歐美楊Ⅰ-107根系特征及鹽、旱脅迫對其生理特性的影響.pdf

1、楊樹人工林的生產(chǎn)力和經(jīng)濟效益與立地條件關系密切，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，對楊樹的抗鹽抗旱栽培、撫育管理和復合經(jīng)營具有重要意義。本研究主要分為大田試驗和盆栽試驗兩部分。
　　 試驗Ⅰ:本研究以3種立地條件的5a生歐美楊I-107純林為研究對象，在林分調查的基礎上，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，并對根系的水平分布和垂直分布規(guī)律進行了分析。取得了如下研究結果:
　　 (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。費縣祊河林場、東營區(qū)龍居生態(tài)林場和鄄城縣國有第一林場的基部直徑在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性:通過對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。由根部指標和地上部指標的相關系數(shù)可以看出，地上部各指標（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關系;地上部各指標分別與不定根數(shù)量存在顯著負相關關系;地上部各指標分別與根樁深度和不定根根長存在負相關關系和正相關關系，但不顯著。根據(jù)根系指標對地上部指標的主成分分析表明，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。除費縣枋河林場外，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徑級的根系主要分布在20～40 cm土壤層中，D＜10 mm徑級的根系主要分布在0～20 cm土壤層中。在水平方向上，不同立地條件各徑級根系的分布規(guī)律基本相同。D≥10 mm徑級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;D＜1mm徑級的根系隨距樹干距離的增大呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，主要集中分布在距樹干0.5～2.0 m范圍內，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，且在1/2株距時達到最大，行間水平分布和斜對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。
　　 試驗Ⅱ:本研究以楊樹扦插苗為試驗材料，模擬大田環(huán)境對其進行鹽、旱脅迫試驗，分別設置3個不同程度的處理，每隔5d補充一次水分，測定脅迫處理后第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時的根系形態(tài)數(shù)據(jù)和生物量。試驗結果表明:
　　

7、 (1)地上部指標:鹽、旱脅迫下楊樹生長受抑，對其生長的擬合效果變差。對株高、地徑的生長進行對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、二次多項式和冪函數(shù)數(shù)學模擬。結果顯示: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逆境脅迫的防御能力和適應能力。
　　 (2)根系形態(tài)指標及生物量分配:鹽、旱脅迫對楊樹幼苗的生長發(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個指標呈先升高后降低的趨勢，平均根系直徑呈先降低后升高的趨勢;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個指標呈降低趨勢，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。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。
　　 (3)生理生化特性:隨著脅迫時間的延長，楊樹幼苗根系活力呈現(xiàn)逐漸降低

9、的趨勢;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，MDA含量呈上升趨勢;可溶性蛋白含量下降的時間較脯氨酸含量下降的時間早約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遠高于根部。
　　 (4)相關性分析: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關系;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關系;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