切根贴膜对黑土区杨树农田防护林形态及光合生理特性的影响

摘要

切根贴膜简单易行，是减轻林带胁地效应的有效方法，但可能会对林带生长造成不良影响。本文以黑龙江省黑土区农田防护林为研究对象，以不切根贴膜为对照，研究距树干0.5、1、2、3m切根贴膜处理对3行、6行杨树林带生长、细根形态分布、光合生理特性、气孔特征以及叶绿体超微结构的影响。结果表明:
　　(1)切根贴膜降低了杨树的胸径生长率，随断根程度增大影响增强。与对照相比，除6行林带3m处理外，其它处理的胸径生长率在切根贴膜第一年均显著降低。杨树的胸径生长率在切根贴膜第二年出现恢复性增长，除3行林带0.5、1m处理的胸径生长率仍明显低于对照外，其它处理与对照相比无显著差异。切根贴膜对6行林带的树高生长率影响较小，各处理的树高生长率在切根贴膜第一、二年与对照相比均无明显差。3行林带各处理的树高生长率在第切根贴膜第一年均显著低于对照，下降幅度随断根强度的增加而增大;第二年下降幅度明显减小，仅0.5m处理仍显著低于对照。总体而言，切根贴膜两年后，3行林带0.5、1m处理的胸径和材积生长率显著低于对照，其它处理的胸径、树高和材积生长率与对照相比无显著差异。
　　(2)切根贴膜对林带内侧细根(直径＜2mm)形态与分布的影响相对较小，对林带外侧细根生长有明显的促进作用，作用的大小与切根贴膜距离密切相关。林带切根贴膜两年后，6行林带0.5m处理和3行林带0.5、1m处理的细根生物量和根长密度与对照相比均显著提高，在0～10cm及0～20cm土层的相对分布也随之增加。相比于1～2mm细根，≤1mm细根生物量和根长密度对切根贴膜的反应更为敏感。
　　(3)切根贴膜对杨树叶片含水率无明显影响。切根贴膜1个月后的杨树净光合速率峰、谷值出现的时间较对照提前，日均值明显低于对照，处理间差异显著。切根贴膜3个月后，处理后的杨树净光合速率日均值仍低于对照，但降低幅度有所减小，距树干3m处切根贴膜的杨树净光合速率与对照相比无显著差异。处理后杨树蒸腾曲线出现多种形式，整体上距树干2、3m处切根贴膜杨树蒸腾速率日均值较对照无显著变化，而距树干0.5、1m处切根贴膜的杨树在切根贴膜1个月后的蒸腾速率下降幅度比光合速率下降幅度更大，导致水分利用效率高于对照。切根贴膜处理没有改变杨树叶片水分利用效率的日变化趋势，但对杨树叶片水分利用效率的日均值产生了明显影响，且这种影响可能是负向的。切根贴膜处理后的杨树净光合速率下降时伴随着气孔阻力的升高和胞间CO2浓度的下降，表明杨树净光合速率的下降主要是由气孔限制因子引起的。
　　(4)除6行林带2、3m处理外，切根贴膜1个月后的叶片上下表皮气孔密度与对照相比均明显降低，之后不断增加，下表皮气孔密度在切根贴膜2个月后已明显高于对照。6行林带1～3m处理的叶绿体超微结构与对照相比无明显差异，其它处理切根贴膜1个月后的叶绿体超微结构受到明显影响，随着断根强度的加大，叶绿体发生膨胀，有明显质壁分离现象，叶绿体片层模糊，淀粉粒体积变小，数量减少，嗜锇颗粒数量大量增加;切根贴膜3个月后叶绿体超微结构得到了较好的恢复，3行林带1、2m处理的叶绿体中淀粉粒的数量和体积有明显增加现象。杨树因切根贴膜而导致的叶片结构与功能的损伤是可逆的，杨树通过改变自身的光合生理特性来适应切根贴膜所导致的水分胁迫，叶片气孔形态及叶绿体超微结构都发生了适应性变化，这种变化与断根强度相关。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 林带切根贴膜技术

1．2．1 切根沟的标准

1．2．2 塑料膜规格及贴膜要求

1．2．3 贴膜时间

1．2．4 切根贴膜后的效果

1．3 断根对林木生长及光合生理特性的影响

1．3．1 断根对林木地上部分生长的影响

1．3．2 断根对林木根系生长的影响

1．3．3 断根对林木光合生理特性的影响

1．4 干旱胁迫对植物叶片含水率及微形态特征的影响

1．4．1 干旱胁迫对叶片含水率的影响

1．4．2 干旱胁迫对气孔特征的影响

1．4．3 干旱胁迫对叶绿体超微结构的影响

1．5 农田防护林的胁地效应

1．6 研究目的及意义

1．7 研究内容及技术路线

1．7．1 研究内容

1．7．2 技术路线

1．8 论文创新点

2 试验地概况

3 研究方法

3．1 试验设计

3．2 生长指标的测定

3．3 细根的测定

3．3．1 细根取样

3．3．2 细根的处理与测定

3．4 光合生理指标的测定

3．4．1 光合日变化测定

3．4．2 叶片含水率的测定

3．4．3 土壤水分的测定

3．5 叶片气孔特征及叶绿体超微结构的观察与测定

3．5．1 气孔特征观察

3．5．2 叶绿体超微结构观察

3．6 数据分析

4 切根贴膜对杨树农田防护林生长的影响

4．1 切根贴膜对杨树胸径生长率的影响

4．2 切根贴膜对杨树树高生长率的影响

4．3 切根贴膜对杨树材积生长率的影响

4．4 小结与讨论

5 切根贴膜对杨树农田防护林细根形态及分布的影响

5．1 切根贴膜对杨树农田防护林细根生物量的影响

5．1．1 切根贴膜对林带内侧细根生物量的影响

5．1．2 切根贴膜对林带外侧细根生物量的影响

5．2 切根贴膜对杨树农田防护林细根根长密度的影响

5．2．1 切根贴膜对林带内侧细根根长密度的影响

5．2．2 切根贴膜对林带外侧细根根长密度的影响

5．3 小结与讨论

6 切根贴膜对杨树农田防护林光合生理特性的影响

6．1 土壤水分状况

6．2 切根贴膜对杨树叶片含水率的影响

6．3 切根贴膜对杨树叶片净光合速率的影响

6．4 切根贴膜对杨树叶片蒸腾速率的影响

6．5 切根贴膜对杨树叶片水分利用效率的影响

6．6 切根贴膜对杨树叶片气孔导度的影响

6．7 切根贴膜对杨树叶片胞间CO2浓度的影响

6．8 小结与讨论

7 切根贴膜对杨树农田防护林气孔特征及叶绿体超微结构的影响

7．1 切根贴膜对杨树叶片气孔特征的影响

7．2 切根贴膜对杨树叶片叶绿体超微结构的影响

7．3 小结与讨论

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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