干旱和复水对草莓叶片叶绿素荧光特性的影响_吴甘霖
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不同水分处理对棉花叶片叶绿素含量、光合速率及产量的影响研究摘要通过不同水分处理的田间试验,研究了不同田间持水量条件下不同生育时期叶片叶绿素含量与光合速率以及产量的关系。
结果表明:田间持水量过高和过低,叶绿素含量均下降,叶片光合速率和干物质积累及最终产量都受到不同程度的影响。
关键词棉花叶片;不同水分处理;叶绿素;光合速率;产量;影响叶绿素是作物进行光合作用的主要物质基础,是作物生长中重要的生理参数。
在不同水平条件下,叶绿素含量既表明作物生长状况,又表明作物的生产能力;也是叶片功能持续期长短的重要标志,延长叶片的功能期和寿命,可提高光合速率和作物的产量。
叶绿素含量与叶色呈正相关,因此叶绿素又是苗情诊断的重要指标。
1材料与方法1.1试验基本情况本试验于2005~2006年在新疆农垦科学院棉花所良繁地进行。
供试品种为新陆早13号。
滴水量设3个处理:田间持水量的60%(A);田间持水量的90%(B);田间持水量的75%(CK)。
每个处理设3个重复,共计9个试验小区,在初花期开始水分处理。
其他管理同大田。
1.2测定方法1.2.1叶绿素含量的测定。
从初花期开始,按生育时期采集倒4叶3片,剔除叶脉剪碎,采用丙酮浸提法测定。
首先称取新鲜混合样0.1g,用80%丙酮10mL 在50mL容量瓶中浸提,放置在暗室中至叶片变白,然后用80%丙酮稀释到50mL,取上清液在663nm和645nm处比色测光密度,根据公式分别计算叶绿素a、叶绿素b的浓度(mg/L),相加即得总浓度,亦可按公式直接计算叶绿素总浓度。
求得叶绿素浓度后再按下式计算叶片的叶绿素含量:叶绿素含量(鲜重%)=C(mg/L)×提取液总量(mL)/样品鲜重(mg)×1 0001.2.2光合速率及干物质的测定。
采用Li-6400便携式光合作用系统(Li-6400,美国)6400-08透明叶室测定棉花不同生育时期功能叶(打顶前为倒4叶,打顶后为倒3叶或倒2叶)光合速率的变化。
干旱胁迫对香蒲生长和叶绿素荧光参数的影响吴晓东;王国祥;李振国;夏劲;魏宏农;许宽;周锋【摘要】采用野外调查方法,研究了不同土壤含水量条件下香蒲植株的形态、生物量、叶绿素含量和叶绿素荧光参数的变化.结果表明:(1)土壤含水量对香蒲株高影响显著,轻度、中度和重度干旱处理香蒲株高分别下降为对照(土壤水分始终饱和)的90.90%、68.19%和63.64%.(2)香蒲茎直径、叶长、叶宽和叶绿素含量均随土壤含水量的降低而呈递减趋势,枯叶率却明显增加.(3)不同土壤含水量条件下香蒲密度和生物量差异均达显著水平(P<0.05).轻度、中度和重度干旱组香蒲密度分别比对照下降41.67%、53.33%和66.67%;而对照香蒲单株生物量分别为轻度、中度和重度干旱组的2.25、5.54和7.45倍.(4)香蒲叶片最大光量子产量(Fv/Fm)和最大相对电子传递速率(Re,t,max)随土壤含水量的减少而明显降低.干旱降低了香蒲叶片光系统Ⅱ( PSⅡ)的光化学效率,抑制了香蒲的生长.%Field surveys were carried out to explore effects of soil moisture on morphology, biomass, chlorophyll content and chlorophyll fluorescence parameters of Typha orientalis. Results show that (1) soil water content significantly affected plant height of T. Orientalis, which was 90. 90% , 68. 19% and 63. 64% of that in the control group (soil water saturation) , when the plants were exposed to light, moderate and heavy drought stress, respectively; (2) stem diameter, leaf length, leaf width and chlorophyll content in the leaf decreased with the decreasing soil moisture content, while percentage of withered leaves significantly increased; ( 3 ) treatments different in soil moisture content differed sharply ( P<0. 