白刺根—土界面水分再分配及其对干旱胁迫的响应
【摘要】：
荒漠植物对干旱环境的适应机制，一直是植物逆境生理研究的重点。国际上有关植物根—土界面水分再分配及其机理的定量研究始于20世纪80年代末，而国内在此领域的研究相对较少，其中有关荒漠植物的研究更少。本文以荒漠植物白刺(Nitraria sphaerocarpa)为试验材料，采用上下桶分根装置研究白刺根系提水作用，及根系提水对其光合作用、根系生长发育和土壤速效养分的影响，对根系提水作用发生的机理进行了初步探讨；通过PEG模拟干旱胁迫，研究了白刺的渗透调节及其生长性状对干旱胁迫的响应。主要结论如下：
1、白刺具有正向、逆向的根系提水作用，实验条件下正向和逆向根系提水发生的时间均在15：00—7：00。正向的提水量为815±78g—1695±45g／3株，逆向水升作用的提水量为450±22g—520±34g／3株。逆向水分提升使植物有效利用脉冲式资源(尤其是降水)成为可能。
2、根系提水作用的发生与土壤水势和植物水势的变化有很大的关系，试验期间植物上桶的根水势＞上桶的土水势＞叶水势，监测到根系提水时根土界面的水势差为0.54±0.018MPa，当水势差达到0.97±0.026MPa后，则无根系提水现象。
3、根系提水作用缓解了白刺的水分亏缺，提高了白刺的光合速率、蒸腾速率、气孔导度等，有利于更多光合产物的合成和积累，增强了白刺的逆境适应性。根系提水作用增大了上桶主根及侧根的体积、主根的直径，促进了水分和养分的吸收。
4、根系提水作用活化了根际土壤的养分并促进了养分的吸收，上桶根际土壤矿质态氮含量较对照提高32.65％，速效磷较对照降低46.98％，速效钾没有显著差异。
5、白刺幼苗在适度干旱条件下可正常、良好地生长，水分过多或者干旱过度都会对其生长产生不利影响。白刺的干物质量随着PEG浓度的增加呈现先增大后减小的趋势，15％的PEG处理干物质量最大。MDA与干物质量的变化相反，抗氧化胁迫能力对白刺幼苗的生长起主导作用。
6、游离脯氨酸和可溶性糖是白刺的主要渗透调节物质。随着PEG浓度的增加，游离脯氨酸和可溶性糖含量显著升高；K~+的含量显著下降，Na~+含量先降低后升高，但其总累积量保持不变。
【关键词】：白刺 水分再分配 干旱胁迫 渗透调节 【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S154.4
【目录】：
- 中文摘要6-7
- Abstract7-9
- 第一章 绪论9-26
- 1.1 引言9-10
- 1.2 文献回顾10-25
- 1.2.1 植物根-土界面水分再分配研究概述10-17
- 1.2.2 荒漠植物抗旱的生理生态学特点17-25
- 1.3 本论文的主要研究内容25-26
- 1.3.1 白刺根-土界面水分再分配研究25
- 1.3.2 水分胁迫对白刺幼苗的影响25-26
- 第二章 白刺根-土界面水分再分配研究26-43
- 2.1 材料和方法26-28
- 2.1.1 试验装置26
- 2.1.2 材料培养26-27
- 2.1.3 试验处理及方法27
- 2.1.4 指标测定及方法27-28
- 2.1.5 数据处理28
- 2.2 结果28-36
- 2.2.1 不同处理土壤水势随时间的变化28-31
- 2.2.2 正向水分再分配过程中植物组织水势的变化31-32
- 2.2.3 正向水分再分配过程中植物光合作用的变化32-33
- 2.2.4 正向水分再分配对植物根系的影响33-35
- 2.2.5 正向水分再分配对土壤养分的影响35-36
- 2.3 讨论36-41
- 2.3.1 白刺正向、逆向水分再分配的存在性36-37
- 2.3.2 根—土界面水势差与正向水分再分配的发生37-38
- 2.3.3 正向水分再分配与光合38-39
- 2.3.4 正向水分再分配与根系发育39-40
- 2.3.5 正向水分再分配与土壤养分40-41
- 2.4 结论41-43
- 第三章 水分胁迫对白刺幼苗的影响43-53
- 3.1 材料和方法43-45
- 3.1.1 试验材料43
- 3.1.2 材料培养43
- 3.1.3 试验处理43
- 3.1.4 指标测定及方法43-45
- 3.1.5 数据分析方法45
- 3.2 结果45-49
- 3.2.1 水分胁迫对白刺幼苗生物量积累的影响45
- 3.2.2 水分胁迫对白刺幼苗K~+、Na~+积累的影响45-48
- 3.2.3 水分胁迫对白刺幼苗脯氨酸和可溶性糖积累的影响48-49
- 3.2.4 水分胁迫对白刺幼苗丙二醛积累量的影响49
- 3.3 讨论49-52
- 3.3.1 水分胁迫下白刺幼苗生物量积累与MDA的变化49-50
- 3.3.2 水分胁迫下白刺幼苗渗透调节物质的积累50-51
- 3.3.3 水分胁迫下白刺幼苗生长与渗透调节和氧化胁迫的关系51
- 3.3.4 旱生植物类型的划分51-52
- 3.4 结论52-53
- 参考文献53-62
- 硕士期间发表的学术论文62-63
- 致谢63
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