4个薄壳山核桃品种的光合特性研究

【目的】探讨4个薄壳山核桃品种‘莫愁’‘卡多’‘绍兴’‘威奇塔’的光合与生长特性,为薄壳山核桃良种优选与推广应用提供理论依据。【方法】测定4个品种5年生嫁接苗的光合日变化、光响应曲线、叶绿素荧光以及生长量参数,并进行相关性分析。【结果】4个品种7月下旬光合日变化趋势均呈单峰型,‘绍兴’的净光合速率(P_n)峰值和日均值均高于其他3个品种,影响4个品种P_n的主要因子为光合有效辐射(PAR)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s);‘绍兴’的最大净光合速率(P_n,max)与光饱和点(P_LSP)显著高于其他品种,光补偿点(P_LCP)和呼吸速率(R_d)低于其他品种;荧光参数光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)和潜在的光化学活性(F_v/F₀)均是‘绍兴’最高,‘莫愁’次之。相关性分析表明,光响应特征参数与荧光参数有极强的相关性,F_v/F_m和 F_v/F₀均与 P_n,max呈显著相关;地径与P_n,max呈极显著正相关。【结论】4个薄壳山核桃品种均具有较强的强光和高温适应能力,其中‘绍兴’的生长适应性最强,‘莫愁’次之。苗木生长与夏季光合性能之间呈明显正相关,‘绍兴’较优的光合性能主要表现为高光化学效率和较宽幅的光强利用能力。     

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。     

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。     

硼钼铜微肥配施对太子参光合特性的影响

【目的】探究硼钼铜微肥配施对药用植物太子参光合作用的调控作用及其机制,为太子参高效栽培提供理论依据。【方法】采用二次回归D-最优设计进行田间叶面喷施试验,研究硼钼铜微肥配施对光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。【结果】①各微肥配施处理下太子参叶片光合色素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)较对照均有不同程度的提高,而胞间CO₂浓度(C_i)则显著降低(P<0.05),说明太子参叶片光合能力的提升主要缘于非气孔限制因素的改善。②试验期间,与对照相比,适宜微肥配比处理不同程度地提高了太子参叶片PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ有效光化学效率(F_v'/F_m')、电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP),降低非光化学淬灭系数(NPQ),表明微肥处理能够增强太子参光合系统对光能的吸收、转换与利用效率,缓解过剩激发能所导致的热耗散的增强。③极差分析和单因素方差分析表明,微肥3因素中硼是影响叶片光合性能各参数的主要因素,其次为铜。④通过隶属函数综合分析表明,提高太子参光合性能的最优施肥配方为B₃Mo₂Cu₁,即硼肥1.5 g/L+钼肥0.08 g/L+铜肥0.1 g/L。【结论】适宜的硼钼铜配施能有效提升太子参叶片的光合性能,增强其对光能的吸收、转化和利用效率,降低热耗散并缓解光抑制。     

5个观赏海棠品种光合特性的研究

【目的】探究观赏海棠光合生理特性与生长之间的关系,为有效引种和培育不同需光特性的观赏海棠新品种提供理论依据。【方法】以5个生长速度不同的观赏海棠品种(‘薄荷糖'、‘百夫长'、‘玛丽波特'、‘长虹'和‘丽莎')1年生嫁接苗为试材,对其生长指标及其光合日变化规律和光响应曲线进行测定。【结果】①生长速度的快慢与最大净光合速率(P_n,max)的大小呈显著正相关,生长越快,P_n,max越大; 5个品种P_n,max大小顺序依次为:‘丽莎'>‘长虹'>‘玛丽波特'净光合速率>‘百夫长'>‘薄荷糖'。②‘玛丽波特'净光合速率日变化规律呈双峰型,这种“光合午休”现象是由气孔限制因素所引起,而其他4个品种的日变化均呈单峰型。③各海棠品种光补偿点(P_LCP)均大于20 μmol/(m²·s),表现为阳性植物特征,但其需光性不同,P_LCP的范围为27～67 μmol/(m²·s),光饱和点P_LSP的范围为574～976 μmol/(m²·s)。其中‘丽莎'为低P_LCP高P_LSP类型,属于对光环境适应性强的品种,表现出较高的生长量,可栽植的地区比较广泛。‘薄荷糖'为高P_LCP低P_LSP的类型,属于对光环境适应性较窄的品种,表现出较低的生长量,可栽植地区的范围比较窄。【结论】5个观赏海棠品种的生长量指标和最大净光合速率(P_n,max)之间呈显著正相关,因此,笔者认为,可以将P_n,max作为早期估测观赏海棠生长量的参考指标之一,以指导观赏海棠的良种推广应用、生产实践及新品种选育等。     

