极端干旱区疏叶骆驼刺叶绿素荧光对人工水分干扰的响应特征

选取塔里木河下游天然植被恢复示范区的疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)为研究对象,测定每年引水灌溉2次(每次0.42m3/m2)、1次和不灌溉(CK)处理下疏叶骆驼刺的实际光化学量子产量(ΦPSⅡ)、电子传输速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)等叶绿素荧光参数及其叶水势变化,探讨疏叶骆驼刺对人工水分干扰的叶绿素荧光响应特征。结果表明:(1)随着灌溉量的减少,疏叶骆驼刺叶水势呈显著降低的趋势,并在CK下达到最低。(2)同期疏叶骆驼刺qP、ΦPSⅡ、ETR、最大光量子产量(Fv/Fm)、叶绿素含量和光饱和点均随着灌溉量的减少呈先增加后降低的趋势,非光化学淬灭系数(NPQ)和调节性能量耗散(YNPQ)则呈先降低后增加的趋势。(3)与每年1次灌溉量处理相比,不灌溉和每年2次的灌溉量处理下疏叶骆驼刺发生了光抑制,光能捕获效率与光化学反应能量下降,热耗散能力提高。研究认为,灌溉量过高(每年2次,0.84m3/m2)或不灌溉均会限制疏叶骆驼刺光化学效率和光和活性,适时适量的(春季灌水1次,0.42m3/m2)水分补给更有利于疏叶骆驼刺适应干旱胁迫并维持正常光合生长。     

根径向水流导度测定技术的改进

根系径向流的水力学性质主要是根的径向水流导度,它取决于径向水流通道的状况。利用改进的现有原位的测定根系径向水流导度的蒸腾计技术,设计了一个简便的４室吸水测定装置,可一次性获得根本质部水势和根径向水流导度,缩短测定时间１０ｍｉｎ,确保测定精度。然后用改进的装置测定了生长在不同水分条件下冬小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）根系的径向水流导度,结果显示根系的平均径向水流导度为４．６３＊１０＾     

以转座子Tn5作弗氏中华根瘤菌的可识别生态学标记的研究──Tn5的水平转移及其对R．fredii Tn5突变株运动的影响

将一株弗氏中华根瘤菌（Ｒ．ｆｒｅｄｉｉ）ＱＢ１１３０的Ｔｎ５插入突变株ＯＮ－２用于生态学研究,以评估Ｔｎ５在自然环境中的水平转移以及各种水势下Ｔｎ５对突变株ＯＮ－２在土壤中运动的影响．试验表明,在自然潮湿的土壤中,Ｔｎ５本身的水平转移频率很低,且与Ｔｎ５插入相关的突变株卡那霉素抗性表型标记在非选择性平板上连续传４０代后仍然稳定．突变株ＯＮ－２与相对应的野生型菌株ＱＢ１１３０在各种相同水势的土壤中的运动无明显差异（Ｐ＝０．０１）,表明Ｔｎ５的插入不影响突变株的运动．因此,Ｔｎ５可作为研究Ｒ．ｆｒｅｄｉｉ基因工程菌大回应用的一个稳定有效的生态学标记．     

两种铁角蕨的孢子体形态研究及水分生理测定

以铁角蕨属(Asplenium)两种不同植物的孢子体为材料(石生铁角蕨和变异铁角蕨),通过常规形态解剖方法和水分生理指标测定,分析探讨了这两种植物的形态特征与水分生理特点之间的适应性。结果表明:(1)石生铁角蕨和变异铁角蕨相比较,石生铁角蕨叶面积指数较大,叶片更为饱满。(2)两种铁角蕨表皮细胞的垂周壁均为不规则形,分别呈现出深波状或浅波状。(3)两种铁角蕨的气孔器全为下生气孔,且气孔器类型、形状、气孔大小及长宽比都很稳定。但是,二者之间气孔密度有很大差异,而气孔器类型以不规则四细胞型、腋下细胞型和极细胞型为主。(4)木质部维管束均为椭圆形的双柱型管状中柱,中柱内含有管状分子,呈背对月牙形分布,中柱大小约为80μm。(5)维管束内的管状分子次生壁出现不同程度的木质化增厚,以网纹、梯纹、孔纹的形式表现出来,管状分子的直径都较小,变异铁角蕨的木质部管状分子比石生铁角蕨的稍大。(6)石生铁角蕨的自然含水量较低,相对含水量较自然含水量变化较小,束缚水与自由水比值和水势较高。从石生铁角蕨和变异铁角蕨的叶表皮形态、气孔器特征、管状中柱和管状分子特征来看,将二者划分在同一属下是比较合理的。两种植物自然生境不同,其水分生理特征差异明显,但均与各自的形态特征相适应;石生铁角蕨的抗旱性比变异铁角蕨更强。该研究结果可为铁角蕨属植物的系统分类和抗旱性研究提供更多的资料。     

