北方桑樹葉片光化學機構(gòu)對鹽堿的響應機理及其肥料效應研究.pdf

1、本試驗分別研究了中性鹽(NaCO和堿性鹽(Na2CO3)脅迫下桑樹幼苗的生長、葉片光合特性、葉綠素熒光特性以及光合特性對光強的響應等，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幼苗的生長和光合能力。NaCl脅迫下，Na+濃度較低(＜150 mmmol·L-1)時，桑樹幼苗的光合能力和生長受到抑制較小，桑樹幼苗通過增加根冠比等形態(tài)特性來增加對鹽脅迫的適應性，但這種保護機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50 mmol·L-1就對桑樹的生長和光合表現(xiàn)出較強的抑制作用。100 mmol·L-1的NaCl脅迫下隨光照強度的增加，葉片可以啟動依賴于葉黃素循環(huán)等非輻射耗散機制來降低激發(fā)能的產(chǎn)生來保護葉片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(LSP)和光飽合時的最大光合速率(Pmax)，但葉片的光補償點(LCP)卻呈增加趨勢，說明Na2CO3脅迫降低

3、了桑樹幼苗葉片對弱光的捕獲能力以及對高光強的利用能力，使桑樹幼苗葉片的光能利用范圍變小，Na2CO3脅迫下桑樹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脅迫下桑樹葉片在強光下的葉黃素循環(huán)這種非輻射能量耗散機制受到破壞，葉片中過剩光能(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)對桑樹葉片PSⅡ功能的影響。結(jié)果表明:桑樹葉片在100

4、 mmol·L-1 NaCl脅迫下保持較高的PSⅡ反應中心的活性，具有完善的光破壞防御機制。通過硫酸鏈霉素(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葉片的PSⅡ反應中心，加劇了鹽脅迫對桑樹葉片PSⅡ反應中心的傷害，說明D1蛋白周轉(zhuǎn)和葉黃素循環(huán)在保護鹽脅迫下桑樹葉片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)，并且增強了QB的還原程度，降低了電子傳

5、遞鏈上的電子傳遞，PQ庫容量降低，減弱了依賴PQ在類囊體膜兩側(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，而且會破壞葉黃素循環(huán)耗散過剩的光能。
　　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值堿性鹽對桑樹幼苗葉片葉綠素熒光特性和激發(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，桑樹幼苗葉片的葉綠素熒光和激發(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幼苗葉片的PSⅡ仍然可以提供足夠的高能電子，進行正常的電子傳遞，而當pH值增加到10.0時，各熒光參數(shù)變化劇烈， PSⅡ反應中心活性和反應中心開放程度降低，葉片的電子傳遞受阻。高pH值堿性鹽脅迫還改變了桑樹幼苗葉片PSⅡ?qū)饽艿奈?、轉(zhuǎn)化和熱耗散的狀況，堿性鹽脅迫下P

7、SⅡ反應中心吸收的光能的分配參數(shù)受pH的影響比較明顯，桑樹幼苗主要通過增加剩余有活性反應中心的活性來維持PSⅡ反應中心的正常生理功能，并且通過增加熱耗散的比例來降低激發(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，這是桑樹幼苗對高pH值堿性鹽脅迫的一種適應機制。
　　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)對桑樹幼苗生長和葉片光合特性的影響。結(jié)果表明:增加NO3--N降低了Na2CO3脅迫下桑樹葉片的氣孔限制，改善了葉肉細胞對CO2的利用，提高了光合碳同化能力，明顯減輕Na2CO3脅迫對桑樹幼苗的鹽害，促進了地上部和根系生物量的積累。增加NO3-N降低了Na2CO3脅迫下桑樹幼苗葉片以無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反應之中，并且通過熱耗散和葉黃素循環(huán)之間的協(xié)同作用有效地保護了光合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處理桑樹幼苗比其他濃度處理的效果更好。
　　鹽堿地桑樹的的生長和光合和葉綠素熒光日變化明顯受施肥的影響，并且施用化肥雖能在一定程度上改善鹽堿地桑樹的生長狀況，但其作用遠不及農(nóng)家肥。施用農(nóng)家肥明顯促進了桑樹地上部分的生長，而且增加了桑樹的根冠比，說明施用農(nóng)家肥可促進鹽堿地桑樹根系生長。施用農(nóng)家肥提高了鹽堿地桑樹葉片的光合能力，增加了桑