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木质部导管空穴化研究中的几个热点问题 被引量:30
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作者 樊大勇 谢宗强 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期126-132,共7页
导管的空穴化和栓塞化现象是目前国际上水分生理生态研究的一个热点。该文对导管空穴化和栓塞化研究中出现的几个热点问题进行了概括和总结。 1)在研究导管空穴化的实验手段上 ,超声波传感器探测法具有一定的局限性 ;目前至少存在 4种... 导管的空穴化和栓塞化现象是目前国际上水分生理生态研究的一个热点。该文对导管空穴化和栓塞化研究中出现的几个热点问题进行了概括和总结。 1)在研究导管空穴化的实验手段上 ,超声波传感器探测法具有一定的局限性 ;目前至少存在 4种可能的原因来解释木质部压力探针法 (XPP)和压力室法所测得的导管水柱张力不一致的现象 ;近来出现的核磁共振成像法可以进行导管空穴化的无损伤检测。 2 )导管解剖学特征与形成空穴的可能性之间的关系可能与树种相关。 3)导管空穴化引起气孔关闭的作用机制目前还不太清楚。 4 )植物防止空穴化产生的能力与适应干旱能力之间的关系还没有定论。 5 )单独用根压来解释空穴化导管的重新注水机制是不全面的 。 展开更多
关键词 木质部 导管 管胞 空穴化 栓塞化
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植物气孔气态失水与SPAC系统液态供水的相互调节作用研究进展 被引量:16
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作者 刘利民 齐华 +1 位作者 罗新兰 张旋 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期2067-2073,共7页
讨论了植物气孔气态失水与SPAC系统液态供水相互作用研究领域的一些重要现象和行为.当植物水力信号和化学信号共同作用促进气孔对叶水势的调节时,植物对叶水势的调节表现为等水行为.气孔对环境湿度变化响应的反馈机制可用来解释土壤干... 讨论了植物气孔气态失水与SPAC系统液态供水相互作用研究领域的一些重要现象和行为.当植物水力信号和化学信号共同作用促进气孔对叶水势的调节时,植物对叶水势的调节表现为等水行为.气孔对环境湿度变化响应的反馈机制可用来解释土壤干旱条件下气孔和光合的午休现象,以及气孔导度和水流导度之间的相关关系;而气孔对环境湿度变化响应的前馈机制,则可用来解释气孔导度对大气-叶片间水汽饱和差的滞后反应.植物最大限度地利用木质部传输水分的策略,要求气孔快速响应以避免木质部过度气穴化和短时间内将气穴逆转的相应机制. 展开更多
关键词 植物气孔 水力信号 等水行为 午休现象 木质部气穴 气穴逆转
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成熟马占相思水力导度对水分利用和光合响应的季节性差异 被引量:14
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作者 赵平 孙谷畴 +1 位作者 倪广艳 曾小平 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期49-56,共8页
通过测定成熟马占相思叶片的水势、气孔导度、蒸腾速率(Tr)、叶面积指数、边材面积等参数,研究了湿季(5月)和干季(11月)叶片的水力导度(Kl)、水分和光合特性的关系.结果表明:高大植株(平均树高20m、胸径0.26m)的边材面积与叶面积的比率(... 通过测定成熟马占相思叶片的水势、气孔导度、蒸腾速率(Tr)、叶面积指数、边材面积等参数,研究了湿季(5月)和干季(11月)叶片的水力导度(Kl)、水分和光合特性的关系.结果表明:高大植株(平均树高20m、胸径0.26m)的边材面积与叶面积的比率(Asp/Acl)比较小植株(平均树高14.5m、胸径0.19m)高8.5%,前者的木质部水分通量大于后者,以支持冠层叶片的水分利用.对木质部易损曲线进行分析,Kl降低50%时,湿、干季的叶片水势(Ψl)分别为-1.41和-1.55MPa,且干季的木质部空穴化的易损性高于湿季.湿、干季的Kl峰值分别为5.5和4.5mmol·m-2·s-1·MPa-1,最大蒸腾速率(Trmax)分别为3.6和1.8mmol·m-2·s-1,且湿季的Kl和Trmax明显大于干季.一天中Kl和Tr的多次波动反映了木质部空穴化和修复的往复循环,叶片气孔在Kl降低超过50%或Ψl达到-1.6MPa时关闭,气孔导度在K1达到50%前仍保持较高水平.干季的水力导度与光合速率的相关性较湿季明显.季节更迭导致叶片水力导度损失是Tr和CO2交换下降的原因. 展开更多
关键词 叶片水力导度 木质部空穴化 CO2固定 马占相思
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锐齿栎水力结构和生长对降雨减少的响应 被引量:8
