遮阴对濒危植物朝鲜崖柏光合特性的影响

【目的】分析濒危植物朝鲜崖柏(Thuja koraiensis)光合特性,探讨光合作用与环境因子的关系,为开展朝鲜崖柏的有效保育提供依据。【方法】应用Li-6400便携式光合仪器,测定朝鲜崖柏7年生扦插苗在不同光环境(L0、L1、L2、L3,即遮阴度分别为0%、25%、50%和75%)下光响应曲线、光合日变化和色素含量,并进行通径分析。【结果】随遮阴度增加,最大净光合速率(P_n,max)、暗呼吸速率(R_d)、光饱和点(L_SP)和光补偿点(L_CP)显著减小,表明朝鲜崖柏具有一定的耐阴性。随遮阴度增加光合日变化的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)随之降低,非气孔限制因素是朝鲜崖柏光合速率下降的主要原因。朝鲜崖柏通过增加叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量适应遮阴环境。在不同光环境下,空气相对湿度是影响光合日变化净光合速率的主要环境因子;根据决定系数排序,在L0和L1处理中空气相对湿度影响最大,在L2和L3处理中光合有效辐射(P_AR)影响最大。【结论】朝鲜崖柏在全光照和遮阴25%时有较好的光合性能,具有一定的耐阴性,但遮阴度过高时会因光照不足影响植株的正常生长。     

模拟干旱环境下伐桩注水对毛竹光合蒸腾特性的影响

【目的】研究干旱条件下伐桩注水对毛竹光合蒸腾特性的影响及其与环境因子间的关系,为毛竹林节水灌溉提供理论参考。【方法】在试验毛竹林中选取10 m×20 m样地9块,设置3个伐桩注水处理CK(0个)、T1(12个)和T2(18个),测定各处理2年生立竹的光合蒸腾生理指标及各主要环境因子。【结果】①不同处理下毛竹净光合速率(P_n)与蒸腾速率(T_r)日变化趋势基本相同,均为单峰曲线,均无“光合午休”现象,净光合速率与蒸腾速率日变化均表现为T2>T1>CK。②各处理下毛竹水分利用效率(E_WUE)均为双峰曲线,随着注水伐桩数量的增加而降低,全天基本表现为CK>T1>T2。③不同处理下对毛竹净光合速率起最大直接作用的环境因子不同,CK处理为空气相对湿度(φ),T1和T2处理为光合有效辐射(R_PAR); 各处理下对毛竹蒸腾速率起最大直接作用的环境因子均为大气CO₂浓度(C_a)。④各处理下毛竹净光合速率和蒸腾速率的主要决定变量均为R_PAR; T1和T2处理下毛竹净光合速率、蒸腾速率的主要限制变量均分别为空气温度(t_a)、φ,而CK处理分别为φ、C_a。【结论】注水伐桩数量与毛竹净光速率和蒸腾速率正相关,而与水分利用效率负相关。增加注水伐桩能够显著提高毛竹的光合蒸腾能力,增加毛竹光合产物的积累,并且可以改变环境因子对毛竹净光合速率与蒸腾速率的影响作用。     

毛竹向撂荒地扩展过程中叶功能性状变化

【目的】探索毛竹林扩展过程中叶片的适应特性和生存对策,为合理调控毛竹林的扩展提供依据。【方法】以毛竹-撂荒地扩展界面为对象,比较了不同扩展阶段毛竹比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)及叶片主要养分元素及计量比等叶功能性状。【结果】①随着毛竹的扩展,SLA呈先上升后降低的趋势,扩展前期、中期和后期的SLA值分别为1.80、2.16和1.83 m²/kg。②不同年龄毛竹不同时期的LDMC的变化趋势不同,Ⅰ度竹LDMC随着毛竹扩展呈降低的趋势; Ⅱ和Ⅲ度竹LDMC呈升高的趋势。③随着毛竹的扩展,叶碳含量(LC)、叶氮含量(LN)、碳氮比(C/N)的变化差异不明显,叶磷含量(LP)呈降低的趋势,分别为1.70、1.53和1.15 g/kg; 碳磷比(C/P)呈升高的趋势,分别为264.06、292.33、392.03; 氮磷比(N/P)呈升高的趋势,分别为12.70、13.62和17.16。【结论】随着毛竹向撂荒地扩展,SLA 先升后降,Ⅰ度竹LDMC降低,Ⅱ和Ⅲ度竹LDMC升高,LP降低,C/P和N/P升高,毛竹主要叶功能性状随着环境的变化发生了适应性改变。毛竹通过降低SLA和N/P,增加LP含量来适应扩展前期剧烈变化的环境条件。随着毛竹的扩展和林分环境的形成,毛竹叶N/P增加,生长由受N制约变化为受P元素制约。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度毛竹LDMC随着毛竹扩展的变化规律不同,使毛竹能够在扩展过程中更好地保有资源,具有 “集团”优势,能更灵活地利用资源。     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下桢楠光合生理的影响

