黄帝陵古侧柏细根特性研究

发布时间：2020-07-15 19:13

【摘要】：黄帝陵是中华民族伟大民族精神的重要标识,是全球华人的精神家园。这里拥有我国最古老、面积最大的古柏林,有古柏八万余株。庞大的古柏群见证了中华民族五千年辉煌璀璨的历史,是极为珍贵的自然及文化遗产。然而,由于古柏群自身树龄大,生理机能下降,加之近年来人为干扰增强,导致古柏群的生长环境受损,树体健康状况普遍存在问题,整体生长势逐渐衰弱,甚至面临死亡的威胁,保护及复壮古树的工作迫在眉睫。古柏群的健康延续,离不开健康发达的根系。根系不仅锚固了植株,同时也是植物从土壤中获取资源的重要媒介。细根是树木根系的重要组成部分,是土壤水分及养分的主要吸收者与利用者。细根繁茂的树木能争取到更多的营养,有利于个体的健康生长发育,而细根生长受阻往往会导致树势衰弱。因此,开展细根特性的相关研究,对古树的保护及复壮工作具有重要的指导意义。本文对不同健康状况、不同树龄、不同土壤通气措施的侧柏细根特性进行了研究,主要结论如下:(1)不同健康状况的古柏细根在垂直分布、解剖结构及生理活性上存在差异:健康古柏细根的根长密度、比表面积、比根长、生物量大于亚健康和衰弱古柏。健康古柏及亚健康古柏的前2级细根处于初生生长阶段;衰弱古柏仅1级细根处于初生生长阶段。与亚健康和衰弱古柏相比,健康古柏细根中的丙二醛(MDA)和过氧化氢含量(H_2O_2)最低,可溶性蛋白含量最高,具有很高的根系活力;亚健康侧柏细根的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性最高。(2)不同树龄的侧柏细根在垂直分布、解剖结构及生理活性上存在不同程度的差异:20a侧柏细根的根长密度、比表面积、比根长最大,生物量最小;300a侧柏的根长密度、比表面积、比根长最小,生物量最大。20a侧柏的前3级细根处于初生生长阶段;100a侧柏和300a侧柏细根的前2级细根处于初生生长阶段。不同树龄细根的SOD活性无显著差异;20a侧柏细根的MDA及H_2O_2含量较少,可溶性蛋白含量、根系活力最高;100a侧柏的POD和CAT活性最高;300a侧柏细根的MDA及H_2O_2含量最多,可溶性蛋白含量、根系活力最低。(3)不同健康状况古柏细根生长的立地土壤因素存在不同程度的差异:土壤温度对树木的健康状况无显著影响;不同健康状况古柏的立地土壤含水量、紧实度、铵态氮、有效磷、有效钾含量存在显著差异。其中,土壤紧实度对细根生长的影响最大,在含水率高、养分充足、紧实度小的立地土壤中,细根生长旺盛,树势强健。(4)通气孔复壮措施对古侧柏细根的生长具有促进作用,距通气孔越近,细根的根长密度和比根长越大,细根比表面积无明显变化规律。在通气良好的土壤中,古柏细根可分为4级;通气不良土壤中的细根仅分为3级。距离通气孔越近,细根中MDA及H_2O_2的积累量越小,POD、CAT活性可溶性蛋白含量、根系活力越大。通气孔的影响范围在以其为中心的半径50-75cm的圆面积内,通气孔的最佳布设密度为1-2个/m~2。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S791.38
【图文】：

古柏,黄帝陵

多阴雨；冬季寒冷干燥。年均温9.4℃，极地最高气温36.5℃，最低气温-21.4℃，年日照时数2528.4 h，年降水量568.8mm。图2-1 黄帝陵古柏群分布区Fig.2-1 The distribution area of ancient Platycladus orientalis,in the Emperor Mausoleum2.2 研究方法2.2.1 实验材料在黄帝陵景区后山的古柏群分布区中，控制均一立地条件，以单株侧柏根系中直径小于2mm的细根作为研究对象，分别开展不同健康状况古柏、不同树龄侧柏的细根特性研究，并分析立地土壤条件对细根特性的影响。2.2.1.1 不同健康状况黄帝陵古侧柏细根特性研究依据杨玲(2014)建立的侧柏健康评价体系，将树龄约300a的古柏划分为健康、亚健康和衰弱三级。选择不同健康状况等级的侧柏各选3株，各单株古柏的详细信息见表2-1。6

示意图,细根,示意图,采样区

（1）细根垂直分布研究以树干为中心，将树冠投影范围按照东、西、南、北四个方位划分为4个扇形采样区域(图2-2)，在各采样区树干正东、正西、正南、正北方向上与树冠投影外沿交点连线的中点取样，使用内径为10cm的根钻采集带有侧柏细根的土柱。以每10cm为一层进行分层采样，采样总深度80cm。把同土层4个方位上采集的4根带根土柱放入同一塑封袋中，混合均匀后做好标记，低温保存带回实验室尽快处理。图2-2 细根采样示意图Fig.2-2 Sketch of sampling7

示意图,细根,通气孔,示意图

在槽内距地表30cm的土层上取样，分别取通气孔内壁、距通气孔25cm、距通气孔50cm距通气孔75cm处的细根，做好标记，低温保存带回实验室尽快处理。采样示意图见图2-3。对比土壤通气良好与未通气处细根特性的差异，探究通气孔复壮措施对细根生长的影响。图2-3 细根取样示意图Fig.2-2 Sketch of sampling9

【参考文献】