05 ) in density and biomass of T. Orientalis, and density of the plants decreased by 41. 67% , 53. 33% and 66.67% in the treatment of light, moderate and heavy drought stress, respectively, while biomass of a single plant in the control was 2. 25, 5. 54 and 7. 45 times that in the treatment of light, moderate and heavy drought stress, respectively; and (4) the maximum quantum yield of the leaves ( Fv/Fm) and maximum electron transport rate (Re,t,max) decreased significantly with the decreasing soil moisture content; and drought reduced photochemical efficiency of the PS II of leaves, thus inhibiting the growth of T. Orientalis.【期刊名称】《生态与农村环境学报》【年(卷),期】2012(028)001【总页数】5页(P103-107)【关键词】土壤含水量;香蒲;生长;叶绿素荧光参数【作者】吴晓东;王国祥;李振国;夏劲;魏宏农;许宽;周锋【作者单位】南京师范大学地理科学学院/江苏省环境演变与生态建设重点实验室,江苏南京 210046;南京师范大学地理科学学院/江苏省环境演变与生态建设重点实验室,江苏南京 210046;南京师范大学地理科学学院/江苏省环境演变与生态建设重点实验室,江苏南京 210046;湖南科技大学建筑与城乡规划学院,湖南湘潭411201;南京师范大学地理科学学院/江苏省环境演变与生态建设重点实验室,江苏南京 210046;南京师范大学地理科学学院/江苏省环境演变与生态建设重点实验室,江苏南京 210046;南京师范大学地理科学学院/江苏省环境演变与生态建设重点实验室,江苏南京 210046;南京师范大学地理科学学院/江苏省环境演变与生态建设重点实验室,江苏南京 210046【正文语种】中文【中图分类】Q945;Q948江苏泗洪洪泽湖湿地自然保护区位于洪泽湖西北部,是目前江苏省最大的淡水湿地自然保护区。
王青梅河海大学现代农业工程系 210098he80314@摘要:以夏玉米和水稻为试验材料,采用PEG模拟水分胁迫试验和盆栽实验,研究了不同程度水分胁迫及复水后作物叶片荧光参数的变化规律。
结果表明:水分胁迫增加叶片基础荧光(Fo),降低最大光化学效率(Fv/Fm)和潜在活力(Fv/Fo),变化幅度与胁迫程度正相关;水稻光化学系统Ⅱ(PSⅡ)抗水分胁迫能力低于玉米。
轻度胁迫复水后,随着复水时间的延长,两种作物叶片的Fo值接近并低于对照水平,Fv/Fm、Fv/Fo高于对照水平;重度胁迫复水后,玉米叶片Fo、 Fv/Fm和Fv/Fo的变化与轻度胁迫趋势相同,但变化幅度相对较大,可产生明显的超越补偿效应;而水稻Fo值继续升高,Fv/Fm、Fv/Fo仍然保持下降趋势,荧光性能不能够恢复。
适度胁迫造成的PSⅡ活性下调可能与耗散过剩的光能以保护光合机构免于破坏有关,而严重的水分胁迫造成光破坏,光合机构不能够在胁迫解除后恢复。
关键词:水分胁迫 复水 叶绿素荧光 PSⅡ1引言由于光合反应中心作为荧光发射的光能损失最初来源于PSⅡ的反应,水分胁迫对于光化学系统Ⅱ的影响比光化学系统Ⅰ的影响更为明显[1],而叶绿素a荧光与光合作用中各种反应紧密相关,任何逆境对光合作用过程的影响都可以通过体内叶绿素a荧光诱导动力学反映出来[2]。
所以我们分析干旱以及旱后复水作物叶绿素荧光的变化规律,有助于增加对光合补偿效应的理解,以期能够为光合作用的补偿机理提供理论依据。
2材料与方法2.1试区状况试验区位于河海大学节水园区温室大棚试验基地内,为太湖流域水网地区低洼平原。
代表区属亚热带温润气候,年平均气温15.4℃,年降雨量1062.4mm,年蒸发量1365.9mm,日照时数2085.9h,平均无霜期234天,年平均气压1016.3hPa,年平均相对湿度76%。
