环境变化对几个树种在北方田间条件下气体交换的影响

1994年和1995年夏季在加拿大Saskatchewa n省Prince Albert市北部森林测定环境条件对欧洲杨(Populus tremuloides Michx.), 胶杨(Populus balsamifera L.),榛子(Corylus cornuta Marsh.),短叶松(Pin us banksiana Lamb.)和黑云杉(Picea mariana (Mill) BSP)气体交换的影响.气体交换率的测定使用便携式气体交换系统(LI-6200).结果表明光合作用光流动量(PPFD)、气温(Ta)、蒸气压差(VPD)和体内二氧化碳浓度(Ci)均对气体交换有显著影响,但对不同树种影响程度不同.在大气二氧化碳浓度(Ca)和相对稳定的气温和蒸气压差下,欧洲杨比短叶松和黑云杉有较高光饱和点、同化量子产量(Φ)、在饱和PPFD下最高同化率(Pm)和较低的光补偿点(LCP).对欧洲杨树,幼龄树比老龄树有较高光合能力,且生长季早期光合能力比后期高.欧洲杨和短叶松的气孔导度(gs)随PPFD增加而增加.但黑云杉gs不受PPFD影响.在高光强下(PPFD>1 000 μmol*m-2s-1),欧洲杨幼树被光叶片比曝光叶片表现较低的净二氧化碳同化率(A)、gs和暗呼吸(Rd).短叶松和黑云杉Pm、Φ和Rd没有统计上差异.在高光强下,当气温从15℃增至35℃时,欧洲杨A和gs增加,黑云杉的降低,而短叶松没有明显变化.欧洲杨A和gs最高值的适宜的气温是24℃～29℃,短叶松是22℃～28 ℃,黑云杉是21℃～27℃.VPD明显影响欧洲杨、短叶松和黑云杉的气体交换,A和gs 均随VPD降低而增高.短叶松和黑云杉当年生树枝A通常比一年龄和二年龄树枝低.两个针叶树种一年龄和二年龄树枝的气体交换没有明显差异.A-Ci反应的斜率(即羧化效率(CE))取决于PPFD、树种和树龄.一般情况下,CE遵循以下模式:欧洲杨>胶杨>榛子>短叶松, 欧洲杨幼树>老树.总的结果表明尽管Ci、Ta和VPD改变光合作用效率,但光是最主要的因子 .在高光强下,影响气体交换的环境因子是气温和蒸气压差.     

4种植物气孔对水汽压亏缺敏感度的种间差异

利用CO2交换测定系统和树干液流测定法分别测定了植物的气孔导度(gs)和冠层平均气孔导度(Gs),估测热带亚热带植物桃金娘(Rhodomyrtus tomentusa)、荷木(Schima superba)、九节(Psychotria ruba)、罗伞(Ardisia quinquegone)和马占相思(Acacia mangium)在水汽压亏缺为1 kPa下gs响应叶表面水汽压亏缺(Ds)或Gs响应叶边界层外水汽压亏缺(D)的敏感度与gs或Gs大小的关系。研究的结果及文献引用的相关数据显示,植物气孔对Ds敏感度(dgs/dlnDs)的种间差异较大,与参比气孔导度(gsref)相关(r2=0.88),冠层平均气孔导度(Gs)的相应关系则为r2=0.86。在Ds或D=1 kPa下具有高gs或Gs的植物,其gs对Ds或Gs对D的敏感度较高。耐旱阳生植物桃金娘和荷木在D=1 kPa时有高的gs或Gs,对水汽压亏缺的敏感度较高,而适于遮荫的树种罗伞则有低的gs,对D的敏感度较低。基于液流密度(Js)计算的马占相思Gs对D表现出密切的关系(r2=0.94),当D=1 kPa时,Gs对D的敏感度-m为72.1 mmol.m-1.s-1.ln(kPa)-1,表明马占相思在低D下有较高的Gs。马占相思的Gs与液流密度关系为r2=0.45,Gs对D的敏感度与荷木相近,是适于华南丘陵坡地生长的耐旱外来树种。     

山东牵牛属植物叶片气孔器及花粉亚显微研究

对山东牵牛属（Pharbitis Choisy）植物叶片气孔器及花粉形态特征进行了扫描电镜研究所。结果显示：圆叶牵牛（P.purpurea(L.)Voigt.)气孔器为近圆形,牵牛（P.hederacea(L.)Choisy)和裂叶牵牛（P.nil(L.)Choisy）均为长椭圆形;它们的气孔类型均为平列型。3种植物的花粉外部形态均呈球形,外壁纹饰都是刺状,都具有散萌发孔;但花粉粒的大小、萌发孔和刺的形态各种间不同。因此,观察研究植物的气孔器和花粉亚微形态特征,可为植物分类提供重要依据。     

