發(fā)布時間：2017-06-01 14:08

  本文關鍵詞：增氧栽培對桃根系構型及植株生長發(fā)育影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：桃樹為淺根性果樹,根系呼吸強度高,對氧氣的需求量大,土壤氧氣含量對桃樹根系的生長至關重要。本研究探討了根區(qū)通氣對桃幼樹側根發(fā)生和生長,根系氮素代謝以及植株生長發(fā)育的影響;研究了袋控緩釋過氧化尿素對桃幼樹淹水脅迫的緩解效果;并分析了使用控根器與集中施用土壤改良劑等技術措施的增氧效果,及其對桃樹根系構型、15N吸收利用及樹體生長發(fā)育的影響;初步研究了透氣性對桃實生苗根系基因表達的影響。主要研究結果如下:1桃樹整個生長季,根區(qū)土壤氧氣含量呈先降低后升高的趨勢,8月份土壤氧氣含量降到最低;根區(qū)通氣改善了根區(qū)土壤通氣狀況,根區(qū)通氣處理土壤氧氣含量始終高于對照,其中,根區(qū)通氣(3天/次)顯著提高桃樹生長中后期土壤氧氣含量。根區(qū)通氣處理桃幼樹根系總長度、總表面積、一級側根數、二級側根數、根尖數、總體積、分枝數、交叉數較對照均有不同程度增加;一級側根長度和根系平均直徑減小;一級側根與垂直向下方向的夾角整體上減小,小夾角數量增多,根系趨向于垂直分布;直徑小于2 mm的根系干重顯著高于對照的,直徑大于5 mm的根系干重減少。根區(qū)通氣處理(3天/次)根系活力、根系硝酸還原酶(NR)、谷草轉氨酶(GOT)和谷丙轉氨酶(GPT)活性分別比對照提高了19.04%、29.80%、6.56%和19.91%。2根區(qū)通氣處理土壤堿解氮和速效磷含量提高,土壤有機質和速效鉀含量降低;根區(qū)土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、磷酸酶活性和過氧化氫酶活性均有不同程度提高。根區(qū)通氣處理顯著提高了桃幼樹生長中后期葉片葉綠素含量(SPAD值)和保護酶(SOD、POD和CAT)活性。根區(qū)通氣處理葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度提高,胞間CO2濃度降低;并促進了桃幼樹新梢生長,葉面積和比葉重顯著高于對照。根區(qū)通氣(3天/次)處理促進植株對養(yǎng)分的吸收,根、新梢和葉片中全氮、全磷和全鉀含量顯著提高。根區(qū)通氣處理桃幼樹植株干物質積累量、干莖均高于對照。3過氧化尿素對桃幼樹淹水脅迫傷害的緩解效果研究表明:施用過氧化尿素可提高土表水體溶氧量,處理后7天內,袋控過氧化尿素處理水體溶氧量始終維持較高水平。淹水脅迫下,施用過氧化尿素處理桃幼樹葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)和蒸騰速率(Tr)下降幅度顯著低于對照。處理5天后,施用過氧化尿素處理桃幼樹葉片光合性能指標(PIABS),最大光化學效率(Fv/Fm),單位面積有活性反應中心的數量(RC/Cso)均高于對照,單位面積的熱耗散(DIo/Cso)低于對照,差異顯著;施用過氧化尿素處理(T1和t2)桃幼樹葉片的chla、chlb和chl(a+b)分別比對照提高了10.72%、10.86%、10.87和5.71%、4.78%、5.57%,差異顯著;并大大提高淹水脅迫下桃幼樹葉片抗氧化酶(sod、pod和cat)活性,減緩葉片mda含量的增加幅度。淹水脅迫下施用過氧化尿素處理桃幼樹根系活力、根系脯氨酸(pro)含量高于對照,根系相對膜透性(rmp)和乙醇脫氫酶(adh)活性低于對照,差異顯著。4根區(qū)土壤集中施用土壤改良劑(施用聚丙烯酰胺或免深耕)的研究表明:集中施用土壤改良劑后,桃幼樹整個生長季根區(qū)土壤氧氣含量始終顯著高于對照;顯著提高了桃幼樹生長中后期根系活力,葉綠素含量,葉面積和凈光合速率,促進了桃幼樹新梢和干徑生長,并且桃幼樹生長后期葉片保護酶(sod、pod、cat)活性顯著高于對照。集中施用土壤改良劑顯著提高了桃幼樹根系總長度,根系總表面積,根系總體積,根尖數,但顯著降低了根系平均直徑。