干旱胁迫下不同氮素形态对杉木幼苗生理生化的影响

发布时间：2020-10-19 21:16

　　 杉木是我国重要的速生用材树种之一,广泛分布于我国南方16个省区。水分和氮素营养是杉木生长的重要影响因子,近年来,全球气候变暖趋势日益严峻,我国南方干旱频率及范围不断扩大,加之杉木人工林长期多代连栽引起地力衰退,在一定程度上均限制了杉木人工林生产力的提升。研究表明,在干旱胁迫下,调节林木的氮素供应,能够增强林木对干旱逆境的适应能力。目前,关于干旱胁迫下不同形态氮素供应对杉木抗旱能力影响的研究还鲜见报道。本研究以两种优良杉木无性系为材料,利用PEG-6000模拟干旱胁迫,同时给予不同形态氮素供应,研究了干旱胁迫下不同氮素形态(铵态氮和硝态氮)营养对杉木生理生化、光合能力及养分吸收利用等方面的影响,阐明了干旱胁迫下不同形态氮素对杉木耐旱能力的影响机制,对杉木氮肥配施及抗旱能力提升具有重要意义。主要研究结果如下:1.干旱胁迫条件下,两种杉木无性系叶片与正常水分相比,过氧化物酶活性都下降,但铵营养处理的超氧化物歧化酶活性和多酚氧化酶活性均明显上升;正常水分和干旱水分条件下,铵营养的丙二醛含量都是最低;与正常水分相比,干旱明显降低铵营养的杉木丙二醛含量。2.与正常水分相比,干旱胁迫后,两种杉木无性系叶片在铵营养和硝铵营养的脯氨酸含量增加,7-14号杉木无性系叶片在铵营养的可溶性糖含量增加,增加了 12.5%,8-8号杉木无性系叶片在铵营养可溶性糖含量增加更多,为20.1%。3.与正常水分相比,干旱胁迫后,7-14号杉木无性系初始荧光Fo均下降,8-8号杉木无性系的初始荧光Fo在硝营养处理下上升最大,为14.9%。干旱胁迫后,两种杉木无性系在铵营养的最大荧光产量Fm最大,与正常水分相比,干旱胁迫后,两种杉木无性系在硝营养的最大荧光产量Fm明显下降(P0.05)。干旱胁迫下,两种杉木无性系在铵营养的可变荧光强度Fv和最大光化学效率Fv/Fm最大,与正常水分条件相比,干旱胁迫后,两种杉木无性系可变荧光强度Fv和最大光化学效率Fv/Fm都呈下降的变化趋势,但铵营养相对下降程度小。4.与正常水分条件相比,干旱胁迫后,两种杉木无性系叶片均在铵营养的硝酸还原酶活性、谷氨酸合成酶活性以及谷氨酰胺合成酶活性有所提高。8-8号杉木无性系除GS活性外,其他氮代谢关键酶活性整体高于7-14号。5.与正常水分相比,干旱胁迫下,两种无性系在铵营养的K含量相对增加更多或者降低较少;两种杉木无性系根系和茎在铵营养的Ca含量均有所增加,而叶片中的Ca含量相对下降;7-14号杉木无性系根茎叶中的Mg和P含量都有所下降,但铵营养的Mg和P含量下降相对较少;8-8号杉木无性系根茎叶在铵营养的Mg含量均有所增加,8-8号杉木无性系除了根系P含量下降外,茎叶的P含量均增加;两种杉木无性系在根系中的硝态氮含量均下降,但铵营养的硝态氮含量下降相对较小,茎叶在铵营养的硝态氮含量相对上升;铵营养的处理比硝营养更加保证两种杉木无性系根茎叶对铵态氮和总N的吸收利用;7-14号杉木无性系在根系和茎部的K、Mg、P、硝态氮以及铵态氮的含量整体高于8-8号。综上,干旱胁迫下,铵态氮较硝态氮更能增强杉木的活性氧清除能力,有利于杉木在干旱胁迫下渗透物质的积累,从而提高渗透调节能力;更能减少干旱造成的杉木光系统Ⅱ反应中心或者类囊体膜的损坏程度,保证杉木有较高的吸收利用养分和氮同化的能力,铵态氮更易于增强杉木的抗旱能力。但不同氮素形态对不同杉木无性系抗旱能力的影响存在一定的差异,7-14号在干旱胁迫下对氮素营养的吸收利用更强,表现为更强的耐旱能力。
【学位单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S791.27
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 干旱对植物影响的研究进展
        1.1.1 干旱对植物生理生化的影响
        1.1.2 干旱对植物叶绿素荧光参数的影响
        1.1.3 干旱对植物养分代谢的影响
    1.2 氮素对植物影响的研究进展
        1.2.1 不同形态氮素的吸收选择性差异
        1.2.2 不同形态氮素对植物生理生化的影响
        1.2.3 不同形态氮素对植物养分代谢的影响
    1.3 干旱和氮素协同对植物影响的研究进展
        1.3.1 干旱和氮素协同对植物生理生化的影响
        1.3.2 干旱和氮素协同对植物叶绿素荧光的影响
        1.3.3 干旱和氮素协同对植物养分代谢的影响
    1.4 杉木干旱胁迫和氮素利用的研究进展
    1.5 研究目的与意义
2 材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验仪器
    2.3 试验设计
    2.4 测定指标及方法
        2.4.1 抗氧化酶活性和丙二醛含量测定
        2.4.2 渗透调节物质含量的测定
        2.4.3 叶绿素荧光的测定
        2.4.4 氮代谢关键酶的测定
        2.4.5 养分含量的测定
    2.5 数据处理
3 结果与分析
    3.1 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木生理生化的影响
        3.1.1 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木过氧化物酶活性的影响
        3.1.2 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木超氧化物歧化酶活性的影响
        3.1.3 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木多酚氧化酶活性的影响
        3.1.4 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木丙二醛含量的影响
        3.1.5 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木脯氨酸含量的影响
        3.1.6 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木可溶性糖含量的影响
    3.2 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木叶绿素荧光参数的影响
        3.2.1 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木初始荧光的影响
        3.2.2 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木最大荧光产量的影响
        3.2.3 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木可变荧光强度的影响
        3.2.4 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木最大光化学效率的影响
    3.3 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木氮代谢酶活性的影响
        3.3.1 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木硝酸还原酶的影响
        3.3.2 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木谷氨酸合成酶的影响
        3.3.3 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木谷氨酰胺合成酶的影响
    3.4 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木无性系各器官养分吸收利用的影响
        3.4.1 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木根茎叶K含量的影响
        3.4.2 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木根茎叶Ca含量的影响
        3.4.3 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木根茎叶Mg含量的影响
        3.4.4 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木根茎叶P含量的影响
        3.4.5 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木根茎叶硝态氮含量的影响
        3.4.6 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木根茎叶铵态氮含量的影响
        3.4.7 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木根茎叶总N含量的影响
4 结论与讨论
    4.1 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木生理生化的影响
    4.2 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木叶绿素荧光参数的影响
    4.3 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木氮代谢酶活性的影响
    4.4 干旱胁迫下不同氮素形态对杉木无性系养分吸收的影响
参考文献
致谢

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本文编号：2847737