人参果试管苗与移栽成活苗气孔行为的比较

通过对人参果（Solanum muricatum Ait.)试管苗与移栽成活苗气孔大小、气孔开度日变化及保卫细胞对碘-硫酸反应的观察比较,研究了试管苗与移栽成活苗气孔行为的差异,结果表明,试管苗与移栽成活苗的气孔大小日变化幅度不大,但两者气孔开度的日变化明显不同;试管苗日变化曲线平稳,无明显波动;移栽成活苗日变化曲线呈明显波峰状,在13：00达到最大值,碘-硫酸反应表明,滴加硫酸后,试管苗与移栽成活苗气孔开度都显著增大,与硫酸作用前相比,移栽成活苗的增加幅度约6倍于试管苗,这可能与两者保卫细胞壁刚性不同有关。     

烟草叶片CO2传导与碳同化参数的研究

研究了不同部位烟草 (N icotiana tabacum L.)叶片光合作用 CO2 传导与碳同化酶的变化。结果表明 ,随着叶位降低 ,光合速率、叶肉导度 (gm)、碳酸酐酶 (CA)活性和核酮糖 -1,5 -二磷酸羧化酶 (Ru BPCase)初始活性快速下降 ,气孔导度(gs)先保持相对稳定后迅速下降 ,胞间 CO2 浓度 (ci)呈现升高、降低、再升高的变化趋势。光合速率与叶肉导度显著正相关 ,非气孔因素是烟叶光合功能衰退的主要原因。     

水稻上三片功能叶气孔性状

用改良刮制法研究了水稻上三片功能叶的气孔性状.结果表明,水稻上三片功能叶的气孔性状存在差异,这种差异不仅体现在类型间,而且也存在于同一品种不同叶位间.参试水稻品种上三片功能叶的气孔长度、宽度和密度分布不均匀,其变化趋势也不一样.只有籼稻IR24上三片功能叶的气孔长度随叶位上升逐渐减小,气孔密度随叶位上升逐渐增大.籼稻IR24和粳稻秋光上三片功能叶的气孔长度和密度呈明显的负相关,即气孔长度增大,气孔密度减小;反之,气孔长度减小,气孔密度增大,而偏籼稻水源342和偏粳稻辽粳5号并没有表现出这种相关性.研究表明,不同类型水稻品种相同叶位或同一品种不同叶位叶片的气孔长度与宽度的相关不显著,气孔宽度与气孔密度的相关也不明显.     

4种木瓜新品种光合作用日变化以及气孔导度-VPD响应

研究了4个木瓜Carica papaya Linn新品种的光合作用日变化特性,表明在网室栽培下的4个木瓜品种光合日变化均为"单峰曲线",而不使用遮荫措施的两个木瓜品种均为"双峰曲线",气孔导度与蒸汽压差的响应拟合表明,在遮荫条件下,其气孔导度-VPD的负相关趋势不显著,而在不遮荫栽培条件下则呈显著负相关(P≤0.05).表明遮荫使木瓜避开了午间的高光强、高温以及高湿度的抑制.     

半干旱雨养地区春小麦气孔导度和胞间CO2浓度对环境因子的响应

黄土高原半干旱区雨养春小麦(Triticum aestivum L.)产量一直受到当地特殊环境条件制约,气孔导度和胞间CO2浓度的变化对于分析光合作用限制十分重要。因此,在大田自然条件下分析了春小麦气孔导度、胞间CO2浓度对环境因子的响应及其阈值,结果表明:1土壤温度、空气温度对气孔导度和胞间CO2浓度影响显著,温度与两生理指标成二次曲线关系,且在不同生育期、不同生理指标的最适温度不同,黄土高原最适温度较湿润地区低;2土壤湿度与气孔导度和胞间CO2浓度呈正相关,土壤湿度低,变化幅度小,更倾向于是一种气候背景;3空气湿度与气孔导度呈正相关,特别是灌浆期对春小麦具有较大的促进作用。抽穗期空气湿度与胞间CO2浓度呈负相关,灌浆期二者关系不显著;4不同生育期生理特征对环境因子的敏感性有较大差异。     

材料塑性和线度对气孔体积相对变化的影响

建立了弹性固体中球形气孔的物理模型;应用固体力学和热学理论,研究了在外力作用下,固体中球形气孔体积相对变化Δ和负荷、材料塑性以及线度的关系;以Fe,Al和Pb为例,探讨了负荷、材料塑性和线度对Δ的影响.结果表明:气孔体积相对变化Δ随负荷增大而增大,其中负荷较小时,Δ随负荷的变化较慢;而负荷较大时,随负荷增大而迅速增大;负荷相同的情况下,应变参量μ较小材料的较大,且随负荷的变化较快,即气孔的存在对μ较小材料的影响较大;对同一材料,在相同负荷的情况下,气孔体积相对变化Δ随线度R=r/R0的增大而增大.     

