由于长期在干旱环境下生存，荒漠草原植物形成了一系列抵御干旱逆境的生理生态机制。目前，荒漠草原植物的抗旱生理生态机制研究还缺乏系统性研究，多侧重于对某一生理特性或某些物种的研究。......
2023-11-04
荒漠草原植物对干旱扰动的叶绿素荧光敏感性
【摘要】：叶绿素荧光动力学技术被称为测定叶片光合功能快速、无损伤的探针，其荧光参数变化可以反映光合作用和热耗散的情况。众多研究表明，因物种、胁迫程度的不同，叶绿素荧光参数对干旱胁迫的敏感性不同，在暗反应时，Fs 或Fs/Fo、Yield 参数对中度水分胁迫特别敏感，而Fv/Fm 参数在胁迫环境下会明显下降。本研究中，叶绿素荧光参数值在各处理间及各植物间均存在着明显差异。
叶绿素荧光动力学技术被称为测定叶片光合功能快速、无损伤的探针，其荧光参数变化可以反映光合作用和热耗散的情况。众多研究表明，因物种、胁迫程度的不同，叶绿素荧光参数对干旱胁迫的敏感性不同，在暗反应时，Fs 或Fs/Fo、Yield 参数对中度水分胁迫特别敏感（Flexas，1999，2000），而Fv/Fm 参数在胁迫环境下会明显下降。但Bukhov 和 Carpentier（2004）则认为Fv/Fm 对水分胁迫不敏感，Signarbieux 和Feller（2011）也认为欧洲中部草原植物的Fv/Fm 在干旱条件下只显示出微小差异。Fv/Fo 表示PS Ⅱ的潜在活性，逆境下该参数会明显下降。张守仁（1999）认为，光适应时实际量子产量（Yield）反映PS II 反应中心在部分关闭情况下实际光能捕获的效率，会随着干旱胁迫程度的加剧而下降，光化学淬灭参数（qP）在一定程度上反映了PS Ⅱ反应中心的开放程度，非光化学淬灭参数NPQ 对光合机构起一定的保护作用，是一种自我保护机制，在干旱胁迫条件下二者的变化趋势相反，qP 会降低，表示从PS Ⅱ氧化侧向PS Ⅱ反应中心的电子流动受到抑制，而NPQ 则会增加，反映了热耗散增加，保护机制运行（肖春旺等，2001；何炎红等，2005；Tietz et al.，2017）。
本研究中，叶绿素荧光参数值在各处理间及各植物间均存在着明显差异。与对照处理比较分析发现，Fs 和Fs/Fo 对加剧的干旱胁迫反应最敏感，4 种植物的Fs 和Fs/Fo 值均会显著降低。Fv/Fm 和Fv/Fo 随着干旱胁迫程度加强也会下降，其中甘草、短花针茅和蒙古冰草的Fv/Fm 和Fv/F o 在处理间差异较小，说明这3 种植物的Fv/Fm 对干旱胁迫不敏感，而牛枝子的Fv/Fm 和Fv/Fo 在严重胁迫条件下会显著下降。表明干旱胁迫对4 种植物的PS II 均产生了一定的影响，对PS II 造成了不同程度的损伤，其中干旱胁迫对甘草、短花针茅和蒙古冰草的光反应中心虽有抑制，但并未造成较大的损伤，而牛枝子受到的损伤更重。Yield 值在各处理间及各植物间均存在明显差异。随着干旱胁迫强度的增强，在T4与CK 处理间的差异明显增加。其中甘草和蒙古冰草的Yield 值降幅较大，而牛枝子和短花针茅变化幅度较小，说明甘草和蒙古冰草的Yield 值对干旱胁迫更为敏感，其实际光量子产量受到的影响明显大于牛枝子和短花针茅。
4 种植物的qP 值和NPQ 值的变化进一步说明了植物应对水分环境变化的响应方式，随着干旱胁迫强度的增加，甘草的qP 值持续降低，而NPQ 值不断上升，但胁迫末期（60 d）较初期（20 d），二者呈下降趋势，与脯氨酸的变化规律相似，在胁迫一定时间后，其各指标趋于稳定，说明甘草的光合作用对干旱胁迫比较敏感，适应较快；牛枝子的qP 值和NPQ 值均会随着不同水分胁迫处理不规律上升，在胁迫后期，和蒙古冰草相似，其qP 值会减少，NPQ 值显著增加，且牛枝子增加了近2.2 倍，可见，牛枝子对干旱胁迫的响应相对滞后，在胁迫后期其光合活性机构受到了严重损伤，NPQ 充分发挥保护作用，但已显著影响了其Fv/Fm 值。蒙古冰草的qP 值和NPQ 值最大，但变化较为平缓，说明光合活性能量的调节能力最强，严重干旱胁迫对光反应机构的损伤影响作用较小。而短花针茅与甘草相似，对严重水分胁迫比较敏感，在胁迫后期仍然调节响应以缓解严重水分胁迫造成的损伤。(www.chuimin.cn)
总的来看，短花针茅和蒙古冰草各参数值随干旱胁迫处理强度的增加变化相对较小，其次为甘草和牛枝子，说明干旱胁迫处理对短花针茅和蒙古冰草的光反应活性影响相对较小，对甘草和牛枝子的影响则相对较大。而且从叶绿素荧光参数Fs、Fs/Fo、Yield、qP 和NPQ 对干旱胁迫程度的反映可以看出，当土壤水分减小到低于T4 处理（20%～30%）下，4 种植物的变化幅度急剧增强，反应强度因植物种属不同，表明PS II 的活性均受到干旱胁迫的抑制作用，其叶绿体的代谢减弱，活性下降。说明，T4 处理的土壤含水量可能是引起植物叶绿体新陈代谢减弱的阈值，也可能是气孔限制对光合速率影响向非气孔限制的转折点。
