高浓度CO2对极大螺旋藻生长和光合作用的影响

以极大螺旋藻作为实验材料,研究了高CO2浓度对极大螺旋藻的生长和光合作用效应,结果表明在高光强下（400μmolm^-2s^-1),高浓度CO2对其生长和光合作用有明显的影响。高浓度CO2培养下,辈放荡中的比生长速率是低浓度CO2培养的1.2倍;而在低光强下,高浓度CO2对其生长和光合作用无明显影响。两种不同CO2浓度和光强下培养的极大螺旋藻,在不同的生长时期,分别测定其P-I曲线,结果表明,低光强下培养的极大螺旋藻,在5d、8d、11d,两者的Ik、α值均无显著差异,Pmax在第5d、11d差异不显著,但在第8d有显著差异。而在高光强培养条件下,第8、11d通高浓度CO2培养的极大螺旋藻,其Pmax、α值明显大于通低浓度CO2培养的极大螺旋藻,但两者在第5d无明显差异。     

高浓度CO_2对极大螺旋藻生长和光合作用的影响

以极大螺旋藻作为实验材料 ,研究了高CO2 浓度对极大螺旋藻的生长和光合作用效应 ,结果表明在高光强下 (40 0 μmolm- 2 s- 1 ) ,高浓度CO2 对其生长和光合作用有明显的影响 ,高浓度CO2 培养下 ,螺旋藻的比生长速率是低浓度CO2 培养的 1 2倍 ;而在低光强下 ,高浓度CO2 对其生长和光合作用无明显影响。两种不同CO2 浓度和光强下培养的极大螺旋藻 ,在不同的生长时期 ,分别测定其P -I曲线 ,结果表明低光强下培养的极大螺旋藻 ,在 5d、8d、1 1d ,两者的Ik、α值均无显著差异 ,Pmax在第 5d、1 1d差异不显著 ,但在第 8d有显著差异。而在高光强培养条件下 ,第 8、1 1d通高浓度CO2 培养的极大螺旋藻 ,其Pmax、α值明显大于通低浓度CO2 培养的极大螺旋藻 ,但两者在第 5d无明显差异。     

臭氧和气溶胶复合污染对杨树叶片光合作用的影响

由于经济的快速发展, 中国大部分地区正面临着严峻的复合型大气污染, 其中臭氧和气溶胶是两种主要污染物。已有的研究表明臭氧对叶片的氧化性伤害能够抑制光合作用, 而气溶胶可通过增加散射辐射比例或缓解高温抑制促进光合作用。但复合污染下, 臭氧和气溶胶如何共同调控叶片光合作用, 仍缺乏研究。该研究利用北京及周边地区之间的污染梯度, 选择加杨(Populus × canadensis)作为实验对象, 于2012-2013年生长季期间对叶片光合速率进行连续观测, 并同时监测臭氧浓度(AOT40)、气溶胶光学厚度(AOD)、空气温度和冠层内外光合有效辐射(PAR)等环境因子, 以期探讨大气复合污染下臭氧和气溶胶变化对植物叶片光合作用的影响及相关机制。结果表明: (1)臭氧浓度与空气温度、气溶胶浓度之间均呈显著正相关关系, 但气溶胶浓度与空气温度没有显著相关关系; (2)臭氧浓度增加显著抑制了阳生叶片的光合作用, 但气溶胶浓度上升促进了阳生叶片的光合作用; 臭氧浓度升高对阴生叶片光合作用的影响较小, 但气溶胶浓度上升促进了阴生叶片的光合作用; (3)标准化后的结果显示, 臭氧对阳生叶片光合作用的影响最大, 此时气溶胶的促进作用一定程度上补偿了臭氧浓度上升所带来的抑制效应。对于阴生叶片光合作用而言, 气溶胶则是最重要的影响因素。该研究发现复合污染下阴生叶和阳生叶光合响应不同, 这表明冠层结构可能通过影响阴生叶和阳生叶的比例, 从而对植物生长产生不同影响。该研究对理解大气复合污染如何影响光合作用提供了的机理支持, 同时也表明, 为了维持生态系统生产力及功能, 需要同时控制气溶胶和臭氧污染。     

