不同土壤水分状况对杨树、沙棘水分关系及生长的影响

在盆栽条件下对杨树、沙棘进行了 3种土壤水分处理 ,研究结果表明 :沙棘的叶含水率在同一土壤水分下比杨树高 ,而水势低 ,说明沙棘叶的抗旱保水能力强于杨树 ;沙棘单叶的光合速率能够长时间维持在较高的水平 ,蒸腾速率却并非如此。杨树无论在生长初期 ,还是生长中期其单叶 WUE均高于沙棘。以新生枝生物量 /耗水总量计算的整体 WUE在 3种土壤水分条件下 ,杨树的 WUE分别是沙棘的 2 .4倍、2 .3倍、2倍 ,其差异达极显著水平 ,但在 3种土壤水分条件下 2个树种都以中度亏缺下的水分利用率最高。整个生长季节处在严重干旱下的杨树和沙棘的生长均受到显著影响 ,沙棘生长受干旱影响程度小于杨树 ,从整个生长趋势上看杨树适宜于良好水分下的生长 。

沙漠-绿洲过渡带四种多年生植物水分关系特征

沙漠 -绿洲过渡带地区植被的可持续性在防止绿洲沙漠化的过程中非常重要。对过渡带主要植物种骆驼刺 (Alhagisparsifolia Shap)、多枝柽柳 (Tamarix ramosissima L ebed.)、胡杨 (Populus euphratica Oliv.)和头状沙拐枣 (Calligonum caput-medusae Schrenk.)水分关系的研究表明 :4种植物的水分恢复状况良好 ,清晨水势一直较高 ,水分亏缺并不严重。渗透势和正午水势的降低幅度不大 ,变化比较平稳 ,更像是一种生长过程中的结果 ,植物的水分胁迫状况并不明显。 4种植物的水势和渗透势都高于典型的荒漠植物 ,属于中生植物的范围。水分参数的变化显示在同样的环境节律下 ,四种植物在水分生理的变化特征上有一致性。一直很高的 RWCp 值表明植物不能适应剧烈的水分损失和较低的水分含量 ,植物需要稳定充足的水分供应来适应塔克拉玛干极端气候条件下的生长环境。植物对环境胁迫也有各自不同的生理适应特点 ,胡杨的ΔΠ值大 ,能忍受较多的水分损失维持气孔的开放 ;骆驼刺的Ψp 值最高 ,水分亏缺的平衡与恢复效果明显 ;C4 植物头状沙拐枣能维持较高的水势和渗透势 ,而盐土植物多枝柽柳能忍受水势的很大降低。夏季一次性灌溉对骆驼刺、多枝柽柳和胡杨水分状况的改善基本没有影响 ,对头状沙拐枣有一定的帮助。植物?

濒危种四合木与其近缘种霸王水分关系参数和光合特性的比较

运用压力室-容积技术(P-V技术)对西鄂尔多斯地区特有的濒危植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)和生长于同一生境的近缘种霸王(Zygophyllum xanthoxylon(Bunge)Maxim.)的7个水分关系参数饱和含水量时最大渗透势(Ψssat)、初始质壁分离时的渗透势(Ψtslp)、初始质壁分离时渗透水相对含量(ROWCtlp)、初始质壁分离时的相对含水量(RWCtlp)、质外体水的相对含量(AWC)、束缚水与自由水的比值(Va/V0),以及细胞最大弹性模量(εmax)进行了测定,同时利用Li-6400光合作用测定系统测定了二者叶片气体交换参数的日变化,从生理生态学角度探讨了二者生存力、适应力的差异。结果表明:1)四合木的εmax、ROWCtlp值和RWCtlp值均显著低于霸王,而Ψssat值Ψtslp值、AWC和Va/V0高于霸王。二者保持膨压的能力和方式不同,四合木表现为较小的细胞体积和较强的持水能力,主要以高的组织弹性来保持膨压,而霸王主要以增加细胞质浓度的渗透调节来维持膨压,弹性调节较弱。且四合木保持最大膨压的能力和维持最低膨压的极限渗透势低于霸王,耐旱性弱于霸王。2)自然条件下,四合木和霸王叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日进程均呈"双峰"曲线,主峰出现在11:00时,次峰出现在15:00时左右,光合作用的午间降低是由气孔导度(Gs)降低造成的。二者相比,四合木光合速率和水分利用效率(WUE)低于霸王,光合能力和对干旱环境适应能力弱于霸王。研究表明四合木在生理生态学方面的生存力、适应力弱于霸王。