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作者 陈志成 陆海波 +3 位作者 刘世荣 刘晓静 刘畅 万贤崇 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2405-2413,共9页
为探究气候变化背景下降雨减少对森林的影响,2013年在宝天曼锐齿栎天然次生林原位建立了3块降水减少(截雨)样地,研究降雨减少对锐齿栎水碳关系和生长的影响。结果表明:降雨减少后锐齿栎枝条水势显著低于对照,最低水势为(-1.36±0.11... 为探究气候变化背景下降雨减少对森林的影响,2013年在宝天曼锐齿栎天然次生林原位建立了3块降水减少(截雨)样地,研究降雨减少对锐齿栎水碳关系和生长的影响。结果表明:降雨减少后锐齿栎枝条水势显著低于对照,最低水势为(-1.36±0.11)MPa,但锐齿栎木质部栓塞88%的水势值为-3.19MPa,叶片气孔关闭时的水势值为-2.5MPa,故降雨减少在这一地区没有对锐齿栎水力结构造成严重的干扰。降雨减少后,锐齿栎的叶片、韧皮部和木质部的总非结构性碳浓度与对照没有显著差异。木质部导管密度和叶片气孔密度变大,而导管直径和气孔长度变小。在天气较为干旱时,降雨减少处理的锐齿栎气孔导度日变化呈"双峰"曲线,而在湿润天气时呈"单峰"曲线且中午峰值显著大于对照。降雨减少处理的锐齿栎木材密度、Huber值、比叶面积和胸径生长与对照没有显著差异。降雨减少后锐齿栎树木没有遭受水力失衡或碳饥饿的危害,生长也没有受到显著影响,但是水力输导系统发生了适应性调节。 展开更多
关键词 水力失衡 碳饥饿 降雨减少 气候变化 木质部栓塞 气孔调节
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Relating Xylem Cavitation to Gas Exchange in Cotton
5
作者 Dennis C. Gitz III Jeffrey T. Baker Robert J. Lascano 《American Journal of Plant Sciences》 2015年第11期1742-1751,共10页
Acoustic emissions (AEs) from xylem cavitation events are characteristic of transpiration processes. Though a body of work exists describing AEs and limited stem hydraulic conductivity under water stress, there is lim... Acoustic emissions (AEs) from xylem cavitation events are characteristic of transpiration processes. Though a body of work exists describing AEs and limited stem hydraulic conductivity under water stress, there is limited information about the effects of AEs on stomatal aperture and limitation on carbon assimilation. The objective of this work was to relate AEs to drought stress in cotton. Cotton was grown in mini-lysimeters in the greenhouse and instrumented with a portable photosynthesis system and ultrasonic transducers connected to a digital signal-processing unit. Whole plant transpiration, leaf level gas exchange and ultrasonic AEs were measured. Xylem cavitation events temporally associated with the onset of drought stress. The results are consistent with stomatal closure in response to reduced hydraulic conductance from xylem cavitation events. Clear direct empirical evidence of a reduction in carbon assimilation associated with xylem cavitation resulting from water stress is presented. 展开更多
关键词 xylem cavitation DROUGHT Stress STOMATAL Control IRRIGATION Scheduling
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Analysis of Cavitation Processes in Xylem
6
