干热河谷土壤典型因子对辣木补偿生长的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵广
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| 答辩日期 | 2018 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 刘刚才 |
| 关键词 | N添加 P添加 AM真菌 侵染程度 去叶 |
| 学位专业 | 土壤学 |
| 其他题名 | Effect of Typical Soil Factors on the Compensatory Growth of Moringa oleifera in an Arid-Hot Valley |
| 英文摘要 | 植物叶片遭受虫害和动物采食是自然界普遍发生的事件，探明植物采食后再生生长的生理生态特征、阐明植物再生的条件或者效应，不仅具有重要生态学理论意义，而且对于合理利用植物的再生机制、提高和维持植物生产力、确定合理利用程度具有重要指导作用。金沙江干热河谷区是典型的低生产力地区，土壤养分和水分条件是限制植物生长和生态系统恢复的主要限制因素，而越来越多的研究发现AM真菌对于维持干热河谷脆弱生态系统稳定性存在重要作用。本研究以金沙江干热河谷地区引进的辣木（Moringa oleifera）为对象，通过研究土壤养分、水分和AM真菌侵染对辣木各器官氮磷含量、光合特性、生物量分配、非结构性碳水化合物和叶片功能性状等的影响，探讨土壤养分、水分和AM真菌对辣木再生过程中的固碳能力、物质和能量分配以及植物性状适应性等方面的生理生态影响机制。研究结果对于揭示植物补偿生长发生的养分效应和AM真菌与被采食植物间的反馈调节机制具有重要理论意义，同时也能为探明如何最大程度利用辣木再生生长潜能和干热河谷地区虫害防治，提供科学依据。主要结论如下：（1）氮、磷添加对辣木补偿生长的影响：辣木生物量整体上随着生长进行而逐渐升高。去枝50%在处理前期显著降低了总生物量，但后期植株生物量存在明显回升现象。氮、磷添加对辣木生长均有一定促进作用，但磷素添加对生物量的影响未达到显著性水平（P>0.05），而氮素则显著提高了植株生物量。各种处理下，施肥处理明显降低了植株去枝后地上生物量和地下生物量的直线拟合斜率，即去枝后辣木倾向于将更多的物质和能量资源投入到地上组织建成。去枝50% 处理在无养分添加处理中降低了辣木株高-地茎异速生长指数；氮添加或氮、磷同时添加，去枝对辣木植株株高-地茎异速生长指数的影响不显著。叶片比叶面积（SLA）随着植株生长呈下降趋势。无养分添加处理下（N-P-），去枝降低比叶面积，而养分添加的3个处理中（N+P-、N-P+和N+P+），去枝对比叶面积的无显著影响。无养分添加处理下（N-P-），去枝处理中叶绿素含量先降低后升高，此后去枝处理的叶绿素总含量均高于对照组。氮添加和氮、磷同时添加（N+P-和N+P+），去枝处理在75 d时对叶绿素总含量有明显下降作用。去枝对N-P-处理中叶片N含量的无显著影响，但各时期均值均高于对照处理。氮添加和氮、磷同时添加处理下，叶片N含量存在升高趋势。去枝50%在氮添加和氮磷同时添加处理中升高了叶片N含量，但未达到显著性水平（P>0.05）。（2）土壤水分胁迫对辣木补偿生长的影响水分添加和N添加处理下，辣木植株生物量虽然有显著升高，但并未出现超补偿生长；无水分和N添加，去叶处理下的辣木植株根茎叶生物量反而高于对照处理，去叶后发生超补偿生长。水分胁迫虽然对辣木植物各器官的生长发育产生抑制作用，但是在N添加处理中却能促进受到叶损失的辣木进行补偿性生长；N添加能显著提高辣木叶和茎的生物量，但对根的作用不显著，也不能促进植物进行超补偿生长。去枝在无N添加下能显著提高辣木分枝数，水分胁迫和去枝对辣木分枝数表现为“协同作用”，而N添加则表现为“拮抗作用”。植株各组织N含量整体表现为叶>茎>根；去叶处理下，植株叶片和茎的N含量在75% FC 中均降低，在N-W+下升高。根系N含量在N-W-、N-W+和N+W-处理下有上升趋势。辣木各组织磷含量整体表现为叶=茎>根；去叶对辣木在各处理下磷素含量变化不显著。去叶整体上提高氮/磷比，但是这种促进作用在恶劣土壤环境下更显著，即无N添加和水分胁迫中（N-W-），辣木各器官的氮/磷比在去叶后存在明显升高现象。