施氮肥缓解臭氧对小麦光合作用和产量的影响

以小麦(Triticum aestivum)品种‘扬麦16’为试材, 利用开放式空气臭氧(O₃)浓度升高平台, 研究了增施氮(N)肥对O₃对小麦光合作用和产量影响的缓解作用。结果表明, O₃胁迫下灌浆期小麦的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、叶绿素a (Chl a)、叶绿素b (Chl b)、类胡萝卜素(Car)、总叶绿素含量(Chl t)和可溶性蛋白的含量显著降低, 降幅分别为28.95%、31.79%、23.17%、58.89%、68.64%、22.89%、60.31%和32.00%; 胞间CO₂浓度(C_i)变化很小; 成熟期生物量和收获时产量也明显下降, 降幅分别为12.23%和12.63%; 而增施N肥可以增加小麦灌浆期的P_n、Chl a、Chl b、可溶性蛋白的含量, 进而增加小麦生物量和产量, 增幅分别为25.66%、83.05%、121.57%、30.33%、14.94%和10.67%, 而对C_i、G_s、T_r、Car含量无明显影响。O₃和N肥对小麦叶片的P_n、Chl t及可溶性蛋白含量有明显的交互作用。因此, 在大气O₃浓度升高条件下增施N肥对小麦O₃损伤有一定的缓解作用。     

高浓度二氧化碳和臭氧对蒙古栎叶片活性氧代谢的影响

利用开顶箱熏蒸法,研究了高浓度O₃(≈80 nmol·mol^-1)和高浓度CO₂(≈700 μmol·mol^-1)及其复合处理对蒙古栎叶片活性氧代谢的影响.结果表明：高浓度O₃显著增加了蒙古栎叶片超氧阴离子(O₂^•)产生速率、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量和电解质外渗率(P<0.05),显著降低了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和抗坏血酸(AsA)含量(P<0.05).高浓度CO₂对蒙古栎叶片活性氧代谢影响不显著.高浓度O₃和CO₂复合处理的叶片O₂^•产生速率、H₂O₂和MDA含量和电解质外渗率上升不明显,说明高浓度CO₂缓解了高浓度O₃对蒙古栎叶片的氧化胁迫.复合处理的叶片SOD、CAT、APX活性以及AsA和总酚含量显著高于O₃处理的叶片(P<0.05),说明高浓度CO₂缓解了高浓度O₃对叶片抗氧化系统的消极影响.     

高浓度臭氧对大豆生长发育及产量的影响

采用开顶式同化箱(open-top chambers,OTCs)装置,设置活性碳过滤大气(CF,［O₃］<10 μg·kg^-1)和高臭氧(O₃)浓度(HO,约为80 μg·kg^-1)两个处理,研究开花后高浓度O₃对大豆农艺性状、叶面积、叶绿素、抗氧化系统与产量的影响.结果表明： 与对照(CF)同期相比,HO处理植株的叶面积和叶绿素含量显著降低(P<0.05);过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性极显著增强(P<0.01),但随着处理时间的延长,其活性逐渐降低;HO处理下植株叶片中可溶性蛋白质和抗坏血酸(AsA)含量降低,丙二醛含量显著升高,表明膜脂过氧化进程加快;大豆的单株干物质量、有效结荚数、籽粒数、百粒重和产量都有所降低,其中产量降低了47%,差异达极显著水平(P<0.01).     

臭氧暴露对大豆叶片群体光合作用及产量的影响

臭氧（O₃）已经成为我国许多大中城市夏季的首要污染物,其具有较强的植物毒性,严重威胁农业安全。O₃污染常发生于高温晴天,具有间歇性和累积性的特点,但现有研究多集中于在叶片尺度上探究长期O₃暴露对植物生理过程的影响,而间歇性暴露对植物整株生长和光合生理特性的影响鲜有报道。以大豆为实验对象,依托开顶式气室（OTC）进行间歇性臭氧暴露,探究大豆叶片群体光合作用及产量对间歇性O₃暴露的响应。结果发现（1）间歇性O₃暴露具有累积性和恢复性,在低O₃暴露剂量（AOT40≤2.47μL L^-1 h^-1）处理下,大豆植株的净光合速率降低,但与对照组无显著差异。当AOT40较高时（AOT40≤5.35μL L^-1 h^-1）,大豆植株的净光合速率显著降低,而随着O₃胁迫的消失,大豆植株的净光合速率逐渐回升,并最终恢复。（2）不同的光合参数对间歇性臭氧暴露敏感性不同,其中最大净光合速率最为敏感。在低AOT40下最大净光合速率显著降低,且恢复时间更长。（3） O₃二次暴露后,净光合速率降低幅度较低,且恢复更快,说明间歇性O₃暴露可能会提高大豆的耐受阈值。（4）当AOT40低于5.35μL L^-1 h^-1时,对大豆产量无显著影响,说明间歇性臭氧暴露条件下,大豆减产阈值更高。     

