrich ment)和普通空气CO2 浓度下生长的水稻叶片的净光合速率、水分利用率、表观量子效率和RuBP羧化效率等光合参数 .在各自生长CO2 浓度 (380vs 5 80 μmol·mol-1)下测定时 ,高CO2 浓度 (5 80 μmol·mol-1)下生长的水稻叶片的净光合速率、碳同化的表观量子效率和水分利用率明显高于普通空气 (380 μmol·mol-1)下生长的水稻叶片 .但是 ,随着FACE处理时间的延长 ,高CO2 浓度对净光合速率的促进作用逐渐减小 .在相同CO2 浓度下测定时 ,FACE条件下生长的水稻叶片净光合速率和羧化效率明显比普通空气下生长的对照低 .尽管高CO2 浓度下生长的水稻叶片的气孔导度明显低于普通空气中生长的水稻叶片 ,但两者胞间CO2 浓度差异不显著 ,因此高CO2 浓度下生长的水稻叶片光合下调似乎不是由气孔导度降低造成的 .     

淹水解除后玉米幼苗形态及光合生理特征恢复

以郑单958为试验材料,在盆栽条件下研究了淹水及淹水解除后玉米幼苗根系、叶片形态、光合生理及植株的恢复生长.结果表明:(1) 淹水总体上抑制玉米幼苗根系生长,短期淹水(7d)导致根系总长度、根系表面积、根系体积均显著降低,随着淹水时间延长(14d)玉米根系产生大量不定根,使得根系总长度、根系表面积、根系体积显著升高(P＜0.01);(2)淹水条件下叶片生长同样受到抑制,玉米叶面积、叶型指数和可见叶片数均显著下降;(3)淹水条件下玉米幼苗的光合性能下降,光合色素总含量降低,但短期淹水(7d)后叶绿素a/b值提高;气孔限制(Ls)是淹水7d植株光合速率下降的主要因素,而非气孔限制则是淹水14d植株光合速率下降的主要因素.(4)淹水处理7d、14d后的玉米幼苗均能够恢复生长,但恢复生长速率随淹水时间延长而降低;在恢复生长过程中,光合生理指标恢复早于形态恢复,强光对于淹水后幼苗恢复生长具有明显的抑制效应.     

豫西刺槐能源林培育的光合生理生态理论基础

采用LI-6400便携式光合作用测量系统对豫西丘陵区当年生5个品种的刺槐叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等光合生理参数及光响应过程进行了测定,结果表明:(1)5个刺槐能源林品种在7月中旬、8月中旬及9月底的净光合速率日变化峰值大都分别出现在12:00、08:00或10:00、10:00。(2)不同刺槐品种生长节律间具有明显的差异,品种83002、8048、8044在7月份处于生长盛期,而品种3-I在9月份进入生长盛期;84023、3-I及83002具有相对良好的光合物质积累能力,具有刺槐能源林高产品种的光合特征。(3)供试刺槐品种在7月中旬更多地表现为非气孔限制为主导因素的光合限制,而在8月中旬及9月底则均表现为气孔限制和非气孔限制两种因素交替主导。(4)5个供试品种所测得的光饱和点均在1000μmol.m-.2s-1以上,供试品种在7月中旬均不会出现强光抑制情况,品种83002出现午休现象的原因可能是温度上升与湿度下降综合作用的结果。     

浑善达克沙地不同光合途径植物叶片气体交换和水势特征(英文)

以生长于浑善达克沙地上的C3植物白榆(Ulmus pumila)、C4植物沙米(Agriophyllum pungens)和CAM植物钝叶瓦松(Orostachys malacophyllus)3种不同光合途径植物为材料,测定了它们生长期叶片的光合气体交换参数、叶绿素荧光参数和水势,探讨它们对生长环境的生理响应特征.结果表明,白榆和沙米的净光合速率、气孔导度均高于钝叶瓦松,特别是在夏季高温(>40℃)和强光照(>2 100 μmol·m-2·s-1)条件下表现得更加明显.白榆和沙米的光合速率、叶片水势都发生了严重的午休现象,其白天光合速率的降低主要是由于气孔关闭造成的.钝叶瓦松的叶片水势在3种植物中最高,但是白天的光合速率很低;其Fv/Fm值在14:00最低,一天中此时光系统II受伤害最大;CAM物种瓦松的碳固定仅发生在夜间.研究发现,C3植物白榆和C4植物沙米比CAM植物钝叶瓦松对热和高光照有着更强的忍耐力,瓦松固定碳主要发生在生长最快的阶段;CAM植物瓦松为了能够在夏季强光和高温条件下生存,它必须进行高强度的呼吸,仅在早晨和夜间进行碳固定.     