95% FC中，无N添加的去叶处理会降低叶片光合速率， N添加在后期提高光合速率。75% FC中，去叶对无N添加下叶片光合速率的影响不显著，仍和未去叶处理维持在同一水平；N添加后，去叶处理后期显著提高了叶片光合速率。N添加后，水分胁迫（75% FC）使辣木叶绿素a和叶绿素b含量分别下降了9.4%―9.8%和8.24%―15.4%。土壤水分条件对叶和茎的可溶性糖与淀粉含量无显著影响。无N添加处理中，去叶会显著升高可溶性糖含量（P<0.05），而N添加处理中则降低。低养分环境下去叶更能促进叶片淀粉含量升高。去叶对茎可溶性糖含量的影响受到N添加的影响：无N添加处理中，去叶会显著降低茎的可溶性糖含量；N添加处理中，去叶显著升高了可溶性糖含量，降低淀粉浓度。去叶对根系淀粉含量的影响受到土壤水分状况的影响：正常土壤水分处理下（95% FC），N添加会降低根系淀粉含量，而去叶却未产生显著性影响；土壤水分胁迫处理中，N添加对根系淀粉的无显著性作用，而去叶却显著降低根系淀粉含量。（3）AM真菌和P添加对辣木补偿生长的影响从生物量上看，AM真菌对辣木生长和补偿生长的作用受到P添加的影响，对生物量分配的影响主要表现为降低茎/叶比、根/叶比和根/茎比；去叶整体上会降低根冠比，但在AMF+处理中，去叶对根冠比的降低作用被弱化。各器官N和P含量整体均表现为叶片>茎>根。去叶后，叶片N含量存在下降趋势，P添加显著提高了各器官P的含量。叶片P含量在去叶处理下均出现下降趋势，茎的P含量在P添加处理中去叶后也下降。AM真菌侵染和土壤P含量丰富时有助于稳定植株体内的氮/磷比。P添加在AMF-中提高了叶片光合速率，但在AMF-处理中却产生抑制作用。去叶和AM真菌整体上升高叶片瞬时水分利用效率，而P添加则降低水分利用效率。AMF-处理中，去叶显著降低了P-处理中的叶绿素a含量；但在AMF+处理中，去叶对无P添加处理的叶片叶绿素a含量无显著影响，表明AM真菌对低磷环境下去叶带来的叶绿素a含量降低有明显的补偿作用。此外，AM真菌对叶绿素b含量有明显促进效果。去叶均降低了比叶面积，叶片干物质含量在去叶后均出现升高趋势。AM真菌侵染显著提高了辣木叶片可溶性糖含量，这种促进作用在低磷环境下更显著；去叶后，叶片可溶性糖含量存在上升趋势。AM真菌对叶片淀粉浓度的的影响未达到显著性水平，而P添加显著降低叶片淀粉含量。AM真菌侵染对茎的可溶性糖含量没有显著影响，但茎的淀粉含量在在AM真菌侵染下有明显降低现象，表明真菌侵染会影响茎对淀粉的贮存。AM真菌会降低根系可溶性糖和淀粉含量，且去叶后AM真菌会显著降低根系淀粉含量（P<0.05）。（4）AM真菌侵染程度对辣木补偿生长的影响不去叶处理中，AM真菌侵染程度升高促进辣木叶片生长，但对根系生长存在限制作用，降低全植株生物量。中度去叶处理中（50%），AM真菌侵染程度增加可以提高根系生物量和根冠比，其中MR处理对叶再生有明显促进作用。重度去叶处理中（100%），AM真菌侵染增加能促进叶和茎的再生，但对根生长产生限制。AM真菌侵染程度升高显著降低了根冠比，表明AM真菌在一定程度上抑制植物根系生长。叶绿素a和叶绿素b含量均随着AM真菌侵染程度的上升先升高后下降。AM真菌侵染能提高辣木叶的比叶面积，但是去叶50%后辣木比叶面积均降低，且AM真菌侵染程度越高，比叶面积越小；当去叶100%时，比叶面积虽有上升，但随侵染程度升高仍保持相同变化规律。接种AM真菌会降低根系淀粉浓度。无去叶处理和50%去叶处理中，AM真菌侵染程度对根系淀粉浓度没有显著影响，但去叶100%处理时，根淀粉浓度随着菌根侵染程度的升高而逐渐降低。这些结果表明，AM真菌对辣木补偿生长的影响表现出的促进或抑制效应主要受叶片损失程度影响。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 132 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24776]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵广. 干热河谷土壤典型因子对辣木补偿生长的影响[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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