2.2试验材料及试验方案1.2.1玉米水分胁迫模拟试验玉米供试验品种为高产型品种——农大108。
河南农业2018年第2期(上)NONG YE ZONG HENG农业纵横min/次),然后放置于无菌水中浸泡24 h,之后置于湿纱布上,黑暗条件下32℃催芽2 d,将露白的种子播于底部粘有纱布的泡沫塑料孔板上,每孔5粒,将泡沫板漂于盒子中,先用清水培养7 d,再用0.5倍的全营养液进行培养。
3叶期,用海绵将水稻幼苗固定在塑料盒中,每盒种植30株,每7 d 更换1次水稻营养液,每3 d 调节1次pH 值,使pH 值为5.3。
尽量保持相同的培养条件,生长至6叶期,3种材料水培至6叶期进行25% PEG 6000的干旱胁迫处理,分别在0 min、30光化学量子效率的降低整体性强,主要集中于上部。
干旱对越富实际光化学效率的影响也主要集中于上部,对IL392实际光化学量子效率没有产生极大的影响,且影响从叶片上部开始发生,即实际光化学量子效率的降低从叶片上部开始发生。
短时间的干旱胁迫(60 min 以内)提高了IL392的实际光化学量子效率。
(二)短时干旱胁迫对水旱稻叶片NPQ 的影响NPQ 成像揭示了同一部位不同材料和同一材料不同部位对干旱胁迫的响应情况(图2)。
首先,整例外),顶部同一部位不同材料,对干旱胁迫带60 min 以越富,IL39230 min 的时叶片各淬灭系数反映了植物≥4>3/2/1(图3),1、2、3、4部位最大,IL392光合活性没有产生极大的影响,且影响从叶片上部开始发生,即光合活性的降低从叶片上部开始发生。
(四)短时干旱胁迫对水旱稻叶片ETR 的影响整体上随着胁迫时间的延长,旱稻IRAT109和水稻越富叶片相对电子传递速率降低。
同一材料不同部位,叶片相对电子传递速率为9>8>7>6>5>4>3/2/1(图4),且干旱胁迫后相对电子传递速率的下降幅度IRAT109的1、2、3、4部位最大,并且干旱胁迫造成相对电河南农业2018年第2期(上)际光化学量子效率、光化学淬灭系数、相对电子传递速率各参数都存在叶片的位置效应,从叶片基部最大,叶片顶部最小。
干旱状态下不同复水时间对烤烟上部叶理化性状的影响干旱是指地区长时间缺乏降水的气候现象,对农作物的生长和发育造成了严重的影响。
烤烟是一种重要的经济作物,其叶片的理化性状直接影响着烤烟的质量和产量。
本文将探讨不同复水时间对烤烟上部叶理化性状的影响。
不同复水时间对烤烟上部叶的叶绿素含量有着明显的影响。
叶绿素是光合作用过程中的重要色素,影响着植物的光合能力。
研究表明,适度的干旱可以促进烤烟植株中叶绿素的合成,从而提高其光合能力。
如果干旱时间过长,植株将会出现叶绿素降解的现象,导致光合能力下降。
在干旱状态下,适时的复水可以恢复植株中的叶绿素含量,提高烤烟的光合能力。
不同复水时间对烤烟上部叶的叶片厚度有着不同的影响。
烤烟叶片的厚度影响着其水分蒸腾和养分吸收的能力。
研究发现,干旱条件下,烤烟叶片的厚度会显著增加,这是植株为了减少水分流失而采取的一种策略。
如果干旱时间过长,植株的水分亏缺将会导致叶片的薄化现象。
当灌水后,叶片内部的水分能够得到充分补充,叶片的厚度也会逐渐恢复正常。
不同复水时间对烤烟叶片的厚度有着明显的影响。
不同复水时间对烤烟上部叶的叶片叶色指数也有一定的影响。
叶色指数可以反映出叶片色泽的深浅,是评价植物生长和发育状态的一个重要指标。
研究发现,干旱状态下,烤烟叶片的叶色指数会呈现较浅的颜色,这是因为干旱条件下叶片光合色素的含量相对减少所致。
适时的复水可以恢复烤烟叶片中色素的合成,使叶色指数得到改善。
不同复水时间对烤烟上部叶的氮、磷、钾等养分含量也会有所影响。
干旱条件下,烤烟植株受到水分亏缺的限制,导致其根系对养分的吸收能力下降。
而适时的灌水可以提高土壤中养分的利用率,补充植株的养分需求。
不同复水时间对烤烟叶的养分含量有明显的影响。
干旱状态下不同复水时间会对烤烟上部叶的理化性状产生明显的影响。
通过适时的复水可以恢复叶绿素含量,提高光合能力;调节叶片的厚度,提升水分蒸腾和养分吸收能力;改善叶片的叶色指数,反映出植物生长状态的良好;补充养分需求,促进烤烟的生长和发育。
草莓叶绿素荧光参数日变化的研究
段仁燕;吴甘霖;黄振波
【期刊名称】《生物学杂志》
【年(卷),期】2009(026)005
