模拟氮沉降对香椿种子萌发和幼苗生长特性的影响

摘要

随着全球工业与农业现代化的发展，在大气氮沉降程度不断加剧的现状下，各生态系统的特征和过程均受到了深刻影响。香椿（Toona sinensis）是我国特有的药食两用植物，也是我国珍贵的速生用材树种，分布极为广泛。为探讨香椿对氮沉降的响应，本文以尿素为氮源供体，设置0.0、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0、17.5和20.0kg N·hm-2·a-1等9个氮添加水平模拟氮沉降，测定香椿种子发芽率、发芽指数、活力指数等指标，研究不同氮添加下香椿种子的响应规律;设置0、20、40、80、120、180kg N·hm-2·a-1等6个氮添加水平，测定幼苗地径和苗高、生物量及其分配、光合特性和气体交换特性、抗氧化酶活性等指标，探究氮沉降对香椿幼苗生长和生理生化特性的影响。结果发现:　　1.香椿种子的发芽率、发芽指数、胚根长以及活力指数随氮添加量的增加呈现显著下降的趋势，且均以20.0kg N·hm-2·a-1氮添加水平下为最低。　　2.随着氮添加浓度增加，幼苗地径、苗高和生物量呈增加趋势，以180kg N·hm-2·a-1氮添加水平下的最高。受氮添加的影响，香椿幼苗的生物量向根、叶分布较多。　　3.相对叶绿素含量(SPAD)随氮添加水平的增加而升高，在180kg N·hm-2·a-1氮添加下含量最高，较对照高73.9％;香椿幼苗表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)以及暗呼吸速率(Rd)等指标随氮添加量的增加均呈先升高后降低的趋势，LCP以氮添加80kg N·hm-2·a-1为最高外，AQY、Pnmax、SP和Rd则以120kg N·hm-2·a-1为最高;净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)随着氮添加水平的增加呈现先升高后降低的趋势，且均以120kg N·hm-2·a-1氮添力口水平的最高;而胞间C02浓度则呈现先降低后升高的趋势，在120kgN·hm-2·a-1氮添加水平的最低。　　4.SOD和POD活性随氮添加水平的增加先升高后降低，在120kg N·hm-2·a-1氮添加水平下达到最大值;MDA含量随氮添加水平的增加有升高趋势，在180kg N·hm-2·a-1氮添加水平下达到最大值。　　5.香椿幼苗的可溶性糖和可溶性蛋白含量在氮添加的作用下表现为先升高后降低，可溶性糖在120kgN·hm-2·a-1氮添加水平下达到最高;可溶性蛋白则在180kg N·hm-2·a-1氮添加达到最高。　　研究表明，香椿种子对氮添加非常敏感。一定水平内氮添加会抑制香椿种子的萌发和种子胚根的生长，导致种子活力下降。而一定水平内的氮添加对香椿幼苗生长能够起到促进作用，幼苗的光合能力、抗逆性也会随之增强。但香椿幼苗对氮沉降水平增加的耐受是有限度的，当氮水平增加到一定程度后，光合能力开始下降，细胞膜结构显现出受到损伤的迹象。所以，香椿种子耐受氮沉降的阈值应小于2.5kg N·hm-2·a-1，一年生香椿幼苗能够耐受氮沉降的阈值为120kg N·hm-2·a-1。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1．1氮沉降的来源的区域差异

1．1．2氮沉降对生态系统的影响

1．1．3氮沉降对植物的影响

1．1．4香椿的价值及其生长生理研究进展

1．2研究目的意义和主要研究内容

1．2．1研究目的意义

1．2．2主要研究内容

1．3技术路线图

第二章材料与方法

2．1试验材料

2．2试验处理

2．2．1香椿种子处理

2．2．2香椿幼苗处理

2．3测定方法

2．3．1种子萌发指标的测定

2．3．2香椿幼苗生长指标的测定

2．3．3香椿幼苗光合参数

2．3．4香椿幼苗生化指标测定

2．4数据统计与分析

第三章结果与分析

3．1模拟氮沉降对香椿种子萌发的影响

3．1．1对香椿种子发芽率的影响

3．1．2对香椿种子发芽指数的影响

3．1．3对香椿种子胚根长的影响

3．1．4对香椿种子活力指数的影响

3．1．5香椿种子各萌发指标与氮添加量间的相关性分析

3．2模拟氮沉降对香椿幼苗生长的影响

3．2．1对香椿幼苗地径、苗高的影响

3．2．2对香椿幼苗生物量及其分配的影响

3．3模拟氮沉降对香椿幼苗光合特性的影响

3．3．1对香椿幼苗相对叶绿素含量的影响

3．3．2对香椿幼苗光响应曲线的影响

3．3．3对香椿幼苗气体交换参数的影响

3．4模拟氮沉降对香椿幼苗抗氧化酶活性和膜质过氧化的影响

3．4．1对香椿幼苗SOD活性的影响

3．4．2对香椿幼苗POD的影响

3．4．3对香椿幼苗MDA含量的影响

3．4．4 SOD、POD活性、MDA含量与氮添加量间的相关性分析

3．5模拟氮沉降对香椿幼苗可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

3．5．1对香椿幼苗可溶性糖含量的影响

3．5．2对香椿幼苗可溶性蛋白含量的影响

3．5．3可溶性糖、可溶性蛋白含量与氮添加量间的相关性分析

第四章讨论、结论与展望

4．1模拟氮沉降抑制香椿种子的萌发

4．2模拟氮沉降促进了香椿幼苗的生长和生物量积累，并导致生物量向根和叶分配

4．3模拟氮沉降在一定程度上增强了香椿幼苗的光合能力

4．4模拟氮沉降在一定程度上提高了香椿幼苗的抗氧化能力，但加剧了香椿幼苗的膜脂过氧化

4．5模拟氮沉降促进香椿幼苗可溶性糖和可溶性蛋白含量的增加

4．6结论

4．7研究展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