干旱和遮荫对马尾松幼苗生长和光合特性的影响

为探究马尾松对干旱和遮荫胁迫的生理响应规律和适应机制,以2年生马尾松幼苗为对象,设置对照(CK)、模拟干旱(DR)、遮荫(LL)以及干旱与遮荫的交互处理(DRLL)4种环境,研究干旱和遮荫对马尾松幼苗的生长和光合生理特性的影响。结果表明:(1)在干旱、遮荫和二者的交互处理下,马尾松幼苗的基径和株高增长量均显著减小,且二者的交互处理加重了干旱和遮荫单一处理下的减小趋势,二者交互作用的影响符合"相互作用理论"。(2)在干旱处理下,针叶长度和比叶面积减小,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和细胞间隙CO₂浓度显著降低,水分利用效率显著增加,光合色素含量基本不变。(3)在遮荫处理下,针叶长度和比叶面积增大,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低,光合色素含量显著增加,水分利用效率和细胞间隙CO₂浓度基本未发生改变。(4)二者的交互处理下,针叶长度、比叶面积减小,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著降低,且降低程度大于干旱单一处理,光合色素含量显著增加,但其增加程度小于遮荫单一处理。说明干旱和遮荫均能抑制马尾松植株的生长,但其光合生理特性在干旱和遮荫胁迫下分...     

供镁水平对油桐幼苗生长及光合特性的影响

采用营养液砂培试验,研究不同供镁水平对油桐幼苗生长、光合特性及叶绿素荧光参数等的影响。结果表明,低镁浓度(Mg2+2 mmol·L-1)显著抑制了油桐的生长,叶绿素含量、Ru BP羧化酶及PEPC活性、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学量子效率(ΦPSII)、PSII的潜在活性(Fv/Fo)及光化学淬灭系数(q P)显著下降(P0.05),胞间CO2浓度(Ci)、初始荧光(Fo)、非光化学淬灭系数(NPQ)有所升高;高镁浓度(Mg2+4 mmol·L-1)也抑制了油桐幼苗的生长,导致叶片叶绿素含量、Ru BP羧化酶活性、Pn、Gs、Fv/Fm、Fv/Fo及q P均下降(P0.05);随着供镁水平的增加,油桐的生长量、叶绿素含量、Ru BP羧化酶及PEPC活性、Pn呈先增加后降低的趋势;当镁离子浓度为2~4 mmol·L-1时,有利于油桐幼苗正常生长,缺镁胁迫下油桐光合速率的下降主要是由光合机构活性降低的非气孔因素引起的。     

不同降水及氮添加对浙江古田山4种树木幼苗光合生理生态特征与生物量的影响

氮沉降和降水变化的不确定是目前全球变化背景下亚热带地区倍受关注的热点生态学课题,因此,探究降水变化及氮添加对亚热带森林植物生理生态特征及生长的影响可以为探讨全球变化背景下中国亚热带森林动态变化机制及保护和管理提供实验依据.在野外自然条件下,设置了3a的降水与氮添加控制实验,研究降水变化与氮添加对亚热带树木幼苗秃瓣杜英(Elaeocarpus glabripetalus)、枫香(Liquidambar formosana)、木荷(Schima superba)、青冈(Cyclobalnopsis glauca)生理生态特征及生长的影响.降水处理有3个水平:自然降水(对照,CK),增加30％降水(+H)及减少30％降水(-H);氮素处理有两个水平:自然状态(对照)及添加NH4NO3 10g·m-2·a-1(+N).由于亚热带地区土壤pH值偏低,大多数植物生长可能会受到土壤有效磷的限制而非氮限制,所以探讨在亚热带地区氮添加是否会影响树木的光合生理生态特征及生长,同时讨论降水变化与氮素的交互作用对4种树木幼苗的光合特征及生长的影响.实验结果表明:降水与氮素对树木光合生理生态特征及生长是有一定影响的.10 g·m-2·a-1 NH4N03氮添加水平可以提高4种树木幼苗叶片叶绿素含量(P＜0.05)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/ Fm)(P＜0.01)、光化学性能指数(PIABS)(P＜0.01)以及净光合速率(P＜0.05),4种树木幼苗总生物量在氮添加后显著提高了33.06％ (P＜0.01),因此古田山亚热带常绿阔叶林氮添加可以提高植物的光合性能,促进植物生长;降水变化对树种生理生态特征及总生物量的影响相对氮添加的影响较小,但是在古田山亚热带地区干季,降水对净光合速率(P＜0.05)、气孔导度和蒸腾速率(P＜0.001)的影响均达到显著水平,同时发现气孔导度对降水的变化更加敏感;降水与氮素的交互作用对树木光合生理生态特征(除PIABS)及总生物量的影响均没有达到显著水平(P＞0.05);不同树种间生理指标的差异是由树种生物学特性差异造成,不同树种间总生物量的差异受到氮添加与降水的影响,并且达到极显著水平(P＜0.01).     

