【摘要】：降雨格局變化是指降雨量、降雨強(qiáng)度和降雨頻率的改變。降雨格局變化是全球氣候變化現(xiàn)象之一。我國東北農(nóng)田以旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)為主,受自然降水影響明顯,年際、年內(nèi)降雨波動(dòng)大,干旱是常見的氣象災(zāi)害之一。但尚未有針對不同季節(jié)干旱對C_4外來雜草光合特性的影響,以及將C_4外來雜草與C_3本地作物光合特性在季節(jié)性干旱條件下相比較的研究工作。開展這些研究,將有助于我們更好地理解C_4外來雜草的入侵機(jī)制。因此,本研究以C_4外來雜草反枝莧(Amaranthus retroflexus L.)和C_3作物大豆(Glycine max(Linn)Merr.)為研究材料,通過盆栽控制試驗(yàn),在遮雨棚中模擬干旱年四種季節(jié)性干旱降雨格局(降雨量相同低于正常降雨年型20%,初高峰式,降雨主要集中在生長季早期;中高峰式,降雨主要集中在生長季中期;末高峰式,降雨主要集中在生長季晚期;初末高峰式,降雨主要集中在生長季早期和晚期),以正常降雨年型中高峰式為對照,比較兩種植物在不同競爭模式下葉片含水量(LW)、比葉面積(SLA)、氣體交換參數(shù)、葉綠素含量及組成、植株總生物量和相對生物量的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明,季節(jié)性干旱對反枝莧和大豆LW、SLA影響顯著,兩種植物L(fēng)W及SLA在四種季節(jié)性干旱處理下均低于對照。大豆SLA是反枝莧的1.9-3.1倍,可能是兩者競爭光的策略不同,大豆傾向于形成較大的比葉面積,而反枝莧傾向于通過較高的株高獲得更多光能。在相同降雨格局下,反枝莧比大豆具有更高的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(E)、光合水分利用效率(WUE)和光合氮利用效率(PNUE),尤其是在生長季初期反枝莧Pn為大豆的2-5倍,從而使其光合能力在種間競爭中處于優(yōu)勢地位。反枝莧在不同季節(jié)干旱條件下WUE波動(dòng)不顯著,而大豆WUE則隨降雨量減小而減小,說明反枝莧更適應(yīng)干旱環(huán)境。初末高峰式降雨格局對兩種植物的光合作用有較大抑制,如在生長中期初末高峰式降雨格局的反枝莧Pn僅為對照條件下的54%-58%,初末高峰式降雨格局的大豆Pn值僅為對照條件下的37-39%。在生長初期,四種季節(jié)性干旱格局下兩種植物總?cè)~綠素含量(chl(a+b))均低于對照,或與對照相差不大。生長中期,在初末高峰降雨格局下兩種植物的chl(a+b)高于其它降雨格局,可能因?yàn)榻涤炅枯^低使兩種植物葉片生長緩慢,使得葉綠素濃度升高。季節(jié)性干旱對兩種植物的總生物量影響顯著,在季節(jié)性干旱處理下兩種植物的總生物量均有所減少,生長初期,兩物種均是在末高峰降雨格局下總生物量最小;在生長后期,反枝莧在初末高峰式降雨格局下總生物量最小,單種大豆在初末高峰式降雨格局下最小,混種大豆最小值則出現(xiàn)在末高峰或中高峰式降雨格局中。相同降雨格局下反枝莧總生物量顯著大于大豆。季節(jié)性干旱和生長時(shí)期對兩種植物植株相對生物量影響顯著,反枝莧植株相對生物量隨著生長時(shí)期的推移逐漸升高,大豆則在生長初期達(dá)到最大值后顯著降低,7-8月初末高峰式降雨格局下反枝莧相對生物量最大;大豆則在7月時(shí)初高峰式降雨格局下相對生物量最大,8月在末高峰式降雨格局中相對生物量最大。種間競爭對兩種植物的LW影響顯著,單種反枝莧LW低于混種反枝莧,而單種大豆LW則高于混種大豆。種間競爭對反枝莧SLA影響顯著,對大豆SLA影響不顯著,混種反枝莧SLA大于單種反枝莧;種間競爭對兩植物氣體交換參數(shù)及光合色素含量均有顯著影響,混種反枝莧Pn、E、PNUE高于單種反枝莧,而混種大豆Pn、E、PNUE低于單種大豆,兩種植物Gs和WUE則表現(xiàn)為單種高于混種;單種反枝莧葉綠素a含量(chla)低于混種反枝莧,單種大豆chla、葉綠素b含量(chlb)、chl(a+b)高于混種大豆。種間競爭對兩種植物的總生物量影響顯著,在7-9月,混種反枝莧總生物量顯著大于單種反枝莧,而混種大豆總生物量則顯著小于單種大豆;并且反枝莧植株相對生物量顯著大于1,大豆植株相對生物量則顯著小于1,說明種間競爭對反枝莧生長有促進(jìn)作用,對大豆有抑制作用�？傊�,相較于大豆,外來雜草反枝莧對季節(jié)性干旱的適應(yīng)能力更強(qiáng),干旱氣候或?qū)⒓觿》粗η{對東北地區(qū)大豆田的入侵。
【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S451;S565.1
【圖文】：