黄土高原不同立地条件下沙棘的生产力与水分关系研究

对黄土高原丘陵沟壑区不同立地条件下的沙棘生产力与水分关系作了初步研究 .结果表明 ,5种立地条件下的沙棘蒸腾变化趋势不尽相同 .半阴坡清晨蒸腾较强烈 ,其它几种立地蒸腾较弱 .随着太阳辐射角度的变化和不同立地土壤含水量的差异 ,阴坡、阳坡上午蒸腾呈下降趋势 ,峁顶变化较平稳 .至中午12 :0 0半阴坡蒸腾达最大值 .从午后蒸腾趋势可看出 ,除阴坡外 ,其余各立地蒸腾均不同程度地下降 ,尤其半阴坡下降幅度最大 .阳坡蒸腾速率始终处在较低的水平 .沙棘蒸腾大小顺序为半阴坡 >阴坡 >半阳坡 >峁顶 >阳坡 .黄土高原半干旱地区沙棘蒸腾与光照强度没有直接的相关性 ,与相对湿度相关性显著 .不同立地条件导致了沙棘生物量的差异 ,阴坡生物量要显著高于半阴坡。

8种城市绿化攀缘植物的光合作用和水分关系特性

研究了华南地区有较好开发利用前景的8种城市绿化攀缘植物禾雀花(Mucuna birdwoodianauna)、炮仗花(Pyrostegia venusta)、鸡蛋果(Passiflora edulis)、使君子(Quisqualis indica)、蒜香藤(Pseudocalymma alliaceum)、小花青藤(Illigera paviflora)、龙吐珠(Clerodendron thomsonae)和砾叶粉藤(Cissus rhombifolia)盆栽植株叶片的光合速率-光强响应曲线,叶片部分形态特征和水分关系参数。结果表明,8种植物的Pmax(最大光合速率)、LSP(光合作用光饱和光强)、LCP(光合作用光补偿点)均较低,但在光合有效辐射(PAR)强度达1700μmolm-2s-1下未出现光抑制现象,显示其光合机构具有应对低光及高光强的可塑性。光强的提高会改变ILUE(瞬时光能利用效率)、Gs(气孔导度)、Tr(蒸腾速率)和Ci(细胞间隙CO2浓度)值,高光强下(PAR>500μmolm-2s-1)的Pn(净光合速率)与Gs呈正相关。低Gs和Ci是强光下限制Pn的主要因子。LT(叶片厚度)与水分关系参数(RWC相对含水量,IWUE瞬时水分利用效率,AWLR平均失水速率和RR复水率)之间没有明显的相关性。不同植物的Pmax,ILUE,LA,LT,IWUE和光合色素(Chl叶绿素,Car类胡萝卜素)含量等皆有显著的差别。禾雀花、炮仗花和鸡蛋果的光合作用和水分关系特性优于其余种类,而蒜香藤和小花青藤的这些参数的水平最低。