【目的】研究盐胁迫条件下,桢楠接种丛枝菌根真菌(AMF)后叶片光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数的变化情况,以期为桢楠在盐碱地造林提供参考。【方法】采用分光光度法测定叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)含量,采用Li-6400便携式光合仪测定气体交换参数和叶绿素荧光参数。【结果】不同浓度NaCl胁迫下,AMF接种与未接种处理桢楠光合色素含量均呈现显著差异,AMF显著提高了桢楠叶片的光合色素含量。盐胁迫下AMF接种处理后桢楠叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)显著高于未接种处理;AMF接种桢楠叶片的最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)变化不显著,而未接种处理则显著降低;未接种处理的非光化学淬灭系数(NPQ)在盐浓度为300 mmol/L时显著升高,而AMF接种处理的NPQ没有显著变化。双因素方差分析表明,接种AMF对Chl a、Chl b、Car含量和Φ_PSⅡ有显著影响。【结论】AMF通过改善光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数,提高了桢楠对光能的利用能力,从而减轻了盐分对桢楠造成的伤害,表明AMF能够增强桢楠的耐盐性,进而促进桢楠在盐碱性土壤中生长。     

两个乌桕新品种苗木光合特性比较

【目的】探讨两个乌桕新品种‘海滨绯红’、‘海滨紫晶’夏季光合特性并进行比较,为乌桕新品种的栽培与推广应用提供理论依据。【方法】盆栽条件下测定2年生嫁接苗叶片光合色素含量、光合日变化、光响应曲线以及CO₂响应曲线,并进行灰色关联分析。【结果】① ‘海滨紫晶’的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量以及叶绿素a/b(Chla/b)均高于‘海滨绯红’,其中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量存在显著性差异;② 两个品种8月光合日变化曲线皆为典型的单峰型,无“午休”现象,‘海滨紫晶’净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)的日均值和峰值均显著高于‘海滨绯红’,而胞间CO₂浓度(C_i)则相反;灰色关联分析表明,影响两个品种P_n的主要环境因子是大气温度(T_a)和光合有效辐射(PAR)。与‘海滨绯红’相比,‘海滨紫晶’的P_n与T_a的关联度更大,而与大气CO₂浓度(C_a)关联度较小;③ ‘海滨紫晶’的最大净光合速率(P_n,max)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(LCP)均高于‘海滨绯红’,表观量子效率(AQY)低于‘绯红’,其中P_n,max、LSP和R_d存在显著性差异;④ ‘海滨紫晶’的最大光合能力(A_n,max)、CO₂饱和点(CSP)、羧化效率(CE)和光呼吸速率(R_p)大于‘海滨绯红’,CO₂补偿点(CCP)小于‘海滨绯红’,其中A_n,max、CSP存在显著性差异。【结论】两个乌桕新品种在光合特性上均表现出较强的夏季生长适应性。与‘海滨绯红’相比,‘海滨紫晶’光合性能较优,对高温及强光的适应性更强。其较强的光合能力与其在高温强光下所受的非气孔限制相对较小有关,较高的羧化效率和1,5-二磷酸核酮糖(RUBP)再生能力可能是‘海滨紫晶’改善非气孔限制的主要原因,光呼吸可能是其在高温强光下避免光抑制和光破坏的一种机制。     

