东北地区21种乔木根系形态及组织化学特征

发布时间：2020-10-09 00:20

　　细根是植物吸收水分和养分并维持正常生理活动的重要器官,在森林生态系统碳和养分循环中扮演着重要角色。在长期进化过程中,根系为了适应环境形成复杂的分支结构,而不同分支等级(即根序)的根具有不同的生理生态功能。由于植物种不同,其根序的特点不同。因此,细根的识别、构型与功能研究成为植物学和生态学的研究重点。本研究以东北地区帽儿山地区21个乔木树种为研究对象,按照Pregitzer细根分级方法对细根进行分级后,测定1-5级根序形态学参数(直径、根长、比根长和组织密度),以及各级根序的组织化学特征(C含量、N含量、C:N、木质素含量、纤维素含量、半纤维素含量)。比较不同树种、各根序等级之间形态构型、组织化学特征含量的差异,揭示这些根系特征在树种间随根序的变异规律。主要结果如下:21个树种之间细根的直径、根长、比根长和组织密度具有很大的差异,但是21种树各级根序的特性却表现出了较为一致的变化规律:在1-5级根中,1级根的平均直径、根长最小,比根长最高,随着细根根序等级的升高,根平均直径、根长增加,比根长降低。在21个树种中有9个树种占(42.9%)的1级根组织密度最小,5级根组织密度最大,即随着1-5级根根序的增加而升高。其他12个树种变化规律无明显特性。21个树种中,随细根根序的增加,碳含量变化无明显规律,有18个树种(86%)氮含量随细根根序的增加而下降,17个树种(81%)碳氮比随细根根序的增加而增大,木质素含量总体上随细根根序增加而增大,有18个树种纤维素(86%)3到5级根总体上随细根根序增加而增大,有21个树种纤维素含量随细根根序的增加变化无明显规律,半纤维素含量总体上随细根根序增加而下降,18个树种(86%)5级根半纤维素含量最低。本研究通过个21个乔木树种的研究证实,细根的形态特征、组织化学特征浓度与细根生理功能是紧密相连的,不同树种之间存在种间差异。这对于深入理解细根结构与生理生态功能的联系,揭示细根周转的机制,深入理解森林生态系统地下过程及准确评估不同生态系统的碳库、养分库以及物质循环、养分平衡和能量流动等起着重要作用功能具有重要意义。
【学位单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S718.5
【部分图文】：

细根,根系,分根,去离子水

２．２．２细根根序分级逡逑在实验室内，用低温（１－２°Ｃ）去离子水小心仔细清洗包含前五级根的根系样品。逡逑按照ＰｒｅｇｉｔＺｅｒｅｔａ１．２００２［１４ｐ］方法进行分根。至到分到５级根。如图２－１所示。逡逑Ｄｉａｍｅｔｅｒ逡逑＾邋Ｂ逡逑５邋ｎｉｍ逡逑图２－１细根根系分类不意图（引自Ｐｒｅｇｉｔｚｅｒ邋ｅｔａｌ．２００２）逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍｓ邋ｏｆ邋ｆｉｎｅ邋ｒｏｏｔ邋ｏｒｄｅｒ邋ｃＩａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ（Ｏｒｉｇｉｎ邋ｉｎ邋Ｐｒｅｇｉｔｚｅｒ邋ｅｔ逡逑ａｌ．２００２）逡逑－８邋－逡逑