高浓度臭氧对蒙古栎叶片酚类物质含量和总抗氧化能力的影响

采用开顶箱(OTC)法,研究了高浓度臭氧(80±8 nmol·mol^-1)熏蒸处理对蒙古栎叶片 中总酚、类黄酮、单宁及丙二醛(MDA)含量的影响,使用1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH) 法测定了蒙古栎叶片的总抗氧化能力.结果表明:蒙古栎叶片中总酚、类黄酮、缩合单宁和MDA的含量都有所增加,其中总酚和缩合单宁含量分别增加了48.17%和26.77%,差异显著（P<0.05）;类黄酮和MDA含量分别增加了24.66%和5.26%,差异不显著(P＞0.05);蒙古栎叶片总抗氧化能力显著增强(P<0.05),且与叶片中总酚和缩合单宁含量呈显著的正相关关系.     

指数施肥对白桦裸根苗生长动态、生物量分配及光合作用的影响

设定常规施肥(CF)、指数施肥(EF)和1.5倍指数施肥(EF1.5)3种施肥处理研究不同氮素施入方法和剂量对白桦1年生裸根苗生长(苗高、地径、生物量)动态、生物量分配、相对生长速率(RGR)和光合作用的影响。研究结果表明:(1)3种处理苗木生长前期苗高、地径和生物量均无显著差异,生长后期EF与EF1.5显著高于CF(P<0.05),EF与EF1.5间差异不显著(P>0.05);(2)生长结束时,EF、EF1.5处理苗高分别比CF高18.2%和25%(P>0.05),地径分别比CF高11.2%和5.8%(P<0.05),单株生物量分别比CF高41.5%和25.4%(P<0.05);(3)EF与EF1.5处理苗木的茎、叶、根生物量均显著高于CF,各处理间苗木的根冠比差异不显著(P>0.05);(4)EF1.5处理和EF处理苗木苗高、地径及生物量相对生长速率(RGR)均显著高于CF处理(P<0.05),而EF1.5处理和EF处理间仅生物量相对生长速率达到显著水平,且EF>EF1.5(P<0.05);(5)苗木生长高峰期,EF处理提高了苗木叶片的光合能力。EF处理苗木叶面积高于CF处理16.8%(P<0.05),叶绿素含量及光合速率较CF处理分别提高了4.5%(P>0.05)、5.0%(P>0.05)。EF、EF1.5处理常规施肥处理促进了苗木生长和生物量积累,二者促进效果类似,认为EF为最佳的施肥处理。     

高浓度二氧化碳处理后凤梨光合作用的恢复

对紫星凤梨和丹尼斯凤梨在高CO₂浓度［T₁(600±40) μmol·mol^-1, T₂(900±40) μmol·mol^-1］下处理150 d后转移到大气环境中30 d内的光合作用、光合关键酶活性等的恢复情况进行了研究. 在大气环境中紫星凤梨T₁、T₂处理的净光合速率分别比对照低7.41%和13.33%,丹尼斯凤梨T₁处理净光合速率接近于对照, 而T₂处理略高于对照;两种凤梨T₁、T₂处理叶片中淀粉与可溶性糖的积累在恢复30 d时接近对照组的水平,Rubisco与乙醇酸氧化酶活性与对照的差别减小,但仍低于对照.     

