CO、温度升高对柿幼树光合作用及水分利用效率影响的研究

摘要

本试验于2007～2008年在山东农业大学园艺实验站和设施果树研究室进行，以2年生柿树(Diospyros. Kaki)嫁接苗花御所(Huayusuo)、海库曼(Haikuman)、伊豆(Yidou)、次郎(Cilang)为试材，通过人工模拟CO2浓度、温度和土壤水分变化，系统的研究了CO2浓度升高对柿树光合作用、水分利用效率的影响及其响应机制，探讨了CO2浓度、温度升高对柿树叶片解剖结构及光、CO2响应参数值和光合相关因子的影响；并研究了在水分、CO2浓度、温度胁迫下柿树光合特性、渗透调节能力和保护性酶活性的变化。主要研究结果如下： 1.气候室试验表明，随着CO2浓度升高，花御所、海库曼、伊豆叶片的净光合速率升高，而次郎的净光合速率下降，表现为“光合驯化”现象。不同的柿树品种光合最适温度不同，花御所、海库曼、次郎的光合最适温度较高，伊豆次之。在温度升高下，CO2浓度增加促进了柿树的净光合速率，表现为温度升高和CO2浓度倍增的协同作用。两者的协同作用只有对于有较高光合最适温度和未表现出光合驯化的品种才表现出来。 2.气候室试验表明，随着CO2浓度升高，花御所、海库曼、伊豆叶片的光补偿点(LCP)、CO2补偿点(CCP)降低，羧化速率(CE)、光合量子效率(AQY)升高，PSII最大量子效率(Fv/Fm)、实际量子效率(ФPSII)、电子传递速率(ETR)升高，提高了植株对弱光、CO2的利用效率；次郎除外。此外，CO2浓度升高还提高了多数柿树品种的呼吸速率。 3.气候室试验表明，CO2浓度升高能提高花御所、海库曼、伊豆叶片的Chla、Chlb、Car和Chl(a+b)含量，而且更有利于Chlb和Car的形成。 4.气候室试验表明，CO2浓度升高可促进柿树叶片上下表皮细胞的厚度的增加，叶绿体体积增大，叶绿体数目、基粒数和片层数增多(如花御所)。在植物适宜生长的温度范围内(如海库曼)，温度升高有利于叶片形态结构的建成，使叶片中的叶绿体数目增多，叶绿体长度、下表皮细胞宽度增加。 5.开顶式温室试验表明，在水分胁迫下，CO2浓度升高促进了柿树的净光合速率(Pn)，提高了植株的水分利用效率(WUE)。在高浓度CO2和土壤水分胁迫下，温度升高促进了光合酶的活性，使处于适宜水分条件下的植株表现出较强的光合能力，Pn和WUE较高，而在低水分条件下温度升高削弱了CO2浓度升高对光合作用的促进作用，使Pn降低。 6.开顶式温室试验表明，在温度升高、土壤水分胁迫下，CO2浓度升高可通过影响植物的渗透调节能力，提高保护性酶的活性，从而降低植株受害的程度，增强植物对逆境的适应能力。不同的柿树品种间叶片的渗透调节物质积累量，保护性酶活性在CO2浓度、温度升高和水分胁迫下是有差异的，表现为：海库曼>花御所。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

1引言

1.1植物光合作用对大气CO2浓度升高的响应与适应

1.1.1植物光合速率对CO2浓度升高的响应与适应

1.1.2植物光合色素对高CO2浓度的响应与适应

1.1.3气孔导度对高CO2浓度的响应与适应

1.1.4水分利用效率对高CO2浓度的响应与适应

1.1.5呼吸作用对高CO2浓度的响应与适应

1.1.6解剖结构对高CO2浓度的响应与适应

1.1.7荧光参数对大气CO2浓度升高的响应

1.2植物对温度升高的响应与适应

1.2.1植物光合速率对温度升高的响应与适应

1.2.2植物光合色素对温度升高的响应与适应

1.2.3植物气孔导度对温度升高的响应与适应

1.2.4植物水分利用率对温度升高的响应与适应

1.2.5高温环境下植物荧光参数的响应与适应

1.2.6解剖结构对高度的响应与适应

1.3 CO2和温度增加的相互作用对植物的影响

1.3.1CO2和温度增加的相互作用对光合作用的影响

1.3.2 CO2和温度增加的相互作用对呼吸作用的影响

1.4 CO2浓度升高和干旱胁迫相互作用对植物的影响

1.5 CO2浓度和温度升高及干旱协同作用对植物的影响

1.6本研究的目的意义

2.材料与方法

2.1材料

2.2方法

2.2.1气候室试验

2.2.2开顶式气室试验

2.3数据处理

3结果与分析

3.1柿树对CO2浓度和温度升高的响应机制

3.1.1不同温度及倍增CO2浓度对柿树叶片净光合速率的影响

3.1.2温度升高对倍增CO2浓度下柿树最大羧化速率的影响

3.1.3增温对倍增CO2浓度条件下柿树叶片最大电子速率和其它参数的影响

3.1.4生长温度增高和倍增CO2浓度下的柿树叶片特性

3.2温度、CO2浓度升高对不同水分条件下柿树光合作用和水分利用效率机制的影响

3.2.1不同处理柿幼树净光合速率和蒸腾速率的比较

3.2.2不同处理柿幼树气孔导度和水分利用效率的比较

3.2.3不同处理对柿幼树叶绿素含量的影响

3.2.4不同处理对柿幼树荧光参数的影响

3.2.5不同处理对柿幼树渗透调节物质的影响

3.2.6不同处理对柿树叶片SOD、CAT酶活性的影响

4讨论

4.1 CO2浓度和温度升高对柿树光合特性的影响

4.1.1 CO2浓度和温度升高对柿树净光合速率的影响

4.1.2 CO2浓度和温度升高对柿树呼吸速率的影响

4.1.3 CO2浓度和温度升高对柿树光、CO2响应参数值的影响

4.1.4 CO2浓度和温度升高对柿树光合色素含量和荧光参数的影响

4.1.5 CO2浓度和温度升高对柿树叶片解剖结构的影响

4.2温度、CO2浓度升高对柿树光合作用、水分利用效率的影响

4.2.1温度、CO2浓度升高对水分胁迫下柿树叶片净光合速率和气孔导度的影响

4.2.2温度、CO2浓度升高对水分胁迫下柿树叶片蒸腾速率和水分利用效率的影响

4.2.3温度、CO2浓度升高对水分胁迫下柿树叶片色素含量和荧光参数的影响

4.2.4温度、CO2浓度升高对水分胁迫下柿树叶片保护性酶活性、质膜透性和渗透调节物质的影响

5结论

图版说明

参考文献

致谢

硕士在读期间发表的论文