香樟凋落叶分解对三种农作物生长和生理特性的影响

发布时间：2017-04-23 10:12

  本文关键词：香樟凋落叶分解对三种农作物生长和生理特性的影响，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本试验采用盆栽方法,探讨了香樟(Cinnammum camphora)凋落叶添加到土壤中对三种农作物(受体作物)小白菜(Brassica chinensis)、莴笋(Lactuca sativa)和茄子(Solanum melongena)生长、光合及抗性生理特性以及土壤矿质化氮和微生物生物量碳、氮的影响。试验设置3个凋落叶添加水平,即A1(25g/盆)、A2(50g/盆)、A3(100g/盆),对照(CK)不添加凋落叶,将各处理的凋落叶分别与10kg土壤混合均匀后装盆,并将蔬菜种子点播于各盆中。在凋落叶分解至20、40、60、80 d时,测定植株营养生长指标(株高、地径、叶面积及生物量等)和抗性生理指标,60、80 d时测定叶片光合色素含量和净光合速率并于第60 d时(晴天)进行光响应特征和CO_2响应特征等的测定。在30、50、70、90 d时,分别测定三种受体作物所生长土壤的微生物生物量碳、氮含量和硝态氮、铵态氮含量。研究结果如下：1、香樟凋落叶分解对三种农作物的地径、株高、生物量和叶片发育均有明显的抑制作用,且具有“剂量效应”和“时间效应”,但后期对茄子结实有明显的促进作用。另外,本试验还发现凋落叶分解的抑制效应在叶绿素和叶片发育上的作用动态一致,说明光合能力降低,合成的有机质减少,因而导致作物叶片发育受限,而叶面积的减少意味着光合面积的减少,这势必影响到有机物的积累并最终反映到植物的形态生长上。2、香樟凋落叶分解对三种作物的光合色素含量均有明显的抑制效应,且随凋落叶添加量的增加而增强,抑制作用的持续时间也越长；经凋落叶处理的三种作物叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)总体上均低于CK,而胞间 CO_2浓度(Ci)在各凋落叶处理下均高于CK;随着土壤中凋落叶量的增加,三种作物在光饱和以及CO_2饱和状态下的最大净光合速率(Pn max)、 鐕表观量子效率(AQY)、羧化速率(CE)、光呼吸速率(Rp)和暗呼吸速率(Rd)均不断下降,而光补偿点(Lcp)、光饱和点(Lsp)、CO_2饱和点、(Csp)、CO_2补偿点(Ccp)因受体作物的不同,表现出不同的变化趋势。3、在凋落叶分解初期(20～40 d),各处理均显著增加了三种作物叶片丙二醛含量(P0.05),对超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性表现为促进作用,而对过氧化物酶(POD)活性具有抑制作用,增加了可溶性糖(SS)含量,而降低了可溶性蛋白(SP)含量；但随分解时间的延长,同一作物各处理间CAT、POD、SOD活性和MDA含量差异明显缩小,对SS含量的促进效应有所减弱,甚至已无明显差异,而三种作物可溶性蛋白(SP)含量任有明显的抑制作用,且凋落叶剂量越大,作用越强,持续时间越长。除在80 d时小白菜外,三种受体作物SP含量在A3处理下一直低于CK(P0.05)。4、香樟凋落叶的化感综合效应(SE)随凋落叶添加量的增大而增强,且随分解时间的延长呈先增后减的趋势,这与三种作物在形态生长上表现出受抑制效应是一致的。总体上看,不同作物对香樟凋落叶的敏感程度不同,凋落叶各处理对三种作物的平均SE分别为：小白菜(BC),-0.385,莴笋(LS),-0.415,茄子(SM),-0.360。表明莴笋最为敏感,受到的抑制效应最大,茄子受到的抑制效应最弱,表现出更强的耐受性,更适宜与香樟进行间作或邻近种植。5、各处理土壤中硝态氮和铵态氮含量在一定时间内(分解50 d前)大幅降低,与土壤微生物量碳氮含量的变化趋势正好相反。到分解后期(70～90 d),三种受体作物不同处理土壤的硝态氮和铵态氮含量的差异明显缩小,表明凋落叶分解对土壤中矿化态氮含量的影响逐渐减弱。而在整个培养周期内土壤矿化态氮的动态变化情况与作物生长趋势相同,表明香樟凋落叶分解影响土壤氮素的有效性有可能是影响受体植物体生长的重要原因。6、不同添加量香樟凋落叶均明显提高了土壤微生物生物量碳、氮的含量,且随着添加量的增加而增大；从不同处理的动态变化来看,处理前期土壤微生物生物量含量均迅速增加,但随着凋落叶分解时间的延长,而后呈缓慢降低且差异逐渐缩小。综上所述,香樟凋落叶在分解过程中,可能通过释放有害物质,影响了受体作物抗氧化保护酶系统平衡和渗透调节物质的积累,对细胞造成过氧化伤害,导致细胞结构破坏且功能丧失,致使其叶绿素含量和光合能力降低；同时还通过影响土壤微生物生物量和有效养分的供应,最终影响了作物的形态生长和生物量积累。随着凋落叶分解时间的延长,对三种作物生长的抑制作用逐渐减弱。