高浓度O_3对城市蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响

采用开顶箱(OTCs)模拟法和分解袋法,以O_3自然浓度(40 nmol·mol-1)为对照,研究高浓度O_3(约120 nmol·mol-1)对城市自然环境下生长的10年生蒙古栎凋落叶分解和养分释放的影响,分解时长达150 d.结果表明:高浓度O_3未对蒙古栎凋落叶的分解产生显著影响.高浓度O_3抑制了蒙古栎凋落叶C、K释放,分解150 d,高浓度O_3处理K残留率为23.9%,显著高于对照(17.1%).高浓度O_3在分解前期(0~60 d)抑制了凋落叶N、木质素的释放,在分解后期(60~150 d)起促进作用.高浓度O_3处理与对照木质素/N变化趋势一致且无显著差异.除分解中期(60 d)外,对照P残留率始终高于高浓度O_3处理.C/P变化趋势与P相反,在整个分解过程中,高浓度O_3处理C/P高于对照,而且C、N、K残留率以及C/N与凋落叶干质量剩余率呈显著正相关.因此,高浓度O_3将对蒙古栎林的营养循环产生一定影响.     

不同秧苗素质和移栽密度条件下臭氧胁迫对水稻光合作用、物质生产和产量的影响

近地层臭氧浓度升高使水稻生长受抑进而使产量下降,但这种影响是否因不同栽培条件而异尚不清楚。2011年依托先进的稻田臭氧FACE(Free Air gas Concentration Enrichment)技术平台,以汕优63为供试材料,臭氧设置大气臭氧浓度(Ambient)和高臭氧浓度(比Ambient高50%),秧苗素质设置弱苗(移栽时无分蘖)和壮苗(移栽时带两个分蘖),移栽密度设置低密度(16穴/m2)、中密度(24穴/m2)和高密度(32穴/m2),研究不同秧苗素质和移栽密度条件下臭氧胁迫对水稻生长和产量的影响。结果表明:高浓度臭氧使水稻结实期叶片SPAD值、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显下降,但胞间CO2浓度和叶温无显著变化。高浓度臭氧对水稻拔节前物质生产量没有影响,但使拔节至抽穗期、抽穗至成熟期物质生产量平均分别降低13%和29%,进而使成熟期生物产量和籽粒产量均显著下降。方差分析表明,臭氧与秧苗素质间没有互作效应,但臭氧与移栽密度的互作对最终产量的影响达显著水平。以上结果表明,臭氧胁迫使水稻生长后期光合受阻,导致物质生产和产量显著下降;适当增加移栽密度可能会减少臭氧胁迫下水稻产量的损失。     

叶斑病对白桦树干液流的影响

应用热扩散法,对白桦树干液流进行连续两个生长旺期测定。与健康白桦相比,患叶斑病的白桦树干液流格局发生明显改变。在晴天树干液流密度日变化由单峰曲线转变为双峰曲线,或单峰曲线峰值较光合有效辐射峰值显著提前或推后;液流密度峰值及全天均值远远低于同期的健康白桦,且晚上及凌晨输水比例明显升高,表明晚上主要靠根压输送水分,维持光合作用必需原料及生长所需的矿物质;并且此时树干液流密度变化受外界环境因子的决定比重减小或根本无相关显著的环境因子。叶感病白桦树干液流具有以上特点,是因为具有较强的蒸腾生理调控力,以适应叶部病害而求得生存。     

钠盐和钙盐胁迫对草莓光合作用的影响

以草莓(Fragaria ananassaDuch.)达塞莱克特品种为试材,采用盆栽法研究了NaCl、CaCl2、Ca(AC)2和Ca(NO3)2胁迫对其生长及光合特性的影响.结果表明,4种盐胁迫下草莓的生物产量、叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著降低,且盐浓度越高,下降幅度越大.其中,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度的降幅由大到小依次为:Ca(AC)2>Ca(NO3)2>CaCl2>NaCl.与对照相比,NaCl胁迫下草莓根冠比减小,而钙盐胁迫下草莓的根冠比增大,且各盐处理内均随盐浓度增加而增大.钙盐胁迫对草莓光合作用的影响大于钠盐,其中,NaCl胁迫对植株的伤害最小,Ca(AC)2处理的伤害最大.     

