本文關鍵詞：松嫩鹽堿化草地羊草生長及種群建成與內源激素關系的研究，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,具有抗逆性強和生態(tài)幅度廣等特點,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,同時也是一種優(yōu)良的牧草。由于長期適應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。植物內源激素與羊草光合及逆境生理生態(tài)之間關系的研究,對揭示羊草生理生態(tài)學適應機制具有重要的理論價值,并可為鹽堿化草地恢復、維持草地資源可持續(xù)利用奠定基礎。研究樣地設置在吉林省長嶺縣腰井子牧場東北師范大學松嫩草地生態(tài)研究站,以松嫩草地主要優(yōu)勢植物羊草為實驗材料。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的空間梯度順序,從土壤無鹽堿化到極度鹽堿化共設置了5個樣地,依次命名為1~5號樣地,取樣點間隔至少100 cm。在不同鹽堿化程度的樣地,分別測定了土壤理化性質和羊草的生理生態(tài)學參數(shù)。其中,測定的土壤理化性質參數(shù)包括Na+含量、K+含量、pH和電導率等指標;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)、有機酸和脯氨酸含量等。通過分析羊草內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制。主要研究結果與結論如下。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及電導率均呈顯著負相關關系,與土壤中K+含量呈顯著正相關關系。羊草葉片中脫落酸含量生長季平均值與土壤中Na+含量、pH及電導率呈顯著正相關關系,而與K+含量呈顯著負相關關系。結果說明,羊草通過調節(jié)內源激素水平來抗御鹽堿脅迫是羊草對鹽堿環(huán)境的一種內部適應機制。在輕度鹽堿草地,羊草葉片的光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、細胞間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償能力,提高光合同化能力而適應鹽堿的脅迫。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調節(jié),降低氣孔導度,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,這些滲透調節(jié)物質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酸含量均呈不同程度的增加趨勢。通過分析不同生長時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酸含量的相關關系,可以看出,脫落酸作為植物的抗逆激素,不僅可以直接增強植物抗鹽堿脅迫的能力,還可以促進多項逆境生理指標的增強,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離子含量的相關關系表明,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信號,可以促進羊草脫落酸的合成并在葉片中積累,進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個指標,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)正相關關系。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)負相關關系。結果表明:植物內源激素的變化影響著羊草種群密度、種群高度、種群生物量,內源激素對植物種群的建成起到了一定的調節(jié)作用,使羊草在適應鹽堿化環(huán)境的過程中,數(shù)量特征發(fā)生著相應的改變。
【關鍵詞】：羊草 松嫩草地 鹽堿化 種群建成 內源激素
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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)狀及研究進展9-11
• 1.2 羊草生理生態(tài)學研究進展11-14
• 1.3 植物激素測定方法研究進展14-19
• 1.4 生長素（AUXINS）概述及研究進展19-22
• 1.5 赤霉素（GA）概述及研究進展22-25
• 1.6 脫落酸（ABA）概述及研究進展25-29
• 1.7 植物激素在牧草中的應用及研究進展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、實驗設計及研究方法31-41
• 2.1 松嫩羊草草甸自然概況31-33
• 2.2 實驗設計及技術路線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 實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與圖表制作40-41
• 第三章 羊草葉片激素含量變化及其與土壤理化性質的關系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分析47-50
• 3.3 羊草葉片激素含量與土壤理化性質相關關系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關系53-55
• 4.2 羊草葉片光合色素的變化及其與激素的相關關系55-61
• 4.3 羊草葉片可溶性蛋白質含量的變化及其與激素的相關關系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關系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關系71-76
• 5.2 羊草葉片脯氨酸含量的變化及其與激素的相關關系76-78
• 5.3 羊草葉片無機離子含量的變化及其與激素的相關關系78-82
• 5.4 羊草葉片有機酸含量的變化及其與激素的相關關系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)量特征的相關關系89-90
• 6.3 討論90-92
• 第七章 結論92-94
• 參考文獻94-103
• 在學期間公開發(fā)表論文情況103

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本文編號：256772