松嫩鹽堿化草地羊草生長及種群建成與內(nèi)源激素關(guān)系的研究
本文關(guān)鍵詞:松嫩鹽堿化草地羊草生長及種群建成與內(nèi)源激素關(guān)系的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:羊草(Leymus chinensis),屬于多年生根莖型禾本科植物,具有抗逆性強(qiáng)和生態(tài)幅度廣等特點(diǎn),在我國北方的多種土壤或植被類型中均有分布。羊草是我國東北松嫩草地的主要建群種之一,同時(shí)也是一種優(yōu)良的牧草。由于長期適應(yīng)松嫩草地的鹽堿化環(huán)境,羊草自身許多生理生化過程都發(fā)生了明顯的改變。植物內(nèi)源激素與羊草光合及逆境生理生態(tài)之間關(guān)系的研究,對揭示羊草生理生態(tài)學(xué)適應(yīng)機(jī)制具有重要的理論價(jià)值,并可為鹽堿化草地恢復(fù)、維持草地資源可持續(xù)利用奠定基礎(chǔ)。研究樣地設(shè)置在吉林省長嶺縣腰井子牧場東北師范大學(xué)松嫩草地生態(tài)研究站,以松嫩草地主要優(yōu)勢植物羊草為實(shí)驗(yàn)材料。隨著土壤鹽堿化程度加重,羊草群落發(fā)生退化演替,羊草種群生物量、密度逐漸降低。因此,沿著草地鹽堿化逐漸增強(qiáng)的空間梯度順序,從土壤無鹽堿化到極度鹽堿化共設(shè)置了5個(gè)樣地,依次命名為1~5號(hào)樣地,取樣點(diǎn)間隔至少100 cm。在不同鹽堿化程度的樣地,分別測定了土壤理化性質(zhì)和羊草的生理生態(tài)學(xué)參數(shù)。其中,測定的土壤理化性質(zhì)參數(shù)包括Na+含量、K+含量、pH和電導(dǎo)率等指標(biāo);羊草光合生理參數(shù)包括光合色素含量、氣體交換參數(shù)、可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量等參數(shù);羊草葉片激素含量變化的測定包括生長素、赤霉素、脫落酸3種內(nèi)源激素;羊草種群數(shù)量特征方面的測定包括種群密度、種群高度、種群生物量等參數(shù);抗逆能力方面的參數(shù)包括抗氧化酶活性(POD、SOD、CAT活性)、有機(jī)酸和脯氨酸含量等。通過分析羊草內(nèi)源激素含量與羊草種群數(shù)量特征、羊草葉片光合同化功能以及羊草抗逆性關(guān)系,揭示植物激素在鹽堿化草地羊草種群建成及生長中的作用及機(jī)制。主要研究結(jié)果與結(jié)論如下。沿著草地鹽堿化梯度,羊草葉片生長素和赤霉素含量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,而脫落酸的含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。這表明鹽堿脅迫對羊草葉片生長素和赤霉素的合成起著抑制作用,對脫落酸的合成起著促進(jìn)作用。隨著土壤鹽堿化程度增加,土壤中Na+含量呈升高趨勢,K+含量呈逐漸降低的趨勢,而pH和電導(dǎo)率則逐漸升高。羊草葉片生長素和赤霉素含量生長季平均值與土壤中Na+含量、pH及電導(dǎo)率均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,與土壤中K+含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。羊草葉片中脫落酸含量生長季平均值與土壤中Na+含量、pH及電導(dǎo)率呈顯著正相關(guān)關(guān)系,而與K+含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。結(jié)果說明,羊草通過調(diào)節(jié)內(nèi)源激素水平來抗御鹽堿脅迫是羊草對鹽堿環(huán)境的一種內(nèi)部適應(yīng)機(jī)制。在輕度鹽堿草地,羊草葉片的光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞間CO2濃度差、水分利用效率表現(xiàn)出增加趨勢。在輕度的鹽堿脅迫下,羊草具有氣體交換補(bǔ)償能力,提高光合同化能力而適應(yīng)鹽堿的脅迫。隨著土壤鹽堿化程度的加重,羊草葉片氣體交換參數(shù)顯著降低。由于葉片氣孔采取主動(dòng)調(diào)節(jié),降低氣孔導(dǎo)度,從而抑制了羊草的光合速率。隨著土壤鹽堿化程度的加重,羊草葉片中可溶性總糖、蔗糖、果糖均有不同程度的積累,這些滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的積累有利于羊草抵抗鹽堿脅迫。對羊草葉片激素含量與羊草氣體交換參數(shù)以及光合色素含量的分析表明,羊草葉片氣體交換能力的降低及生長素和赤霉素含量的降低,與導(dǎo)致光合色素下降有著密切的聯(lián)系。隨著草地鹽堿化程度的加重,羊草葉片中3種抗氧化酶活性、脯氨酸含量以及酒石酸、蘋果酸、草酸和琥珀酸等有機(jī)酸含量均呈不同程度的增加趨勢。通過分析不同生長時(shí)期羊草葉片激素含量與抗氧化酶活性、脯氨酸含量以及有機(jī)酸含量的相關(guān)關(guān)系,可以看出,脫落酸作為植物的抗逆激素,不僅可以直接增強(qiáng)植物抗鹽堿脅迫的能力,還可以促進(jìn)多項(xiàng)逆境生理指標(biāo)的增強(qiáng),從而增加植物抗鹽堿脅迫的能力。