龙眼和荔枝的蒸腾动态

用气孔计测定果树龙眼和荔枝蒸腾强度、气孔导度和几个生态因子日变化、气孔导度在上午达到高峰值,此时光强为1200μmol/m~2·s,而蒸腾强度在上午持续上升,最高值出现在午间,蒸腾强度和气孔导度与光量子强度、叶内外水汽压差、气温、相对湿度、叶温等因子的复相关极显著,对蒸腾强度影响最显著的生态因子是光量子强度和叶内外水汽压差,对气孔导度影响最大的是光量子强度。     

Photosynthesis of Populus euphratica and its response to elevated CO2 concentration in an arid environment

The photosynthetic characterization of Populus euphratica and its response to the elevated carbon dioxide concentration ([CO2]) were analyzed based on its net photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (gs), intercellular CO2 concentration (Ci), transpiration rate (Tr), and water use efficiency (WUE) at different groundwater depths measured by a portable gas exchange system (LI-6400) in the lower reaches of the Tarim River. The results showed that the elevation of [CO2] decreased the gs, and increased the Pn, Ci and WUE of P. euphratica. However, the effects of the elevated [CO2] on gs, Pn, Ci and WUE varied considerably with groundwater depth. The response of photosynthesis to rising [CO2] was stronger at the greater groundwater depth (more than 6 m) than that at the shallower groundwater depth (less than 6 m). The critical groundwater depth required to maintain the normal survival of P. euphratica was less than 6 m. When the groundwater depth increased to more than 6 m, P. euphratica encountered moderate water stress, and the plant suffered severe water stress when the groundwater depth increased to more than 7 m.     

海滨锦葵光合作用对盐胁迫的响应

分别用含有0、100、200和300mmol／LNaCl的Hoagland培养液处理海滨锦葵（Kosteletzkya virginica L.Presl）,在处理的第0、1、3、5、7、9、11天分别测定其光合作用参数,同时对海滨锦葵的CO2补偿点进行测定．结果发现,盐处理下海滨锦蓥叶片的光合速率在处理的初期均下降,而且盐浓度越高下降越明显,当其下降至最低点后又会有一定程度的回升。而后随着处理时间的延长,又会出现持续的下降,处理盐度越高光合速率下降得越明显．在处理的初期使光合降低的主要因素是气孔限制因素,在后期非气孔限制因素逐渐开始起作用;实验同时发现盐处理能明显提高海滨锦葵的CO2补偿点,且盐度越高上升的幅度越大．     

pH与铝对蚕豆根尖细胞有丝分裂的交互作用

以蚕豆根尖为材料,运用微核技术研究了不同pH下,Al2(SO4)3溶液对细胞有丝分裂及微核形成的影响.结果表明:二者共同作用会使细胞结构产生明显改变,诱发染色体异常与核固缩,微核率上升.当pH一定时,细胞有丝分裂指数(MI)与微核率(MNF)均随Al浓度增大呈先增后减趋势,MI在Al浓度为10或20 mg/L(仅pH=8.5时)处达最大;MNF在Al浓度10或20 mg/L(仅pH=7.0时)处达到最大.当Al浓度不变时,MI随pH的升高呈先增后减趋势,在pH7.0处达最大;MNF在无铝和Al浓度为10 mg/L组中的最低值出现于pH7.0处,但在高铝组中变化不大.pH与Al均可对细胞产生显著的遗传损伤,二者的交互作用主要表现为遗传损伤的叠加.提高pH可缓解铝毒效应,但不能使之完全消除.     

南方鲶生殖周期中脑垂体和血清促性腺激素水平的含量变化

采用测定胡鲶科非洲鲶(Clariasgariepinus)GTH的放射免疫测定法,用标记鲤(Cyprinuscarpio)GTH的方法进行标记,测定了鲶科南方鲶(SilurusmeridionalisChen)生殖周期中的血清GTH水平和脑垂体GTH含量变化,以揭示其性腺发育、成熟过程中的内分泌调节机理.南方鲶血清中GTH水平的季节变化表现出与成熟系数相一致的变化趋势,周年中雌鱼血清GTH水平都高于雄鱼,雌雄鱼血清GTH水平在繁殖期间差异尤为显著.脑垂体中GTH含量也在生殖周期中具明显周期变化.在性腺发育晚期和成熟期雌鱼脑垂体的GTH含量明显高于雄鱼,而在其它性腺期雌鱼脑垂体的GTH含量仅略高于雄鱼,但雌雄鱼之间并无显著差异.     

