植物的表型可塑性是植物適應(yīng)多變環(huán)境條件的重要方式。降雨格局變化是全球變化的重要要素之一,會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生深刻地影響。藜(Chenopodium album)和反枝莧(Amaranthus retroflexus)均為廣泛分布的一年生植物,在溫帶干旱半干旱區(qū)其種子在整個(gè)生長(zhǎng)季內(nèi)可以形成一個(gè)萌發(fā)序列,進(jìn)而形成表型差異巨大的系列植物種群。本研究在遮雨棚內(nèi)進(jìn)行為期兩年(2017、2018)的控制實(shí)驗(yàn),通過(guò)模擬生長(zhǎng)季內(nèi)不同降雨量(+30%、多年平均降雨量、-30%、-50%)和不同降雨間隔(5d、15d)條件,比較了不同播種時(shí)間(5月31日、6月20日、7月10日和7月30日)下兩種植物的生長(zhǎng)、生物量、生物量分配、光合特性對(duì)降雨格局變化的可塑性變化及響應(yīng)規(guī)律。研究主要結(jié)果如下:1.降雨格局的變化對(duì)兩種植物不同萌發(fā)時(shí)間下的影響具有差異性。如2018年第1次萌發(fā)時(shí)間5d間隔下,藜生長(zhǎng)的土壤全氮含量隨降雨量的增加而顯著增加,且5d和15d間隔之間差異顯著,但反枝莧土壤全氮含量無(wú)顯著差異;而第4次萌發(fā)時(shí)間15d間隔下,反枝莧土壤全氮含量隨降雨量的增加而增加。2.萌發(fā)時(shí)間和降雨格局對(duì)兩種植物的生長(zhǎng)特征均產(chǎn)生了不同影響。兩種植物的株高、冠幅、一級(jí)分枝數(shù)和二級(jí)分枝數(shù),2017年第1次是第4次萌發(fā)藜的4.9倍、10.0倍、2.8倍、10.8倍,2018年為7.4倍、23.8倍、3.1倍、18.2倍,2017年反枝莧為7.9倍、7.5倍、2.4倍、10.4倍,2018年為7.9倍、6.9倍、2.7倍、7.5倍。降雨格局變化在不同萌發(fā)時(shí)間下的作用具有差異性,如2017年第3次萌對(duì)藜的株高無(wú)顯著影響,但在5d和15d間隔下,減少30%降雨量均顯著降低了反枝莧的株高,但在第4次萌發(fā)15d間隔下,藜的株高隨降雨量的增加而顯著增加,但對(duì)反枝莧無(wú)顯著影響。3.萌發(fā)時(shí)間和降雨格局對(duì)兩種植物的生物量積累存在不同影響。兩種植物的根、莖、葉、花序和總生物量,2017年第1次萌發(fā)是第4次萌發(fā)藜的76.9倍、184.1倍、61.8倍、104.3倍、109.7倍,2018年為117.6倍、457.0倍、92.3倍、182.1倍、196.6倍,2017年反枝莧為22.9倍、107.9倍、62.9倍、110.8倍、95.5倍,2018年為68.5倍、162.9倍、58.6倍、96.0倍、94.4倍。降雨格局變化對(duì)兩種植物生物量積累的作用并不一致,如2017年第1次萌發(fā)下,降雨格局變化對(duì)藜和反枝莧生物量積累均無(wú)顯著影響,但第4次萌發(fā)15d間隔下,藜葉、花序和總生物量隨降雨量的增加而顯著增加,反枝莧在5d間隔下葉、花序和總生物量隨降雨量的增加而顯著增加。4.在延遲萌發(fā)和降雨格局變化條件下,兩種植物的生物量分配既有相似性,又具有差異性。其中,延遲萌發(fā)增加了兩種植物的根和葉生物量分配,而減少了莖的生物量分配;藜的生殖分配(花序生物量分配)隨延遲萌發(fā)呈先增大再減小的趨勢(shì),而反枝莧的生殖分配則較穩(wěn)定。降雨格局變化對(duì)兩種植物生物量分配的影響不同,如2018年第1次萌發(fā)5d間隔下,藜生殖分配隨降雨量的增加而減小,5d和15d間隔之間無(wú)顯著差異,但反枝莧生殖分配在15d間隔下,減少30%降雨量顯著高于其它兩種降雨量,且5d和15d間隔之間差異顯著。5.降雨格局變化對(duì)反枝莧的光合生理特征具有顯著影響。2017年和2018年反枝莧的葉片光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)和葉片水分利用效率(WUE)均受到降雨量、降雨間隔及其交互作用的顯著影響。其中,在15d間隔下,Pn隨降雨量的增加顯著增加,在多年平均降雨量和增加30%降雨量下,Pn隨降雨間隔的延長(zhǎng)顯著升高。Tr和WUE具有和Pn相一致的變化規(guī)律。
【學(xué)位單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q948
【部分圖文】：

3 次播種時(shí)間下，全磷含量為 0.139-0.157g/kg，且 A3I2 處理下顯著高于 A2I1；第 4 次播種時(shí)間下，平均全磷含量為 0.136-0.168g/kg（圖 1E-F）。2017 年結(jié)果表明，藜生長(zhǎng)的土壤全磷含量相對(duì)穩(wěn)定，生長(zhǎng)季內(nèi)降雨量和降雨間隔的改變對(duì)其無(wú)顯著影響。不同播種時(shí)間下，降雨格局變化對(duì)反枝莧土壤全磷含量的影響具有差異性。

13圖 2 2018 年各次播種時(shí)間和降雨格局變化影響下藜和反枝莧土壤全磷含量3.1.3 模擬降雨格局變化對(duì)土壤全氮的影響2017 年土壤全氮測(cè)量結(jié)果顯示，藜生長(zhǎng)的土壤全氮在第 1 次、第 2 次、第 3次、第 4 次播種時(shí)間下，各降雨處理之間均無(wú)顯著差異。在各次播種時(shí)間下，藜生長(zhǎng)的土壤全氮含量在各降雨處理間分別為 0.562-0.594g/kg、0.568-0.670 g/kg、0.590-0.633g/kg、0.587-0.651 g/kg（圖 3A-D）。反枝莧生長(zhǎng)的土壤全氮在第 1 次、第 2 次、第 3 次、第 4 次播種時(shí)間下，各降雨處理間均無(wú)顯著差異。在各次播種時(shí)間下，土壤全氮含量在各降雨處理間分

14圖 3 2017 年各次播種時(shí)間和降雨格局變化影響下藜和反枝莧土壤全氮含量2018 年土壤全氮測(cè)量結(jié)果顯示，藜生長(zhǎng)的土壤全氮在第 1 次（圖 4A）、第 2次（圖 4B）、第 3 次（圖 4C）播種時(shí)間下，降雨處理間存在顯著差異，但第 4 次（圖 4D）播種時(shí)間下，降雨處理無(wú)顯著影響。在第 1 次播種時(shí)間 5d 間隔下，土壤全氮含量隨降雨量的減少而顯著降低，15d 間隔下，-50%降雨量顯著低于 A1

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本文編號(hào)：2819244