绿洲前沿地区多枝柽柳水分关系的特征及灌溉的影响

对塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲前沿地区多枝柽柳 (Tamarixramosissima)进行了研究 ,生长季节和灌溉前后水分关系的特征表明 :多枝柽柳在生长季节保持了较高较稳定的清晨水势 ,植物能够平衡白天水分损失造成的水分亏缺 ,水分恢复状况良好。环境气候变化对渗透势等水分参数的影响不及植物水分恢复状况对它们的影响。除了个别数据 ,多枝柽柳水势和渗透势的降低幅度很小 ,更像是生长过程的结果 ,植物水分胁迫的特征并不明显。对比水分生理上对干旱胁迫的适应———渗透势的迅速降低和质外体水含量的增加 ,膨压消失点相对含水量(RWCp)和渗透势差值 (ΔΠ)等参数显示的生理特征表明 ,植物更加依靠稳定充足的水分供应来适应生长环境中极端的高水压差和与此相应的高大气蒸发要求。与此适应 ,植物和地下水发生了联系 ,并且一次性灌溉对植物水分状况的恢复基本没有帮助 ,保持地下水位稳定在根系的可吸收范围内成为保护绿洲前沿多枝柽柳长期存在的关键。多枝柽柳的水分特征属于中生植物的范畴 ,对极端环境的适应属于躲避的类型。

氮磷营养对小麦水分关系的影响

比较研究了氮磷营养对春小麦水分关系影响的差异。结果表明 ,土壤干旱情况下 ,氮磷营养虽然皆增强了春小麦的渗透调节能力 ,但由于氮磷营养对作物地上地下部生长的不同进促作用而对作物的水分状况产生了完全相反的影响。氮营养增强了作物对干旱的敏感性 ,使其水势和相对含水量大幅度下降 ,蒸腾失水减少 ,自由水含量增加而束缚水含量减少 ,并使膜稳定性降低 ;而磷营养则明显改善了植株的水分状况 ,增大了气孔导度 ,降低了其对干旱的敏感性 ,增加了束缚水含量 。

太行山南麓核桃-菘蓝/决明复合系统种间水分关系

[目的]旨在通过研究不同果药复合模式的种间水分竞争/互惠关系,为太行山南麓低丘山区高效果农复合模式筛选提供理论依据。[方法]采用稳定碳同位素方法,结合热扩散探针等技术,研究核桃-菘蓝/决明复合系统的水分利用效率(WUE)、耗水量和土壤含水量等,以期量化其种间水分关系。[结果]复合系统的土壤含水量比单作核桃和单作作物地块的均有较大提高,单作核桃的土壤含水量也高于单作作物。菘蓝的WUE均随着其生长逐渐减小,而决明的WUE则是2012年随生长增大、2013年减少。单作核桃、单作菘蓝/决明的耗水量均高于间作核桃、间作菘蓝/决明,其中,在2012年和2013年,单作核桃的耗水量分别是间作核桃的1.11、1.07倍,单作菘蓝的耗水量分别是间作菘蓝的1.83、1.96倍,单作决明的耗水量分别是间作决明的2.26、2.60倍。在复合系统中,核桃的耗水量在2012年与药材相当,2013年则高于药材。核桃树行中间处菘蓝和决明的总耗水量均显著高于其他位置(除了2013年菘蓝及决明开花期分别略低于其他位置处)。在2012年,间作系统的总收入分别是单作核桃和单作药材的1.47、1.24倍,在2013年为1.24、1.49倍。[结论]核桃药材复合系统提高了土壤含水量,降低了总耗水量;复合系统的产量土地当量比达到1.9左右,比单作系统明显提高。虽然复合系统的核桃产量比单作核桃有所减少,但加上药材收入后,总收入为单作系统的1.2倍以上,增加了经济收益。因此,核桃-菘蓝/决明复合系统适合在该区推广。

压力探针技术原理及其在植物水分关系研究中的应用

现代压力探针主要分为高等植物细胞压力探针、根压力探针、木质部压力探针和取样压力探针4个变种,并形成了相关的理论体系,广泛应用于植物生理学及其相关领域的研究中。现代压力探针技术不仅可用于高等植物细胞和组织水平水分关系、水和溶质的相互作用关系的研究,还可进行根木质部负压的测定及高等植物活体单细胞内含物的取样研究等。未来更可借助取样压力探针与微量分析技术的结合,将高等植物单细胞内的水分关系和代谢过程定量联系起来;或可试图拓宽木质部压力探针测定的压力范围,进一步研究和验证内聚力-张力学说的理论和机制。

