北方桑樹(shù)葉片光化學(xué)機(jī)構(gòu)對(duì)鹽堿的響應(yīng)機(jī)理及其肥料效應(yīng)研究.pdf

1、本試驗(yàn)分別研究了中性鹽(NaCO和堿性鹽(Na2CO3)脅迫下桑樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)、葉片光合特性、葉綠素?zé)晒馓匦砸约肮夂咸匦詫?duì)光強(qiáng)的響應(yīng)等，結(jié)果表明:中性鹽(NaCl)和堿性鹽(Na2CO3)脅迫下均明顯抑制了桑樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)和光合能力。NaCl脅迫下，Na+濃度較低(＜150 mmmol·L-1)時(shí)，桑樹(shù)幼苗的光合能力和生長(zhǎng)受到抑制較小，桑樹(shù)幼苗通過(guò)增加根冠比等形態(tài)特性來(lái)增加對(duì)鹽脅迫的適應(yīng)性，但這種保護(hù)機(jī)制隨著鹽濃度的增加作用逐漸降低。在Na

2、2CO3脅迫下，Na+濃度超過(guò)50 mmol·L-1就對(duì)桑樹(shù)的生長(zhǎng)和光合表現(xiàn)出較強(qiáng)的抑制作用。100 mmol·L-1的NaCl脅迫下隨光照強(qiáng)度的增加，葉片可以啟動(dòng)依賴于葉黃素循環(huán)等非輻射耗散機(jī)制來(lái)降低激發(fā)能的產(chǎn)生來(lái)保護(hù)葉片PSⅡ正常生理功能。50 mmol·L-1的Na2CO3脅迫降低了葉片的表觀量子效率(AQY)、光飽合點(diǎn)(LSP)和光飽合時(shí)的最大光合速率(Pmax)，但葉片的光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)卻呈增加趨勢(shì)，說(shuō)明Na2CO3脅迫降低

3、了桑樹(shù)幼苗葉片對(duì)弱光的捕獲能力以及對(duì)高光強(qiáng)的利用能力，使桑樹(shù)幼苗葉片的光能利用范圍變小，Na2CO3脅迫下桑樹(shù)幼苗葉片的光合作用下調(diào)除了氣孔因素的限制外，碳同化能力等非氣孔因素的限制也起到了關(guān)鍵的作用。Na2CO3脅迫下桑樹(shù)葉片在強(qiáng)光下的葉黃素循環(huán)這種非輻射能量耗散機(jī)制受到破壞，葉片中過(guò)剩光能(1-qp)/NPQ大量積累。
　　采用抑制劑法研究了鹽脅迫下D1蛋白周轉(zhuǎn)和葉黃素循環(huán)對(duì)桑樹(shù)葉片PSⅡ功能的影響。結(jié)果表明:桑樹(shù)葉片在100

4、 mmol·L-1 NaCl脅迫下保持較高的PSⅡ反應(yīng)中心的活性，具有完善的光破壞防御機(jī)制。通過(guò)硫酸鏈霉素(SM)抑制D1蛋白的周轉(zhuǎn)和二硫蘇糖醇(DTT)抑制葉黃素循環(huán)損傷了鹽脅迫下桑樹(shù)葉片的PSⅡ反應(yīng)中心，加劇了鹽脅迫對(duì)桑樹(shù)葉片PSⅡ反應(yīng)中心的傷害，說(shuō)明D1蛋白周轉(zhuǎn)和葉黃素循環(huán)在保護(hù)鹽脅迫下桑樹(shù)葉片PSⅡ功能中發(fā)揮重要的作用，并且D1蛋白周轉(zhuǎn)的保護(hù)作用大于葉黃素循環(huán)。SM不但抑制了D1蛋白的周轉(zhuǎn)，并且增強(qiáng)了QB的還原程度，降低了電子傳