重金属铬胁迫对髯毛箬竹光合特性的影响

【目的】 探讨髯毛箬竹(Indocalamus barbatus McClure)光合特性对铬胁迫的响应,为铬胁迫环境下髯毛箬竹生理响应机制的研究提供依据。【方法】采用盆栽法研究不同浓度铬(含量分别为0、100、400、800 mg/kg)胁迫对其光合气体交换参数及叶绿素荧光参数的影响。【结果】随着铬浓度的增加,髯毛箬竹叶绿素相对含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)均呈先上升后下降趋势,而胞间二氧化碳浓度(C_i)则呈相反趋势,说明在铬胁迫下,髯毛箬竹的光合作用具有“低促高抑”现象,且胁迫导致的P_n变化主要受非气孔因素影响。与对照相比,低浓度铬胁迫(含量100 mg/kg)均导致髯毛箬竹PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F₀)、PSⅡ有效光化学效率(F_v'/F_m')、PSⅡ实际光化学效率(η_ΦPSⅡ)、电子传递速率(R_ETR)、光化学猝灭系数(C_PQC)升高而非光化学猝灭系数(C_NPQ)下降,说明低浓度铬促进光合作用与刺激叶肉细胞光化学活性和增强光能利用效率有关,而PSⅡ反应中心开放率的增加和热耗散的降低是光能利用率提高的主要原因。随着铬胁迫浓度和时间的增加,髯毛箬竹的F_v/F_m、F_v/F₀、 F_v'/F_m'、η_ΦPSⅡ、C_PQC和R_ETR总体上均呈现下降趋势,而C_NPQ呈上升趋势。说明高浓度长时间铬处理使髯毛箬竹光合机构受损,光化学活性降低,并产生了明显的光抑制。热耗散的增强是髯毛箬竹叶片防御高浓度铬胁迫下光破坏的重要机制。【结论】髯毛箬竹能适应一定浓度的铬胁迫环境,并对不同浓度铬胁迫产生不同的光合响应调节。     

华北落叶松冠层光合生理特性的空间异质性

【目的】森林生产力取决于树冠的整体光合能力,而树冠不同部位的光合作用具有差异性。深入了解华北落叶松冠层内光合作用的差异,为冠层水平模拟和准确估算森林生产力提供依据。【方法】采用Li-6400便携式光合仪对山西省太岳山20年生和40年生华北落叶松不同层次和不同方位的光合生理特性进行研究。【结果】20年生华北落叶松树冠中上层与下层的净光合速率(P_n)差异显著(P<0.05),而不同方位上的P_n差异不显著; 40年生华北落叶松树冠上、中、下3个层次的P_n差异显著(P<0.05),不同方位上的P_n差异也不显著。影响20年生华北落叶松树冠P_n的主要因子是羧化效率(V_c)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r); 影响40年生华北落叶松树冠P_n的主要因子是V_c、气孔导度(G_s)、水汽压亏缺(p_VPD)。20年生和40年生华北落叶松树冠不同层次、不同方位叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量差异不显著。【结论】冠层光合空间异质性是冠层水平模拟和估算森林生产力时必须考虑的因素,这对于从单木到林分的尺度推演和模型拟合具有重要的意义。     

毛竹及其变种叶片化学计量与养分重吸收效率

【目的】评价毛竹(Phyllostachys edulis)及其变种叶片养分重吸收效率,旨在揭示主要养分元素的生态适应机制,以期为毛竹及其变种的可持续经营提供科学依据。【方法】以毛竹及其变种[黄槽毛竹(P. edulis cv. Luteosulcata)、花毛竹(P. edulis cv. Tao Kiang)、厚壁毛竹(P. edulis cv. Pachyloen)、金丝毛竹(P. edulis cv. Gracilis)]为研究对象,分析不同竹龄(1、3、5 a)叶片化学计量特征与养分重吸收效率。【结果】毛竹及其变种C、N 含量差异较小,P含量波动性较大。不同竹种相同竹龄立竹间成熟叶和凋落叶C、N、P含量差异性较大,1年生竹种叶片养分含量较高,随着竹龄增加,竹种适应能力逐渐下降。毛竹及其变种相同年龄立竹间、同一变种不同年龄立竹间叶片化学计量比存在一定差异性。1、3、5年生花毛竹叶片N、P重吸收效率较高,年龄对除厚壁毛竹外的其他毛竹及其变种叶片N重吸收效率影响呈现先升后降趋势,而不同年龄毛竹及其变种叶片P重吸收效率波动性较大。【结论】研究区毛竹及其变种生长受P元素的限制,毛竹及其变种随竹龄的增加适应能力有所变化,花毛竹适应性较强,厚壁毛竹则对土壤的依赖性较大。     