【关键词】：香樟 凋落叶分解 化感作用 光合特性 抗性生理 土壤微生物生物量
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714;S311
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 文中所使用的符号和缩略词10-13
• 前言13-14
• 1 文献综述14-23
• 1.1 化感作用的定义14
• 1.2 植物化感物质14-15
• 1.3 植物化感物质的释放途径15-16
• 1.3.1 淋溶和挥发15-16
• 1.3.2 根系分泌和残根的分解16
• 1.3.3 植物的分(降)解16
• 1.4 植物化感作用机理16-19
• 1.4.1 影响受体种子萌发及形态生长16-17
• 1.4.2 影响植物的生长调节17
• 1.4.3 影响植物营养和水分吸收17-18
• 1.4.4 影响光合和生理特性18
• 1.4.5 影响呼吸作用及蛋白质和核酸代谢18-19
• 1.5 植物化感作用的生物测定方法19-20
• 1.5.1 室内生物测试19
• 1.5.2 田间试验19
• 1.5.3 盆栽试验19-20
• 1.6 植物化感作用对不同受体植物的影响20
• 1.7 植物化感作用与土壤环境的关系20-22
• 1.7.1 土壤因子与植物化感作用的关系20-21
• 1.7.2 土壤微生物与植物化感作用的关系21
• 1.7.3 土壤中植物次生代谢物与植物化感作用的关系21-22
• 1.8 香樟化感作用研究现状22-23
• 2 研究的目的与意义23-24
• 3 研究方案24-30
• 3.1 技术路线24-25
• 3.2 研究内容25
• 3.2.1 香樟凋落叶在土壤中分解对三种农作物形态特征的影响25
• 3.2.2 香樟凋落叶在土壤中分解对三种农作物光合生理的影响25
• 3.2.3 香樟凋落叶在土壤中分解对三种农作物抗性生理的影响25
• 3.2.4 香樟凋落叶对土壤铵态氮、硝态氮含量的影响25
• 3.2.5 香樟凋落叶对对土壤微生物量生物量C、N的影响25
• 3.3 材料与方法25-29
• 3.3.1 研究区域概况25-26
• 3.3.2 供试材料26
• 3.3.3 试验设计26-27
• 3.3.4 测定内容与方法27-29
• 3.4 数据处理29-30
• 4 结果与分析30-46
• 4.1 香樟凋落叶分解对受体作物营养生长的影响30-34
• 4.1.1 对受体作物株高和地径的影响30-31
• 4.1.2 对受体作物生物量的影响31-32
• 4.1.3 对受体作物叶片发育的影响32-33
• 4.1.4 对茄子产量的影响33-34
• 4.2 香樟凋落叶分解对受体作物光合生理特性的影响34-40
• 4.2.1 对受体作物光合色素含量的影响34-35
• 4.2.2 对受体作物净光合速率的影响35
• 4.2.3 对受体作物气体交换参数的影响35-37
• 4.2.4 对受体作物光响应特征的影响37-38
• 4.2.5 对受体作物CO_2响应特征的影响38-40
• 4.3 香樟凋落叶分解对受体作物抗性生理特性的影响40-43
• 4.3.1 对受体作物抗氧化酶活性的影响40-41
• 4.3.2 对受体作物丙二醛含量的影响41-42
• 4.3.3 对受体作物渗透调节功能的影响42-43
• 4.4 香樟凋落叶分解对三种受体作物的化感综合效应43-44
• 4.5 香樟凋落叶分解对土壤硝态氮含量的影响44
• 4.6 香樟凋落叶分解对土壤铵态氮含量的影响44-45
• 4.7 香樟凋落叶分解对土壤微生物生物量碳的影响45-46
• 4.8 香樟凋落叶分解对土壤微生物生物量氮的影响46
• 5 讨论46-51
• 5.1 香樟凋落叶分解对受体作物生长的影响46-47
• 5.2 香樟凋落叶分解对受体作物光合生理的影响47-49
• 5.3 香樟凋落叶分解对受体作物抗性生理的影响49-50
• 5.4 香樟凋落叶分解对土壤矿化态氮的影响50-51
• 5.5 香樟凋落叶分解对土壤微生物量碳、氮含量的影响51
• 6 结论51-52
• 7 问题与展望52-53
• 参考文献53-62
• 附录 试验照片62-65
• 致谢65-67
• 攻读硕士学位期间发表学术论文目录67

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