NaCl胁迫对黄瓜幼苗植株生长和光合特性的影响

采用营养液水培法,选用耐盐性不同的2个黄瓜品种,研究了不同浓度N aC l处理对黄瓜幼苗植株生长及叶片光合特性的影响。结果表明,在盐胁迫下,净光合速率(Pn)呈下降趋势,气孔导度(G s)变化趋势与Pn相一致;气孔限制值(L s)在处理的前4 d显著升高,随处理时间延长而下降;细胞间隙CO2浓度(C i)的变化趋势与L s相反;光合碳同化的量子效率(Φc)明显下降。耐盐性较弱的‘津春2号’各项光合参数变化幅度明显大于耐盐性较强的‘长春密刺’。短期N aC l处理,Pn下降以气孔限制因素为主,较长期N aC l处理,Pn下降转向非气孔限制因素。     

麦冬、山麦冬叶片解剖结构与光合特性研究

以麦冬和山麦冬为材料,比较分析了叶片形态结构,以及叶绿素含量、光合参数等生理指标的差异,以期为人工栽培麦冬提供技术依据。结果显示:(1)山麦冬的气孔直径、气孔密度、每个叶肉细胞所含叶绿体数目均较麦冬多,且叶绿素和类胡萝卜素(Car)含量均显著高于麦冬。(2)麦冬和山麦冬的光补偿点(LCP)均在11μmol·m-2·s-1左右,但麦冬光饱和点(LSP)低于300μmol·m-2·s-1,而山麦冬LSP在600μmol·m-2·s-1左右,且山麦冬的表观量子效率高于麦冬。(3)麦冬和山麦冬光合日变化均呈明显的双峰型曲线,存在明显的光合"午休"现象,但麦冬光合"午休"为非气孔限制,而山麦冬光合"午休"为气孔限制。(4)麦冬的光抑制现象较山麦冬严重,这可能与麦冬的Car含量显著偏低有关。研究表明,山麦冬和麦冬的叶片均具有明显的半阴性植物结构特征,但山麦冬对光照环境的适应性以及光合能力更强。     

地黄连作的生理生态特性

选择具有典型连作障碍效应的药用植物地黄(Rehmannia glutinosa)为试验材料, 以正茬地黄为对照, 研究连作条件下地黄植株的生理生态特性变化。结果表明, 该试验条件下地黄的连作障碍效应起始于苗期, 在栽种后60天时, 连作引起植株细胞膜质过氧化作用, 使膜的正常结构和功能受到损伤; 重茬地黄的光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和胞间CO₂浓度(C_i)显著低于对照, 而气孔限制值(L_S) 33.97%, 显著高于对照, 同期重茬地黄叶绿素含量(Chl)也开始显著低于对照。相关分析表明, P_n与G_s、Chl含量相关(相关系数分别为0.977和0.814)。对植株叶片叶肉细胞的电镜观察显示, 连作条件下地黄光合细胞结构在其生长中期开始发生变化。因此, 在地黄生长早期由于(连作)环境胁迫植株叶片细胞内活性氧、自由基积累所带来的膜结构损伤, 导致了叶绿素含量的降低, 而气孔关闭以及叶绿素含量的降低共同造成连作地黄早期光合能力降低, 生长受阻, 从而表现出明显的障碍效应。     

盐胁迫抑制槲栎2变种光合作用的机理研究

以不同浓度NaCl处理北京槲栎和锐齿槲栎的2年生幼苗,研究盐胁迫条件对其生长、光合作用及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,(1)随着盐浓度的增加,总叶面积、植株鲜重和干重、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)、叶绿素含量(Chl)和光系统Ⅱ光合电子传递量子效率(ФPSⅡ)均显著降低,而光系统Ⅱ的初始荧光(F0)和光化学效率(Fv/Fm)无显著变化。(2)北京槲栎生长受盐胁迫的干扰小于锐齿槲栎,其净光合速率下降幅度相对较小,光合结构受胁迫的程度小于锐齿槲栎。     