施肥对增温促花后‘长寿冠’海棠叶片生长及光合特性的影响

【目的】探究氮磷钾复合施肥对增温促花后的优质盆栽观赏海棠品种‘长寿冠’(Chaenomeles speciosa‘Changshouguan’)生长和光合特性的影响，为‘长寿冠’增温促花后的复壮栽培提供理论依据。【方法】采用正交设计进行根部施肥试验，设置对照组(CK)和9个处理组(处理1—9)。研究其对生长、叶绿素相对含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。【结果】(1)处理1—9均对‘长寿冠’单株叶片数和叶面积有显著影响。以处理8(N₃P₂K₁)效果最好，分别比对照增加了10.74%、11.13%,均差异显著(P<0.05)。(2)各处理组能显著提高叶片相对叶绿素量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r),胞间CO₂浓度(C_i)变化不明显，说明‘长寿冠’叶片净光合能力的提升是由气孔和非气孔两方面因素导致的。(3)处理1—9均提高了‘长寿冠’PSⅡ光化学淬灭系数(qP)、实际光化学效率...     

不同浓度CO2对马尾松幼苗光合特性及单萜烯释放的影响

【目的】研究CO₂浓度升高对马尾松(Pinus massoniana)幼苗光合特性和单萜烯释放的影响,以了解马尾松挥发性有机物(BVOCs)排放对气候变化的响应机制。【方法】利用开顶式气室(OTC),依据政府间气候变化专门委员会(IPCC)第5次评估报告,设置1 000、750、550 μmol/mol 3个CO₂熏气浓度梯度,并与未经CO₂熏气处理的OTCs中CO₂平均浓度(437 μmol/mol,CK)进行对比,研究了中国南方主要造林树种马尾松幼苗净光合速率、叶绿素含量、气孔导度及单萜烯释放的变化规律。【结果】经过60 d的浓度为750及1 000 μmol/mol CO₂熏气处理,马尾松幼苗的叶绿素总含量下降约 17.54%和29.82%;60 d高浓度CO₂处理的马尾松幼苗在环境大气中净光合速率及气孔导度显著低于对照组,且浓度为1 000 μmol/mol CO₂处理组最低;相较于对照组,CO₂浓度升高使马尾松幼苗的单萜烯释放速率下降,在60 d时达到显著水平。马尾松幼苗的单萜烯释放速率与叶片净光合速率及气孔导度呈显著正相关。【结论】高CO₂浓度条件下,马尾松幼苗叶片光合速率和气孔导度的下降可能是单萜烯释放速率降低的原因。     

白桦转BpGH3.5基因叶片早衰突变株的光合特性及生长分析

【目的】植物叶片早衰将影响作物产量和品质,研究叶片早衰机制对于培育耐早衰优良品种具有重要意义。【方法】以转BpGH3.5基因的白桦叶片早衰突变株(G4)、非转基因白桦(WT)及叶片正常的转基因白桦(G21)等为材料,测定其叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)等光合指标,测定苗高的时序变化规律。【结果】叶片早衰突变影响了叶片叶绿素的合成及积累,突变株的叶绿素相对含量(SPAD)均值为36.08,相对两个对照株系分别下降7.34%、7.48%。叶片早衰突变影响了白桦光合呼吸作用。突变株的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别为WT野生株系的67.54%、64.44%、64.93%,胞间CO₂浓度达到234.33 μmol/mol,显著高于G21对照株系( P<0.05)。突变株的当年高生长显著低于WT、G21 两个对照株系,当年高生长分别是WT、G21 两个对照株系的68.9%、85.0%。利用Logistic方程对3个参试株系当年苗高生长量的变化过程进行了拟合,其系数均高于0.98,同时,通过Logistic方程计算的生长参数揭示了早衰突变株高生长较两个对照株系低的原因是速生期苗高平均生长量(GR)、苗高日生长量的平均值(GD)等生长参数较低。【结论】转BpGH3.5基因的白桦发生了叶片早衰现象,使叶绿素提前降解,影响了光合呼吸作用,进而影响了苗高生长。     