集中施用土壤改良劑可顯著提高桃幼樹植株干物質積累量,器官全氮量和氮肥利用率;與對照相比,集中施用土壤改良劑處理氮素利用率分別提高了24.22%和10.40%。相關性分析表明,葉片凈光合速率與土壤氧氣含量,根系總長度和根系表面積呈顯著正相關。與對照相比,成齡樹集中施用聚丙烯酰胺后桃果實可溶性固形物提高了10.06%。5樹冠下局部根區(qū)土壤改良效果評價結果表明:使用蛭石或有機肥局部土壤改良顯著降低了改良區(qū)域0-40cm土層的土壤容重,提高了土壤氧氣含量。局部土壤改良可誘導根系的發(fā)生和促進根系分枝,顯著提高了根系總體積,總長度和總表面積。蛭石改良處理根系較為細長,毛細根較多,壽命較短;有機肥改良處理,新根較多,且較為粗壯,壽命相對較長。局部土壤改良顯著提高了桃樹吸收根和延長根的數量以及吸收根/延長根的比值。局部土壤改良顯著提高了桃樹根系活力,葉片比葉重以及凈光合速率,提高了果實可溶性固形物含量。局部土壤改良降低了秋梢長度,提高了秋梢枝莖,樹勢生長較為健壯,可有效防止秋梢旺長。6控根器對桃樹根系構型的影響研究表明:距控根器水平距離為5cm,垂直距離35cm處土壤氧氣含量始終維持在較高水平,且非常接近大氣中氧氣含量�？馗魈幚硖覙涓得芏蕊@著提高,在控根器周圍可見大量白色新根,且較為粗壯�？馗魈幚硖覀雀案瞪L點的數量明顯增多,出現大量網狀根�？馗魈幚盹@著提高了根系總長度,總表面積和根尖數�？馗魈幚硖岣吡颂覙浼毟�(2mm)和中粗根(2-5mm)在20-40cm土層所占的比例,提高了桃樹葉片的葉綠素含量及凈光合速率。7透氣性對桃實生苗根系生長及基因表達影響的研究表明:在養(yǎng)分水分充足供應條件下,與對照相比,沙培處理桃實生苗一級根數量,一級根長度分別降低了34.85%和41.76%;一級根粗度和二級根數量分別較對照提高了26.83%和41.14%,差異顯著。通過高通量數字基因表達譜(DGE)進行基因表達分析,與對照相比,沙培處理桃實生苗根系有414個基因表達被上調,有700個基因表達被下調。表達水平發(fā)生顯著改變的基因主要參與了代謝途徑、次生代謝物的生物合成途徑、植物與病原菌互作途徑和植物激素信號轉導途徑。其中,生長素信號轉導途徑中編碼生長素外輸載體家族的基因ppa022797m,ppa024134m和ppa016264m表達上調。
【關鍵詞】：桃樹 增氧栽培 根系構型 氮素代謝 植株生長
【學位授予單位】：山東農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S662.1
【目錄】：

• 中文摘要11-14
• Abstract14-18
• 1 前言18-32
• 1.1 根系研究的意義18
• 1.2 影響根系發(fā)生和生長的因素18-23
• 1.2.1 影響根系發(fā)生和生長的內因18-19
• 1.2.2 影響根系發(fā)生和生長的外因19-23
• 1.2.2.1 土壤透氣性19-20
• 1.2.2.2 土壤溫度20-21
• 1.2.1.3 土壤水分21
• 1.2.2.4 土壤養(yǎng)分21-22
• 1.2.2.5 土壤pH值22-23
• 1.2.2.6 其它因素23
• 1.3 根區(qū)土壤氧環(huán)境對植物生長發(fā)育的影響23-27
• 1.3.1 根區(qū)土壤氧環(huán)境對植物根系生長的影響23-25
• 1.3.2 根區(qū)土壤氧環(huán)境對土壤理化形狀的影響25
• 1.3.3 根區(qū)土壤氧環(huán)境對植株生長的影響25-27
• 1.4 淹水脅迫對植物生長發(fā)育的影響27-28
• 1.5 根系生長發(fā)育規(guī)律及其調控28-30
• 1.5.1 果樹根系環(huán)境適應性28
• 1.5.2 根系壽命及其影響因素28-29
• 1.5.3 果樹根區(qū)土壤環(huán)境調控29-30
• 1.6 本研究目的與意義30-32
• 2 材料與方法32-46
