欧洲银叶椴和栓皮槭苗期抗旱生理生态特性的研究
【摘要】：
本文以椴树科的紫椴(Tilia amurensis)、银叶椴(Tilia tomentosa )1号、银叶椴(Tilia tomentosa )2号和槭树科的元宝枫(Acer truncatum)、栓皮槭(Acer campestre )3号、4号、5号、6号的1年生实生苗为试验材料,采用盆栽控水的方法,采取持续干旱和水分梯度控水两种方法相结合的控水方法,对苗木在干旱胁迫下的叶片解剖结构、生长、生理生化指标进行测定,建立抗旱性评价指标体系,筛选出抗旱能力较强的树种,为干旱山区造林树种的选择提供科学的理论依据。
通过对叶片解剖结构和叶片保水力发现,椴树科的紫椴紫椴叶片的下角质层较厚,栅栏组织较为发达,栅栏组织与海绵组织厚度之比最大,叶片组织结构紧密度最高,其次依次是银叶椴1号、2号。槭树科的元宝枫的栅栏组织与海绵组织厚度之比最大,叶片组织结构紧密度较大,叶片组织疏松度最小,叶片解剖结构的旱生性特征明显,栓皮槭3号、4号的栅栏组织与海绵组织厚度比值和叶片组织结构紧密度最小,叶片组织疏松度最大,说明其旱生性特征最不明显。栓皮槭5号、6号各解剖指标较为一致,介于元宝枫和栓皮槭3号、4号之间。通过与保水力相关分析得出栅栏组织厚/海绵组织厚与叶片保水力呈显著正相关关系。椴树科的紫椴失水时间最长,单位重叶片的失水速率最低,所以耐脱水能力最强,其次依次是银叶椴1号、2号;槭树科的元宝枫叶片的耐脱水能力最强,其次依次是栓皮槭3号、6号、5号、4号。根据解剖结构和保水力这两个指标来综合判断各树种叶片的抗旱能力,可以得出各树种叶片的抗旱保水能力的大小顺序为:紫椴银叶椴1号银叶椴2号;元宝枫栓皮槭6号5号3号4号。
在不同水分剃度下,8种苗木的高生长受到了抑制,且随着胁迫程度的加剧,苗高受抑程度增加;苗木的生物量随土壤含水量的降低而下降;苗木的根冠比,随着水分胁迫的加强而呈明显的上升趋势。
在水分胁迫下,各树种的叶绿素含量、类胡萝卜素在不断的下降,其中椴树科的银叶椴1号下降幅度较小,槭树科的元宝枫、栓皮槭6号的下降幅度较小,这说明干旱胁迫抑制了叶绿素的生成,降低了其对光合的利用效率,在轻度干旱、中度干旱下Chla/Chlb的比值先升高,后降低,这说明在干旱的初期、中期阶段Chlb比Chla对干旱胁迫的反应更为敏感,Chlb下降速度较快,在干旱的后期Chla对干旱胁迫的反
【关键词】：水分胁迫 抗旱性 生理生化指标 指标体系
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S792
【目录】：
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S792
【目录】：
- 摘要3-7
- Abstract7-12
- 符号说明12-14
- 图表目录14-24
- 1 前言24-28
- 1.1 干旱的严重性、普遍性和抗旱研究的迫切性24-25
- 1.2 栓皮槭和银叶椴的研究利用及引种意义25-28
- 1.2.1 植物引种的目的意义25-26
- 1.2.2 栓皮槭和银叶椴的简介及引种的目的意义26-28
- 2 研究进展和发展趋势28-42
- 2.1 国内外植物的抗旱研究进展28-38
- 2.1.1 干旱的种类28
- 2.1.2 干旱的危害28-29
- 2.1.3 植物的抗旱机理29-32
- 2.1.4 植物对水分胁迫的生理反应32-37
- 2.1.5 植物水分胁迫的研究方法37
- 2.1.6 抗旱性的综合评价37-38
- 2.2 植物抗旱研究存在的主要问题与发展趋势38-40
- 2.2.1 控水方法38-39
- 2.2.2 研究对象的尺度39
- 2.2.3 抗旱性评价指标体系39
- 2.2.4 林木根系的研究39-40
- 2.2.5 林木抗旱性研究的发展趋势40
- 2.3 栓皮槭和银叶椴国内外的研究现状40-42
- 3 试验材料、试验地概况与研究方法42-52
- 3.1 试验材料42
- 3.2 试验地概况42-43
- 3.3 试验技术路线43-45
- 3.4 试验设计45-46
- 3.5 试验方法和测试内容46-52
- 3.5.1 叶片解剖结构46
- 3.5.2 生长指标的测定（水分梯度法）46-47
- 3.5.3 光合指标的测定（水分梯度法）47-48
- 3.5.4 叶绿素a、叶绿素b、叶绿素和类胡萝卜素含量的测定48
- 3.5.5 各树种根系生理生态指标的测定48-49
- 3.5.6 生理生化指标的测定（持续干旱法）49-52
- 4 叶片解剖结构及与保水力之间的相关分析52-62
- 4.1 叶片解剖结构52-56
- 4.1.1 3 种椴树叶片解剖结构的差异分析52-53
- 4.1.2 5 种槭树叶片的解剖结构差异分析53-56
- 4.2 叶片的保水力56-59
- 4.2.1 3 种椴树叶片的失水速率差异分析56-57
- 4.2.2 5 种槭树叶片的失水速率差异分析57-58
- 4.2.3 叶片保水能力差异分析58-59
- 4.3 叶片解剖结构与叶片保水力之间的相关分析59-60
- 4.3.1 解剖结构指标的筛选59
- 4.3.2 解剖结构的综合评价59-60
- 4.4 叶片抗旱保水能力的综合评价60-61