不同供氮水平的核桃幼苗生长及叶绿素荧光特性

【目的】探讨核桃对缺氮胁迫的适应性及其机制。【方法】以核桃幼苗为研究对象,设置不同程度的缺氮处理:对照(CK)、中度缺氮(MN)和重度缺氮(SN),分析缺氮胁迫对核桃幼苗外部形态特征、生长情况及叶绿素荧光参数的影响。【结果】缺氮会使核桃幼苗失绿黄化,长势下降,地上部分和地下部分生物量、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均显著低于对照,且总体随着缺氮程度加深和时间延长显著下降,尤其是处理后期(60~75 d)表现更明显;MN和SN处理下,核桃幼苗的光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(F_v/F_m)和光条件下PSⅡ天线转化效率(F_v'/F_m' )在前期(0~30 d)和后期(60~75 d)受影响较大,实际光化学效率(Φ_PSII)、电子传递速率(ETR)和光化学猝灭系数(qP)随胁迫程度加深明显下降,反之非光化学猝灭系数(NPQ)随胁迫程度加深而上升,且同样在处理后期(60~75 d)受影响较大;地上部分生物量与地下部分生物量、叶面积、根表面积、叶绿素a含量、F_v/F_m和ETR呈显著正相关,叶绿素a含量与叶面积、叶片厚度、F_v/F_m 和F_v'/F_m' 显著正相关。【结论】缺氮会抑制核桃幼苗对氮素的吸收和同化,阻碍根系生长,影响核桃幼苗对营养物质的吸收利用,导致植株矮小瘦弱、叶片变小、叶色变淡。在缺氮胁迫下,核桃光合色素含量下降也会造成叶绿体吸收光照的能力减弱,降低光合电子传递速率及对光能的利用效率,进而限制光合速率,影响植株生长。     

稀土铈对太子参生长和光合特性的影响

【目的】探究稀土铈对太子参生长和光合特性的影响,以期提高太子参产量,并通过探讨铈对太子参的增产效应及其机制,为太子参高效栽培提供理论和应用依据。【方法】通过不同质量浓度稀土铈(CK、25、100、400 和700 mg/L)处理后,对太子参生长指标和光合特性进行测定,并进行数据分析。【结果】随着铈质量浓度的增加,太子参植株苗高和地径相对生长量、块根长、块根直径、块根鲜质量及干质量、单位面积产量,以及叶片叶绿素和类胡萝卜素总量均表现先增加后下降的趋势,呈明显的浓度效应,以400 mg/L处理效果最佳,其中单位面积块根鲜、干质量产量分别比对照提高42.59%和41.83%。适当质量浓度稀土铈处理能显著提高光合日变化参数净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)日均值,而使胞间二氧化碳浓度(C_i)降低,有效缓解光合“午休”现象。试验期间,PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ有效光化学效率(F_v'/F_m')、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学淬灭系数(C_PQC)随着稀土铈质量浓度的增加均呈现先升后降的趋势,非光化学淬灭系数(C_NPQ)则呈相反的趋势。相关分析表明稀土处理下苗高、地径与P_n 呈极显著正相关,P_n与叶绿素含量、类胡萝卜素含量、G_s、Φ_PSⅡ和F_v'/F_m'呈显著正相关,而与C_i、C_NPQ成负相关。灰色关联分析表明,色素含量、Φ_PSⅡ和F_v'/F_m'和C_PQC是制约太子参光合作用的主要因素。【结论】适当质量浓度的稀土铈处理能有效促进太子参生长、提高块根产量,改善光合性能。其对太子参光合作用的调节作用与促进光能吸收、转换、提高光化学效率、缓解光抑制有关。与气孔因素相比,非气孔限制因子的改善是其缓解光合“午休”现象的主要原因。     