水分胁迫下烯效唑对百日草幼苗光合特性及叶解剖结构的影响

以百日草‘芳菲1号’为试材,研究不同水分胁迫下烯效唑(S3307)对其幼苗生长、光合特性及叶解剖结构的影响,以明确S3307对百日草的抗旱作用及其机理。结果显示:(1)在水分胁迫下,百日草的生长均受到不同程度的抑制,叶绿素含量显著降低,光合作用受到抑制,叶解剖结构有所变化。(2)S3307处理后,均能够显著降低所对应的不同程度水分胁迫下百日草的株高,显著增加茎粗、叶面积、叶片厚度、栅栏组织厚度和根冠比,显著增加叶绿素含量,提高百日草的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)。研究表明,S3307能够提高百日草的抗旱性,而且在轻度和中度水分胁迫下Pn的下降主要是由气孔因素引起,而在重度水分胁迫下光合速率的下降是由非气孔因素引起的。     

水稻叶片光合作用对开放式空气CO2浓度增高(FACE)的响应与适应

利用便携式光合气体分析系统(LI-6400),比较测定了高CO₂浓度(FACE,free-airCO₂enrichment)和普通空气CO₂浓度下生长的水稻叶片的净光合速率、水分利用率、表观量子效率和RuBP羧化效率等光合参数.在各自生长CO₂浓度(380vs580μmol·mol^-1)下测定时,高CO₂浓度(580μmol·mol^-1)下生长的水稻叶片的净光合速率、碳同化的表观量子效率和水分利用率明显高于普通空气(380μmol·mol^-1)下生长的水稻叶片.但是,随着FACE处理时间的延长,高CO₂浓度对净光合速率的促进作用逐渐减小.在相同CO₂浓度下测定时,FACE条件下生长的水稻叶片净光合速率和羧化效率明显比普通空气下生长的对照低.尽管高CO₂浓度下生长的水稻叶片的气孔导度明显低于普通空气中生长的水稻叶片,但两者胞间CO₂浓度差异不显著,因此高CO₂浓度下生长的水稻叶片光合下调似乎不是由气孔导度降低造成的.     

水分亏缺对番茄叶片气孔特性及叶绿体超微结构的影响

以'辽园多丽'番茄为材料,在塑料大棚内设置每桶2 000(CK)、1 500(Ti),1 000(Tz)、506(T3)和300 mL(T4)5个灌水量处理,利用扫描和透射电镜观察了处理结束时和恢复灌水10 d后番茄叶片的气孔特性和叶绿体的超微结构.结果表明:(1)番茄叶片的总气孔密度、关闭的气孔数及其与总气孔密度的比值随着水分亏缺程度的增加而增大.气孔器的长、宽和开张度则逐渐变小;(2)恢复灌水10 d后,番茄叶片总气孔密度和关闭气孔数均下降,气孔器开张度增大.T,和T2基本恢复至CK水平.但T3和T4与CK差距仍较大.(3)水分亏缺条件下,叶绿体形状细长.被膜完整度下降,T3和T4处理的被膜解体;单位叶绿体基粒数下降,脂滴和淀粉粒数增加;T3处理的叶绿体片层结构松散弯曲,而T4无完整片层结构;恢复灌水后10 d,轻度水分亏缺处理(T1和T2)的叶片气孔和叶绿体超微结构恢复正常,而严霞水分亏缺(T3和T4)却对番茄叶片光合器官造成不可逆伤害,严重影响其光合作用.     

外源硒对干旱胁迫下烤烟生长和生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了外源硒(2~12 mg·kg~(-1))对干旱胁迫下烟株生长、叶片光合色素含量、光合特性、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的影响。结果表明:干旱胁迫抑制烤烟生长,显著影响烤烟的生长和生理生化代谢的相关指标。低浓度的外源硒能不同程度的缓解烤烟所受干旱胁迫的伤害,但高浓度外源硒处理则表现出毒害效应。适宜浓度的外源硒显著促进了干旱胁迫下烤烟植株生长,提高了烟株叶片光合色素含量,提高净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r),降低胞间CO_2浓度(C_i),同时也提高了烤烟叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖等渗透调节物质含量,降低了叶片丙二醛(MDA)的积累。其中4 mg·kg~(-1)外源硒处理缓解效果最好。     

模拟大气硫酸铵污染对香樟幼苗生长及光合特性的影响

通过室内盆栽实验研究了大气颗粒污染物硫酸铵对香樟幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,香樟幼苗叶片涂抹硫酸铵处理对植物生长无显著影响;低浓度硫酸铵(2 g·L^-1)提高了叶片叶绿素含量,而高浓度(4 g·L^-1)却降低了叶片叶绿素含量;与对照相比,低浓度处理的香樟叶片净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度与蒸腾速率无显著差异;高浓度处理的香樟叶片净光合速率与蒸腾速率高于对照,而气孔导度与胞间二氧化碳浓度与对照无显著差异。机理分析表明,硫酸铵颗粒物主要通过影响叶片气孔导度来影响植物光合特性。