不同叶色青钱柳叶片色素、多酚含量及光合特性的差异

【目的】青钱柳是多功能树种,通过比较分析两种不同叶色青钱柳叶片色素、黄酮和单宁两类多酚含量及其光合特性的差异,为青钱柳良种选育提供理论依据。【方法】按照季节动态分别采集红叶青钱柳和绿叶青钱柳的新叶和成熟叶,测定其花色素苷、叶绿素、类胡萝卜素、单宁和黄酮含量,定期测定4种类型叶的净光合速率(P_n)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),并采用单因素方差分析比较不同类型叶间的差异。【结果】红叶青钱柳的新叶花色素苷含量显著高于其他3种类型叶(P<0.05),但叶绿素和类胡萝卜素含量显著低于红叶青钱柳和绿叶青钱柳的成熟叶片(P<0.05);红叶青钱柳和绿叶青钱柳的成熟叶片中的黄酮和单宁含量在多数采样时间均无显著差异(P> 0.05),但在秋季,红叶青钱柳成熟叶片的单宁含量显著高于绿叶青钱柳的成熟叶片(P<0.05);由于红叶青钱柳的新叶积累高花色素苷含量而使总叶绿素含量下降,但其P_n与绿叶青钱柳的新叶不存在显著差异(P> 0.05),红叶青钱柳和绿叶青钱柳成熟叶片的P_n也不存在显著差异(P> 0.05)。【结论】较高浓度的花色素苷是红叶青钱柳新叶呈现红色的主要原因;红叶青钱柳和绿叶青钱柳叶中单宁与黄酮的含量存在一定差异,但总体上差异不显著;红叶青钱柳新叶阶段叶多酚类物质含量较高,但在成熟叶阶段与绿叶青钱柳无显著差异(P> 0.05)。因此,红叶这一表型性状可为青钱柳药用优良单株的筛选提供一定参考,红叶青钱柳在7—8月叶片仍保持较高花色素苷含量而呈现红色,比绿叶青钱柳具有更高的观赏价值。     

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。     

砧木对薄壳山核桃嫁接苗光合及荧光特性的影响

【目的】探索不同砧木类型薄壳山核桃嫁接苗光合及荧光特性差异,为选育优良砧木、改进栽培管理方式提供科学依据。【方法】以薄壳山核桃‘Elliott’、‘Sauber’和‘Podsednik’实生苗作砧木,嫁接品种‘Pawnee’为接穗,研究3种不同砧木1年生‘Pawnee’嫁接苗的光合特性和叶绿素荧光诱导动力学特性。【结果】‘Elliott’嫁接苗(砧木‘Elliott’,接穗‘Pawnee’)在高光强下的净光合速率(P_n)以及对光照的利用范围高于‘Sauber’嫁接苗(砧木‘Sauber’,接穗‘Pawnee’)和‘Podsednik’嫁接苗(砧木‘Podsednik’,接穗‘Pawnee’);‘Podsednik’嫁接苗的暗呼吸速率(R_d)和光补偿点(L_CP)最大,在弱光下消耗有机物最多;‘Sauber’的表观量子效率(A_QY)最大,利用弱光能力最强;水分利用效率(R_WUE)与净光合速率(P_n)极显著正相关,‘Elliott’嫁接苗的R_WUE最大,生产有机物效率更高。荧光分析表明,‘Sauber’嫁接苗的热耗散最大,用于电子传递的量子产额(φ_Eo)以及反应中心捕获的激子将电子传递到初级醌受体(Q_A)之后受体的概率(ψ_o)最小,‘Podsednik’嫁接苗的质体醌大小(S_m)、Q_A被还原次数(N)和质体醌还原速率[S_m/t(F_m)]最高,电子传递效率最高;‘Elliott’嫁接苗的3项荧光性能指数均为最高,‘Sauber’嫁接苗的最小。【结论】‘Elliott’嫁接苗具有更好的光合能力及水分利用效率,对环境的适应性更好,‘Podsednik’嫁接苗的光反应能力更强,‘Sauber’嫁接苗光合能力较弱。     