作者 Fanyi Shen 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2020年第9期1767-1778,共12页
Cavitation in plants is caused by development of air bubbles, which is related to their equilibrium and development. There is a univariate cubic equation for bubble balance. New root formula of this kind of equation w... Cavitation in plants is caused by development of air bubbles, which is related to their equilibrium and development. There is a univariate cubic equation for bubble balance. New root formula of this kind of equation was proposed by Shenjin Fan, which is simpler than the Caldan’s. Using Shenjin formulas and taking water pressure <em>P</em><sub>1</sub> as an independent variable, this paper gives the exact solution of the equation under certain conditions. The stability of the equilibrium of an air bubble in its different radius ranges is obtained by the way different from the previous. This kind of cavitation includes two types: First type may be caused by the growth of pre-existent air bubbles;Second type is air seeding, here defined as the sucking of air bubbles from already gas-filled conduits. For air seeding three ways of cavitation have been proposed. For the first type this paper puts forward that two ways of cavitation can occur, which are the same with the first two ways of air seeding except of air reservoirs. Moreover, for the first way of the first type, the range of water pressures is the same with that of the first way of air seeding. For the second way of the first type the range of water pressures is much wider, or the pressure range equals the pressure sum of the second and third ways of air seeding. Through the specific data the relationship between the two types is given. 展开更多
关键词 BUBBLE cavitation Growing of Air Bubbles Air Seeding xylem Pressure
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木质部空穴化与栓塞修复的过程和机理 被引量:2
7
作者 李星月 范秀华 沈繁宜 《山东农业科学》 2011年第5期46-49,54,共5页
木质部空穴化和栓塞能降低植物的水输导能力,从而影响其抗旱性。本文综述了木质部空穴化和栓塞形成、修复的过程和机理,并对研究该过程的方法进行了简单介绍。这不仅对了解植物的水分运输过程,而且对选育抗旱植物、指导节水灌溉具有重... 木质部空穴化和栓塞能降低植物的水输导能力,从而影响其抗旱性。本文综述了木质部空穴化和栓塞形成、修复的过程和机理,并对研究该过程的方法进行了简单介绍。这不仅对了解植物的水分运输过程,而且对选育抗旱植物、指导节水灌溉具有重要意义。 展开更多
关键词 木质部 空穴化 栓塞 修复
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油松树体声发射信号特征研究 被引量:1
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作者 奚如春 邓小梅 马履一 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期151-156,共6页
