模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系生理生态的影响

摘要

降香黄檀耐旱，抗逆能力强，在山脊、岩石裸露的贫瘠干旱土地上都能生长，是石灰岩溶山区优良的造林树种。但目前关于降香黄檀适应贫瘠石漠化环境的机理少有研究。本文以分层模拟柱模拟石漠化类型Ⅰ（表层为不同厚度壤土而底层为石灰岩的石漠化类型），以扇形模拟柱模拟石漠化类型Ⅱ（石灰岩缝隙为泥土的石漠化类型）;以降香黄檀一年生幼苗为实验材料，研究不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系空间分布、形态和生理特性的影响，为降香黄檀在西南喀斯特石漠化地区的引种和带动地区经济发展提供科学依据。研究结果如下:
　　(1)降香黄檀在不同模拟石漠化土壤条件中表现出一定的适应性，在10cm表土厚度和扇形基质中植株生物量与对照组无显著差异，在5cm表土厚度和全石砾基质中植株生物量显著降低。但随着表土厚度的不断减少，植株生物量向根、叶分配的比例增高，根冠比也逐渐增大。在根系生物量的分配上，降香黄檀根系生物量向三级根分配的比例增高。
　　(2)降香黄檀根系在不同模拟石漠化土壤条件中的空间分布，在竖直方向上，对照组、10cm表土厚度以及扇形基质中根重密度随着土层厚度的加深没有显著性的差异，而5cm、15cm表土厚度以及全石砾土壤条件中，根重密度在不同土层中的分布均有显著差异。在15cm表土厚度土壤条件中，根重密度随着土层深度的增加，先增大后减小。在5cm表土厚度土壤条件下，根重密度主要集中分布在0cm～5cm处的壤土层，而在5cm～20cm的石砾层中，根重密度随着深度的增加呈锐减的趋势。在水平方向上，根重密度均在距离树干0cm～5cm处达到最大，随着水平距离的增大而减小，除10cm表土厚度基质外，根重密度在距离树干5cm～10cm和10cm～15cm处无显著性差异。根系在空间上的发育特征，主要表现为下扎能力大于水平的延展能力。
　　(3)在不同模拟石漠化土壤条件中，直径d＜0.5mm的根系存在显著差异，在10cm表土厚度和扇形基质中d＜0.5mm根的根长达到最大，与其他各土壤条件差异显著。并且随着表土厚度的减少，d＜0.5mm根系根长所占比例呈攀升的趋势。石砾在一定程度上促进了小径级根系的生长，提高根系的活跃度，使植株可以更好的在贫瘠的石漠化土壤环境中吸收营养物质。随着表土厚度的减少，总表面积和根尖数均先有增加而后降低。说明降香黄檀抗逆环境能力是有限的。
　　(4)在不同模拟石漠化土壤条件下，随着表土厚度的减少，根系活力有逐渐增大的趋势，全石砾基质中降香黄檀根系活力最大，全土壤中根系活力最小。与对照组相比，15cm、10cm表土厚度以及扇形基质中根系活力与对照组无显著性差异，但5cm表土厚度和全石砾基质中根系活力与对照组具有显著性差异。
　　(5)随着表土厚度的减少，降香黄檀根系可溶性糖和可溶性蛋白含量均有降低的趋势。不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系POD酶活性影响不大，但对根系SOD酶活性影响较大，随着表土厚度的减少，SOD酶活性呈增大的趋势。
　　综上所述，降香黄檀根系具有很好的生理生态适应能力。过高或过低的表土层厚度都会影响降香黄檀根系在土体空间中的分布，很大程度上受土壤空间异质性的制约，但根系还是会通过提高根冠比，将生物量更多的向三级根分配，以及增加小径级的根长，增加根表面积以及根尖数来提高根系在土壤中的活跃程度，更好的吸收养分。有石砾参与的土壤基质，根系活力、SOD酶和POD酶活性的增加，使根系能够更好的进行各类生命代谢活动。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 根系生态学的研究进展

1．2．1 国外根系生态研究进展

1．2．2 国内根系生态研究概况

1．2．3 根系研究方法

1．3 降香黄檀研究进展

1．3．1 降香黄檀在石漠化地区引种的适应性研究概况

1．3．2 降香黄檀引种栽培技术研究

1．3．3 降香黄檀病虫害研究进展

1．3．4 降香黄檀根系研究进展

1．4 研究的意义与目的

1．5 研究内容

第二章 材料与方法

2．1 材料

2．1．1 栽培基质的制备与幼苗管护

2．1．2 实验仪器与药品

2．2 方法

2．2．1 降香黄檀植株生长指标以及生物量的测定

2．2．2 根系取样和根系分类

2．2．3 根重密度的计算

2．2．4 降香黄檀根系生理指标的测定

第三章 结果与分析

3．1 不同模拟石漠化土壤对降香黄檀株高、地径的影响

3．2 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀生物量的影响

3．2．1 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀生物量的影响

3．2．2 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀幼苗生物量分配的影响

3．2．3 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根冠比的影响

3．3 不同模拟石漠化土壤条件中降香黄檀根系生物量空间分布特征

3．3．1 降香黄檀根系根重密度的垂直分布特征

3．3．2 降香黄檀根重密度的水平分布特征

3．4 降香黄檀根系形态参数分析

3．4．1 不同模拟石漠化土壤条件中各个径级根系根长

3．4．2 不同模拟石漠化土壤条件中降香黄檀根系根系形态特征影响

3．5 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系生理指标的影响

3．5．1 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系活力的影响

3．5．2 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系SOD和POD酶活性的影响

3．5．3 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

第四章 结论与讨论

4．1 讨论

4．1．1 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系生长以及生物量分配的影响

4．1．2 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系空间分布的影响

4．1．3 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系形态参数的影响

4．1．4 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系活力的影响

4．1．5 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系酶活性的影响

4．1．6 不同模拟石漠化土壤条件对降香黄檀根系可溶性糖和可溶性蛋白的影响

4．2 结论

4．3 本研究的创新点与不足之处

4．3．1 创新点

4．3．2 实验的不足之处

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文情况