干旱条件下不同施钾水平对烟草水分关系的影响

研究干旱胁迫及不同钾水平下烟草植株不同器官及叶肉细胞不同部位中钾的分布 ,探讨干旱条件下钾水平对烟草水分关系的影响及干旱下水分变化对钾的分布影响。结果表明 :在土壤干旱条件下钾在叶脉和叶肉间 ,叶肉细胞内液泡、线粒体、叶绿体之间有明显的再分配过程 ;不同施钾水平在烟草植株内钾含量的差异导致了含水量的差异 ;土壤干旱条件下施钾量增加能够明显提高烟叶含钾量 ,而使含水量维持较高水平 ;施钾可以提高叶片保水力 ,增强气孔的调节能力 。

不同干旱胁迫方式对小麦水分关系和光合作用的影响

离体气干使小麦叶片很快遭受水分胁迫,叶片不产生渗透调节作用,水势和膨压降低较快,从而使叶片净光合率(Pn)、气孔导度(Gs)和叶肉CO_2导度(G’m)迅速降低;土壤干旱下,叶片水势降低较缓慢,并产生不同程度的渗透调节作用,使膨压得到部分维持,Pn、Gs和Gm’降低幅度减小.两种方式干旱胁迫下,陕合六号叶片持水力和渗透调节大于郑引一号,Pn、Gs和G’m都明显高于郑引一号.因此,陕合六号小麦有较强的耐旱性.

压力探针技术在植物水分关系研究中的运用

压力探针(pressure probe)技术最初设计时用于测定巨型藻类细胞的膨压,后来转到对高等植物细胞的膨压及其他水分关系参数的测定,现在已发展成为植物生理学和生态学研究中的一种多用途技术。它可以在细胞原位测定水分及溶质跨膜运输及分布情况。能够在不离体的植物中测定水通道的活性。新近发展的木质部压力探针是惟一可以直接测定导管或管胞中负压的技术。文章介绍该技术基本原理及其在植物水分生理学研究中的应用。

脱落酸与水分胁迫下棉花幼苗水分关系及保护酶活性的影响

以晋棉21和抗虫棉99B为材料,研究了脱落酸处理的棉花幼苗,在聚乙二醇(PEG)6000不同渗透胁迫(0.5MPa,0.8MPa,1.1MPa)下,叶片相对含水量、渗透势、质膜透性以及超氧歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)变化。结果表明,脱落酸能减缓水分胁迫时期棉花叶片含水量的降低,提高叶片渗透势;两个品种的SOD、POD、CAT的活性都比未处理的高;且品种之间表现出明显的差异,晋棉21比抗虫棉99B膜脂过氧化程度低,减少了膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)在叶片中的积累。表明脱落酸能增加棉花体内保护酶活性,降低膜脂过氧化作用,保护膜结构的完整性,减少水分胁迫的伤害,且晋棉21比抗虫棉抗水分胁迫能力强;同时表明抗虫棉与抗旱性没有相同的生理基础。

内源脱落酸和赤霉素对番茄发育果实和种子水分关系的影响

利用热偶湿度计（ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｐｓｙｃｈｒｏｍｅｔｅｒ）研究了野生型、ＧＡ－缺陷型和ＡＢＡ－缺陷型番茄发育过程中果实种子的水分关系，发现除ＡＢＡ－缺陷型种子胶囊和果肉水势变化特殊外，３种类型果实水分状况变化基本一致；在整个发育时期内．前期种子胶囊和果肉水分流向种子，中期种子水分流向种子胶囊和果肉，后期种子和果实间的水势达到平衡。鉴于种胚脱水是一种主动过程，种胚水势一直低于整个种子、种子胶囊和果肉。内源赤霉素可明显增加果实和种子的重量，但对增加种胚溶质的作用不大。由于内源脱落酸可以促使果实成熟和衰老，促进果实细胞解体，大大降低种子胶囊和果肉水势，因而抑制成熟种子在果实内萌发。

