UV-B辐射对三种高寒草甸一年生植物光合作用、生长和繁殖的影响

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyq201314
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本文以窄叶野豌豆(ViciaangustifoliaL.)为材料,在青藏高原东部的兰州大学合作定点试验站开展大田UV-B试验,设置近环境处理,一代滤除、继代滤除、滤除回栽处理,和一代补增、继代补增、补增回栽处理,观察当前环境中的UV-B辐射、模拟9%臭氧衰减造成的增强UV-B辐射在一代和两代上对野豌豆的光合作用、生长和繁殖的影响。结果显示: (1)一代滤除处理与近环境处理相比,环境UV-B辐射对窄叶野豌豆的形态建成、生物量积累和繁殖有负作用,对光合作用和水分利用有正效应,总体上近环境处理下野豌豆个体的适合度不如弱UV-B辐射条件下的高: (2)继代滤除处理中,环境UV-B辐射对野豌豆的作用,与一代滤除处理中体现出的作用方向一致,且除蒸腾速率外在影响程度上均有加强,表明环境UV-B辐射对该种的作用存在累代积累效应; (3)滤除回栽处理中,野豌豆各变量的值,除净光合速率、叶面积、株高和根长/茎长外,与近环境处理差异显著,滤除UV-B处理的植株的子代出现了遗传上的变异; (4)在一代补增处理中,叶面积、株高、根长下降,净光合速率、生物量积累、生物量分配和繁殖产量不受影响,植株形态上的变化(如叶厚度增加)可以避免UV-B辐射增强造成的损伤,但根长/茎长、根冠比、水分利用效率下降,显示出水分利用受限的迹象; (5)在继代补增处理中,野豌豆大部分变量值,与一代补增处理相比,更接近近环境处理,生物量积累、繁殖分配和繁殖产量甚至超过近环境处理下的水平,经过增强UV-B处理的野豌豆的子代在UV-B增强条件下,具有比原辐射环境中更高的适合度; (6)在补增回栽处理中,野豌豆各变量值,除净光合速率、叶面积、株高和根长/茎长外,与近环境处理的差异显著,生物量积累、繁殖分配和繁殖产量较近环境处理下增加,确证增强UV-B处理过的植株的子代产生了适应性增强的遗传上的变异。 我们认为,青藏高原上的窄叶野豌豆具有多种机制适应环境UV-B的变动。 另外,还开展了研究UV-B辐射对中华野葵(Malvaverticillavar.chinensis)和密花香薷(ElsholtziadensaBenth)影响的比较试验,观察环境UV-B辐射、增强UV-B辐射对这两种植物光合作用、生长和繁殖的影响,比较这两种植物的UV-B辐射敏感性和应对环境UV-B辐射变动的方式和能力。结果显示: (i)近环境处理下,相对滤除处理,中华野葵的叶厚度增加、光合作用增强、水分利用效率下降、果实和根的生物量分配略增,密花香薷的光合作用较弱、水分利用效率不变、果实和根的生物量分配略增,中华野葵对环境UV-B减弱的敏感性一般、适应力一般,密花香薷对环境UV-B减弱的敏感性较弱、适应力较强; (ii)增强UV-B处理下,中华野葵的根变得更长且细,蒸腾作用和水分利用效率下降、生物量积累略降、繁殖可能不受影响,密花香薷形态建成受抑、根冠比和水分利用效率上升、光合作用增强、生物量积累和繁殖能力有所下降,密花香薷对UV-B辐射增强的敏感性较中华野葵强,适应力则较差; (iii)双因子方差分析显示,这两个种的比叶面积、叶面积、根长/茎长、净光合速率、气孔导度、水分利用效率对UV-B的变化比较敏感,尤其是气体交换作用的相关指标更敏感,可以作为判断这两个种对UV-B敏感性高低的指标; (iv)试验剂量的UV-B补增,对于中华野葵和密花香薷,是较小的胁迫,更高的UV-B辐射可能会产生伤害效应,且对密花香薷威胁更大。
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