本文關(guān)鍵詞：N沉降對(duì)木荷覓取低磷的影響及種源間感知差異，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：木荷（Schima superba）是山茶科木荷屬常綠闊葉大喬木，為亞熱帶地帶性常綠闊葉林的主要建群種，廣泛分布于我國南方各省。其樹干端直，木材堅(jiān)重致密，結(jié)構(gòu)均勻，力學(xué)性質(zhì)好，是建筑、器材、木制工藝品等優(yōu)質(zhì)用材，同時(shí)木荷還是我國南方主栽的生物防火樹種和重要的生態(tài)防護(hù)樹種。然而我國南方林地有效磷缺乏，嚴(yán)重影響了木荷人工林的持續(xù)高產(chǎn)經(jīng)營。林木磷效率的遺傳改良成為育種學(xué)研究熱點(diǎn)。近年來，我國南方地區(qū)大氣N沉降加劇，土壤N素增加，重要環(huán)境因素的變化對(duì)植株的生長產(chǎn)生了重大的影響，然而有關(guān)N沉降對(duì)木荷生長、根系結(jié)構(gòu)、葉片生理及磷素營養(yǎng)效率的影響，研究報(bào)道較少。本論文分別選取木荷不同產(chǎn)區(qū)的地理種源材料為試驗(yàn)對(duì)象，設(shè)置0、50、100和200kg N ha-1·a-1不同濃度的N素沉降模擬盆栽試驗(yàn)，揭示不同濃度N沉降影響下，木荷不同種源分別適應(yīng)低磷脅迫的生長、生物量差異、根系生長發(fā)育狀況、磷素吸收特點(diǎn)和葉片光合生理等的生物學(xué)機(jī)制，揭示不同種源感知N沉降的遺傳反應(yīng)差異，及N沉降與低P耦合作用對(duì)木荷不同種源P吸收和利用、干物質(zhì)積累和分配等的作用，為選育N沉降豐富條件下覓取利用土壤有限P素等能力強(qiáng)、生產(chǎn)力高的木荷優(yōu)良新品種提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： 1.模擬N沉降對(duì)土壤pH值、N和P有效性的影響研究 N沉降作用引起土壤酸化，pH值下降，低磷環(huán)境下土壤酸化更為顯著；隨著N沉降濃度加大和處理時(shí)間的延長，土壤pH值下降程度增大，土壤酸化程度更高。 N沉降初期，隨著植物吸收加強(qiáng)和土壤酸化活化形成的鐵、鋁離子的增多螯合部分有效磷，造成土壤有效磷含量降低，而隨著N沉降濃度的增加，土壤有效磷的衰減速度減慢，這可能和土壤酸化加劇，植物生長受限，固定態(tài)的磷的轉(zhuǎn)化有關(guān)。 土壤水解氮含量隨著N沉降濃度增加和處理時(shí)間的延長呈現(xiàn)增長趨勢(shì)。N沉降對(duì)土壤N存在積累效應(yīng)，這既可以增加森林生產(chǎn)力，但另一方面也加大了土壤有效氮流失的潛力。 2.模擬N沉降對(duì)木荷根系發(fā)育及根系分泌物的影響研究 采用盆栽模擬試驗(yàn)研究了低磷（5.49mg·kg-1）和正常磷（60mg·kg-1）條件下，模擬N沉降濃度升高和時(shí)間延長對(duì)木荷根系特征、根系分泌的有機(jī)酸成分含量變化及酸性磷酸酶活性的影響。結(jié)果表明，N沉降濃度的增加促進(jìn)了根系生長，根系密度增大、生物量提高，在土壤中分布空間增大，而高濃度N沉降則對(duì)根系造成傷害。N沉降初期，低磷環(huán)境下，木荷根系的根尖分生組織形成受到抑制，根系的增粗生長明顯。試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)了N沉降濃度增高促進(jìn)了木荷根毛形成和伸長現(xiàn)象。在低磷環(huán)境下，木荷根系分泌的有機(jī)酸和Apase含量均比相應(yīng)高磷環(huán)境高，且N沉降對(duì)木荷根系分泌有機(jī)酸的含量具有顯著的促進(jìn)作用。在分泌的有機(jī)酸中，乙酸所占比例高達(dá)50%以上，其次為蘋果酸，低濃度N沉降能夠促進(jìn)其含量的增加，而中、高濃度N沉降則具有抑制作用；隨著N沉降處理時(shí)間延長和苗齡的增大，乙酸和蘋果酸含量增加明顯，且分泌物中新增酒石酸和丙二酸兩種有機(jī)酸成分，起到活化土壤固定態(tài)磷的作用。草酸則作為一種常量次生代謝酸大量存在于根系分泌物中，對(duì)提高根際磷的有效性起到輔助作用。 3.模擬N沉降對(duì)木荷光合作用及葉片可溶性蛋白和Apase活性的影響研究 氮素直接影響植物體內(nèi)葉綠素和可溶性蛋白含量及光合酶類的合成與活性，對(duì)植物的光合作用產(chǎn)生影響。本研究通過對(duì)光合光響應(yīng)參數(shù)、葉綠素組成、葉片可溶性蛋白及相關(guān)酶活性等研究，進(jìn)一步揭示N沉降對(duì)木荷生長、根系形態(tài)變化及養(yǎng)分吸收等產(chǎn)生影響的機(jī)理。