砷对小麦生长和光合作用特性的影响

研究了水培条件下砷对小麦根系和地上部分生长速率、光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)的影响.结果表明,随着营养液中砷浓度的提高,小麦根长生长量和地上部分生长量较对照减少;鲜重和砷的浓度呈显著负相关.在0～90mg/L 砷处理内,Pn、Gs、Tr都随砷的浓度的提高而降低;Ci呈先降低,后升高的变化.在As≤30 mg/L时Ci逐渐降低,气孔限制值Ls升高,使Pn下降,造成气孔性限制;而As>30 mg/L时,Ci升高,气孔限制值Ls下降,Pn降低,造成了非气孔性限制.叶片水分利用效率WUE和气孔限制值Ls在As≤30 mg/L时变化一致,都有所升高;但是当As>60 mg/L时,小麦趋于死亡,水分利用率降低.叶绿素含量在0～10mg/L As处理内,差异不显著,在较高砷浓度(As>30 mg/L)时叶绿素显著下降.这说明较低浓度的砷不会抑制小麦叶绿素的合成.砷主要是毒害小麦根系生长,造成植株体光合作用的气孔性限制和非气孔性限制出现,最终影响小麦的生长和发育.     

氮素对红波罗花光合作用和生长的影响

以三年生红波罗花为试验材料,比较了不同氮处理下植株的叶片性状、气体交换特性、叶氮分配、叶绿素荧光和生长参数,探讨了在高山环境中氮素对红波罗花光合特性和生长的影响.结果表明:不施氮时,虽然红波罗花减少了叶氮在捕光复合体中的分配,但还是出现了光抑制现象,并且由于叶氮含量(N)、叶绿素含量(Chl)和叶氮在光合组分中的分配量是最少的,导致光合能力最低,生长最缓.随外界施氮量的增加,红波罗花的N,Chl,叶肉厚度、叶氮在光合组分中的分配量(NR、NB、NL),光能利用效率均随之增加,光合能力相应增强.三个施氮处理中,红波罗花分配给生物力能学组分的叶氮(NB)多于分配给Rubisco的(NR),从而导致Jmax/Vcmax增加,有利于其适应高山低温和高光强.施氮量增加,植株的相对生长速率(RGR)增加,这对于红波罗花当年的开花繁殖,以及来年的生长发育都非常有利.当施氮量超过0.2g/kg基质时,植株的N,Chl,叶肉组织厚度、光合速率以及RGR都不再显著增加,因此当土壤中纯氮含量为220～230mg/kg时,即能满足红波罗花较佳光合和生长所需.     

呼吸作用对叶片光合作用和异戊二烯释放的影响

将杨树叶片置于持续的光照下增加了其光合速率和异戊二烯的释放水平。持续的光照也诱导了总呼吸、细胞色素途径和交替呼吸途径容量的增加。用细胞色素途径和交替呼吸途径的抑制剂氰化钾和水杨基氧肟酸降低了光照下叶片的光合速率和异戊二烯的释放水平,也导致了光系统Ⅱ的光合效率和光化学淬灭系数的降低。这些结果表明了呼吸作用可能有助于光合作用的正常运行和光照下植物异戊二烯的释放。     

砷对蓝藻光合作用和细胞生长的影响

在世界的许多地方, 砷污染是一个严重的问题, 尤其是水体中的污染程度更加严重。砷主要以As( V) 和As( ó ) 形式存在。由于AsO43- 在结构上与PO43-很相似, 它通过磷转运途径进入细胞, 因此砷的毒性主要是源于对磷代谢的干扰1 。砷对于人和动物的危害性是人所共知的, 它会引发细胞凋亡, 导致多种组织和器官发生癌变, 从而引起死亡。但是砷对于水体生态系统中的重要类群) 藻类的生理和生长的影响报道较少。       

臭氧对梨和苹果贮藏的影响

兰州市雁滩乡冬果梨(P.bretshneideri)和黄香蕉苹果(M. pumila)置开顶式熏气小室中,通入高压电离空气发生的0.3PPmO_31小时后,放入1.5～4℃的土窖中保存,空气相对湿度89％～97％。以后每隔一个月熏气1或2次,每半个月测定呼吸强度,并随时观察果实的硬度和腐烂状况,得到如下结果: 1.O_3处理可减少窖藏水果烂果率。全部梨无发皱现象;而苹果熏2次的无发皱,其余发皱严重。梨和