硫化氢对淹水平邑甜茶根系形态构型、叶片活性氧和光合特性的影响

以盆栽平邑甜茶为试材,分别将盆浸没于5种浓度硫化氢(H₂S)释放剂硫氢化钠(NaHS;0、0.02、0.05、0.1、0.2 mmol·L^-1)水溶液,以及添加有次牛磺酸(HT;H₂S清除剂)的NaHS水溶液中,10 d后调查根系形态构型、叶片活性氧生成和光合气体交换参数以及植株生长的变化.结果表明: 在淹水处理液中加入0.02～0.1 mmol·L^-1 NaHS,能增加土壤淹水时根系总长度、表面积、体积、直径、根尖数、分形维数、一级侧根数量和根系活力,降低叶片超氧阴离子(O₂^-·)生成速率和过氧化氢(H₂O₂)含量,提高叶片光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)、水分利用效率(WUE)和表观CO₂利用效率(CUE),还提高幼苗株高和植株生物量,其中NaHS在浓度0.1 mmol·L^-1 时作用效果最显著;当NaHS施用浓度达到0.2 mmol·L^-1或在0.1 mmol·L^-1 NaHS中加施次牛磺酸时,上述指标均降回到单纯淹水时的水平.这说明添加适量H₂S能够有效缓解土壤淹水对平邑甜茶根系生长的抑制,可以通过减少活性氧产生以及提高CUE,从而减轻淹水胁迫对叶片光合性能和植株生长的不利影响.     

小麦拔节期淹水对叶片光合特性的影响

为研究拔节期涝害对小麦叶片光合特性的影响, 以小麦品种烟农19 为试验材料, 采用盆栽试验, 于小麦拔节 期进行淹水(涝害)处理, 分析小麦叶片光合气体交换参数的变化。结果表明, 拔节期淹水6 d 后小麦叶片SPAD 值较对照显著下降。在淹水3–9 d 内, 随着小麦叶片净光合速率逐渐下降, 叶片气孔导度和胞间CO2 浓度亦显著下降, 说明烟农19 光合速率下降主要是叶片气孔限制引起的。而在淹水后期(9 d 之后), 净光合速率持续下降, 而叶片胞间CO2浓度却升高, 说明在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。在小麦拔节期涝害前期叶片光合速率下降主要是由叶片气孔限制引起的, 而在涝害发生后期叶片光合速率下降主要由非气孔因素引起。     

苗期土壤渍水对棉花恢复生长及光合生理的影响

以'中棉所41'为试验材料,采用盆栽方法,研究了苗期土壤渍水对棉花恢复生长及光合生理的影响.结果显示:(1)渍水5 d的棉苗经过10 d恢复生长,其根系活力、株高、叶面积、完全展开叶片数与对照差异不显著,但根系总长度仍比对照低11.1%(P<0.05);渍水10 d的棉苗经过10 d恢复生长,其根系活力、株高、叶面积、完全展开叶片数、根系活力均极显著低于对照.(2)渍水5 d棉苗经过10 d恢复生长,其光合速率、气孔导度、光饱和点、CO2饱和点、表观光最子效率、羧化效率以及叶绿素a、b含量与对照差异不显著;渍水10 d的棉莆经过10 d恢复生长,其光合速率、气孔导度、光饱和点、CO2饱和点、表观光量子效率、羧化效率以及叶绿素a、b含量仍显著低于对照.研究表明,棉莆经过5 d或10 d渍水胁迫后,均可以恢复生长,但随着渍水时间延长,恢复生长速度降低;在恢复生长过程中,生理活性恢复快于形态恢复;强光对于渍水后棉苗恢复生长具有明显的抑制效应.     