泡桐黄化突变体生理特性分析

【目的】分析泡桐黄化突变体的生理特性,为泡桐新品种的研究及应用提供理论参考。【方法】将新发现的泡桐黄化突变体(PFE)与白花泡桐(PF)、建始泡桐(PJ)、楸叶泡桐(PC)的生理特征进行比较,分析了其光合色素的含量、光合日变化、抗氧化酶活性及丙二醛含量。【结果】黄化突变体的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量减少,其中叶绿素b显著减少; 黄化突变体的净光合速率和蒸腾速率总体小于其他种,气孔导度值与其他种相比总体降低,但差异较小,胞间CO₂浓度日变化值均高于其他种; 泡桐黄化突变体的SOD、POD、CAT活性和丙二醛(MDA)含量均高于其他种。【结论】光合色素的减少是导致叶色黄化的主要原因; 它影响了植株捕光能力,致使净光合速率下降,抗氧化酶活性增强,植株抗性增加,可减少活性氧对植株的伤害,维持植物正常生长。     

完全淹水解除后‘中山杉407’生长及光合特性的恢复

【目的】明确‘中山杉407'(Taxodium ‘Zhongshanshan407')在完全淹水胁迫解除后的生长和光合特性,为三峡库区消落带等湿地生态系统恢复与构建中的植被选择提供依据。【方法】以‘中山杉407'2年生苗为试验材料,设置全淹(S)和对照(CK)2个处理,其中S处理的植株预先经过3个月的完全淹水胁迫。淹水胁迫解除后,使用LI-6400 XT气体交换系统和OS1p便携式调制荧光仪测定两处理植株的光合作用参数和叶绿素荧光参数,并于植株恢复生长10个月后,测定其生长指标。【结果】淹水阶段结束后,S组植株的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)显著高于对照(CK)组植株,而S组的水分利用效率(E_WUE)低于CK组。同时,‘中山杉407'维持一定的叶绿素荧光水平,S组和CK组的可变荧光(F_v)、PSⅡ潜在活性(F_v/F₀)、PSⅡ最大光量子产额(F_v/F_m)、实际量子产量(Ф_PSⅡ)和电子传递速率(V_ETR)均没有显著差异。经过10个月的恢复,S组‘中山杉407'的总干质量、地上部分生物量与CK组无显著差异。【结论】完全淹水胁迫解除后,‘中山杉407'能够通过合理调整生长和光合策略,表现出良好的适应性,是适宜于三峡库区消落带等淹水环境生态修复工程实践的优良树种。     

不同修剪措施对薄壳山核桃幼树光合特性的影响

【目的】探索不同修剪措施对薄壳山核桃光合特性的影响,为选择合理的整形修剪技术以及栽培优质高产的薄壳山核桃提供科学依据。【方法】以5年生薄壳山核桃幼树为研究对象,采用环割(T1)、环剥(T2)和摘心(T3)3种修剪措施处理当年生枝条,再对其枝条进行光合作用的测定。【结果】3种修剪措施处理下的光合参数及其日变化曲线、光响应参数(包括表观量子效率(A_QY)、光补偿点(L_CP)、最大净光合速率(P_n,max)和光饱和点(L_SP)、暗呼吸速率(R_d)均有较大差异。3个处理的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)日变化整体呈现相似的趋势,日平均大小均为T3>T1>T2,而胞间CO₂浓度呈现相反的日变化。T3处理的P_n,max值、A_QY值最高,而L_CP值显著低于其他处理,L_SP和R_d值相对较低,说明T3处理的薄壳山核桃幼树叶片光合能力最强,对光的适应范围广。【结论】在薄壳山核桃开花初期进行摘心处理,能有效提高叶片的光合能力,而环剥、环割则降低其光合能力。     