• 2.1 試驗材料與設計32-40
• 2.1.1 根區(qū)通氣對桃幼樹根系構型及植株生長發(fā)育的影響32-33
• 2.1.2 過氧化尿素對桃幼樹淹水脅迫傷害的緩解效果研究33-35
• 2.1.2.1 室外淹水試驗33-34
• 2.1.2.2 室內過氧化尿素氧氣釋放特性試驗34-35
• 2.1.3 桃樹冠下局部根區(qū)土壤改良效果評價35-37
• 2.1.3.1 桃樹冠下局部根區(qū)土壤改良對桃根系構型及樹體生長影響35-36
• 2.1.3.2 桃樹冠下局部根區(qū)土壤改良對根區(qū)土壤氧氣含量的影響36-37
• 2.1.4 控根器對桃樹根系構型和樹體生長發(fā)育的影響37
• 2.1.5 集中施用土壤改良劑對桃根區(qū)土壤氧氣含量、氮素吸收利用及樹體生長的影響37-39
• 2.1.6 透氣性對桃實生苗根系生長及基因表達的影響39-40
• 2.2測定方法40-44
• 2.2.1 土壤氧氣含量的測定40
• 2.2.2 根系活力的測定40
• 2.2.3 根系氮代謝相關酶活性的測定40
• 2.2.4 根系構型相關指標的測定40
• 2.2.5 土壤養(yǎng)分含量的測定40-41
• 2.2.6 植株全氮、全磷、全鉀含量的測定41-42
• 2.2.7 土壤酶活性的測定42
• 2.2.8 葉片葉綠素含量的測定42
• 2.2.9 葉片光合參數的測定42
• 2.2.10 枝條貯藏營養(yǎng)的測定42
• 2.2.11 葉片保護酶活性和丙二醛含量的測定42-43
• 2.2.12 葉綠素熒光參數的測定43
• 2.2.13 土表水體溶氧量的測定43
• 2.2.14 根系脯氨酸含量和根系相對膜透性的測定43
• 2.2.15 根系乙醇脫氫酶活性43
• 2.2.16 基因表達組分析43-44
• 2.2.17 植株生長指標的測定44
• 2.3 數據分析44-46
• 3 結果與分析46-84
• 3.1 根區(qū)通氣對桃幼樹根區(qū)土壤理化性狀及桃幼樹生長的影響46-55
• 3.1.1 根區(qū)通氣對土壤氧氣含量的影響46
• 3.1.2 根區(qū)通氣對土壤養(yǎng)分含量的影響46-47
• 3.1.3 根區(qū)通氣對土壤酶活性的影響47-48
• 3.1.4 根區(qū)通氣對桃幼樹根系干物質積累量的影響48-49
• 3.1.5 根區(qū)通氣對桃幼樹根系長度和數量的影響49
• 3.1.6 根區(qū)通氣對桃幼樹根系生物量的影響49
• 3.1.7 根區(qū)通氣對桃幼樹根系組成的影響49-50
• 3.1.8 根區(qū)通氣對根系分枝角度的影響50-51
• 3.1.9 根區(qū)通氣對桃幼樹根系活力和氮代謝的影響51
• 3.1.10 根區(qū)通氣對桃幼樹質量和光合參數的影響51-52
• 3.1.11 根區(qū)通氣對桃幼樹葉片保護酶（SOD、POD和CAT）的影響52-53
• 3.1.12 根區(qū)通氣對桃幼樹營養(yǎng)狀況及枝條貯藏營養(yǎng)的影響53-54
• 3.1.13 根區(qū)通氣對桃幼樹新梢生長和干物質積累量的影響54-55
• 3.2 過氧化尿素對桃幼樹淹水脅迫傷害的緩解效果55-60
• 3.2.1 施用過氧化尿素對水體溶氧量的影響55
• 3.2.2 過氧化尿素對淹水脅迫下桃幼樹葉片氣體交換參數的影響55-56
• 3.2.3 過氧化尿素對淹水脅迫下桃幼樹葉片熒光參數的影響56-57
• 3.2.4 過氧化尿素對淹水脅迫下桃幼樹葉片葉綠素含量的影響57-58
• 3.2.5 過氧化尿素對淹水脅迫下桃幼樹葉片抗氧化酶活性和MDA含量的影響58-59
• 3.2.6 過氧化尿素對淹水脅迫下桃幼樹根系生理特性的影響59-60
• 3.3 樹冠下局部根區(qū)土壤改良效果評價60-69
• 3.3.1 局部土壤改良對土壤容重和氧氣含量的影響60-61
• 3.3.2 局部土壤改良對桃樹根系構型的影響61-62
• 3.3.3 局部土壤改良對桃樹根系生長的影響62-65
