水曲柳细根颜色的季节动态和生理功能

摘要

细根是林木重要的养分和水分吸收器官，具有重要生理生态功能。随着细根的发育和衰老细根的颜色将会发生改变，对细根形态、生理和死亡有重要的影响。因此，研究细根颜色变化对了解细根生活史具有重要理论意义。本研究以水曲柳（Fraxinusmandshurica Rupr.）人工林细根为研究对象，根据分枝等级，主要研究了前3级根不同颜色（白色、黄色、褐色和褐色皱缩）细根数量动态、形态特征、解剖结构和生理功能的变化。主要结果如下：
　　(1)水曲柳林地中，黄色细根数量和生物量最多、白色根次之、褐色和褐色皱缩根最少，这种格局在不同根序和不同土层中均存在。四种颜色细根的数量随土壤深度的加深逐渐减少，但是相对数量比例的变化不大。不同颜色细根数量具有不同的季节性，白色1级根和2级根没有明显季节规律，而黄色和褐色细根数量季节变化较大，1级根和2级根夏季比例较高。各个颜色的3级根具有明显的季节规律，夏季占的比例最高，春季和秋季占比例较低。
　　(2)水曲柳细根直径变化没有明显的规律，但不同根序中，各个颜色细根直径变异系数较大。在前3级根中，白色细根均最长，根长的变异系数随着颜色加深而减小。在1级根中，褐色皱缩细根比根长最高，褐色根次之，白色和黄色根比根长较低。在2和3级根中，白色和黄色细根比根长较低，褐色和褐色皱缩根比根长较高。在各个根序中，白色和黄色细根密度较高、总表面积较大，褐色和褐色皱缩根则均较低。不同颜色细根表面积与根长密度具有相同的分布格局。
　　(3)随着根序升高，具有低原生木质部维管束数类型的细根逐渐减少。在前3级根中，白色和黄色根均具有比较完善的内部结构，1和2级根中的褐色和褐色皱缩根皮层薄壁细胞解体，色素大量沉积，吸收功能消失，细根发生衰老死亡。但是，3级褐色根和褐色皱缩根除具有死亡的皮层外，还有连续的木栓层，是导致细根颜色较深的因素。其中部分根虽然皮层细胞衰老死亡，但其内部韧皮部细胞仍为活细胞，细根仍具有较强的输导功能。表明，深色1-2级根和深色3级根具有不同的生理生态功能。
　　(4)不同颜色水曲柳细根氮含量随根序升高而显著减小，各个根序之间呈现出不同的变化趋势。在各个根序中，白色根质膜透性最低，皱缩根质膜透性最高。在1级根中，细胞呼吸速率不随氮含量增加而增大，而与根活力具有密切关系，根活力高，呼吸速率大，反之，呼吸速率小。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 细根的定义

1．1．2 细根研究的主要内容

1．2 细根的颜色变化

1．2．1 颜色变化产生的成因

1．2．2 细根的颜色变化的生理生态学意义

1．3 存在的问题

1．4 本文研究的目的、意义和主要内容

1．4．1 本文研究的目的和意义

1．4．2 本文研究的主要内容

2 研究方法

2．1 样地设置

2．2 取样方法

2．2．1 根钻法取样

2．2．2 颜色和级别区分方法

2．3 形态指标研究方法

2．4 解剖特征研究方法

2．5 生理指标研究方法

2．5．1 全氮含量的测定

2．5．2 呼吸作用的测定

2．5．3 质膜透性的测定

2．5．4 根系活力的测定

2．6 图像采集和数据分析

3 不同颜色水曲柳细根数量动态

3．1 前言

3．2 研究方法

3．2．1 研究地点和林分

3．2．2 细根取样方法

3．2．3 细根根序分级和颜色分级

3．2．4 细根生物量估计

3．2．5 数据处理方法

3．3 结果

3．3．1 不同颜色水曲柳细根数量和比例

3．3．2 不同颜色水曲柳细根土层之间数量变化

3．3．3 不同颜色水曲柳细根数量季节变化

3．3．4 不同颜色水曲柳细根生物量

3．4 讨论

3．5 本章小结

4 不同颜色水曲柳细根形态

4．1 前言

4．2 研究方法

4．2．1 研究地点和林分

4．2．2 细根取样方法

4．2．3 细根根序分级和颜色分级

4．2．4 细根形态分析

4．2．5 数据处理方法

4．3 结果

4．3．1 不同颜色水曲柳细根直径

4．3．2 不同颜色水曲柳细根根长

4．3．3 不同颜色水曲柳细根比根长

4．3．4 不同颜色水曲柳细根根长密度和表面积

4．4 讨论

4．5 本章小结

5 不同颜色水曲柳的解剖差异

5．1 前言

5．2 取材及指标测定

5．2．1 取材

5．2．2 指标测量

5．3 结果与分析

5．3．1 不同颜色1级根解剖结构特征

5．3．2 不同颜色2级根解剖结构特征

5．3．3 不同颜色3级根解剖结构特征

5．4 讨论

5．5 本章小结

6 不同颜色水曲柳细根的生理差异

6．1 前言

6．2 取材及研究方法

6．2．1 取材

6．2．1 研究方法

6．2．2 数据分析

6．3 结果

6．3．1 不同颜色细根的全氮含量

6．3．2 不同颜色细根的质膜透性

6．3．3 不同颜色细根的呼吸速率

6．3．4 不同颜色细根的根系活力

6．4 讨论

6．5 本章小结

结论与存在问题

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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