羊草葉片激素含量與無機(jī)離子含量的相關(guān)關(guān)系表明,植物遭受鹽堿脅迫傷害條件下,Na+與K+可能是脫落酸合成的誘導(dǎo)信號(hào),可以促進(jìn)羊草脫落酸的合成并在葉片中積累,進(jìn)一步提高羊草對草地土壤鹽堿化脅迫的耐受性。反映羊草種群建成數(shù)量特征的4個(gè)指標(biāo),即種群密度、種群高度、地上生物量和地下生物量,隨著土壤鹽堿化程度的加重均呈現(xiàn)明顯降低趨勢。羊草葉片生長素和赤霉素含量生長季平均值與羊草種群密度、種群高度、地上生物量和地下生物量均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。脫落酸含量生長季平均值與羊草種群密度、種群高度、地上生物量和地下生物量均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明:植物內(nèi)源激素的變化影響著羊草種群密度、種群高度、種群生物量,內(nèi)源激素對植物種群的建成起到了一定的調(diào)節(jié)作用,使羊草在適應(yīng)鹽堿化環(huán)境的過程中,數(shù)量特征發(fā)生著相應(yīng)的改變。
【關(guān)鍵詞】:羊草 松嫩草地 鹽堿化 種群建成 內(nèi)源激素
【學(xué)位授予單位】:東北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:S543.9
【目錄】:
- 摘要3-5
- Abstract5-9
- 第一章 前言9-31
- 1.1 松嫩鹽堿化草地現(xiàn)狀及研究進(jìn)展9-11
- 1.2 羊草生理生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展11-14
- 1.3 植物激素測定方法研究進(jìn)展14-19
- 1.4 生長素(AUXINS)概述及研究進(jìn)展19-22
- 1.5 赤霉素(GA)概述及研究進(jìn)展22-25
- 1.6 脫落酸(ABA)概述及研究進(jìn)展25-29
- 1.7 植物激素在牧草中的應(yīng)用及研究進(jìn)展29-30
- 1.8 立題依據(jù)及選題意義30-31
- 第二章 研究區(qū)域自然概況、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及研究方法31-41
- 2.1 松嫩羊草草甸自然概況31-33
- 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及技術(shù)路線33-34
- 2.3 羊草生長及種群數(shù)量特征的測定34-35
- 2.4 土壤理化性質(zhì)的測定35
- 2.5 光合生理參數(shù)的測定35-36
- 2.6 植物激素含量的測定36-37
- 2.7 抗氧化酶活性的測定37-40
- 2.8 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與圖表制作40-41
- 第三章 羊草葉片激素含量變化及其與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系41-53
- 3.1 松嫩草地不同季節(jié)羊草葉片激素含量分析41-47
- 3.2 不同鹽堿化程度草地土壤理化性質(zhì)分析47-50
- 3.3 羊草葉片激素含量與土壤理化性質(zhì)相關(guān)關(guān)系50-51
- 3.4 討論51-53
- 第四章 羊草光合同化功能的變化及其與激素的關(guān)系53-71
- 4.1 羊草葉片氣體交換參數(shù)的變化及其與激素的相關(guān)關(guān)系53-55
- 4.2 羊草葉片光合色素的變化及其與激素的相關(guān)關(guān)系55-61
- 4.3 羊草葉片可溶性蛋白質(zhì)含量的變化及其與激素的相關(guān)關(guān)系61-63
- 4.4 羊草葉片可溶性糖含量的變化及其與激素的相關(guān)關(guān)系63-68
- 4.5 討論68-71
- 第五章 羊草抗逆能力的變化及其與激素含量的關(guān)系71-88
- 5.1 羊草葉片抗氧化酶活性變化及其與激素的相關(guān)關(guān)系71-76
- 5.2 羊草葉片脯氨酸含量的變化及其與激素的相關(guān)關(guān)系76-78
- 5.3 羊草葉片無機(jī)離子含量的變化及其與激素的相關(guān)關(guān)系78-82
- 5.4 羊草葉片有機(jī)酸含量的變化及其與激素的相關(guān)關(guān)系82-85
- 5.5 討論85-88
- 第六章 羊草種群數(shù)量特征的變化及其與激素含量的關(guān)系88-92
- 6.1 羊草種群數(shù)量特征的變化88-89
- 6.2 羊草葉片激素與種群數(shù)量特征的相關(guān)關(guān)系89-90
- 6.3 討論90-92
- 第七章 結(jié)論92-94
- 參考文獻(xiàn)94-103
- 在學(xué)期間公開發(fā)表論文情況103
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本文關(guān)鍵詞:松嫩鹽堿化草地羊草生長及種群建成與內(nèi)源激素關(guān)系的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號(hào):256772
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