乔木,下降趋势,鼠李,组织密度

根呈下降趋势，４至５级根呈上升趋势；鼠李根组织密度，２级根最低，４级根最高，１逡逑至２级根呈下降趋势；２至４级根呈上升趋势，４至５级根呈下降趋势。逡逑单因素方差分析发现（如图３－４），邋２１个树种中，除了红松３、４级根之间组织密逡逑度差异不显著（Ｐ＞0．0５），其余各级根序之间的组织密度差异均显著（Ｐ＜０．０５）。逡逑１．０，逦逡逑ａ．逡逑０．８ｉ逦ｅ逦ｂ邋ａ逦／逡逑ａ邋？逦ａ逦ｒ，逦ｂ邋ｌ逦ｃ邋ｂ．邋ａ逡逑ｏ．ｅｌ逦ｂ邋．逦＼逦ｂ．．ａ逦／逦ｒ逦ｂ逦＞逡逑产邋ｂｅ邋Ｚ逦＼逦ａ逦？逦？逦ｄ逡逑．ｄ逦＊逦＇邋ｄ邋ｃ邋？逦／逦Ｉ逦ｒｔ逦ｄ邋ｃ邋／逦ｅ邋？’逡逑0－４逦＼逦／逦ｃ／逦ｃ／逦？邋ｃ／逡逑—＇ｂ／．邋0邋／逦ｅ邋ｄ邋＊逦ｅ，逦Ｖ．逡逑0．４逦、逦：＾ｄ／逦ｅ／逦，逡逑＞逦00￣２邋３邋４邋５逦１逦２邋３邋４逦５逦１邋２邋３邋４邋５逦１邋２邋３邋４邋５逦１邋２邋３邋４邋５逦１邋２邋３邋４逦５逦１邋ｉ邋３邋４邋５邋丨逡逑Ｐｉｎｕｓ邋ｋｏｒａｉｅｎｓｉｓ逦Ｕｎｉｘ邋ｇｍｅｔｉｎｌ逦Ｆｒａｘｉｎｕｓ邋ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃ逦Ｊｕｇｉａｎｓ邋ｍａｎｄｓｈｕｒｉｃａ逦Ｔｉｌｉａ邋ｍｏｎｄｉｈｕｒｌｃａ逦７７／ｉｓ邋ａｍｕｒｅｎｓｉｓ逦Ｂｅｔｕｌａ邋ｐｌａｔｙｐｈｙｌｌａ逡逑２邋ｉ．0ｉ逦逡逑0逦ｂ逦ａ邋？逦ａ逦ｂ邋ａ逡逑Ｇ）逦ｃ，、ａ逦ｉ、逦？、ｄ邋／逦．逦．邋ｃ邋＾逦？邋Ｉ逦Ｃ邋／逡逑Ｖ，邋ｆ邋ｄ／逦／逦＇？—？、．邋ｂ邋ａ逦＞？一逦／邋Ｗ邋ｄ／逡逑＾逦ｒ７逦ｅ邋Ｕ逦Ｖ逦

纤维素含量,乔木,根纤维,树种

逦Ｒｈｍｎｖｔ邋0？ｖｕｎｃ？邋Ｐｔｔ＾ＵｏＯ＊ｎ0ｒ0ｎ邋ａｍｕｒｖｎｓｅ邋Ｏｉｍｔｃｕｓ邋ｍｏｎｇｏＵｃａ逡逑根序邋Ｒｏｏｔ邋ｏｒｄｅｒ逡逑图４－４东北地区２１种乔木前５级根的木质素含量。每个树种各级别根序上不同的小写字母表明差异逡逑显著（Ｐ＜０．０５）逡逑Ｆｉｇ邋４－４邋Ｌｉｇｎｉｎ邋ｃｏｎｔｅｎｔ邋（％）邋ｆｏｒ邋ｔｈｅ邋ｆｉｒｓｔ邋ｆｉｖｅ邋ｏｒｄｅｒ邋ｒｏｏｔｓ邋ｏｆ邋ｔｗｅｎｔｙ－ｏｎｅ邋ｔｒｅｅ邋ｓｐｅｃｉｅｓ邋ｉｎ邋Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ邋Ｃｈｉｎａ逡逑Ｒｅｇｉｎ．邋Ｌｏｗｅｒｃａｓｅ邋ｌｅｔｔｅｒｓ邋ｗｉｔｈｉｎ邋ａ邋ｓｐｅｃｉｅｓ邋ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ（Ｐ＜０．０５）邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ａｍｏｎｇ邋ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ邋ｒｏｏｔ邋ｏｒｄｅｒｓ．逡逑４．１．６不同根序级别纤维素含量逡逑东北帽儿山地区２１个乔木树种纤维素含量变化，１－５级根平均纤维素含量的变化范逡逑围为６％－３７．３％。各树种之间各级别根序纤维素含量存在差异，２１个树种前５级根的平逡逑均纤维素含量各不相同，旱柳的平均纤维素含量最高为３１．２％，黄榆的平均纤维素含量逡逑最低为１３．１８％。２１个树种１级根纤维素含量的变化范围为６％－３４．８％，黄榆纤维素含量逡逑最低（６％），稠李纤维素含量最高（３４．８％）；邋２级根纤维素含量的变化范围为１０％－逡逑３１％，黄榆最低（１０％），水曲柳最高（３１％）；邋３级根纤维素含量的变化范围为１０％－逡逑３１％，黄榆最低（１０．７％），糠锻最高（３１．１％）；邋４级根纤维素含量的变化范围为１２．４％－逡逑３１．９％

【参考文献】