丛枝菌根真菌对砂培玉米幼苗根系特征、光合生理与镉累积的影响

【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类重要的土壤微生物,能显著影响植物对镉(cadmium,Cd)的耐性与累积,但其对不同形态Cd胁迫的响应尚不清楚。【目的】探讨不同形态Cd胁迫下接种AMF对玉米(Zea mays L.)生长和Cd累积的影响。【方法】采用30 cm高的培养容器填装石英砂(0.2 mm),开展室内砂培玉米试验,研究溶解态和胶体态Cd (1 mg/kg)胁迫下,接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)对玉米幼苗生长、根系特征、光合生理及Cd累积的影响。【结果】双因素分析表明,AMF和Cd形态均对玉米生长(株高和生物量)、根系特征、光合生理(叶绿素含量和光合速率)与Cd累积量存在显著的影响,但二者之间没有显著交互作用。与未接种处理相比,接种AMF显著降低玉米株高、生物量、叶片叶绿素含量和光合速率,抑制玉米根长、根表面积、根体积和根尖数;同时增加了玉米根系Cd含量,但减少玉米地上部Cd含量以及地上部与根系Cd累积量;与胶体态Cd处理相比,溶解态Cd显著降低玉米的根长、根表面积、平均根系直径、根尖数和地上部Cd累积量,但增加了植株叶片光合速率、根系Cd含量和累积量。相关分析发现,玉米根长、根表面积和根尖数与地上部Cd含量呈显著或极显著正相关,与根系Cd含量呈极显著负相关。【结论】溶解态Cd比胶体态Cd对砂培玉米幼苗的毒害效应严重,而且接种AMF加重溶解态和胶体态Cd对玉米幼苗的损伤,但降低了植株对Cd的累积。     

光照强度和氮水平对白三叶幼苗生长与光合生理特性的影响

采用植物生长箱溶液培养方式,对白三叶幼苗进行了不同光强(2个水平)和氮浓度(5个水平)处理,探讨其生长、生物量和光合生理特征对生境变化的响应.结果表明:两种光强下白三叶幼苗茎和叶生物量随氮素浓度呈先升高后降低,而根系生物量和根冠比则随氮素浓度增高而降低.光照强度降低使白三叶幼苗根、茎、叶和整株生物量分别降低67.8%、29.9%、42.5%和45.2%;低光处理使幼苗的根冠比显著下降,而比叶面积(SLA)明显提高.幼苗根系体积随氮素浓度增高而降低,高生长光强根系体积显著高于低生长光强下的白三叶.幼苗根系表面积、根系长度和根系直径随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,两种不同生长光强下幼苗根系长度和根系直径差异显著,而根系表面积差异不明显.白三叶叶片光合速率(Pn)随氮素浓度增加呈先增加后降低趋势,高生长光强白三叶Pn显著高于低生长光强下的白三叶.两种生长光强间叶片气孔导度(Gs),胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)无显著差异,但氮素浓度对叶片Gs、Ci和Tr均有显著影响.光、氮及其交互作用对白三叶幼苗生长发育产生了显著影响,光照不足和氮缺乏都将导致白三叶幼苗生长减弱,但幼苗对这些不利环境具有较强的调节和适应能力.     

大豆幼苗对套作玉米遮荫环境的光合生理生态响应

以2个耐荫性不同的大豆品种为材料,田间试验设置大豆单作和玉米-大豆套作2个种植模式处理,研究不同耐荫性大豆品种的幼苗光合生理生态特性对套作玉米遮荫环境的响应。结果表明:1)玉米-大豆套作模式中,玉米遮荫显著降低大豆冠层的光合有效辐射,导致大豆幼苗光合速率、气孔导度、蒸腾速率显著下降(P0.05),分别达37.9%、54.2%和42.4%,但品种间无显著差异;而胞间二氧化碳浓度和Fv/Fm无显著变化,且光合速率的下降与气孔导度存在显著相关关系,光合速率下降主要是由气孔限制和CO2同化过程中能量不足所致;2)玉米遮荫显著降低大豆幼苗叶面积指数、叶片碳含量、叶片和根系干重及总生物量,且品种间差异显著,相关性分析显示,叶面积指数下降是导致生物量减少的主要原因;3)玉米遮荫环境中,大豆幼苗的叶片叶绿素和氮素含量提高以增强光捕获能力,但它们并不能补偿因光截获面积降低而引起的光截获量下降。     

干旱胁迫对小麦幼苗根系生长和叶片光合作用的影响

采用水培试验方法,以2个耐旱性不同的小麦品种(敏感型望水白和耐旱型洛旱7号)为材料,研究了干旱胁迫对小麦幼苗根系形态、生理特性以及叶片光合作用的影响,以期揭示小麦幼苗对干旱胁迫的适应机制.结果表明： 干旱胁迫下,2个小麦品种幼苗的根系活力显著增大,而根数和根系表面积受到抑制;干旱胁迫降低了望水白的叶片相对含水量,提高了束缚水/自由水,而对洛旱7号无显著影响;干旱胁迫降低了2个小麦品种叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,但随胁迫时间的延长,洛旱7号的叶绿素含量和净光合速率与对照差异不显著;干旱胁迫降低了2个小麦品种幼苗的单株叶面积,以及望水白的根系、地上部和植株生物量,而对洛旱7号无显著影响.水分胁迫下,耐旱型品种可以通过提高根系活力、保持较高的根系生长量来补偿根系吸收面积的下降,保持较高的根系吸水能力,进而维持较高的光合面积和光合速率,缓解干旱对生长的抑制.     