水曲柳幼苗水力结构和光合生理对光强梯度变化的耦合响应

【目的】 研究水曲柳(Fraxinus mandschurica)幼苗对不同光照强度的响应及适应机理,为育苗造林和林下天然更新研究提供参考。【方法】 以2年生盆栽水曲柳幼苗为材料进行不同光照处理,1年后测定幼苗在4种强度日光处理(相对光强100%、60%、30%和15%)下的生长、光合生理和水力性状等指标。【结果】 遮阴处理显著影响了水曲柳幼苗的生长、光合和水分生理特性。与60%和30%相对光强处理相比,100%相对光强下水曲柳具有更高的气孔导度(G_s)、净光合速率(P_n)、根系水力导度(K_root)、地上部分水力导度(K_shoot)和整株水力导度(K_plant)。随光照强度的减弱,水曲柳的生长速率显著降低,根生物量占比(R_MR)减少,最大净光合速率(P_n,max)、光补偿点(L_CP)和光饱和点(L_SP)降低,而茎、叶生物量占比(S_MR、L_MR)以及表观量子效率(A_QY)增加;枝条木质部解剖结构在不同光照处理下存在显著差异,相对光强100%处理时的导管密度显著高于相对光强30%和60%处理,而导管直径显著低于30%和60%处理。【结论】 水曲柳幼苗通过调节形态、光合和水分生理特性来适应一定程度的弱光环境,但总体上对光强有较高的需求。水曲柳的光合和水力性状随光照强度的改变都具有较大的可塑性,二者对光照强度梯度变化的响应存在显著耦合关系。这些性状的可塑性响应有利于提高水曲柳幼苗在异质性光环境下的生存适合度,对于其更新阶段在林下不同光照条件下的生存有重要意义。     

高频度模拟酸雨胁迫条件下菲白竹的光合响应

为了探讨竹类植物对高频度酸雨胁迫的光合响应特性及其机制,以园林观赏竹种菲白竹(Pleioblastus fortunei)为材料,通过模拟不同强度酸雨(pH=2.0、3.0、4.0)高频度处理,研究其对叶绿素含量、光合作用日变化及叶绿素荧光特性的影响。结果表明:各胁迫处理组均导致菲白竹叶片叶绿素相对含量下降,酸度越强,降幅越大。酸雨胁迫导致光合速率日变化从对照的“单峰型”向“双峰型”转变,呈现明显的“午休”现象。随着胁迫强度的增加,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、气孔限制值(L_s)均呈下降趋势,而胞间二氧化碳浓度(C_i)总体上则呈上升趋势,表明酸雨胁迫抑制光合速率主要由非气孔限制所致。不同强度的酸雨胁迫均使菲白竹PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)、PSⅡ有效光化学效率(F_v'/F_m')、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、光化学淬灭系数(q_P)显著降低,而非光化学淬灭系数(q_NPQ)显著增加。经过1个多月的恢复期,pH 4.0处理组各荧光参数恢复趋势明显; 而pH 2.0处理组则无法恢复,表明菲白竹对pH 4.0的酸雨胁迫处理表现出较强的自我修复能力。其中,q_NPQ的增强可能是菲白竹防御酸胁迫下光破坏的一种重要机制。     

