干旱缺水是造成沂蒙山區(qū)植株光合有機(jī)物合成受阻、產(chǎn)量降低的重要因子。而復(fù)水是有效緩解植物生產(chǎn)力降低的有效措施之一,為闡明金銀花葉片光合作用對(duì)不同土壤水分梯度的響應(yīng)特征,揭示光合作用效率降低的葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)機(jī)制,以及金銀花在不同土壤干旱脅迫程度及脅迫時(shí)間下的恢復(fù)能力,確定植株復(fù)水的關(guān)鍵水分閾值點(diǎn),為極端干旱背景下沂蒙山區(qū)金銀花光合生產(chǎn)力損失降低及高效水分管理提供了理論支撐。以沂蒙山區(qū)3年生金銀花(Lonicera japonica Thunb.)為試驗(yàn)材料,分兩個(gè)階段開展:(1)金銀花葉片光合生理過程對(duì)不同土壤水分的響應(yīng)。采用人工灌水與植物自然耗水相結(jié)合的方法獲取多級(jí)土壤水分梯度,用CIRAS-2型便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)(英國(guó)PPS公司)及Pocket PEA植物效率分析儀(Hansatech,UK),測(cè)定分析金銀花葉片的光合參數(shù)、葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)參數(shù)對(duì)土壤水分的響應(yīng)特征。(2)金銀花光合效率響應(yīng)極端干旱水分閾值-閾值持續(xù)-復(fù)水機(jī)理。在第一階段確定的2個(gè)閾值(RSWC_(SL-NSL)=29.7%、RSWC_(wilting、Pn≈0)=11.4%)下分別設(shè)置4個(gè)干旱處理(干旱脅迫持續(xù)0d、10d、20d、30d),干旱結(jié)束后復(fù)水30d保持土壤在飽和含水量。每5d測(cè)定并分析金銀花光合參數(shù)、葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化過程。主要的研究結(jié)果如下:1.凈光合速率(P_n)、氣孔導(dǎo)度(G_s)、蒸騰速率(T_r)和水分利用效率(WUE)對(duì)土壤相對(duì)含水量(RSWC)具有明顯的閾值響應(yīng)規(guī)律。當(dāng)RSWC=29.7%時(shí),造成金銀花葉片P_n降低的主要因素由氣孔限制因素轉(zhuǎn)變?yōu)榉菤饪紫拗埔蛩�。�?dāng)RSWC=11.4%時(shí),葉片P_n接近0,光合機(jī)構(gòu)受損傷嚴(yán)重,同時(shí)植物發(fā)生萎蔫基本趨于死亡。據(jù)此確定出土壤極端干旱下金銀花生長(zhǎng)的關(guān)鍵水分閾值點(diǎn)為氣孔機(jī)制轉(zhuǎn)折點(diǎn)(RSWC_(SL-NSL)=29.7%)、金銀花葉片萎蔫水分點(diǎn)(RSWC_(wilting)=11.4%)和P_n≈0的水分點(diǎn)(RSWC_(Pn≈0)=11.4%)。(定義:閾值1為RSWC_(SL-NSL)=29.7%;閾值2為RSWC_(wilting、Pn≈0)=11.4%)。2.基于土壤干旱脅迫對(duì)金銀花光合生理過程和機(jī)理的影響,可知土壤輕度干旱對(duì)金銀花影響較小,保證金銀花植株正常生長(zhǎng)發(fā)育的水分下限值為RSWC=29.7%;當(dāng)55.1%≤RSWC≤89.0%時(shí),P_n≥P_(nave)金銀花葉片光合生產(chǎn)力較高,當(dāng)24.0%≤RSWC≤79.6%,WUE≥WUE_(ave)金銀花葉片水分利用效率較高,因此在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中為保證相對(duì)較高水平P_n和WUE,應(yīng)維持的土壤水分范圍為55.1%≤RSWC≤79.6%。3.在極端干旱(閾值1及閾值2)持續(xù)不同時(shí)間下,金銀花光合作用和葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化規(guī)律表明:隨著干旱脅迫時(shí)間的遞增,PSII反應(yīng)中心的供體側(cè)的放氧復(fù)合體(OEC)受損嚴(yán)重;受體側(cè)的Q_A~-大量積累,電子傳遞能力下降。同時(shí),金銀花葉片PSII反應(yīng)中心活性降低,光抑制現(xiàn)象明顯,說明PSII反應(yīng)中心的整體性能受到損傷,金銀花光合機(jī)構(gòu)被破壞,嚴(yán)重影響金銀花植株光合生產(chǎn)能力。4.不同極端干旱處理(不同干旱閾值脅迫下持續(xù)不同時(shí)間)復(fù)水后,金銀花葉片光合氣體交換參數(shù)、熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)參數(shù)及PSII反應(yīng)中心活性參數(shù)的恢復(fù)速度及恢復(fù)能力均表現(xiàn)出明顯的差異性。