干旱胁迫对边坡植物种子萌发、光合及生理特性的影响

摘要

水电工程的开发带来巨大经济效益，但山体的开挖、采石使得区域生物多样性丧失、水土流失严重，采取人工构建植被是边坡生态修复的重要措施之一。土地贫瘠、土壤持水能力差成为边坡植被恢复主要的限制因子，选育具有较强抗旱性的植被对水电工程边坡的生态恢复是十分必要的。通过探究干旱胁迫对五种边坡植物光合及生理生化指标的影响，为水电边坡生态修复中的物种筛选、植被群落的重建提供借鉴与参考。
　　本研究以多花木兰、木豆、紫花苜蓿、高羊茅和香根草为对象展开实验：采用聚乙二醇(PEG)来模拟相关的土壤干旱胁迫处理，在实验中对其种子进行5个PEG浓度梯度的的设置(浓度梯度分别为0％、5%、10%、15%、20%)，研究5种植物种子在PEG干旱胁迫下的种子萌发特性；实验采用盆栽控水法分别对5种植物的幼苗进行4种土壤水分处理：正常供水(土壤含水量为田间最大持水量的65%-70%)、轻度土壤干旱胁迫(55%-60%)、中度土壤干旱胁迫(40%-45%)和重度土壤干旱胁迫(25%-30%)，分别测定了不同土壤干旱胁迫下5种植物光合、生理生化指标，研究5种植物对土壤干旱胁迫的响应，综合分析不同植物的抗旱系数，旨在为水电工程边坡的抗旱植被的筛选和生态恢复提供理论参考。主要研究结果如下：
　　（1）干旱胁迫导致多花木兰、木豆、香根草、紫花苜蓿和高羊茅种子相对萌发率和相对萌发指数的降低，并且随着干旱胁迫程度的不断加剧，种子萌发水平受到的影响程度也逐渐加大。灌木中木豆的相对萌发率和相对萌发指数优于多花木兰，同时受胁迫后相对萌发率和相对萌发指数的下降幅度要小。草本中低浓度 PEG胁迫对香根草种子的萌发具有引发作用，并且随着 PEG浓度的增加，紫花苜蓿种子的相对萌发萌发率降幅最大，香根草的降幅最小。香根草相对萌发指数受抑制效果更为突出，紫花苜蓿下降幅度低。
　　（2）不同梯度的水分干旱胁迫导致多花木兰、木豆、香根草、紫花苜蓿和高羊茅净光合速率、蒸腾速率、胞间 CO2浓度、气孔导度和水分利用效率呈现出下降的趋势。2种灌木中多花木兰的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率受胁迫后的降低幅度低于木豆，木豆因严重干旱胁迫引发的非气孔限制使得胞间 CO2浓度和气孔导度的降幅比多花木兰低。3种草本植物中香根草的净光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度下降幅度显著，高羊茅的气孔导度和水分利用效率下降最为显著，香根草、高羊茅受干旱胁迫后光合作用的抑制是气孔限制所引起，紫花苜蓿在轻度胁迫时受气孔限制，中度和重度干旱时受非气孔限制。
　　（3）随着干旱胁迫的增加多花木兰、木豆、香根草、紫花苜蓿和高羊茅的丙二醛、脯氨酸和可溶性糖均显著增加。灌木中木豆叶片丙二醛和可溶性含量的增加百分比高于多花木兰，多花木兰叶片脯氨酸的积累量随着干旱胁迫程度的加重而持续显著增加，较木豆在各处理水平增加幅度大，有效调节自身渗透平衡从而适应干旱环境。草本植物中香根草叶片的丙二醛含量增加最为显著，高羊茅增幅较小；紫花苜蓿叶片中脯氨酸以及可溶性糖含量增加尤为显著，对于不同梯度的干旱胁迫响应更明显；香根草叶片脯氨酸和可溶性糖含量增幅较其他两种植物低，对干旱胁迫响应能力较差。
　　（4）综合分析5种植物种子的萌发率、萌发指数、光合及生理生化等多个单项指标，运用隶属函数平均值法来鉴定5种边坡植物的抗旱性。灌木中多花木兰的抗旱性优于木豆；3种草本植物中紫花苜蓿的抗旱性最强，高羊茅次之，而香根草的抗旱能力相对较差。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究目的及意义

2.1 实验地简介

2.2 实验材料

2.3 研究目标及研究内容

2.4 研究方法及技术路线

2.5 实验设计

3.1 PEG胁迫对多花木兰、木豆种子萌发的影响

3.2 PEG胁迫对香根草、紫花苜蓿和高羊茅种子萌发特性的影响

3.3讨论

4干旱胁迫对五种植物光合特性的影响

4.1干旱胁迫对多花木兰、木豆光合特性的影响

4.2 土壤干旱胁迫对香根草、紫花苜蓿和高羊茅光合特性的影响

4.3讨论

5五种植物生理生化特性对干旱胁迫的响应

5.1多花木兰、木豆生理生化特性对干旱胁迫的响应

5.2 香根草、紫花苜蓿和高羊茅生理生化特性对干旱胁迫的响应

5.3讨论

6.1多花木兰、木豆隶属函数表征

6.2 香根草、紫花苜蓿和高羊茅隶属函数表征

6.3 讨论

7.1 研究结论

7.2 研究展望

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著