水分胁迫对芳樟优良无性系苗木生长影响的研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:cenzijn
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芳樟在我国南方各省区具有重要的经济、文化和生态价值。林业生产对于优良无性系芳樟苗木的需求日益增涨,芳樟大规模的育苗工作就显得尤为重要。而芳樟优良苗木快速扦插繁育中常因水分管理问题,导致水分过多或过少,对苗木产生水分胁迫。另外,高温高湿的环境下,对苗木的病原菌的生长繁殖创造有利条件。最终都会影响苗木的正常生长以及出苗的整齐率。基质作为苗木吸收水分的载体,其配比和选择十分关键,而多菌灵对于水分胁迫下苗木病虫害的预防和消除也扮演着重要的保护作用。本试验材料为芳樟(Cinnamomum camphora var.linaloolifera Fujita.)一年生扦插苗,通过三元二次回归正交旋转设计方法,对水分胁迫、育苗基质以及多菌灵三个因素进行多水平的组合试验。对苗木的地径、苗高、叶片数、最大叶片面积、生物量、含水率、叶绿素相对含量(SPAD)、叶绿素荧光参数、根系活力、丙二醛(MDA)含量、保护酶系统(SOD、POD、CAT)活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、矿质元素含量(K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu)以及苗木死亡率进行研究,结合方差分析的方法以及数学模型的建立来对各指标进行分析,探究其生长以及生理生化响应规律,以期为今后育苗工作提供理论基础。主要研究结论如下:(1)通过对地径、苗高生长的研究,结果表明:各个处理组地径和苗高生长均要高于对照,两者增涨幅度最高可达73.89%、78.66%,且处理之间均达到了极显著的差异。短期的轻度水淹胁迫对地径、苗高均有促进作用;但是干旱胁迫和重度水淹超过30d时开始出现生长停滞或抑制作用。通过对地径、苗高生长的单因素分析,结果表明:育苗基质以及多菌灵在试验期间都起到了促进和保护的作用。地径和苗高的生长对基质中的泥炭土含量最为敏感,基质中的泥炭土含量越高对于地径苗高生长就越有利。通过对苗高生长的互作效应分析,结果表明:基质与水分胁迫存在显著的互作效应,基质不同成分对苗高生长具有不同作用。黄心土有利于苗木抵抗干旱胁迫,而泥炭土有利于苗木在水淹胁迫下的生长。(2)通过对叶片数量和最大叶片面积生长的研究,结果表明:处理间叶片数量和最大叶片面积均达到了极显著的差异。长期的干旱胁迫会严重降低叶片数量和最大叶片面积大小,降幅分别达20.70%、48.56%。基质配比B方案配以16g·m-3多菌灵的使用,对叶片数量和最大叶片面积生长均有较好的表现,增幅分别达168.04%、72.59%。(3)通过对生物量分配的研究,结果表明:处理组间地下湿重、地上湿重、地下干重、地上干重均达到了极显著的差异。干旱胁迫对地下湿重、地上湿重、地下干重、地上干重有强烈的抑制作用,降幅分别达11.42%、50.08%、31.02%、60.90%。苗木的根冠比也达到了显著差异。基质的成分对各处理的根冠比的影响较大,纯黄心土基质表现最差,降幅达39.39%。(4)通过对植株不同部位含水率的研究,结果表明:处理组间地下部含水率、地上部含水率、整体含水率均达到极显著差异,而且普遍规律是地下部含水率>地上部含水率。苗木会提升自身的水分含量以应对外界干旱的不利环境,整体提升幅度为38.88%,地上部77.55%,地下部28.26%;且不同的基质配比和多菌灵的施用对苗木在水淹胁迫下维持体内含水量起到了作用。(5)通过对死亡率的研究,结果表明:在试验期内,仅重度水淹胁迫与干旱胁迫会导致苗木死亡,死亡率分别为16.67%、51.11%。说明干旱胁迫对苗木死亡率有较大的影响,苗木相对而言更耐水淹胁迫,只有长时间的重度水淹胁迫会导致苗木出现死亡现象。(6)通过对叶绿素相对含量以及叶片荧光参数的研究,结果表明:叶绿素相对含量,最易受水分胁迫的影响,在水分胁迫超过15d时,处理间叶绿素相对含量表现出极显著差异。重度水淹胁迫的抑制影响最大,降幅达30.27%。干旱胁迫下,初始荧光Fo值增幅最大,为9.14%,叶片PSⅡ反应中心的酶活性低;而长期的重度水淹胁迫对于苗木最大荧光Fm、可变荧光Fv值、最大光化学效率Fv/Fm值、PS Ⅱ潜在活性Fv/Fo值、PSⅡ电子传递Fm/Fo值的负面影响最大,降幅分别为 28.43%、47.58%、32.87%、38.48%、14.90%,使得叶片PSⅡ反应中心的活性、光化学效率、电子传递速率受到了较大的抑制。(7)通过对生理生化的研究,结果表明:处理间的MDA含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量普遍都达到极显著差异。干旱胁迫下,MDA含量增幅最大,高达84.98%,对苗木伤害最大。面对外界水分胁迫下,SOD活性最先作出反应,但是最高提升幅度只为4.87%;POD活性、CAT活性伴随着SOD活性的提高而提高,最高提升幅度分别达99.14%、75.50%。三者共同消除苗木体内的活性氧自由基,降低水分胁迫对苗木造成的伤害。而苗木渗透调节物可溶性蛋白、可溶性糖的含量在水分胁迫期间都有得到提升,最高提升幅度分别达52.88%、94.99%。(8)通过对根系活力的研究,结果表明:处理间根系活力值均表现出极显著差异。基质与多菌灵的使用有利于提高轻度水淹胁迫下苗木的根系活力,最高提升幅度达37.70%;但是长期重度水淹胁迫会明显降低芳樟的根系活力,降幅达52.84%,干旱胁迫对根系活力也存在较大抑制。通过单因素分析,结果表明:富含泥炭土的基质以及多菌灵的使用对根系活力具有促进作用,但是基质泥炭土含量低于50%时,对苗木根系活力促进作用就会开始减弱。通过对根系活力的互作效应分析,结果表明:多菌灵与基质存在显著的互作效应。当基质中泥炭土含量大于80%时,增加多菌灵的施用量会降低苗木的根系活力;泥炭土含量处于50%左右时,增加多菌灵的施用量对苗木的根系活力影响不显著;泥炭土含量低于20%时,增加多菌灵的施用量会促进芳樟的根系活力。(9)通过对各器官矿质元素含量的研究,结果表明:处理间根、茎、叶中K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu的含量均达到了极显著差异。根、茎、叶中K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Cu的含量易受水分胁迫的影响,不同矿质元素含量在不同部位的平均最高降幅分别为K(34.59%)、Ca(31.17%)、Na(37.58%)、Mg(13.08%)、Fe(24.62%)、Zn(43.04%)、Cu(28.09%)。而基质和多菌灵的施用有利于芳樟抵抗水分胁迫,不同矿质元素含量在不同部位的平均最高涨幅介于28.46%-198.05%,最高的为 Fe(198.05%),其次为 Zn(180.64%)最低的为Mg(28.46%)。
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