土壤水势对水曲柳幼苗水分生态的影响

采用根区渗灌控水技术,将土壤水势长期控制在0～-20kPa(W₁)、-20～-40kPa(W₂)、-40～-60kPa(W₃)、-60～-80kPa(W₄)、-80～-160kPa(W₅)范围内,系统地研究了不同土壤水势条件下水曲柳幼苗的蒸腾过程、吸水过程、根叶水势日动态过程及SPAC体系的水流阻力.结果表明,在亚饱和土壤水分状态下(W₁),细根水势最高,水分由土壤进入细根的阻力最小,根系吸水速率最高,从而支持了日间强烈的蒸腾作用.在田间持水量土壤水分状态下(W₂),细根吸水阻力成倍增加,吸水速率和蒸腾速率显著下降,但尚未改变蒸腾作用日动态过程的单峰模式.当土壤水分在田间持水量状态以下(W₃～W₅)时,随着土壤水势递降,细根吸水阻力急剧增加至几倍乃至几十倍,根系吸水速率过低,吸水与蒸腾矛盾加剧,叶水势降至很低,气孔关闭,蒸腾作用受到严重抑制,呈现明显的午休低谷.在实验范围内(0～-160kPa),土壤水分对水曲柳幼苗是非等效的,当土壤水分在田间持水量状态以下(<-40kPa)时,水曲柳全光苗发生显著的水分胁迫.     

不同环境条件对沙米种子萌发的影响

用控制试验研究了沙米(Agriophyllum squarrosum)种子萌发对温度、水势和埋深的响应模式.结果显示,在人工模拟科尔沁沙地4月(5℃/20℃)、5月(10℃/30℃)和7月(20℃/40℃)的夜/昼土壤温度条件下,沙米种子的最终萌发率分别为86%、91%和96%,各温度处理的前3 d累计萌发率分别为14%、66%和32%.在5月温度条件下,种子萌发曲线为陡直的单峰状,其他两月呈多峰状.0 MPa水势下,沙米种子的总萌发率为50%,当水势低于-0.4 MPa时,发芽率小于10%.当种子的埋藏深度分别为0.5、1.0、2.0和4.0 cm时,出苗率分别为91%、78%、41%和22%,埋深达到8 cm时,没有种子出苗.研究表明,沙米种子在不同条件下萌发率差异显著,其萌发特征有利于种子在不适环境条件下减少种子库的无效损耗,而在环境条件适宜时快速萌发,提高幼苗存活机会,从而使沙米对流沙生境表现出良好适应能力.     

不同施肥水平对旱地冬小麦水分利用效率的影响

1987—1988年,研究了旱地施肥对冬小麦(Triticum aestivum cv．Shanhe No．6)水分利用效率的影响,初步探讨了“以肥调水”的生理机制。施肥不仅提高了旱地土壤含水量,更重要的是提高了土壤水势和土壤水的有效性,从而增加了有效水分利用。施肥增大旱地冬小麦绿叶面积,延缓叶片衰老,从而降低土壤蒸发,增加蒸腾用水潜势和光合潜势,但净同化率不一定提高。施肥增加旱地冬小麦总的水分利用(ET,即蒸散量)和蒸腾(T)用水,增加地上部生物产量,提高了经济产量和水分利用效率。施肥使冬小麦同时具有耗水和节水以抵御干旱的能力,对植株具有调节作用,使之更好地适应干旱环境。     

高寒矮嵩草草甸植物温度叶扩散导度、蒸腾作用与水势

高寒草甸是分布在高寒地区的一种独特的植被类型,由于长期处于较低的气温、低气压和强日辐射等自然环境条件下,植物经过长期的自然选择和适应,在生理生化及形态结构等方面具有明显的适应特征。自1986年至今,在2000—4000m不同海拔地区调查取样,对高寒植物生理生态及生化等方面进行了较为系统的研究,本文将对高寒矮嵩草草甸植物温度叶扩散导度、蒸腾作用与水势研究报道如下。     

剔除和添加凋落物对樟树叶片生理特性的影响

在湖南省森林植物园樟树林分, 2010 年4 月设置了剔除凋落物、加倍凋落物和对照3 个处理, 1 年后(2011 年4 月-10 月)研究了凋落物处理下樟树叶片最大净光合速率、水势和营养元素(N、P、K、Mg)含量的变化特征, 探讨了净光合速率与叶片水势和营养元素含量之间的关系。结果表明: 剔除凋落物处理下樟树叶片最大净光合速率与对照相比下降了9.4%, 加倍凋落物处理下叶片最大净光合速率与对照相比上升了12.3%; 剔除和加倍凋落物处理下叶片水势小于对照; 剔除和加倍凋落物处理下4 种营养元素均有不同程度地下降和上升。主成分分析结果表明, 凋落物的剔除和加倍处理对最大净光合速率产生影响较大, 其中剔除凋落物处理对叶片水势和营养元素的影响较大。叶片最大净光合速率与叶片P、Mg 元素间存在显著地指数关系和二元回归关系(P<0.05), 叶片水势和土壤湿度之间存在明显的二元回归关系(P<0.05)。这证明了凋落物输入变化对樟树叶片生理特性有一定的影响。     

植物化感作用的机理、影响因素及应用潜力

从化感作用与植物的叶水势、光合作用、呼吸作用、养分有效性、细胞分裂和代谢等方面的关系综述了化感作用的作用机理,同时就影响化感作用的主要因素进行了讨论。文章认为化感作用在科学构建种群结构、防除病虫草害、设计合理种植制度、提高肥水利用效率和秸秆还田利用率等领域具有较大的应用潜力。