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。     

盐胁迫对西南卫矛生长及光合特性的影响

以西南卫矛(Euonymus hamiltonianus Wall. ex Roxb.)为试材,设置4个NaCl质量浓度(0、2.0、4.0、6.0 g·L^-1)处理,通过对其叶片光合气体交换参数(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和细胞间CO₂浓度)、生物量、相对电导率、叶绿素含量及叶绿素荧光动力学特征的测定,分析了盐胁迫对西南卫矛生长与光合特性的影响。结果表明:与对照相比, 2.0、4.0、6.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、气孔限制值和水分利用效率显著降低,胞间二氧化碳浓度显著升高,叶片最大光化学效率和单位面积有活性的反应中心数目均显著降低, OJIL曲线中K点和J点均大幅上升,叶绿素含量显著降低; 2.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛根冠比和相对电导率与对照差异均不显著,而4.0、6.0 g·L^-1盐浓度处理下西南卫矛根冠比和相对电导率显著升高。表明西南卫矛对低浓度盐胁迫有一定的耐受能力,但高浓度盐胁迫会对西南卫矛造成影响,抑制PSⅡ活性,降低光化学效率,降低植株对营养物质的吸收和利用,使植株的生长受到阻碍甚至死亡。     

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]...     

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。     

雌、雄株和金叶银杏光合生理及黄酮成分年动态变化研究

【目的】为了解黄酮类化合物在银杏叶片中的合成代谢规律,确定银杏合适采摘期,以及选育优良的银杏品种,探讨了雌、雄株和金叶(芽变品种)银杏叶片光合生理与黄酮含量的周年变化及相关性。【方法】以银杏种质资源圃的雌株、雄株及嫁接的金叶银杏为材料,对4—11月银杏的光合色素、叶绿素荧光参数、黄酮成分及含量间的变化进行了研究。【结果】在整个叶片生长周年动态变化中,雄株银杏的含水量低于雌株和金叶银杏,特别是在6—9月夏季高温时期的差异更显著;雌株银杏的含水量、相对叶面积、叶绿素含量都大于雄株与金叶银杏,特别是在5—8月,但雄株与金叶银杏的相对叶面积增加速度较快;雌株银杏的光化学淬灭系数(qP) 及非光化学淬灭系数(NPQ)高于雄株和金叶银杏,雌株具有更强的抗氧化能力。银杏叶中黄酮苷含量及总黄酮含量的高点分别出现在4—5月和9月,各银杏叶总黄酮的含量依次为金叶银杏>雄株>雌株;雄株的叶绿素、类胡萝卜素与槲皮素之间,雌株的叶绿素a、类胡萝卜素与总黄酮之间都存在极显著正相关。金叶银杏叶色在4—6月为金黄色,其叶绿素含量均比雄株、雌株银杏低,7月转绿后与雌株和雄株差异不大,其光合、黄酮代谢的变化更接近于雄株,且其黄酮合成的能力高于雄株及雌株。【结论】银杏叶的最佳采收期在9月,雄株和金叶银杏更适用于叶用林的培育,雌株的抗逆性高于雄株与金叶银杏,金叶银杏既有观赏价值,又有优良的经济性状,因而具有良好的开发利用前景。