研究結(jié)果表明，N沉降初期，木荷潛在光合能力提高，凈光合速率增加，光合能力增強(qiáng)，物質(zhì)能量消耗減少，光合產(chǎn)物更容易積累，有利于在貧瘠環(huán)境下提高生長量；隨著N沉降濃度的提高和處理時(shí)間的延長，木荷葉片的光合能力下降，光合速率降低，物質(zhì)與能量消耗增加，對(duì)弱光環(huán)境的適應(yīng)性降低。N沉降明顯增加了木荷葉片葉綠素含量，木荷葉片捕光能力提高，有利于光合作用的高效進(jìn)行，而類胡蘿卜素含量和可溶性蛋白含量減少，Apase活性降低，MDA含量下降，N沉降初期的氮素增加對(duì)提高木荷的氧化損傷具有一定的作用，，高濃度N沉降下，葉綠素含量降低。長期N沉降影響下，葉片可溶性蛋白含量和Apase活性下降更為顯著，總?cè)~綠素含量和葉綠素a/b值較N沉降初期也明顯下降，但總?cè)~綠素含量和葉綠素a/b值和該水平對(duì)照相比又有所增加，說明木荷通過提高葉綠素a/b值來彌補(bǔ)部分因葉綠素下降引起的光合作用下降，從而提高了自身抗性。 4.模擬N沉降對(duì)木荷生長特征及體內(nèi)養(yǎng)分含量變化的影響研究 采用盆栽模擬試驗(yàn)研究了低磷（5.49mg·kg-1）和正常磷（60mg·kg-1）條件下，噴施NH4NO3濃度升高和時(shí)間延長對(duì)木荷生長、生物量和不同器官N、P養(yǎng)分含量變化的影響。結(jié)果表明，無論缺磷與否，N添加均能對(duì)木荷地上部及根系生長產(chǎn)生不同程度的促進(jìn)作用。低濃度N沉降增加了木荷幼苗的苗高、地徑的生長及地上部和總生物量的積累，而高濃度N沉降則抑制了木荷苗的生長。木荷植株地上部生長在低磷低N沉降下表現(xiàn)出明顯的生長勢(shì)，而地下部根系生長發(fā)育較地上部反應(yīng)滯后。低磷環(huán)境下，木荷體內(nèi)N、C素含量和NAE隨著N沉降濃度的增加而提高，P素含量和PAE變化不明顯。PAE和NAE與生長、干物質(zhì)量積累呈正相關(guān)，有效的元素吸收能迅速增加植株的生長和干物質(zhì)積累，增加了C儲(chǔ)量。PUE隨著N沉降濃度的增加而增高，但在高濃度N處理下增長不大；NUE隨著N沉降濃度的提高和處理時(shí)間的延長而降低。N沉降初期，木荷根冠比降低，隨著N處理時(shí)間延長和苗齡的增大，低磷環(huán)境下，木荷根冠比提高，PAE增強(qiáng)，葉片P含量增高，根系PUE增強(qiáng)，說明大苗增強(qiáng)了對(duì)惡略環(huán)境的適應(yīng)能力，抗瘠薄能力提高。 5.模擬N沉降對(duì)不同種源木荷生長發(fā)育影響研究 N沉降初期，木荷不同種源材料生長表現(xiàn)為：浙江龍泉福建建甌福建古田湖南桂陽江西信豐和浙江杭州。木荷北部邊緣產(chǎn)區(qū)的杭州種源光合能力最強(qiáng)，N沉降初期，該種源地上部生長即已表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，葉片葉綠素和可溶性蛋白含量增加，光合能力增強(qiáng)，但同化物不易積累，地下根系生長緩慢。隨著N沉降濃度的提高，杭州種源苗木的光合作用下降，呼吸消耗持續(xù)增強(qiáng)，地上部生長下降，而根系開始加速生長。中南部中心產(chǎn)區(qū)的浙江龍泉和福建建甌種源，光合能力較強(qiáng)，呼吸消耗最低，同化物最易積累，對(duì)N沉降的適應(yīng)性也最強(qiáng)，在低濃度N沉降時(shí)0.5mm直徑根系的生長較快，根系生長旺盛，根系發(fā)育健壯，生長潛力增大；隨N沉降水平的提高光合能力增強(qiáng)，在中等濃度N沉降影響下，其地上部表現(xiàn)出旺盛的生長勢(shì)，生產(chǎn)力最大，而高濃度N沉降下該區(qū)域種源雖然光合作用最大，但此時(shí)呼吸消耗也大，生物量不易積累，生產(chǎn)力降低。南部次中心產(chǎn)區(qū)的福建古田、江西信豐和湖南桂陽種源在N沉降作用下，地上部的表現(xiàn)與浙江杭州種源相似，光合能力較低，呼吸消耗適中，地上部生物量積累不大；這些種源的地下部根系生長遲緩，甚至出現(xiàn)了抑制狀態(tài)。 另外，高海拔地區(qū)立地較為瘠薄，氣溫較低，長期適應(yīng)于該立地和氣候的種源，根系較為發(fā)達(dá)，地上部的生長較差，N沉降作用促進(jìn)了其根系發(fā)育；低海拔種源生長立地環(huán)境較優(yōu)，水肥充裕，溫度適宜，根系較不發(fā)達(dá)而地上部生長旺盛，在N沉降影響下其根系增粗，氮磷吸收率增大，干物質(zhì)積累增多。
【關(guān)鍵詞】：木荷 種源 N沉降 供磷水平 磷效率 根系形態(tài) 根系分泌物 有機(jī)酸 酸性磷酸酶 養(yǎng)分吸收 光合作用 土壤pH值
【學(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：S792.99
【目錄】：