【摘要】以草莓(Fragaria ananassa Duch)为材料,研究其叶片叶绿素荧光参数的日变化.在自然光下,草莓叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子效率(Yield)和光化学猝灭系数(qP)从6:00~18:00均先下降后上升,其中在下午14:00最低;而非光化学猝灭系数(qN)先上升后下降,其中在下午14:00最高.表明在中午强光下,草莓叶片遭受了强烈的光抑制,而热耗散是其主要的光保护机制.【总页数】3页(P69-70,73)
【作者】段仁燕;吴甘霖;黄振波
【作者单位】安庆师范学院生命科学系,安庆,246011;安庆师范学院生命科学系,安庆,246011;安庆师范学院生命科学系,安庆,246011
【正文语种】中文
【中图分类】Q945.11
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1.九寨沟沉水杉叶藻的叶绿素荧光参数日变化研究 [J], 高丽楠
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5.不同施氮处理下短梗五加与花楸叶绿素荧光参数日变化的比较研究 [J], 王碧莹;盛连喜;郭静;高英志;何春光
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干旱胁迫对草莓苗期生理生化指标的影响摘要:以草莓苗为试材,进行干旱胁迫处理,测定不同程度和不同胁迫时间下叶片的相对含水量、相对电导率、脯氨酸以及可溶性蛋白质含量的变化。
结果表明,干旱胁迫可引起草莓幼苗脯氨酸的积累,降低叶片相对含水量和可溶性蛋白质的含量,增大细胞质膜的相对透性;随着胁迫程度加大和胁迫时间的增加,各生理生化指标有明显变化。
关键词:干旱胁迫;草莓;苗期;生理生化指标土壤干旱胁迫及由此引起的体内水分亏缺对农作物造成的损失在所有非生物因素中占首位[1] 。
草莓系宿根性多年生草本植物,生长迅速,结果能力强,根系较浅,其生长发育更易受干旱胁迫的影响。
近年来,国内外的研究普遍认为,干旱胁迫不仅引起植物体内水分含量下降,还会导致膜脂过氧化,使细胞相对电导率增大和叶绿素含量降低而加速衰老过程[2,3] 。
杨好伟等对小麦的研究表明,随干旱胁迫的加重,冬小麦叶内蛋白质含量下降十分明显[4]。
罗音等对 5 种树在干旱条件下脯氨酸含量变化研究表明,在严重干旱条件下,植物体内脯氨酸会急剧增加,使其细胞能忍耐脱水变形,或作为呼吸基质和恢复生长的能源[5]。
植物生理学的广泛研究表明,在冻﹑寒﹑旱﹑盐﹑热﹑涝等环境条件下,生物膜的膜透性会遭到破坏,造成大量电解质(离子)向组织外渗漏[6]。
本试验通过对草莓幼苗进行不同的水分处理,研究土壤干旱胁迫对草莓苗期生理生化特性的影响,以期为草莓苗期的水分管理提供理论依据。
1 材料与方法1.1 材料及处理以丰香草莓两年生匍匐茎苗为试材。
春季,挖出草莓苗,分级整理,用自来水冲洗干净,栽入7.5×5×8cm的底部打孔的纸杯中,基质为河沙,栽后供水。
为满足草莓苗对营养的需求并保证每株苗获得相同数量的养分,实验期间每3~5天补给1次1/2 Hoagland 营养液,营养液中大量元素(化合物)含量为:Ca(NO3)2·4H2O 11.8g,KNO 3 15.15g,NH4H2PO4 2850mg,MgSO4·7H2O 6150mg;微量元素的含量为:3FeSO41390mg,3Na2·EDTA1860mg,H3BO3 286mg,3MnSO4·H2O32.28mg,ZnSO4·7H2O 22mg,CuSO4·5H2O 8mg,钼酸铵2mg。
生态学报2010,30(14):3941—3946A c t a E c o l o g i c a S i n i c a h t t p ://w w w .e c o l o g i c a .c n基金项目:安徽省教育厅自然科学基金资助项目(K J 2007B 169)收稿日期:2010-02-11; 修订日期:2010-04-29*通讯作者C o r r e s p o n d i n g a u t h o r .E -m a i l :w u g l @a q t c .e d u .c n干旱和复水对草莓叶片叶绿素荧光特性的影响吴甘霖,段仁燕,王志高,张中信,吴礼凤(安庆师范学院生命科学学院,安徽安庆 246011)摘要:采用日本丰香草莓(F r a g a r i a ×a n a n a s s aD u c h .c v .T o y o n o k a )品种进行实验,研究干旱和复水对其叶片叶绿素荧光特性的影响。
结果表明,随着干旱胁迫程度的加剧,草莓叶片的最大荧光(F m )、P S Ⅱ原初光能转化效率(F v /F m )、P S Ⅱ实际光化学效率(Y i e l d )、光化学猝灭系数(q P )都随干旱胁迫的加剧而下降。