- 4.5 小结61-62
- 5 水分胁迫对各树种生长性状的影响分析62-72
- 5.1 苗木存活率与胁迫症状62-64
- 5.2 水分胁迫对苗高的影响64-67
- 5.3 水分胁迫对生物量累积及分配的影响67-69
- 5.3.1 各树种抗旱能力的初步判断68
- 5.3.2 水分胁迫对根冠比的影响68-69
- 5.4 水分胁迫对苗木叶片性状及水分分配的影响69-71
- 5.5 小结71-72
- 6 光合作用的特征分析72-98
- 6.1 水分胁迫下各树种单叶片对光强的响应72-76
- 6.1.1 水分胁迫下3 椴树树种的单叶对光强的响应72-73
- 6.1.2 水分胁迫下5 种槭树的单叶对光强的响应73-76
- 6.2 水分胁迫下各树种光合速率的变化76-79
- 6.2.1 水分胁迫下3 椴树树种光合速率的变化77-78
- 6.2.2 水分胁迫下5 槭树树种光合速率的变化78-79
- 6.3 水分胁迫下各树种气孔导度的变化79-81
- 6.3.1 水分胁迫下3 种椴树气孔导度的变化80-81
- 6.3.2 水分胁迫下5 种槭树气孔导度的变化81
- 6.4 水分胁迫下各树种蒸腾速率的变化81-83
- 6.4.1 水分胁迫下各椴树蒸腾速率的变化82
- 6.4.2 水分胁迫下各槭树蒸腾速率的变化82-83
- 6.5 水分胁迫下各树种水分利用效率的变化83-87
- 6.5.1 水分胁迫下3 椴树树种水分利用效率的变化84-85
- 6.5.2 水分胁迫下5 槭树树种水分利用效率的变化85-87
- 6.6 环境因子对光合、蒸腾速率的影响87-92
- 6.6.1 环境因子的日进程87
- 6.6.2 不同水分处理下的紫椴光合蒸腾作用的日进程87-89
- 6.6.3 光合生理指标与气象因子的相关性分析89-90
- 6.6.4 环境因子对蒸腾作用影响的数学模拟90-92
- 6.7 水分胁迫对叶绿体色素含量的影响92-96
- 6.7.1 水分胁迫下叶绿素总含量的变化92-93
- 6.7.2 水分胁迫下叶绿素a/b 的变化93-94
- 6.7.3 水分胁迫下类胡萝卜素的含量变化94-96
- 6.8 小结96-98
- 7 根系生理指标的特征分析98-106
- 7.1 水分胁迫对根系体积的影响98
- 7.2 水分胁迫对根系活力的影响98
- 7.3 水分胁迫对根系吸收面积的影响98-99
- 7.4 水分胁迫下根系冗余现象的分析99-102
- 7.5 不同水分条件下银叶椴根系的分形特征102-104
- 7.5.1 不同水分条件下的分形维数102
- 7.5.2 不同水分条件下的根系长度102-103
- 7.5.3 不同水分条件下的根系重量103
- 7.5.4 根系活力与分形维数、根系长度和根系重量之间的相关分析103-104
- 7.5.5 小结104
- 7.6 小结104-106
- 8 生理生化指标变化规律的特征分析106-128
- 8.1 水分胁迫对酶活性的影响106-111
- 8.1.1 水分胁迫对SOD 活性的影响106-107
- 8.1.2 水分胁迫对POD 活性的影响107-108
- 8.1.3 水分胁迫对CAT 活性的影响108-110
- 8.1.4 水分胁迫对APX 活性的影响110-111
- 8.1.5 椴树科和槭树科的保护酶系统的活性差异111
- 8.2 水分胁迫对内渗透调节物质含量的影响111-118
- 8.2.1 水分胁迫对脯氨酸含量的影响111-113
- 8.2.2 水分胁迫对可溶性糖含量的影响113-115
- 8.2.3 水分胁迫对可溶性蛋白含量的影响115-117
- 8.2.4 水分胁迫对渗透调节物质含量的影响117-118
- 8.3 水分胁迫对膜透性和过氧化产物的影响118-123
- 8.3.1 水分胁迫对超氧阴离子自由基的影响118-120
- 8.3.2 水分胁迫对丙二醛含量的影响120-121
- 8.3.3 水分胁迫对质膜相对透性的影响121-123
- 8.4 水分胁迫下生理生化指标的相关分析123-127
- 8.4.1 水分胁迫下椴树科10 个生理生化指标的相关分析123-124
- 8.4.2 水分胁迫下槭树科的生理生化指标的相关分析124-127
- 8.5 小结127-128
- 9 苗木抗旱能力的综合评价128-142
- 9.1 对各树种抗旱能力的初步评价128
- 9.2 苗木抗旱能力综合评价指标体系128-131
- 9.3 苗木抗旱能力的综合分析评价131-141
- 9.3.1 苗木对干旱的适应能力分析131-138
- 9.3.2 苗木抗旱生产力指标的综合分析138-139
- 9.3.3 苗木抗旱能力综合分析139-141
- 9.4 小结141-142
- 10 结论与讨论142-146
- 10.1 结论142-144
- 10.2 讨论144-146
- 参考文献146-163
- 个人简历163-164
- 导师简介164-166
- 获得成果目录清单166-167
- 致谢167-168
- 博硕士学位论文同意发表声明168
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