水分胁迫对芳樟优良无性系苗木生长影响的研究

发布时间：2020-05-28 10:46

【摘要】：芳樟在我国南方各省区具有重要的经济、文化和生态价值。林业生产对于优良无性系芳樟苗木的需求日益增涨,芳樟大规模的育苗工作就显得尤为重要。而芳樟优良苗木快速扦插繁育中常因水分管理问题,导致水分过多或过少,对苗木产生水分胁迫。另外,高温高湿的环境下,对苗木的病原菌的生长繁殖创造有利条件。最终都会影响苗木的正常生长以及出苗的整齐率。基质作为苗木吸收水分的载体,其配比和选择十分关键,而多菌灵对于水分胁迫下苗木病虫害的预防和消除也扮演着重要的保护作用。本试验材料为芳樟(Cinnamomum camphora var.linaloolifera Fujita.)一年生扦插苗,通过三元二次回归正交旋转设计方法,对水分胁迫、育苗基质以及多菌灵三个因素进行多水平的组合试验。对苗木的地径、苗高、叶片数、最大叶片面积、生物量、含水率、叶绿素相对含量(SPAD)、叶绿素荧光参数、根系活力、丙二醛(MDA)含量、保护酶系统(SOD、POD、CAT)活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、矿质元素含量(K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu)以及苗木死亡率进行研究,结合方差分析的方法以及数学模型的建立来对各指标进行分析,探究其生长以及生理生化响应规律,以期为今后育苗工作提供理论基础。主要研究结论如下:(1)通过对地径、苗高生长的研究,结果表明:各个处理组地径和苗高生长均要高于对照,两者增涨幅度最高可达73.89%、78.66%,且处理之间均达到了极显著的差异。短期的轻度水淹胁迫对地径、苗高均有促进作用;但是干旱胁迫和重度水淹超过30d时开始出现生长停滞或抑制作用。通过对地径、苗高生长的单因素分析,结果表明:育苗基质以及多菌灵在试验期间都起到了促进和保护的作用。地径和苗高的生长对基质中的泥炭土含量最为敏感,基质中的泥炭土含量越高对于地径苗高生长就越有利。通过对苗高生长的互作效应分析,结果表明:基质与水分胁迫存在显著的互作效应,基质不同成分对苗高生长具有不同作用。黄心土有利于苗木抵抗干旱胁迫,而泥炭土有利于苗木在水淹胁迫下的生长。(2)通过对叶片数量和最大叶片面积生长的研究,结果表明:处理间叶片数量和最大叶片面积均达到了极显著的差异。长期的干旱胁迫会严重降低叶片数量和最大叶片面积大小,降幅分别达20.70%、48.56%。基质配比B方案配以16g·m-3多菌灵的使用,对叶片数量和最大叶片面积生长均有较好的表现,增幅分别达168.04%、72.59%。(3)通过对生物量分配的研究,结果表明:处理组间地下湿重、地上湿重、地下干重、地上干重均达到了极显著的差异。干旱胁迫对地下湿重、地上湿重、地下干重、地上干重有强烈的抑制作用,降幅分别达11.42%、50.08%、31.02%、60.90%。苗木的根冠比也达到了显著差异。基质的成分对各处理的根冠比的影响较大,纯黄心土基质表现最差,降幅达39.39%。(4)通过对植株不同部位含水率的研究,结果表明:处理组间地下部含水率、地上部含水率、整体含水率均达到极显著差异,而且普遍规律是地下部含水率地上部含水率。苗木会提升自身的水分含量以应对外界干旱的不利环境,整体提升幅度为38.88%,地上部77.55%,地下部28.26%;且不同的基质配比和多菌灵的施用对苗木在水淹胁迫下维持体内含水量起到了作用。(5)通过对死亡率的研究,结果表明:在试验期内,仅重度水淹胁迫与干旱胁迫会导致苗木死亡,死亡率分别为16.67%、51.11%。说明干旱胁迫对苗木死亡率有较大的影响,苗木相对而言更耐水淹胁迫,只有长时间的重度水淹胁迫会导致苗木出现死亡现象。(6)通过对叶绿素相对含量以及叶片荧光参数的研究,结果表明:叶绿素相对含量,最易受水分胁迫的影响,在水分胁迫超过15d时,处理间叶绿素相对含量表现出极显著差异。重度水淹胁迫的抑制影响最大,降幅达30.27%。干旱胁迫下,初始荧光Fo值增幅最大,为9.14%,叶片PSⅡ反应中心的酶活性低;而长期的重度水淹胁迫对于苗木最大荧光Fm、可变荧光Fv值、最大光化学效率Fv/Fm值、PS Ⅱ潜在活性Fv/Fo值、PSⅡ电子传递Fm/Fo值的负面影响最大,降幅分别为 28.43%、47.58%、32.87%、38.48%、14.90%,使得叶片PSⅡ反应中心的活性、光化学效率、电子传递速率受到了较大的抑制。(7)通过对生理生化的研究,结果表明:处理间的MDA含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量普遍都达到极显著差异。干旱胁迫下,MDA含量增幅最大,高达84.98%,对苗木伤害最大。面对外界水分胁迫下,SOD活性最先作出反应,但是最高提升幅度只为4.87%;POD活性、CAT活性伴随着SOD活性的提高而提高,最高提升幅度分别达99.14%、75.50%。三者共同消除苗木体内的活性氧自由基,降低水分胁迫对苗木造成的伤害。而苗木渗透调节物可溶性蛋白、可溶性糖的含量在水分胁迫期间都有得到提升,最高提升幅度分别达52.88%、94.99%。(8)通过对根系活力的研究,结果表明:处理间根系活力值均表现出极显著差异。基质与多菌灵的使用有利于提高轻度水淹胁迫下苗木的根系活力,最高提升幅度达37.70%;但是长期重度水淹胁迫会明显降低芳樟的根系活力,降幅达52.84%,干旱胁迫对根系活力也存在较大抑制。通过单因素分析,结果表明:富含泥炭土的基质以及多菌灵的使用对根系活力具有促进作用,但是基质泥炭土含量低于50%时,对苗木根系活力促进作用就会开始减弱。通过对根系活力的互作效应分析,结果表明:多菌灵与基质存在显著的互作效应。当基质中泥炭土含量大于80%时,增加多菌灵的施用量会降低苗木的根系活力;泥炭土含量处于50%左右时,增加多菌灵的施用量对苗木的根系活力影响不显著;泥炭土含量低于20%时,增加多菌灵的施用量会促进芳樟的根系活力。(9)通过对各器官矿质元素含量的研究,结果表明:处理间根、茎、叶中K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu的含量均达到了极显著差异。根、茎、叶中K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu的含量易受水分胁迫的影响,不同矿质元素含量在不同部位的平均最高降幅分别为K(34.59%)、Ca(31.17%)、Na(37.58%)、Mg(13.08%)、Fe(24.62%)、Zn(43.04%)、Cu(28.09%)。而基质和多菌灵的施用有利于芳樟抵抗水分胁迫,不同矿质元素含量在不同部位的平均最高涨幅介于28.46%-198.05%,最高的为 Fe(198.05%),其次为 Zn(180.64%)最低的为Mg(28.46%)。
【图文】：