干旱胁迫对小麦幼苗根系生长和叶片光合作用的影响

采用水培试验方法,以2个耐旱性不同的小麦品种(敏感型望水白和耐旱型洛旱7号)为材料,研究了干旱胁迫对小麦幼苗根系形态、生理特性以及叶片光合作用的影响,以期揭示小麦幼苗对干旱胁迫的适应机制.结果表明： 干旱胁迫下,2个小麦品种幼苗的根系活力显著增大,而根数和根系表面积受到抑制;干旱胁迫降低了望水白的叶片相对含水量,提高了束缚水/自由水,而对洛旱7号无显著影响;干旱胁迫降低了2个小麦品种叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,但随胁迫时间的延长,洛旱7号的叶绿素含量和净光合速率与对照差异不显著;干旱胁迫降低了2个小麦品种幼苗的单株叶面积,以及望水白的根系、地上部和植株生物量,而对洛旱7号无显著影响.水分胁迫下,耐旱型品种可以通过提高根系活力、保持较高的根系生长量来补偿根系吸收面积的下降,保持较高的根系吸水能力,进而维持较高的光合面积和光合速率,缓解干旱对生长的抑制.     

干旱-复水-再干旱处理对玉米光合能力和生长的影响

为了探求玉米(Zea mays)光合作用和生长对重复干旱的响应机制, 采用盆栽试验, 分别测定了不同程度土壤干旱处理3周时、随后复水1周时以及再次不同程度干旱处理3周时玉米幼苗光合参数和生长的变化。第一次土壤干旱处理后, 重度干旱处理显著降低玉米株高、单株总叶面积、地上部分及根系生物量以及叶片的蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、净光合速率(P_n)和最大净光合速率(A_max), 但显著提高光补偿点和暗呼吸速率; 中度干旱处理同样显著降低玉米株高、叶面积和地上部分生物量, 但对根系生物量无影响, 因而根冠比增大, 对上述光合参数的负效应也不具有显著性。复水可使前期经受中度和重度干旱处理的玉米植株的光合能力和生长速率恢复到正常水分条件下生长的植株的水平, 但株高和叶面积没有恢复到对照水平。当玉米再次经受水分亏缺处理时, 与只遭受第二次中度或重度干旱处理的植株相比, 经历过前期中度干旱处理的植株的株高、生物量和光合参数没有显著变化, 但叶面积显著下降; 经历过前期重度干旱处理植株的T_r、G_s、C_i、P_n、A_max和表观量子效率显著升高, 而株高、叶面积和生物量显著降低。综上所述, 第一次重度干旱处理显著降低玉米叶片的光合能力和生长, 复水可使光合能力和生长速率恢复到正常水分条件下生长植株的水平, 但不能消除前期干旱对生长产生的不利影响。前期中度干旱可以刺激玉米根系的生长和显著提高根冠比, 有利于提高对二次干旱的抵抗能力, 并使总的生物量保持在对照水平, 而前期重度干旱处理虽然在光合作用上能提高植株对二次干旱的抵御能力, 但不能弥补前期干旱处理对生长的不利影响。因此, 在生产实践中, 如果进行抗旱锻炼, 应限制在中度干旱水平, 避免重度干旱。     

不同水分胁迫对绵毛水苏幼苗形态和生理特性的影响

以绵毛水苏幼苗为试材,以正常供水为对照,研究不同水分胁迫(淹水、渍水、中度干旱、重度干旱)对绵毛水苏形态和生理指标的影响。结果表明:(1)绵毛水苏植株在淹水处理3d后外围叶片坏死,根系死亡,但茎基部有不定根萌生;渍水处理植株地上部始终无明显变化,但部分根系根尖变褐色;干旱处理7d时叶片萎蔫,且重度干旱处理叶片萎蔫程度大于中度干旱。胁迫解除后,除淹水处理在第13天恢复生长外,其余处理均在第2天恢复正常生长。(2)绵毛水苏叶片含水量和根系活力在淹水处理下显著降低,在渍水处理下无明显变化;在干旱胁迫下,叶片含水量迅速下降,而根系活力升高。(3)在各水分胁迫条件下,绵毛水苏植株叶、根的相对电导率和MDA含量均较对照显著升高,且根部受损程度均重于叶片,其中淹水胁迫受损最严重。(4)淹水处理叶片可溶性蛋白含量下降,可溶性糖、游离脯氨酸持续积累;渍水和干旱处理叶和根的可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸均升高。研究认为,绵毛水苏具有较强的渗透调节能力,在渍水和干旱胁迫解除后迅速缓解膜质过氧化伤害,恢复正常生长;绵毛水苏虽不能在长时间淹水条件下生长,但可在渍水条件下正常生长,且能忍受干旱胁迫,可应用于滨水消落带等水分变化较大的区域。     

