论文部分内容阅读
二氧化氮(NO2)是城市大气污染物主要成分之一;近年来,机动车数量激增加重了大气NO2污染。一些植物对NO2具有吸附、沉降能力;植物种属之间对NO2的响应存在差异。因此,在大气NO2污染仍较严重背景下,本文以哈尔滨市绿化植物银中杨(Populus alba × P. berolinensis)为研究材料,用气体熏蒸和叶面喷施的方式模拟大气氮沉降,研究其对叶片形态、光合生理、氮代谢等的影响以及叶面喷施硫化钠(Na2S)和亚硫酸氢钠(NaHSOs)的潜在作用。(1)利用气体熏蒸法、气体交换技术和扫描电镜技术,研究NO2胁迫(4μl·l-1)对叶片气孔动态、光合作用的影响。结果表明:NO2处理48h显著抑制叶片净光合速率(Pn)、暗呼吸速率(Rd),干扰气孔功能;Pn与叶片温度相关性较小(R2=0.0151);而Rd与叶片温度成正相关。光强转换(饱和光-黑暗)条件下,叶片由光合作用转入呼吸作用状态,NO2影响叶片气体交换速率-时间诱导过程。(2)研究叶面喷施NaHSO3 (4.8 mmol·L-1)和Na2S (5.0mmol-L-1)处理(30天)对银中杨叶片光合作用的影响。结果表明:与CK相比,NaHSO3处理未对叶片硝酸还原酶活性(NRA) (P>0.05)和光化学诱导、气体交换速率诱导过程造成显著影响;而Na2S对叶片光合具有促进作用。温度会干扰喷施对叶片光化学、净光合速率、非光化学耗散等的作用。(3)采用叶面喷施和气体熏蒸的方法,研究Na2S溶液(5 mmolL-1)喷施处理(30天)对银中杨叶片应答NO2胁迫(4μl·l-1)的形态、生理响应特征。结果表明:Na2S喷施处理能有效缓解NO2胁迫对叶片造成的损伤:喷施处理增加了叶片栅栏组织(40%)和海绵组织厚度(60%),NO2胁迫48 h,喷施处理叶片Pn、Fv/Fm、Fv’/Fm和ΦPSII值较对照值分别增加了14.86%、13.64%、19.15%和25.71%,NRA和叶片中H2S含量较对照显著增加(P<0.05)。Na2S喷施处理可能是通过H2S信号途径传递抗逆信号、增强银中杨对NO2的抗性能力。(4)研究叶面喷施NaHSO3 (4.8 mmol·L-1)对NO2胁迫叶片光合作用的影响。结果表明:NO2胁迫(4μl·l-1,48 h)下,叶片Pn值显著降低、光化学活性、气孔功能和硝态氮含量受到干扰;喷施处理在一定程度上缓解了NO2胁迫对叶片造成的伤害,降低叶片激发能压力、增强非光化学能量耗散、保持较高的光化学活性和碳同化效率、改善气孔功能、减少叶片中硝态氮的积累。NaHSO3对叶片应答NO2胁迫具有正的影响,可能是通过促进气孔功能、缓解光合机构受到的损伤来实现的。(5)研究NaNO3 (20 mmol·L-1)或NaNO3+NaNO2混合液(Na+总浓度为20 mmol-L-1,NO2-浓度为100 μmol·L-1)喷施处理对叶片形态、色素含量、光合诱导、氮代谢等过程的影响。结果表明:(1)叶片气孔主要分布在下表面,上表面分布较少;喷施处理导致植株叶缘卷曲、黑化,叶片Chla、Chlb、Chl(a+b)值均显著降低,类胡萝卜素和花青素含量略有增加(P>0.05);喷施NaNO3或NaNO2未对叶片光反应中心光能吸收、电子传递造成实质影响;但影响了光强(亚饱和光-黑暗)转换下叶片气体交换速率(Pn、Ci)-时间诱导过程,NaNO3和NaNO2喷施处理之间无显著差异。