5、遞鏈上的電子傳遞，PQ庫(kù)容量降低，減弱了依賴PQ在類(lèi)囊體膜兩側(cè)建立質(zhì)子梯度(△pH)的能力，從而限制了依賴于△pH的葉黃素循環(huán)。因此，鹽脅迫下抑制D1蛋白的周轉(zhuǎn)不但降低了吸收光能后用于電子傳遞的比例，而且會(huì)破壞葉黃素循環(huán)耗散過(guò)剩的光能。
　　以兩種中性鹽(NaCl和Na2SO4)、兩種堿性鹽(NaHCO3和Na2CO3)按不同比例混合，研究了不同pH值堿性鹽對(duì)桑樹(shù)幼苗葉片葉綠素?zé)晒馓匦院图ぐl(fā)能分配的影響，結(jié)果表明:在100 mmo

6、l·L-1的混合堿性鹽脅迫下，桑樹(shù)幼苗葉片的葉綠素?zé)晒夂图ぐl(fā)能分配參數(shù)主要受鹽溶液中的pH值和CO32-濃度的影響，而其它離子的作用較小。在pH9.0以下的堿性鹽脅迫下桑樹(shù)幼苗葉片的PSⅡ仍然可以提供足夠的高能電子，進(jìn)行正常的電子傳遞，而當(dāng)pH值增加到10.0時(shí)，各熒光參數(shù)變化劇烈， PSⅡ反應(yīng)中心活性和反應(yīng)中心開(kāi)放程度降低，葉片的電子傳遞受阻。高pH值堿性鹽脅迫還改變了桑樹(shù)幼苗葉片PSⅡ?qū)饽艿奈铡⑥D(zhuǎn)化和熱耗散的狀況，堿性鹽脅迫下P

7、SⅡ反應(yīng)中心吸收的光能的分配參數(shù)受pH的影響比較明顯，桑樹(shù)幼苗主要通過(guò)增加剩余有活性反應(yīng)中心的活性來(lái)維持PSⅡ反應(yīng)中心的正常生理功能，并且通過(guò)增加熱耗散的比例來(lái)降低激發(fā)能的產(chǎn)生，而葉黃素循環(huán)在高pH值堿性鹽脅迫下的光保護(hù)功能受到破壞。吸收光能的重新分配在維持高pH值堿性鹽脅迫下桑樹(shù)幼苗葉片光能吸收和利用之間的平衡具有重要的作用，這是桑樹(shù)幼苗對(duì)高pH值堿性鹽脅迫的一種適應(yīng)機(jī)制。
　　利用溶液培養(yǎng)法在堿性鹽(Na2CO3)脅迫下研究了

8、硝態(tài)氮(NO3--N)對(duì)桑樹(shù)幼苗生長(zhǎng)和葉片光合特性的影響。結(jié)果表明:增加NO3--N降低了Na2CO3脅迫下桑樹(shù)葉片的氣孔限制，改善了葉肉細(xì)胞對(duì)CO2的利用，提高了光合碳同化能力，明顯減輕Na2CO3脅迫對(duì)桑樹(shù)幼苗的鹽害，促進(jìn)了地上部和根系生物量的積累。增加NO3-N降低了Na2CO3脅迫下桑樹(shù)幼苗葉片以無(wú)效熱能形式耗散的比例，葉片吸收的光能更多地分配到光化學(xué)反應(yīng)之中，并且通過(guò)熱耗散和葉黃素循環(huán)之間的協(xié)同作用有效地保護(hù)了光合PSⅡ的生理

9、功能，提高了葉片的光能利用能力。不同NO3-N濃度之間比較，12.5 mmol·L-1的NO3--N處理桑樹(shù)幼苗比其他濃度處理的效果更好。
　　鹽堿地桑樹(shù)的的生長(zhǎng)和光合和葉綠素?zé)晒馊兆兓黠@受施肥的影響，并且施用化肥雖能在一定程度上改善鹽堿地桑樹(shù)的生長(zhǎng)狀況，但其作用遠(yuǎn)不及農(nóng)家肥。施用農(nóng)家肥明顯促進(jìn)了桑樹(shù)地上部分的生長(zhǎng)，而且增加了桑樹(shù)的根冠比，說(shuō)明施用農(nóng)家肥可促進(jìn)鹽堿地桑樹(shù)根系生長(zhǎng)。施用農(nóng)家肥提高了鹽堿地桑樹(shù)葉片的光合能力，增加了桑