落叶松幼苗对干旱胁迫及氮添加的生理生态响应

来源 :东北林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:XIAOZHOU914
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着全球气候与环境变化的加剧,地球表面平均温度升高、水资源日趋短缺、土壤有效含水量逐年减少以及大气氮沉降已成为重要的全球性环境问题。土壤氮素和水分是许多陆地生态系统中植物生长的主要限制因子,显著影响植物的分布和生长发育。全球气候导致的干旱导致我国落叶松林北移,加之我国大气氮沉降持续增加,导致森林土壤中可利用氮的含量不断增加。因此,探究干旱与氮素综合作用下落叶松幼苗的生长特性、生理特性以及适应性机制,对改善干旱系统植被条件、了解北方森林生态系统功能及格局的改变具有重要意义,也为落叶松人工林繁育过程中合理调节水肥管理、优化培育措施提供理论参考。本研究以1年生落叶松(Larix)为研究对象,采用大棚盆栽方法人为控制土壤水分和施N控制试验,设置三个水分梯度:CK(正常供水,土壤水分含量占田间持水量的80%-70%,下同)、MS(中度干旱胁迫,60%-50%)、HS(严重干旱胁迫,40%-30%);四种施氮水平:NO(不施氮,Og NH4NO3-N·m-2·a-1)、LN(低氮,5g NH4NO3-N·m-2·a-1、MN(中氮,10g NH4NO3-N·m-2·a-1)、HN(高氮,15gNH4NO3-NN·m-2·a-1),从植株生长、生理指标入手,系统的研究了落叶松幼苗对干旱胁迫和施N的生理生态响应,并揭示了落叶松幼苗的耐旱性机制。研究结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的增加,不同氮处理下的落叶松幼苗株高、基径生长量呈下降趋势,并对对落叶松幼苗的生物量积累和生物量分配格局具有明显的影响,干旱胁迫越严重,幼苗叶面积、总生物量的积累越少,地上生物量越来越小,地下生物量积累越来越多,R/S升高,SLA和LAR增逐渐加,并产生极显著影响(P<0.001)。在干旱胁迫与施氮的交互作用下,施氮处理可在一定程度上改善落叶松幼苗株高、基径、RGR、叶面积、总生物量,促进生长,但是不同水分条件下的氮素效应不同。正常水分供应条件下,施氮水平的提高增加了幼苗生长指标和生物量的积累。而干旱胁迫条件下,施加了过量的氮后幼苗生长量、生物量积累反而降下降,植株通过降低叶面积、降低叶片分配比例来降低自身的水分消耗状况,并增加茎和根的分配比例,将有限的资源较多的生物量分配给地下部分和茎生物量。(2)不同干旱胁迫处理下,落叶松幼苗光合作用明显受到抑制,随干旱程度增加在同一光强时幼苗Pn逐渐降低,光饱和点逐渐降低。而不同干旱胁迫条件下适量的施氮能在一定程度上提高落叶松幼苗的光合能力。低氮处理下在严重干旱时对植株光合能力有明显的促进作用,而高氮处理下的促进作用减弱并转向抑制。严重干旱情况下,幼苗Pmax在HN水平下表现出最低值,在LN水平下表现出最大值。此时氮处理水平下的Pn和Ci都表现出相同的变化趋势,Pn的下降是非气孔因素引起的。不同干旱胁迫处理下,落叶松幼苗茎的呼吸作用也明显受到抑制。严重干旱情况下的高氮处理下幼苗的呼吸值最小,说明过量增加氮肥抑制了植物的生长,幼苗的光合作用低的同时,所能固定的光合产物也随之减少,用以为幼苗提供生命活动所需的能量就少。而正常水分供应条件下的高氮浓度下的幼苗呼吸值,和中度干旱情况下的中氮处理下幼苗的呼吸值明显高于同一供水条件下的其他施氮水平,说明在适当的氮处理水平下,落叶松幼苗的生长代谢速度最快,需要通过呼吸作用为其生命活动提供能量。干旱胁迫使得落叶松幼苗叶片中的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素以及叶绿素a/b上升。但是同一水分处理下各个氮处理水平之间的变化趋势不同,适量的氮素水平能显著提高落叶松幼苗的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量,且变化趋势一致。MS和HS条件下下,HN水平都抑制了光合色素的积累,以HN处理下幼苗的Chla、Chlb和Ch1含量最低。但在MS条件下,MN水平下表现出较高的光合色素水平。而在HS条件下,LN水平下表现出较高的光合色素水平。(3)落叶松幼苗叶片相对含水量(LRWC)随干旱胁迫程度的增加而降低,同一水分处理下不同氮处理水平下的LRWC表现出来的变化也各不相同。中度干旱胁迫下,LRWC随施氮水平的增高表现出先升高后降低的趋势,在MN水平下幼苗LRWC最高,显著高于其他施氮水平(P<0.05)。严重干旱胁迫下,LRWC表现出与中度干旱胁迫下相同的变化趋势,但LRWC在LN水平下表现出最高值,且HN水平下表现出最低值。(4)幼苗总SS含量均随干旱胁迫程度的增加而降低,且同一水分处理下不同氮处理水平之间的变化趋势也显示为一致的趋势,只是变化幅度不同。在HS条件下,叶片、茎、根SS含量随施氮量的增加表现出先增加后降低的趋势,且LN处理表现出SS含量最高,HN处理表现出叶片含量最低。而随着干旱胁迫的加剧,各个施氮水平的幼苗Pro、MDA含量同对照相比整体呈上升趋势。其中,中度干旱胁迫下,各个施氮水平的幼苗Pro含量、MDA含量同对照相比整体呈小幅度上升趋势,但在MN水平下升上幅度最小;而严重干旱胁迫下,各个施氮水平的幼苗Pro含量、MDA含量同正常水分条件下相比上升幅度较大,并以HN水平下的含量最高,LN水平下的含量最低。
其他文献
二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制有码跟踪精度高、抗干扰和抗多径能力强等优势,是一种适应新型卫星导航系统的调制形式。但由于卫星导航系统使用的伪码周期较长,使
说话人确认凭借简便的设备与非接触式交互成为目前广泛应用的生物信息认证技术之一,也是语音识别领域的一个非常重要的研究方向,所以,它的研究不仅具有重大的理论意义而且还有非
突触效应长时程增强(long-term synaptic potentiation,LTP)被认为和记忆有关,不少研究中表明行为学习中有LTP样的突触效应变化,LTP的幅度和维持与学习记忆能力之间存在平行关系。
1926年首次报道植物提取物表现出雌激素性质。90年代,植物雌激素研究文献呈指数级增加。植物雌激素是一组天然植物化合物,其结构和生物活性均类似于雌激素,可与雌激素受体结
从新疆吐鲁番地区土样中分离筛选获得176株菌株,进行产酶功能筛选,获得一株产高温蛋白酶菌株,生理生化性质和16SrRNA初步鉴定为特基拉芽孢杆菌,将其命名为BacillustequilensisC9
本文通过对荣华二采区10
期刊