库尔勒香梨光合作用对沙尘胁迫的生理响应

以南疆多沙尘天气特征及其对植物光合特性的影响为出发点，本课题把新疆特色果树库尔勒香梨作为研究对象，在分析叶面沙尘化学成分对叶面的伤害和沙尘对叶片微气象条件影响的基础上，重点研究沙尘覆盖厚度与覆盖时间对香梨活动期叶片光合作用、蒸腾作用、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、Rubisco及Rubisco avtivase活性、叶绿素荧光、光合色素含量、叶片组织抗氧化酶活性的影响，进而阐明香梨光合作用对沙尘胁迫的生理响应。研究结果可为沙尘胁迫下叶片光合代谢相关的生理生态学研究提供理论依据，也可为极端干旱条件下沙尘危害减灾管理提供基础数据。

库尔勒香梨是当地的主要经济果树。由于沙尘天气频繁的发生，导致光能吸收的减弱，影响了香梨营养元素的吸收、代谢、叶片光合速率降低等。因此项目主要研究了：（1）沙尘对库尔勒香梨叶片的伤害；（2）沙尘对叶片光合和荧光特性的影响；（3）沙尘对叶绿素含量和抗氧化酶活性的影响。发表了6篇学术论文、培养了3名硕士研究生。主要成果简述如下：.1、几种主要的金属阳离子含量影响试验结果表明：叶面吸附颗粒物为Ca﹥Mg﹥Fe﹥NH4+﹥Zn﹥Pb﹥Mn﹥Ni﹥Cu﹥Cd，香梨叶片中Cd未检出，几种主要金属元素及铵根离子含量由多到少依次排序为Ca﹥Mg﹥NH4+﹥Pb﹥Zn﹥Fe﹥Cu﹥Mn﹥Ni。.2、颗粒物及叶片中的主要阴离子含量分析结果为，叶片中的几种主要阴离子含量由多到少依次为HCOO-﹥F-﹥NO3-﹥PO43-﹥C2O42-﹥NO2-﹥SO42-﹥Cl-，与自然降尘及颗粒物中的阴离子含量排序有明显差异。.3、电镜试验结果表明，沙尘对叶片角质层的伤害主要以物理伤害为主，即是角质层隆起、起翘和脱落等。沙尘覆盖对叶片角质层产生一定的伤害，这种伤害随着沙尘覆盖厚度增加和覆盖时间的延长逐渐加大。.4、沙尘覆盖显著地影响到了叶片的太阳辐射、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、叶片表面温度（TL）、初始荧光（Fo）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）。随着沙尘覆盖厚度的增加（2-18 mg/cm2），Gs下降，导致Pn较对照下降（最大55%），使得TL比对照最大上升3ºC左右；以及使叶片光化学反应PSII中心受到影响，电子传递过程受阻碍，从而使Pn下降。.5、沙尘长时间（7-42 d）的覆盖在叶片表面，对光能吸收造成了一定影响，导致叶绿素合成平衡打破。Pn和Gs随沙尘处理时间延长而下降，重度沙尘处理下Pn和Gs下降幅度比轻度沙尘处理大， Ci处理前期增加而后期下降，重度沙尘处理下Ci增幅比轻度小；叶绿素a（Chl-a）、叶绿素b（Chl-b）和总叶绿素含量均随处理时间的延长而下降。