極端干旱閾值1脅迫持續(xù)0天(閾值1(0))和10天(閾值1(10))、閾值2脅迫持續(xù)0天(閾值2(0)),P_n均能恢復(fù)到較高水平(P_nP_(nave)),表明光合機(jī)構(gòu)的損傷是可逆的,復(fù)水后PSII反應(yīng)中心活性恢復(fù)、光合機(jī)構(gòu)性能良好保證植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育,且P_n恢復(fù)能力及恢復(fù)速度是閾值1(0)閾值1(10)閾值2(0);干旱脅迫時(shí)間繼續(xù)增加時(shí),金銀花PSII反應(yīng)中心受損嚴(yán)重,整體性能恢復(fù)性差,金銀花光合機(jī)構(gòu)造成的損傷是不可逆的,同時(shí)生長(zhǎng)發(fā)育受到明顯的抑制。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S567.79
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
1 前言
    1.1 研究目的與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
        1.2.1 干旱脅迫對(duì)植物的光合作用影響的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
        1.2.2 復(fù)水對(duì)植物的光合能力恢復(fù)性的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
        1.2.3 快速熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
        1.2.4 金銀花的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展
2 材料與方法
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 試驗(yàn)材料與布設(shè)
    2.3 試驗(yàn)測(cè)定方法
        2.3.1 土壤水分控制與測(cè)定
        2.3.2 氣體交換參數(shù)的測(cè)定
        2.3.3 快速葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)定
    2.4 數(shù)據(jù)分析
    2.5 技術(shù)路線
3 結(jié)果分析
    3.1 不同土壤水分對(duì)金銀花光合生理參數(shù)的影響
        3.1.1 不同土壤水分對(duì)金銀花光合表征參數(shù)的影響
        3.1.2 不同土壤水分對(duì)金銀花葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響
    3.2 極端干旱下金銀花關(guān)鍵水分閾值點(diǎn)
    3.3 極端干旱脅迫對(duì)金銀花光合生理參數(shù)的影響
        3.3.1 極端干旱脅迫對(duì)金銀花光合交換參數(shù)的影響
        3.3.2 極端干旱脅迫對(duì)金銀花熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響
        3.3.3 極端干旱脅迫對(duì)金銀花PSⅡ反應(yīng)中心活性參數(shù)的影響
    3.4 極端干旱脅迫-復(fù)水對(duì)金銀花葉片光合生理參數(shù)的影響
        3.4.1 極端干旱下金銀花恢復(fù)性評(píng)價(jià)指標(biāo)
        3.4.2 極端干旱脅迫-復(fù)水對(duì)金銀花光合氣體交換參數(shù)的影響
        3.4.3 極端干旱脅迫-復(fù)水對(duì)金銀花熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響
        3.4.4 極端干旱脅迫-復(fù)水對(duì)金銀花PSⅡ反應(yīng)中心活性參數(shù)的影響
4 討論
    4.1 金銀花葉片光合生理過程對(duì)不同土壤水分的響應(yīng)
    4.2 金銀花葉片熒光特性對(duì)不同土壤水分的響應(yīng)
    4.3 金銀花土壤極端干旱閾值的確定
    4.4 極端干旱脅迫-復(fù)水對(duì)金銀花光合生理參數(shù)的影響
    4.5 極端干旱脅迫-復(fù)水對(duì)金銀花熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表論文

【參考文獻(xiàn)】

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