利用低场核磁共振技术检测刺槐种子吸水过程水分的变化

【目的】探究种子吸水萌发过程中水分相态的变化,为种子吸水、萌发研究提供一种新的研究手段。【方法】以初始温度85 ℃热水处理后的刺槐种子为材料,采用质量法确定种子的吸水曲线,低场核磁共振技术(L-NMR)采集刺槐种子吸水、萌发过程中横向弛豫时间(T₂)的信号,并反演得到T₂弛豫谱,分析此过程中种子体内水分相态及含量的变化。【结果】热水处理后刺槐种子的吸水率远远高于对照组,0~12 h为快速吸水阶段,之后吸水速度变缓,至36 h时吸水渐趋于平衡。核磁共振波谱图表明,刺槐种子水分质量(x)与核磁共振弛豫图谱峰面积(y)呈一元线性回归关系,其线性回归方程为:y = 21 132x + 698.05,R²=0.999 6。刺槐种子在吸水萌发过程中存在3种相态的水:束缚水(T₂₁,>0.1~1.0 ms)、不易流动水(T₂₂,>1~100 ms)、自由水(T₂₃,>100~1 000 ms)。吸水萌发过程中束缚水的峰顶点变化不显著,弛豫范围、峰面积总体呈先上升后下降的趋势,但峰比例总体呈下降趋势,吸水24 h后,比例维持在4%以下,胚根伸出时,束缚水消失。在吸水3~9 h过程中,不易流动水的峰显著向右偏移,随后峰顶点时间趋于稳定(9~96 h);胚根伸出时,峰再次显著向右偏移;弛豫时间范围基本呈不断增大的趋势,胚根伸出时又显著减小;其峰面积总体呈先迅速上升(3~12 h)后保持基本稳定的趋势,但比例略有下降。自由水峰顶点随时间呈先上升后下降的趋势,且在吸水72 h时达到最大值;峰面积及比例的最大值出现在胚根伸出时(3 h时峰面积最大值是最小值的4.16倍)。【结论】刺槐种子在吸水萌发过程中存在3种相态的水,其中不易流动水占比最大,各相态水的含量处于一个动态变化过程;随吸水时间的延长,种子内部营养物质开始分解转化,水分结合能力变弱,特别是胚根穿过种皮时,种子代谢活动旺盛,自由水含量大幅增加。     

镉对黑藻叶光化学及硝酸还原酶特性的影响

研究了不同浓度Cd^2 对黑藻（Hydrilla verticilla(L.f.)Royle）叶光化学及硝酸还原酶特性的影响。结果表明：随着Cd^2 浓度的增加，黑藻叶片的叶绿素含量、叶绿素a和b比值、PSⅠ、PSⅡ及全电子链的活性皆呈现下降的趋势；而其叶绿体ATP的含量、硝酸还原酶的活性、类囊体膜的室温吸收光谱和室温荧光发射光谱则呈现先上升后下降的趋势。实验表明：可根据黑藻叶光化学及硝酸还原酶特性的变化来监测环境中镉污染的程度。     

金银花不同种质叶形态特征比较

目的:通过观察金银花13个种质叶的形态、表皮毛长短、密度和气孔器的大小、密度等特征,为不同种质金银花的划分与优良品种选育提供依据.方法:用直尺测量叶片的长、宽,通过电子显微镜观察叶表面非腺毛的长度、密度和气孔器的大小、密度等.结果:不同种质金银花叶片的长、宽及长宽比,非腺毛的长、密度和气孔器的大小、密度等存在差异.结论:金银花叶片的长、宽及长宽比,非腺毛的长、密度和气孔器的大小及密度等,可以作为金银花划分种质的依据.     

底流口直径和锥角对旋流器流场的影响

利用计算流体力学的原理与方法,在底流口直径和锥角的多个水平下对旋流器内部流场进行了数值模拟,以揭示两因素对旋流器流场的影响.结果表明:增大底流口直径,流场内的流速降低,轴向零速包络面向上收缩;增大锥角后,轴向零速包络面的大小相应改变;锥角越小,底流口直径对轴向零速包络面内速度场的影响越小,故对改善分选效果的作用也越不明显;增大底流口直径,旋流器内流场的压强降低,但底流口区域内的压强梯度增大,而锥角不同,其变化程度有所不同,这从某些程度上体现了两因素对旋流器流场的交互影响.