条锈菌侵染过程中小麦叶片水分关系的变化

以条绣菌 2 9号小种 (CY 2 9)及其弱毒突变菌系(CY2 9 mut3 )分期接种小麦幼苗一叶 ,同期对条锈菌侵染过程中亲和性反应与不亲和性反应寄主 病原组合接种叶片水分关系的变化进行测定。结果表明 ,两种组合间存在显著的差异。亲和性反应寄主病叶的主要变化如下 :(1)潜育期气孔开放受到明显抑制 ,压力势 (ΨP)轻微升高 ;(2 )显症至产孢前病叶叶片扩散阻力 (LDR)、相对含水量 (RWC)和ΨP 轻微下降 ,蒸腾速率 (Tp)逐步上升 ;(3)产孢后LDR大幅下降 ,Tp 急剧升高 ,RWC、水势 (ΨW)、ΨP和渗透势 (Ψπ)均大幅降低。不亲和反应寄主接种叶片的气孔开放在潜育期同样受到了抑制 ,在显症期接种叶Tp 轻微升高 ,LDR和ΨP 轻微下降 ,在侵染过程的后期 ,不亲和反应寄主接种叶气孔开放恢复到健叶水平 ,并保持了较低的Ψπ和较高的ΨP。显然 ,亲和性反应寄主病叶已失去了维持自身水分平衡的能力 ,而不亲和性反应寄主接种叶的水分平衡在侵染初期虽受到了轻微的干扰 。

沙生植物水分特征曲线及水分关系的初步研究

应用植物水分特征曲线（ＰＶ曲线）研究了油蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａｏｒｄｏｓｉｃａ）和柠条（ｃａｒａｇａｎａｋｏｒｓｈｉｍｓｋｉｉ）的各种水分状况参数及其相互关系。结果表明：油蒿和柠条在干旱环境中具有相似的水分生理特点，水势降低、束缚水与自由水比值增大、组织体积弹性模量减小。在充分吸胀植物组织逐渐失水初期，水势的迅速降低主要是由于压力的降低引起的；当组织失去膨压（压力势△ψ，＝０）后，渗透势成为水势的主要部分。植物失水临界状态的水分状况不是固定不变的，临界水势和水分饱和亏缺随干旱条件发生变化是植物响应沙地水分亏缺的特征之一。在对干旱环境的适应途径方面，油蒿具有高水势、高蒸腾的耐旱特征，细胞壁坚硬、弹度小，通过维持较高膨压保持水分；柠条具有低水势、低蒸腾的耐旱特征，细胞壁较柔软、弹性大，具较强耐脱水能力。

毛乌素沙地油松的水分关系参数随不同土壤基质的变化

毛乌素沙地作为一个生态过渡带对环境波动及人为干扰十分敏感 ,植树造林对于防治沙漠化具有重要意义。为了有效地防风固沙 ,近些年在这里成功地营建了油松林带。但是 ,由于缺水 ,油松的生长经常受到严重制约。而且 ,这种制约由于土壤基质的差异性而得到加剧 ,因为土壤基质的差异会导致水分可利用性的不同。因此 ,很有必要研究生长于不同基质条件下的油松的生理特征。本文选取生长在典型沙丘及梁地 (白垩纪及侏罗纪砂岩 )上的油松 ,研究了其蒸腾作用 ,叶水势及抗旱性特征。主要结果为 :1 )在春季少雨季节 ,梁地油松比沙丘油松经历着更严重的干旱 ,因此 ,在春季的林带管理中应特别注意梁地油松的树情 ,并根据植物水分状况适当灌水。 2 )由于沙丘土壤的保水性差 ,即使在夏秋雨季也不能有效保持水分 ,因此 ,沙丘油松林带应注意密度控制。 3)本研究所测得的油松叶子的初始质壁分离点的渗透势可作为油松在不同土壤条件和不同季节受干旱胁迫伤害的参考临界值 ,也可以指示油松对灌水的需求。