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荒漠草原植物干旱适应对元素含量的影响详细阅读
随着干旱胁迫程度的加深和胁迫时间的延长，4 种植物根、茎及叶片的N、P、K 元素含量分布及N ∶P 呈现出不同的变化趋势。随着干旱胁迫时间延长，甘草、牛枝子和短花针茅的P含量整体呈下降趋势。......
2023-11-04
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干旱胁迫对植物叶绿素荧光参数的影响及干旱适应详细阅读
不同干旱胁迫程度及胁迫时期对4 种植物的叶绿素荧光参数产生了显著影响。不同的叶绿素荧光参数对干旱胁迫的响应敏感度不同，其中Fs、Fs/Fo、Yield、NPQ 对干旱胁迫比较敏感，响应程度因物种和胁迫时间不同而异。三因素方差分析结果表明，物种、水分处理与胁迫时期对植物叶片各项叶绿素荧光参数均有极显著影响，具有显著的交互效应，4 种植物之间具有显著的种间差异。......
2023-11-04
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荒漠草原植物干旱适应：气体交换参数影响详细阅读
图7-34 种植物的叶片气体交换参数在不同干旱胁迫处理下的变化 Fig 7-3Changes of leaf gas exchange parameters of 4 plant species under different drought stress treatments表7-3不同干旱胁迫处理对4 种植物气体交换参数影响的方差分析 Table 7-3Variance Analysis of the effects of different drought stress treatments on gas exchange parameters of 4 plant species4 种植物的Ci/Ca 值随着水分胁迫程度的增强其变化趋势与Ci 相似，呈现平缓下降，甘草、牛枝子和短花针茅在T4 处理趋于增加，而蒙古冰草持续降低。......
2023-11-04
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荒漠草原植物的水分利用策略及干旱适应机制详细阅读
汤章程提出植物主要以避干旱和耐干旱两种形式来抵抗或适应干旱。但目前尚无统一方法区分植物水分调节行为的种间差异。本研究中，4 种优势植物在形态解剖、生理生化、生态等性状方面形成了一套各具特色的干旱适应策略。但是每种植物的干旱适应机制并不是唯一不变的，随着干旱程度的变化，其适应模式之间也会发生转换或者连续变化，以确保植物水力系统的安全，维持生存力。......
2023-11-04
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荒漠草原植物水分利用与干旱适应机制详细阅读
短花针茅根和叶的WUE 随着干旱胁迫强度增加也呈上升趋势，其中，叶的WUE 增加幅度显著大于根，T4 处理下叶、根的WUE 比CK 分别提高了16.86%、7.17%，各器官WUE 表现为根＞叶。图6-3不同干旱胁迫处理下4 种植物各器官WUE 的变化 Fig 6-3The change of WUE in different organs of 4 plants under different drought stress treatments......
2023-11-04
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荒漠草原优势植物水分利用策略及干旱适应机制详细阅读
主要反映了植物叶片叶绿素荧光参数的响应变化，可将第一主成分归为光合反应活性因子。表7-5不同主成分的特征值和累积贡献值 Table 7-5Principal component variance analysis表7-6主成分载荷矩阵 Table 7-6Principal Component Load Matrix图7-7干旱胁迫对4 种植物光合生理、叶绿素荧光等叶片功能性状影响的主成分分析 Fig.7-7The principal component analysis of the effects of drought stress on the functional properties of 4 plant species......
2023-11-04
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