干旱胁迫14d 后,不同处理组草莓叶片的叶绿素荧光参数存在着显著的差异(P<0.05)。
复水后,低度胁迫和中度胁迫处理组能较快地恢复到正常水平,但重度胁迫组与对照组存在着显著的差异(P <0.05)。
关键词:草莓;干旱;复水;叶绿素荧光E f f e c t s o f d r o u g h t s t r e s s a n d r e h y d r a t i o no nc h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c ec h a r a c t e r i s t i c s i nF r a g a r i a ×a n a n a s s a D u c hW UG a n l i n ,D U A NR e n y a n ,W A N GZ h i g a o ,Z H A N GZ h o n g x i n ,W UL i f e n gS c h o o l o f L i f e S c i e n c e ,A n q i n gT e a c h e r s C o l l e g e ,A n q i n g ,A n h u i 246011,C h i n aA b s t r a c t :W a t e r d e f i c i e n c y i s a l i m i t i n g f a c t o r f o r p l a n t g r o w t h a n d d e v e l o p m e n t b e c a u s e i t c a n s e v e r e l y a f f e c t a w i d e r a n g e o f p h y s i o l o g i c a l p r o c e s s e s s u c h a s p h o t o s y n t h e s i s i n p l a n t s .C h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c e a s s a y s p r o v i d e a r a p i d a n d n o n i n v a s i v e m e a n s t o s t u d y t h e b e h a v i o r o f p l a n t p h o t o s y n t h e t i c s y s t e m s u n d e r d r o u g h t s t r e s s .T h i s s t u d y w a s c o n d u c t e d t o c h a r a c t e r i z e t h e d r o u g h t s t r e s si n d u c e dc h a n g e s i nc h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c ep a r a m e t e r s i ns t r a w b e r r y ,F r a g a r i aa n a n a s s aD u c h .c v .T o y o n o k a .P l a n t s w e r e t r e a t e dw i t h f o u r d i f f e r e n t s o i l w a t e r l e v e l s ,75%(C K ),55%(T 1),35%(T 2),a n d 15%(T 3)(r a t i o o f r e l a t i v e w a t e r c o n t e n t t o m a x i m u mm o i s t u r e c a p a c i t y i n f i e l d ).A f t e r 14d a y s o f d r o u g h t s t r e s s ,p l a n t s w e r e s l o w l y r e h y d r a t e dC h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r s w e r e m e a s u r e d .T h er e s u l t s s h o w e dt h a t t h e m a x i m a l f l u o r e s c e n c e (F m ),l i g h