九种沙生灌木水分关系参数的实验测定及生态意义

以压力容积（ＰＶ）技术测定了毛乌素沙地９种灌木的水分关系参数。结果表明，沙生及荒漠灌木水分关系参数有较大的变异性，并且有些参数对不同灌木的生态适应性具有一定的指示意义。两种荒漠灌木四合木（ＴｅｔｒａｅｎａｍｏｎｇｏｌｉｃａＭａｘｉｍ．）及霸王（Ｚｙｇｏｐｈｙｌｕｍｘａｎｔｈｏｘｙｌｏｎ（Ｂｇｅ．）Ｍａｘｉｍ．）具有很强的干旱适应性，其它的多数沙生灌木则表现出多样的适应性。沙柳（ＳａｌｉｘｐｓａｍｍｏｐｈｉｌａＣ．ＷａｎｇｅｔＣｈ．Ｙ．Ｙａｎｇ）、油蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａｏｒｄｏｓｉｃａＫｒａｓｃｈ．）、中间锦鸡儿（ＣａｒａｇａｎａｉｎｔｅｒｍｅｄｉａＫｕａｎｇｅｔＨ．Ｃ．Ｆｕ）及沙冬青（Ａｍｍｏｐｉｐｔａｎｔｈｕｓｍｏｎｇｏｌｉｃｕｓ（Ｍａｘｉｍ）ＣｈｅｎｇＦ．）在一些重要的参数上比较接近，它们的ψπ，ｐ处在－１．４～－２．４ＭＰａ之间，Ｖｐ／Ｖｏ处于６２％～７６％之间，然而其它３种沙生灌木沙地柏（ＳａｂｉｎａｖｕｌｇａｒｉｓＡｎｔ．）、蒙古岩黄芪（ＨｅｄｙｓａｒｕｍｍｏｎｇｏｌｉｃｕｍＴｕｒｃｚ．）及籽蒿（ＡｒｔｅｍｉｓｉａｓｐｈａｅｒｏｃｅｐｈａｌａＫｒａｓｃｈ．）在干旱适应性方面则表现出相当的特殊?

干旱条件下四种植物幼苗叶片细胞水分关系的比较

运用PV技术研究了土壤干旱胁迫下四种盆栽植物幼苗 (辽东栎Quercusliaotungensis、大叶白蜡Fraxi nusrhynchophylla、柔毛绣线菊Spiraeapubescens和二色胡枝子Lepsedezabicolor)叶片的细胞水分关系 ,以期认识叶片细胞水分在叶龄及生长型上的差异 .结果发现 :幼叶的渗透调节大于成熟叶和老叶 ;干旱增加了叶片细胞束缚水含量 (θ)和细胞壁弹性模量系数 (ε) ,降低了叶片水分饱和状态下的渗透势 (Ψsat)、质壁分离渗透势 (Ψπtlp)、质壁分离时细胞水分相对含量 (RWCtlp) ,以及水分饱和状态下的重量与干重的比率 (TW∶DW ) .干旱引起两种乔木幼苗叶片的细胞水分参数显著变化 ,而对两种灌木影响不显著 ,说明前者的抗旱性较强 .

用于田间作物—水分关系研究的ThuSPAC模型

田间作物水分关系是土壤植物大气连续体 (SoilPlantAtmosphereContinuum ,简称SPAC)理论的重要研究内容。本研究介绍的ThuSPAC(TsinghuaUniversitySPAC)模型 ,包含土壤水热运移 (Soil)模型、冠层 (Canopy)模型、土壤 -植物 -大气连续体 (SPAC)模型、冬小麦生长模拟 (Wheat)模型、冬小麦生长与SPAC水热运移耦合的WheatSPAC模型 5个独立的模型。利用ThuSPAC模型 ,可以根据土壤条件、冬小麦品种参数、气象条件及灌溉条件等 ,动态模拟土壤、冠层中水分温度的分布规律、冬小麦生长过程及最终产量。模型的开发语言为VisualBasic ,界面友好 ,在相关领域的研究中具有广泛的应用前景。