• 摘要5-9
• Abstract9-20
• 第一章 緒論20-32
• 1.1 引言20-21
• 1.2 大氣 N 沉降概述21-22
• 1.3 植物地上部生長對(duì) N 素和 P 素的響應(yīng)22-26
• 1.3.1 植物光合作用22-24
• 1.3.2 植物生物量24-25
• 1.3.3 植物組織中養(yǎng)分濃度25-26
• 1.4 植物根系對(duì) N 素和 P 素的響應(yīng)26-28
• 1.5 N 沉降對(duì)土壤 N、P 化學(xué)行為影響28-29
• 1.6 問題的提出與研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線29-32
• 1.6.1 項(xiàng)目來源與經(jīng)費(fèi)支持30
• 1.6.2 研究?jī)?nèi)容30-31
• 1.6.3 研究技術(shù)路線31-32
• 第二章 模擬 N 沉降對(duì)土壤 PH 值、N 和 P 有效性的影響32-41
• 2.1 試驗(yàn)材料和研究方法32-34
• 2.1.1 試驗(yàn)材料32-33
• 2.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)33
• 2.1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法33-34
• 2.1.4 統(tǒng)計(jì)分析34
• 2.2 結(jié)果與分析34-38
• 2.2.1 模擬 N 沉降對(duì)土壤 pH 值的影響34-35
• 2.2.2 模擬 N 沉降對(duì)土壤水解氮的影響35-36
• 2.2.3 模擬 N 沉降對(duì)土壤有效鋁的影響36-37
• 2.2.4 模擬 N 沉降對(duì)土壤有效磷的影響37-38
• 2.3 小結(jié)與討論38-41
• 第三章 模擬 N 沉降對(duì)木荷根系發(fā)育及根系分泌物的影響41-61
• 3.1 材料和方法41-44
• 3.1.1 試驗(yàn)材料41-42
• 3.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)42-43
• 3.1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法43-44
• 3.1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)44
• 3.2 結(jié)果與分析44-58
• 3.2.1 一年生木荷幼苗在不同 N 沉降量影響下植株根系適應(yīng)性變化44-49
• 3.2.2 二年生木荷幼苗在不同 N 沉降量影響下的根系發(fā)育差異49-52
• 3.2.3 不同生態(tài)型木荷幼苗在不同 N 沉降量下生長差異52-58
• 3.3 小結(jié)與討論58-61
• 第四章 N 沉降量對(duì)木荷光合作用及葉片可溶性蛋白和 APASE 活性的影響61-79
• 4.1 試驗(yàn)材料和研究方法62-64
• 4.1.1 試驗(yàn)材料62
• 4.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)62
• 4.1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法62-63
• 4.1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)63-64
• 4.2 結(jié)果與分析64-75
• 4.2.1 一年生木荷幼苗在不同 N 沉降量影響下葉片生理適應(yīng)性變化64-68
• 4.2.2 二年生木荷幼苗在不同 N 沉降量影響下的生長差異68-72
• 4.2.3 低磷環(huán)境下不同種源木荷幼苗在不同 N 沉降量下反應(yīng)差異72-75
• 4.3 小結(jié)與討論75-79
• 第五章 模擬 N 沉降對(duì)低 P 環(huán)境下木荷生長發(fā)育及體內(nèi)元素含量變化的影響79-102
• 5.1 試驗(yàn)材料和研究方法79-81
• 5.1.1 試驗(yàn)材料79-80
• 5.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)80
• 5.1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法80
• 5.1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)80-81
• 5.2 結(jié)果和分析81-97
• 5.2.1 一年生木荷幼苗在不同 N 沉降量影響下植株適應(yīng)性變化81-86
• 5.2.2 二年生木荷幼苗在不同 N 沉降量影響下的生長差異86-92
• 5.2.3 不同種源木荷幼苗在不同 N 沉降量下生長差異92-97
• 5.3 小結(jié)和討論97-102
• 第六章 結(jié)論與討論102-110
• 6.1 結(jié)論102-106
• 6.1.1 模擬 N 沉降對(duì)土壤 pH 值、N 和 P 有效性的研究102
• 6.1.2 模擬 N 沉降對(duì)低磷環(huán)境下木荷根系生長發(fā)育的影響102-103
• 6.1.3 模擬 N 沉降對(duì)低磷環(huán)境下木荷葉片生理的研究103-104
• 6.1.4 模擬 N 沉降對(duì)低磷環(huán)境下木荷生長和生物量的影響104-105
• 6.1.5 低磷環(huán)境下不同種源木荷材料對(duì)模擬 N 沉降的響應(yīng)105-106
• 6.2 討論106-108
• 6.3 展望108-110
• 參考文獻(xiàn)110-124
• 附錄124-126
• 在讀期間的學(xué)術(shù)研究126-128
• 致謝128-129

