歐美楊Ⅰ-107根系特征及鹽、旱脅迫對(duì)其生理特性的影響.pdf

1、楊樹人工林的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益與立地條件關(guān)系密切，深入研究不同立地條件楊樹根系在土壤中的特征、分布規(guī)律、與地上部分的相關(guān)性以及楊樹根系在干旱脅迫和鹽脅迫下的生理變化和生長發(fā)育規(guī)律，對(duì)楊樹的抗鹽抗旱栽培、撫育管理和復(fù)合經(jīng)營具有重要意義。本研究主要分為大田試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)兩部分。
　　 試驗(yàn)Ⅰ:本研究以3種立地條件的5a生歐美楊I(lǐng)-107純林為研究對(duì)象，在林分調(diào)查的基礎(chǔ)上，伐取樣木，通過全挖法獲取根系，研究了楊樹根系的特征及其與地上部分

2、的關(guān)聯(lián)性;通過分層分段挖掘法，研究了根系的總生物量及根長，并對(duì)根系的水平分布和垂直分布規(guī)律進(jìn)行了分析。取得了如下研究結(jié)果:
　　 (1)根系特征:楊樹的根樁深度大約在50～60cm之間，不定根與根樁的夾角大約在80°左右，即不定根與地面的夾角小，基本保持水平。不同立地條件下，楊樹根系的不定根長度和數(shù)量的差異顯著。費(fèi)縣祊河林場(chǎng)、東營區(qū)龍居生態(tài)林場(chǎng)和鄄城縣國有第一林場(chǎng)的基部直徑在2 cm以下的不定根分別占不定根總數(shù)量的74.9％、7

3、6.7％和55.8％，基部直徑為2～4 cm的比例分別為23.4％、17.7％和25％，基部直徑在4 cm以上的比例分別為1.7％、5.6％和19.2％。
　　 (2)地上部分與地下部分的相關(guān)性:通過對(duì)不同立地條件下地上部分與地下部分生長情況的研究得出，鄄城縣國有第一林場(chǎng)楊樹的根冠比與單位地上部所具有的根長最大，具有根系冗余現(xiàn)象。由根部指標(biāo)和地上部指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)可以看出，地上部各指標(biāo)（樹高、胸徑和地上部生物量）與根頸直徑、根總干

4、重、根樁干重和不定根干重均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系;地上部各指標(biāo)分別與不定根數(shù)量存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;地上部各指標(biāo)分別與根樁深度和不定根根長存在負(fù)相關(guān)關(guān)系和正相關(guān)關(guān)系，但不顯著。根據(jù)根系指標(biāo)對(duì)地上部指標(biāo)的主成分分析表明，根頸直徑、根總干重、根樁干重和不定根干重對(duì)其影響最大。
　　 (3)不同立地條件楊樹的根系總生物量及根長存在差異。除費(fèi)縣枋河林場(chǎng)外，根系總生物量及根長在不同土壤層中的分布表現(xiàn)出相同的規(guī)律，即0～20 cm土壤層中的根系

5、總生物量及根總長均大于20～40cm土壤層。在垂直方向上，D≥10 mm徑級(jí)的根系主要分布在20～40 cm土壤層中，D＜10 mm徑級(jí)的根系主要分布在0～20 cm土壤層中。在水平方向上，不同立地條件各徑級(jí)根系的分布規(guī)律基本相同。D≥10 mm徑級(jí)的根系隨距樹干距離的增大而減小，多分布在距樹干0～1.0 m范圍內(nèi);D＜1mm徑級(jí)的根系隨距樹干距離的增大呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，主要集中分布在距樹干0.5～2.0 m范圍內(nèi)，但株間水平分布

6、隨距樹干距離的增大呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，且在1/2株距時(shí)達(dá)到最大，行間水平分布和斜對(duì)角線水平分布的最大值分別在距樹干1.5～2.0 m和1.0～1.5 m范圍內(nèi)。
　　 試驗(yàn)Ⅱ:本研究以楊樹扦插苗為試驗(yàn)材料，模擬大田環(huán)境對(duì)其進(jìn)行鹽、旱脅迫試驗(yàn)，分別設(shè)置3個(gè)不同程度的處理，每隔5d補(bǔ)充一次水分，測(cè)定脅迫處理后第0、10、20、30和40 d的株高、地徑、根系生理生化特性以及第40 d時(shí)的根系形態(tài)數(shù)據(jù)和生物量。試驗(yàn)結(jié)果表明:
　　

7、 (1)地上部指標(biāo):鹽、旱脅迫下楊樹生長受抑，對(duì)其生長的擬合效果變差。對(duì)株高、地徑的生長進(jìn)行對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、二次多項(xiàng)式和冪函數(shù)數(shù)學(xué)模擬。結(jié)果顯示:各處理株高、地徑的生長規(guī)律不能用單一的曲線模擬。在逆境脅迫下，楊樹幼苗通過降低高徑比來提高植物對(duì)逆境脅迫的防御能力和適應(yīng)能力。
　　 (2)根系形態(tài)指標(biāo)及生物量分配:鹽、旱脅迫對(duì)楊樹幼苗的生長發(fā)育狀態(tài)造成顯著影響。在干旱脅迫下，隨著土壤飽和含水量的增加，平均根系長度、平均根系表面積

8、和平均根尖數(shù)3個(gè)指標(biāo)呈先升高后降低的趨勢(shì)，平均根系直徑呈先降低后升高的趨勢(shì);在鹽脅迫下，隨著鹽脅迫濃度的增加，平均根系長度、平均根系表面積和平均根尖數(shù)3個(gè)指標(biāo)呈降低趨勢(shì)，鹽脅迫濃度越高，平均根系直徑越大。逆境脅迫抑制根系、枝條和葉片生物量的增加，且逆境脅迫濃度越高，抑制作用越強(qiáng)。在逆境脅迫處理下，隨著逆境脅迫濃度的提高，楊樹幼苗的根冠比呈逐漸增大的趨勢(shì)。
　　 (3)生理生化特性:隨著脅迫時(shí)間的延長，楊樹幼苗根系活力呈現(xiàn)逐漸降低

9、的趨勢(shì);葉片和根系SOD、POD及CAT活性、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量均呈先升高后降低趨勢(shì)，MDA含量呈上升趨勢(shì);可溶性蛋白含量下降的時(shí)間較脯氨酸含量下降的時(shí)間早約20 d。研究還表明，無論是干旱脅迫還是鹽脅迫，葉片的MDA、可溶性蛋白和脯氨酸含量均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于根部。
　　 (4)相關(guān)性分析:平均根長與平均根表面積、平均根長與根尖數(shù)、平均根表面積與根尖數(shù)、枝條干重與葉片干重、根系活力與根系POD活性、根系SOD活性與根系CAT活性

10、均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系;平均根長與根系干重、平均根表面積與根系干重、根尖數(shù)與根系干重、根系干重與枝條干重、根系活力與根系SOD活性、根系CAT活性與根系活力、根系CAT活性與根系POD活性均存在顯著正相關(guān)關(guān)系;平均根長與平均根系直徑、根表面積與平均根系直徑、根尖數(shù)與平均根系直徑、根系干重與平均根系直徑、葉片干重與平均根系直徑、枝條干重與平均根系直徑、根系活力與根系MDA含量、根系SOD活性與根系MDA含量、根系POD活性與根系MDA含量