为了描述油松木质部空穴化发生、发展和恢复特性,利用声发射技术对自然生长的油松树体进行声发射信号监测,通过声发射仪器探测、记录和分析其声发射信号,系统地研究了其树体木质部空穴化发生的声发射信号特征。结果表明:油松木质部空穴... 为了描述油松木质部空穴化发生、发展和恢复特性,利用声发射技术对自然生长的油松树体进行声发射信号监测,通过声发射仪器探测、记录和分析其声发射信号,系统地研究了其树体木质部空穴化发生的声发射信号特征。结果表明:油松木质部空穴化发生的声发信号为突发性事件,其声发射信号频率在230~270kHz的频谱带上;声发信号在时间序列上,其日变化特征为06:00至17:00是声发信号的高峰期,18:00至次日06:00是低发期;其季节变化特征为6、8和10月的信号数量比12月要多而且幅度要大;在树体组织空间分布上,树体枝条和树干上部(靠近树梢)的信号多而密集,树干中、下部信号少而稀疏;在信号到达时间上,枝条首先接受到信号,一般枝条信号接收到的时间要比树干信号接收到的时间早1~20min,但树干部分的信号却没有明显的先后顺序。树体夜间检测到的声发信号是空穴化的导管气穴或气柱水分回填时产生的,说明树木在自然生长环境中,其空穴化的导管(管胞)可以依靠其自身的水分传输机理自行得到适度地修复。树木导管发生空穴化是一种普遍现象,在一定限度内,空穴化并不是一种灾难性事件。 展开更多
关键词 油松 声发射 木质部空穴化 信号特征
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植物体内水分长距离运输的生理生态学机制 被引量:34
9
作者 万贤崇 孟平 《植物生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期804-813,共10页
植物体内长距离水分运输是植物生理生态学研究中的一个重要问题,长期为植物生理学家和生理生态学家所关注。木质部探针技术的问世,掀起了近年来植物生理学界最为激烈的一场争论。提出了已经有100多年,风行40年的内聚力-张力(Cohesion-Te... 植物体内长距离水分运输是植物生理生态学研究中的一个重要问题,长期为植物生理学家和生理生态学家所关注。木质部探针技术的问世,掀起了近年来植物生理学界最为激烈的一场争论。提出了已经有100多年,风行40年的内聚力-张力(Cohesion-Tension,C-T)学说受到质疑。随后维护派和质疑派围绕木质部探针技术、压力室技术(C-T理论的主要支撑实验技术)的可靠性展开辩论。进一步从物理学原理和各种实验上就C-T理论的3个支柱(木质部导管或管胞中巨大的张力、沿树高的压力梯度、连续水柱)进行争论。这场争论似暂告一段落,C-T理论没有被推翻,但仍留有问题期待以后的研究。 展开更多
关键词 内聚力-张力 木质部探针 压力室 水分长距离运输 木质部空穴化
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木本植物木质部空穴和栓塞化研究(综述) 被引量:24
10
作者 申卫军 《热带亚热带植物学报》 CAS CSCD 1999年第3期257-266,共10页
木本植物木质部空穴和栓塞化现象的发现至今已近80年历史,国外学者对此做了较多的研究,国内此方面的研究极少。木质部空穴和栓塞化研究是木本植物体内水分传输研究的前沿所在,不同学者在不同地区对不同材料的研究结果各异,争议颇多... 木本植物木质部空穴和栓塞化现象的发现至今已近80年历史,国外学者对此做了较多的研究,国内此方面的研究极少。木质部空穴和栓塞化研究是木本植物体内水分传输研究的前沿所在,不同学者在不同地区对不同材料的研究结果各异,争议颇多。本文对这一研究方向近年来的资料作了概括和总结,包括栓塞化现象的发现、检测方法、诱因及形成机理、木质部栓塞化同输水结构间的关系等方面。 展开更多
关键词 木本植物 木质部空穴和栓塞化
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木质部空穴和栓塞化对植物的影响 被引量:14
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作者 安锋 兰国玉 赵平娟 《热带农业科学》 2004年第6期53-58,67,共7页
自从Runner和Ursprun在一种蕨类植物(Fernsporangia)的1年生环带细胞中发现木质部空穴化现象以来,发现许多植物会在水分胁迫、冻害、病害(如榆树荷兰病、板栗枯萎病等)、机械张力(如风力引起的张力)、微生物引起的导管壁退化和机械损伤... 自从Runner和Ursprun在一种蕨类植物(Fernsporangia)的1年生环带细胞中发现木质部空穴化现象以来,发现许多植物会在水分胁迫、冻害、病害(如榆树荷兰病、板栗枯萎病等)、机械张力(如风力引起的张力)、微生物引起的导管壁退化和机械损伤及震动条件下发生木质部空穴和栓塞化现象。各国学者也在此方面做了大量细致的工作。本文综述了木质部空穴和栓塞化对植物的影响,包括木质部空穴和栓塞化对植物导水率、生长和生产力、抗旱性、成节分枝模式等的影响。 展开更多
关键词 木质部 植物 抗旱性 榆树 板栗 导水率 水分胁迫 栓塞 影响 机械张力