• 3.3.4 局部土壤改良根系活力的影響65
• 3.3.5 局部土壤改良對根系密度及根系壽命的影響65-66
• 3.3.6 局部土壤改良對桃樹葉片葉綠素含量和光合參數的影響66-67
• 3.3.7 局部土壤改良對桃樹葉面積和比葉重的影響67
• 3.3.8 局部土壤改良對桃樹葉片衰老的影響67-68
• 3.3.9 局部土壤改良對桃樹秋梢生長的影響68
• 3.3.10 局部土壤改良對桃果實品質的影響68-69
• 3.4 控根器對桃樹根系構型和樹體生長發(fā)育的影響69-75
• 3.4.1 控根器對土壤氧氣含量的影響69
• 3.4.2 控根器對桃樹根系構型的影響69-71
• 3.4.3 控根器對桃樹不同直徑根系生長的影響71-72
• 3.4.4 控根器對桃樹新根生長的影響72-73
• 3.4.5 控根器對桃樹根系分布特性的影響73-74
• 3.4.6 控根器對桃樹葉片葉綠素含量和光合性能的影響74
• 3.4.7 控根器對桃樹生長的影響74-75
• 3.5 集中施用土壤改良劑對桃根區(qū)土壤氧氣含量、氮素吸收利用及樹體生長的影響75-80
• 3.5.1 集中施用土壤改良劑對土壤氧氣含量的影響75
• 3.5.2 集中施用土壤改良劑對桃幼樹新梢生長和干徑的影響75-76
• 3.5.3 集中施用土壤改良劑對桃幼樹生長后期葉片衰老的影響76-77
• 3.5.4 集中施用土壤改良劑對桃幼樹葉片葉綠素，葉面積和光合速率的影響77
• 3.5.5 集中施用土壤改良劑對桃幼樹根系活力的影響77-78
• 3.5.6 集中施用土壤改良劑對桃幼樹根系構型的影響78
• 3.5.7 集中施用土壤改良劑對桃幼樹氮素吸收利用的影響78-79
• 3.5.8 桃幼樹凈光合速率與根系構型指標和土壤氧氣含量相關性分析79-80
• 3.5.9 集中施用聚丙烯酰胺對桃果實品質的影響80
• 3.6 透氣性對桃實生苗根系生長及基因表達的影響80-84
• 3.6.1 透氣性對桃實生苗根系生長的影響80
• 3.6.2 透氣性對基因表達的影響80-84
• 3.6.2.1 標簽概況80-81
• 3.6.2.2 差異表達基因的確認與功能分析81-84
• 4 討論84-95
• 4.1 增氧栽培對桃樹根區(qū)土壤理化性狀的影響84-86
• 4.1.1 增氧栽培對根區(qū)土壤氧氣含量的影響84-85
• 4.1.2 增氧栽培對土壤酶活和土壤養(yǎng)分含量的影響85-86
• 4.2 增氧栽培對桃樹根系基因表達及根系構型的影響86-89
• 4.2.1 增氧栽培對桃樹根系基因表達的影響86-87
• 4.2.2 增氧栽培對桃樹根系構型的影響87-89
• 4.3 增氧栽培對桃樹氮素代謝及植株生長的影響89-95
• 4.3.1 增氧栽培對桃樹氮素代謝的影響89-90
• 4.3.2 增氧栽培對桃樹葉片功能的影響90-91
• 4.3.3 增氧栽培對桃樹營養(yǎng)狀況和生長發(fā)育的影響91-92
• 4.3.4 過氧化尿素對桃幼樹淹水脅迫傷害的緩解效果研究92-95
• 5 結論95-96
• 6 創(chuàng)新點96-97
• 參考 文獻97-113
• 附錄113-118
• 致謝118-120
• 攻讀博士學位期間形成論文情況120

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 主春福;彭福田;彭靜;李光杰;劉麗娟;李丁丁;;不同施氮處理對平邑甜茶根系構型的影響[J];山東農業(yè)科學;2008年04期

2 魯墨森,孫鶴寧;果樹根際土壤中氧和二氧化碳速測法[J];山東農業(yè)科學;1987年06期

3 蔡燕飛,廖宗文,章家恩,孔維棟,何成新;生態(tài)有機肥對番茄青枯病及土壤微生物多樣性的影響[J];應用生態(tài)學報;2003年03期

  本文關鍵詞：增氧栽培對桃根系構型及植株生長發(fā)育影響的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：412759