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李丹;付玉嬪;楊衛(wèi);祁榮頻;吳濤;徐亮;尹艾萍;;不同氮磷水平對(duì)云南松幼苗光合生理及生物量的影響[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年06期

2 周志春,謝鈺容,金國慶,王月生,洪桂木;馬尾松磷效率及相關(guān)性狀的家系遺傳和變異[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2004年06期

3 魯顯楷;莫江明;李德軍;張煒;方運(yùn)霆;;鼎湖山主要林下層植物光合生理特性對(duì)模擬氮沉降的響應(yīng)[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

4 江俐妮;魏紅旭;劉勇;徐程揚(yáng);馬履一;;長白落葉松播種苗根系形態(tài)可塑性與氮素空間異質(zhì)性關(guān)系[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年01期

5 敖雪;謝甫綈;張惠君;劉婧琦;王海英;;磷素處理對(duì)不同磷效率基因型大豆根系性狀的影響[J];大豆科學(xué);2008年05期

6 王樹起;韓曉增;喬云發(fā);王守宇;嚴(yán)君;李曉慧;;低分子量有機(jī)酸對(duì)大豆根系形態(tài)和磷素吸收積累的影響[J];大豆科學(xué);2009年02期

7 王月福,于振文,潘慶民;不同水分處理對(duì)耐旱性不同小麥品種旗葉衰老的影響[J];西北植物學(xué)報(bào);2002年02期

8 王月福,于振文,李尚霞,余松烈;不同施肥水平對(duì)不同品種小麥籽粒蛋白質(zhì)和地上器官游離氨基酸含量的影響[J];西北植物學(xué)報(bào);2003年03期

9 趙俊曄;于振文;李延奇;王雪;;施氮量對(duì)小麥氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用和產(chǎn)量的影響[J];西北植物學(xué)報(bào);2006年01期

10 高家合;鄧碧兒;曾秀成;廖紅;嚴(yán)小龍;王秀榮;;煙草磷效率的基因型差異及其與根系形態(tài)構(gòu)型的關(guān)系[J];西北植物學(xué)報(bào);2010年08期

  本文關(guān)鍵詞：N沉降對(duì)木荷覓取低磷的影響及種源間感知差異，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：385525