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5个蔷薇科树种栓塞疲劳及其与导管解剖结构的关系
12
作者 廖苏慧 马博龙 +2 位作者 吕倾子 张钧堯 蔡靖 《西北林学院学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期96-103,共8页
栓塞疲劳是植物已发生过一次栓塞,经过栓塞恢复后再次遇到干旱胁迫时其抗栓塞能力减弱的现象。栓塞疲劳会削弱木质部的水分运输,威胁干旱事件下植物的生长和生存。作为北温带代表性之一的物种,蔷薇科植物常遭受干旱胁迫。为明确蔷薇科... 栓塞疲劳是植物已发生过一次栓塞,经过栓塞恢复后再次遇到干旱胁迫时其抗栓塞能力减弱的现象。栓塞疲劳会削弱木质部的水分运输,威胁干旱事件下植物的生长和生存。作为北温带代表性之一的物种,蔷薇科植物常遭受干旱胁迫。为明确蔷薇科常见树种是否发生栓塞疲劳现象,并揭示造成疲劳现象种间差异的木质部解剖学机理,以梨(Pyrus bretschneideri)、苹果(Malus pumila)、桃(Prunus persica)、李(Prunus salicina)和樱桃(Prunus pseudocerasus)为材料,通过Cavitron离心机技术评估栓塞疲劳的发生及程度,分析栓塞疲劳程度(degree of cavitation fatigue,DCF)与木质部导管解剖结构特征(导管直径、密度、连接度、内径跨度、导管间壁厚、导管抗垮塌能力)的关系。结果表明,5个树种都发生栓塞疲劳现象,均为“脆弱树种”。各树种的栓塞疲劳程度均>70%,桃的疲劳程度最大(88.01±0.85)%,苹果的疲劳程度最小(74.21±2.16)%。DCF与导管密度呈显著负相关(P<0.05),与导管间壁厚呈极显著正相关(P<0.01),表明导管密度越小、导管间壁厚度越厚的树种发生的栓塞疲劳程度越大。考虑到导管间纹孔结构对树种栓塞抗性发挥重要作用,未来研究应结合木质部导管水平和纹孔水平进行全面分析以提高在气候变化下频繁干旱事件对树木抗栓塞能力影响的认知。 展开更多
关键词 栓塞脆弱性 栓塞疲劳 木质部导管结构 蔷薇科
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土壤水分状况对小麦叶片超声波信号发射及木质部脆弱性的影响(英文)
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作者 贾秀领 王振林 +3 位作者 马瑞崑 张丽华 张全国 杨利华 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期269-277,共9页
土壤干旱引发植物木质部导管发生“空穴化”,对植物生长发育及抗旱生理具有重要影响。本研究通过检测小麦叶片超声波(AE)信号发射的变化,在田间充分灌水及控水条件下对冬小麦(Triticum aestivum L.)品种石新733主要生育期叶片木... 土壤干旱引发植物木质部导管发生“空穴化”,对植物生长发育及抗旱生理具有重要影响。本研究通过检测小麦叶片超声波(AE)信号发射的变化,在田间充分灌水及控水条件下对冬小麦(Triticum aestivum L.)品种石新733主要生育期叶片木质部导管空穴化及气栓塞发生特性进行了研究。结果表明,叶片AE信号一般6:00,8:00开始发生,夜间21:00-3:00期间停止。土壤干旱时植株叶片木质部气栓塞发生程度显著高于良好供水的植株。拔节至灌浆盛期控水处理24hAE总量高于足水处理,其中开花期至籽粒形成初期处理间差别最大,控水处理24hAE平均为足水处理的4.6倍。但籽粒灌浆中后期控水处理土壤水分胁迫进一步加重时,24hAE反而下降至接近甚至低于足水处理,出现“AE衰减现象”。叶片AE累积发生值和叶水势(Ψ1)的变化关系符合Logistic曲线模型(脆弱曲线)。拟合结果表明,一般小麦Ψ1降至约-1.00MPa时导管空穴化发生速率最高。土壤干旱条件下植株叶片木质部脆弱性显著增高,木质部安全性明显降低。土壤干旱时叶片空穴化和气栓塞增高的主要原因是导管对空穴化的抵御能力下降,而叶水势的影响较小。 展开更多
关键词 木质部空穴化和气栓塞 叶水势 脆弱曲线 声发射 冬小麦
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木本植物木质部内水柱不连续的证据 被引量:1
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作者 尚念科 《山东林业科技》 2017年第6期87-88,92,共3页
利用压力注水的方法使枝干木质部内形成连续水柱,然后与未处理的枝干进行压力测试对比,结果显示只有连续水柱才能在底部产生0.01Mpa/m的压力,而水柱不连续的情况下底部测不到因重力产生的压力。树干液流时滞和木质部空穴现象对木质部水... 利用压力注水的方法使枝干木质部内形成连续水柱,然后与未处理的枝干进行压力测试对比,结果显示只有连续水柱才能在底部产生0.01Mpa/m的压力,而水柱不连续的情况下底部测不到因重力产生的压力。树干液流时滞和木质部空穴现象对木质部水柱不连续均可提供有力的证据。 展开更多
关键词 连续水柱 木质部负压 空穴 内聚力学说 水分移动方式
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