Yield, growth and physiological responses of mung bean [Vigna radiata (L.) Wilczek] genotypes to waterlogging at vegetative stage

A study was conducted to examine the physiological response of contrasting mung bean (Vigna radiata) genotypes viz., T 44 & MH–96–1 (tolerant) and Pusa Baisakhi & MH–1K–24 (sensitive) under waterlogging conditions. Plants were waterlogged at vegetative stage (30 days after sowing) for 3, 6 and 9 days. Waterlogging resulted in decreased leaf area, crop growth rate, root growth and nodules number, membrane stability index, photosynthesis rate, chlorophyll and carotenoid contents, flowering rate, pod setting, yield and altered dry matter partitioning. Sensitive genotypes showed large reductions in aforementioned physiological traits and slow recovery in photosynthesis rate. On the other hand, tolerant genotypes maintained higher photosynthetic rate, chlorophylls and carotenoids, growth rate, membrane stability and fast photosynthetic recovery under waterlogging. After 9 days of exposure to waterlogging, photosynthetic rate and yield losses in most sensitive genotype (MH-1K-24) were 83 and 85 %, respectively. On an average, photosynthetic loss at 3, 6 and 9 days of waterlogging was 43, 51, and 63 %, respectively, while grain yield loss was 20, 34 and 52 % respectively.     

水淹和恢复对凤丹光合特性和根系活力的影响

选用3年生油用牡丹凤丹(Paeonia ostii)实生苗为试验材料,以常规供水管理的凤丹苗为对照,测定凤丹光合特性以及根系活力和形态随着水淹和水淹恢复处理时间的变化,探究牡丹的耐湿机制。结果表明:(1)水淹后,凤丹叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及根系活力均较对照组显著下降,且下降幅度随着水淹时间的延长而增大;在持续水淹过程中,叶片胞间CO_2浓度则呈先下降后上升的变化趋势;水淹168h时,根系活力在所测定指标中下降幅度最大,仅为对照组的2.34%,此时根系变黑且腐烂,大部分根系脱落。(2)凤丹叶片净光合效率的下降在水淹120h过程中与气孔限制性调节密切相关,而到水淹168h时非气孔限制性成为光合作用的限制因子。(3)水淹72h后进行恢复处理120h后,叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度和根系活力均显著上升;恢复处理168h后,净光合速率和胞间CO_2浓度恢复到正常的生长水平,同时绝大部分根尖呈现白色且发育良好,根系生长向正常的生命状态恢复。研究表明,油用牡丹凤丹对水淹胁迫的应答迅速且灵敏,虽不耐水淹,但恢复能力强,这为其栽培管理以及在相对湿润地区推广种植提供了理论依据。     

水分胁迫对春播玉米苗期生长及其生理生化特性的影响

采用盆栽试验,以‘蠡玉18'玉米单交种为供试材料,设置充分供水(CK)、轻度水分胁迫(LS)、中度水分胁迫(MS)和重度水分胁迫(SS)4个水分处理水平,研究了水分胁迫对春播玉米苗期保护酶活性和生长的影响,以探讨土壤水分胁迫对玉米苗期生长发育及其生理过程的影响机制.结果表明:(1)随着水分胁迫程度的加剧,玉米幼苗的生物量显著下降,根冠比、根系活力和脯氨酸含量增加,且水分胁迫对玉米幼苗地上部生物量的抑制作用更大;可溶性蛋白含量差异不明显,MDA含量波动变化.(2)随着水分胁迫时间的延长,根冠比、根系活力和植株脯氨酸含量先升高后降低,可溶性蛋白含量呈先下降后升高的趋势;玉米幼苗叶片和根系MDA积累波动变化,而叶片MDA含量始终高于根系.(3)在水分胁迫初期,玉米叶片中CAT活性较SOD、POD响应更敏感;玉米苗期根系在中度水分胁迫下主要依赖CAT来降低氧化危害,而在重度水分胁迫下前期主要依赖CAT、后期通过CAT和POD的共同作用来降低氧化伤害;水分胁迫条件下,叶片和根系POD同步降低氧化伤害,而SOD和CAT在叶片和根系间存在互补作用.研究表明,在不同程度的水分胁迫条件下,玉米幼苗的生长受到一定程度的抑制,但其能够通过调节自身的保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植株的正常生理代谢功能.     