t e n e r g yt r a n s f o r m a t i o ne f f i c i e n c yo fP S I I(F v /F m ),a c t u a l p h o t o c h e m i c a l e f f i c i e n c yo fP S I Id u r i n gi l l u m i n a t i o n (Y i e l d ),p h o t o c h e m i c a l q u e n c h i n g c o e f f i c i e n t (q P )d e c l i n e d f l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r s w i t h d e c r e a s i n g s o i l w a t e r c o n t e n t .A s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i nt h e c h l o r o p h y l l w a s f o u n da m o n g d i f f e r e n t t r e a t m e n t s (P<0.05).D a m a g e s i nt h e p l a n t s t r e a t e d w i t h l o wo r m o d e r a t e d r o u g h t s t r e s s c o u l d r a p i d l y r e c o v e r a f t e r r e h y d r a t i o n .H o w e v e r ,d a m a g e r e c o v e r y i n t h e p l a n t s u n d e r t h e s e v e r e d r o u g h t s t r e s s a n d c o n t r o l d i f f e r e d s i g n i f i c a n t l y (P <0.05)a f t e r r e h y d r a t i o n .K e yWo r d s :F r a g a r i a ×a n a n a s s a ;d r o u g h t s t r e s s ;r e h y d r a t i o n ;c h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c e p a r a m e t e r s植物叶绿素荧光分析技术是近年发展起来的用于光合作用机理研究和光合生理状况检测的一种新技术。
与一些“表现性”的气体交换指标相比,叶绿素荧光参数更具有反映“内在性”的特点,因而被视为研究植物光合作用与环境关系的内在探针[1-2]。
目前,对植物体内叶绿素荧光动力学的研究已形成热点,并在强光、高温、低温、干旱等逆境生理研究中得到广泛应用[3]。
植物的光合作用与其生存环境密切相关,水分胁迫是抑制植物光合作用最主要的环境因子之一[4]。
在干旱胁迫下,大多植物,如小麦(T r i t i c u m a e s t i v u m )、茶树3942 生 态 学 报 30卷 (C a m e l l i a s i n e n s i s)、三裂叶蟛蜞菊(W e d e l i a t r i l o b a t)、辣椒(C a p s i c u ma n n u u m)等植物会出现光合速率下降的现象,甚至会破坏叶绿体光合机构[5-9]。
`丰香'草莓(F r a g a r i a×a n a n a s s a D u c h.c v.T o y o n o k a)是国内外广泛栽培的重要经济植物,易受干旱胁迫。
`丰香'为我国草莓栽培中面积最大的品种[10-11],关于干旱胁迫下草莓叶绿素荧光参数的研究较少,主要集中在其他品种上[12],对于干旱胁迫和复水条件下,该品种草莓叶绿素荧光特性的变化缺乏研究。
本研究利用调制式叶绿素荧光仪研究了干旱和复水对该品种草莓叶片叶绿素荧光特性的影响,旨在探讨干旱胁迫对`丰香'草莓的影响程度,为其生产和管理提供实验依据。
1 材料和方法试验采用盆栽土培法,于2008年4月中旬选择长势、大小比较一致的草莓苗移栽到塑料盆中,每盆1株,盆高20c m,口径为25c m,培养土为安庆泉丽生态农业发展有限公司草莓种植基地耕层土壤,最大持水量40%。
每盆土约1.5k g,正常供水管理,2008年5月下旬进行试验。