前 言4 種降雨格局，分別為初高峰式降雨格局、中高峰式降雨格局、初末高峰式降雨格局峰式降雨格局，以正常降雨年中高峰式降雨格局為對照。設(shè)置兩種競爭模式（種內(nèi)競間競爭，種內(nèi)競爭即每盆種植相同植物兩株，兩株大豆或兩株反枝莧；種間競爭，即物各一株）。具體研究內(nèi)容如下：（1）研究在不同季節(jié)干旱條件下，反枝莧與大豆的葉片含水量、比葉面積、氣體交、光合水分利用效率、光合氮利用效率、光合素色含量及組成、生物量積累的變化規(guī)究反枝莧與大豆間的異同點(diǎn)；（2）研究在不同競爭模式下，反枝莧與大豆的葉片含水量、比葉面積、氣體交換參合素色含量及組成、生物量積累的變化規(guī)律，探究反枝莧與大豆間的異同點(diǎn)；（3）研究在不同季節(jié)干旱和不同競爭模式的共同作用下，反枝莧與大豆的葉片含水葉面積、氣體交換參數(shù)、光合素色含量及組成、生物量積累的變化規(guī)律，探究反枝莧間的異同點(diǎn)。4 技術(shù)路線

東北農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文 材料與方法.1 研究區(qū)域概況盆栽控制試驗(yàn)于 2016-2017 年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)塑料大棚內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)地為寒溫帶大陸候，無霜期大氣溫度平均值是 3.78℃，全年降雨總量為 400~600 mm。2016-2017 年試驗(yàn)氣溫如圖 2-1 所示，資料由哈爾濱市氣象局提供。

發(fā)現(xiàn)東北黑土區(qū)的降水波動(dòng)范圍為±20%[101]，故本試驗(yàn)設(shè)置干旱年型降年型的 20%，即干旱年型在 6-9 月的平均降水量為 332 mm。本試驗(yàn)設(shè)置四種干分別為初高峰式（initial peak,IP）、中高峰式（medium peak,MP）、末高峰式（te、初末高峰式（initial and terminal peaks,ITP）；即在植物生育期降雨總量相同雨主要集中在生長季前期；或降雨主要集中在生長季中期；或降雨主要集中在或降雨主要集中在生長季的前期和后期，但中期降雨較少。對照為植物生育期15 mm 的中高峰式。按照隨機(jī)區(qū)組原理共設(shè)置 4 個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組包括 5 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)為一種包含 3 種物種組合（單種反枝莧、單種大豆和反枝莧與大豆混種，每盆中兩株中處理或?qū)φ?9 次重復(fù)。在 2016 和 2017 年 5 月中旬播種，每盆栽種反枝莧或大豆種子若干，出苗 1 周爭組合保留反枝莧 2 株或大豆 2 株或反枝莧和大豆各 1 株。試驗(yàn)周期為 6 月 1，試驗(yàn)周期為 120 天，采用每隔一天澆一次水的方式，共澆水 60 次。通過桶量計(jì)算出每次澆水的量，用量杯量取每次所需水量并用噴壺模擬降雨。為減少周圍環(huán)境中水蒸發(fā)量的差別，本次試驗(yàn)采用的遮雨棚塑料透光性良好，且四周 1.5 m 高以保證通風(fēng)狀況良好。澆水圖如下圖 2-2。

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本文編號：2743009