淹水胁迫对青杨雌雄幼苗生理特性和生长的影响

为揭示青杨(Populus cathayana)雌雄幼苗对淹水胁迫的适应性, 在实验地内通过土培盆栽淹水方式从植株生理生态和生长发育方面探讨淹水胁迫对青杨扦插苗的影响。试验分为对照和淹水2个处理, 处理时间为40天。结果显示: (1)淹水胁迫导致青杨幼苗叶片中的丙二醛(MDA)含量和茎部淹水区的不定根数显著升高, 植株的净光合速率(P_n)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、株高、基径、总叶面积、比叶面积(SLA)、根生物量、叶生物量、茎生物量、总生物量干重和根冠比(R/S)显著降低。(2)与雄株相比, 淹水胁迫显著增加了雌株幼苗的MDA含量, 降低了SOD活性、P_n、类胡萝卜素(Caro)含量、叶绿素a/b、SLA、根生物量和R/S, 并导致雄株在淹水胁迫下具有比雌株更高的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、不定根数和株高。可见, 淹水胁迫对青杨雌雄幼苗的形态生长和生理过程均有严重的抑制作用, 但表现出显著的性别间差异。雄株可以通过维持更高的光合作用能力和增加不定根数量来维持植株的生长, 从而表现出比雌株更强的抗逆性。     

Waterlogging injury in sorghum seedlings and their kinetin effected rapid recovery

Short term waterlogging affected the growth of sorghum seedlings as indicated by a high mortality rate of the seedlings and a decrease in the shoot and root biomass, net assimilation rate (NAR), leaf area ratio (LAR), relative growth rate (RGR), total photosynthetic area and rate of photosynthesis. Plant resistance to the stress was exhibited by decreased stomatal index (SI), rate of transpiration and rate of respiration. When the stressed plants were exposed to normal conditions, the recovery of the seedlings was rapid and was enhanced by foliar application of kinetin at 5 mgl^-1.     

降水变化和种间竞争对红松和蒙古栎幼苗生长的影响

针对全球变暖导致的降水格局的变化,选择长白山红松针阔叶混交林主要树种蒙古栎和红松幼苗为研究对象,在野外自然条件下人工模拟增、减水30%对单种和混种的针阔叶树种形态、生长和生物量分配的影响. 结果表明：对于蒙古栎幼苗,与单种处理相比,混种显著增加了其冠幅和主根长,与对照处理相比,减水处理显著提高了其茎质比、降低了其主根长; 对于红松幼苗,与单种处理相比,混种显著减少了其基径、树高、叶片数和根、茎、叶质量及总干质量,与对照处理相比,减水处理显著降低了其主根长、叶片数、叶质量和总干质量以及叶质比,同时显著提高了茎质比. 增水处理对二者的影响均不显著. 在树木生长初期,种间竞争和降水格局变化对蒙古栎和红松幼苗形态和生长均产生显著影响,对红松幼苗的影响更大.     

The influence of soil drought and partial waterlogging on water relations of Gmelina arborea seedlings

Summary Stomatal conductance of unstrossed, soil drought, and previously drought (predrought) Gmelina arborea seedlings increased in the morning and decreased before or immediately after midday. In the unstressed and predrought seedlings, leaf water potential decreased with increases in transpiration. In soil drought seedlings, there was some evidence of decreased hydraulic conductivity from soil to the plant, as indicated by the shape in the slope of the water potential/transpiration relationship. Root growth of drought plants was greater than in their unstressed counterparts at the lowest soil segment of a pot. The partial recovery of predrought seedlings was attributed to this subtantial root growth in the lowest soil segment.In the second experiment, Gmelina arborea seedlings were partially waterlogged, by flooding the polyethylene bag to half its length, for a period of 23 days. Waterlogging induced stomatal closure and reduction in leaf water potential but there was some evidence of tolerance to waterlogging towards the end of treatment. Root growth, shoot and root dry weights were slightly reduced below those of controls. After 9 days of waterlogging, adventitious roots began to form which correlated with depletion of soluble sugars in the shoot but with an increase in the roots.It is suggested that the tolerance of Gmelina plants to either soil drought or waterlogging may partly be due to partitioning of the soluble sugars from shoot to roots for production of roots and formation of adventitious roots respectively which are likely to enhance the flow of water from the soils to the plant. Therefore the plant response is very similar under conditions of increased deficits and surplus of soil water.