芳樟,处理组

Ｆｉｇ．３－１邋Ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｂａｓｅ邋ｄｉａｍｅｔｅｒ逡逑ｇｒｏｗｔｈ邋ｏｆ邋Ｃ．邋ｃａｍｐｈｏｒ邋ａ邋ｖａｒ．ｌｉｎａｌｏｏｌｉｆｅｒａ逡逑由图３－１可知，每个处理组每隔１５ｄ测定一次地径，共计四次，总体来看除逡逑了邋１０号处理组先增后降，这可能由于１０号处理组根系受了重度水淹胁迫的影响逡逑所导致。而各个处理组的芳樟地径大小随着时间的推移呈现出不断增涨的趋势。逡逑很明显可以看出９号处理组生长最差，四个生长时期的地径大小较接近ｃｋ对照逡逑组，而且存在生长停滞的现象；而１１号处理组表现出最优的生长趋势。逡逑从不同时间段来看，４月１５号全部处理芳樟平均地径大小为２．７９ｍｍ，其中逡逑生长最差的是２１号处理组２．３９ｍｍ，高于ｃｋ对照组１７．７３％；生长最优的是１１逡逑号处理组３．５３ｍｍ，高于ｃｋ对照组７３．８９％。５月１号全部处理芳樟平均地径大小逡逑为３．０３ｍｍ，其中生长最差的是９号处理组２．５５ｍｍ，高于ｃｋ对照组１１．９４％；生逡逑长最优的是２号处理组３．６１ｍｍ

芳樟,苗高生长,处理组

水平编码值逡逑Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ邋ｃｏｄｅ邋ｖａｌｕｅ逡逑图３－２三个单因素与芳樟地径的效应曲线逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｂａｓｅ邋ｄｉａｍｅｔｅｒ邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｃｕｒｖｅ邋ａｂｏｕｔ邋ｔｈｒｅｅ邋ｓｉｎｇｌｅ邋ｆａｃｔｏｒｓ邋ｏｆ邋Ｃ．邋ｃａｍｐｈｏｒａ邋ｖａｒ．邋ｌｉｎａｌｏｏｌｉｆｅｒａ逡逑３．邋２芳樟苗高生长分析逡逑３．邋２．１不同处理对芳樟苗高生长的影响逡逑３５逡逑３０邋－逡逑２５邋ｎｒｆｌ邋＾＇＇邋ｒｉｆ邋ｒｆｆｆｌ邋［１邋ｒ邋；邋ｒｎ逡逑ｃｋ邋１逦２逦３逦４逦５逦６逦７逦８逦９逦１０邋１１邋１２邋１３邋１４邋１５邋１６邋１７邋１８邋１９邋２０邋２１邋２２邋２３逡逑图３－３不同处理对芳樟苗高生长的影响逡逑Ｆｉｇ．３－３邋Ｅｆｆｅｃｔｓ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｈｅｉｇｈｔ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｏｆ邋Ｃ．邋ｃａｍｐｈｏｒａ邋ｖａｒ．ｌｉｎａｌｏｏｌｉｆｅｒａ逡逑由图３－３可知，，每个处理组每隔１５ｄ测定一次苗高，共计四次，从总体趋势逡逑来看与地径的变化趋势较为一致。各个处理组的芳樟苗高随着时间的推移不断增逡逑涨，其中９号处理组、１１号处理组、１４号处理则是先上升后下降的趋势，根据逡逑实际的观察发现苗木顶芽出现枯萎、死亡、脱落的现象，这可能是由于水导条件逡逑的改变及栓塞的形成，不利于顶芽的形成以及缺乏蔗糖等同化物所导致。９号处逡逑理组整体相比于各处理组处于比较低的水平，３号处理组、４号处理组、８号处逡逑理组与１１号处理组则表现出较好的状态。逡逑从不同时间段来看，４月１５号全部处理芳樟平均苗高为１９．６６ｃｍ，其中生长逡逑最差的是１８号处理组１５．８８ｃｍ
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S792.23

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