夏季淹水胁迫对北美枫香苗木叶色及光合荧光特性的影响

【目的】评价北美枫香(Liquidambar styraciflua)耐涝性,并从叶色与色素、光合荧光等生理指标间的协同性分析其耐涝机理,为沿海和涝害地区耐水湿观赏树种的筛选提供参考。【方法】模拟中国南方洪水季节性发生的特点,在夏季高温期间,对北美枫香1年生扦插苗进行60 d的户外盆栽淹水处理,分析其在淹水过程中生长、叶色(色彩参数与色素比例)及光合特征[净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO₂浓度(C_i)]、叶绿素荧光动力学特性[单位叶面积反应中心数(N_RC/CSm)单位叶面积热耗散的能量(E_DIo/CSm)、PSⅡ捕获能量从Q_A传递到Q_B的效率(ψ_O)、电子传递的量子比率(φ_Eo)、受体侧末端电子受体的量子产额(φ_Ro)、综合性能指数(I_total)]的动态变化趋势,并根据各指标峰谷值出现时间分析指标间的协同性。【结果】①淹水持续60 d并未对北美枫香的生长产生抑制作用,苗木的成活率能达到90%以上。②叶色参数结果显示,随着淹水时间的延长,色调角h值呈现显著下降趋势,40 d后,叶片由绿色相域转变为红色相域(h<90°)。③叶片色素相对含量比值结果显示,随着淹水时间的延长,处理的叶片叶绿素与花青素及类胡萝卜素相对含量的比值[Chl/(Anth+Car)]呈现下降趋势。20 d后,处理Chl/(Anth+Car)的值显著低于对照(CK),在40 d后,Chl/(Anth+Car)的值小于1(胡萝卜素和花青素相对含量占据主要地位),这与叶片外观色彩参数变化表现出同步性。④处理与CK叶片光合气体交换参数变化趋势整体相似,P_n与C_i均呈现下降—上升—下降趋势,T_r与G_s均呈现下降趋势;在淹水初期(0~20 d)处理与CK各光合参数值差异不显著,但在淹水中后期(20 d后),处理各参数值显著低于CK,且二者差异整体呈现增大趋势。⑤光响应曲线特征表明,处理在各光强下的P_n显著低于CK,且随着淹水时间的延长,处理与CK的P_n差值越大,表现出较低的光能利用率。⑥叶绿素荧光动力学参数表明,淹水30 d后,叶片反应中心数目(N_RC/CSm)和光系统PSⅡ向PSⅠ的电子传递能力(Ψ_o、$φ_{Ro}$和$φ_{Ro}$)均显著下降,叶片的热耗散($E_{\text{DIo/CS m}}$)显著上升,最终导致PSⅡ综合性能指数显著下降。【结论】北美枫香具有较强的短期耐水淹能力,尤其在淹水20 d内,各指标均优于CK;北美枫香主要通过增加叶片热耗散以及调节光合色素含量权重来减少激发能和过剩激发能产生的伤害,从而降低涝害程度;净光合速率、叶片色素比值及荧光参数之间存在协同性,各参数拐点出现的时间呈节律性变化,分别为20、30 及40 d,其中光合参数反应最为灵敏。     

不同产地南方红豆杉育种亲本叶绿素含量及荧光参数差异分析

【目的】准确选配南方红豆杉优良杂交育种亲本,高效地开展杂交育种试验。【方法】以30个不同产地南方红豆杉雌雄育种亲本为材料,测定了树高和胸径等生长性状以及叶绿素含量,并通过IMAGING-PAM荧光成像系统测定了PSⅡ叶绿素荧光参数,分析了亲本间生长性状、叶绿素含量和叶绿素荧光参数差异。【结果】南方红豆杉育种亲本树高、叶绿素含量和叶绿素荧光参数在产地间具有显著差异,而在性别间仅实际量子产量Y(Ⅱ)、调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)、q_P和F_v/F_m存在显著差异。从变异系数来看,亲本个体间表型性状变异超过15%。对比南方红豆杉雌雄株PSⅡ反应中心的光能利用效率发现,雌株的Y(Ⅱ)、q_P和F_v/F_m参数分别显著高出雄株的11.30%、4.28%和4.11%,雄株的Y(NPQ)较雌株则显著高出12.95%。光能分配模式方面,雌株吸收的光能41%用于光化学反应,而雄株仅37%。在欧氏距离为8处,表型聚类将南方红豆杉育种亲本划分为4个类群。其中第Ⅰ类表型性状表现一般,但PSⅡ光合效率优良; 第Ⅱ类表型性状和PSⅡ光合效率均最差; 第Ⅲ类表型性状和PSⅡ光合效率均较好; 第IV类表型性状和PSⅡ光合效率均最优。【结论】南方红豆杉雌株表型生长不如雄株,但PSⅡ反应中心光合效率高于雄株,可能与其具更大的生殖成本有关。南方红豆杉亲本类群中表型生长越优良,其PSⅡ指示光合效率的荧光参数越高,说明叶绿素荧光参数在一定程度上可以反映该亲本的生长状况,能为优良杂交育种亲本选配提供辅助参考。