植物幼苗生长对策研究

发布时间：2017-05-20 07:49

  本文关键词：植物幼苗生长对策研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生活史对策是植物种群生态研究的重要领域,而幼苗阶段是植物史的关键阶段,幼苗的发育不仅对植物的存活与定居产生重要影响,并且对种群的大小、持久性及遗传变异性产生影响,而且最终影响到建植群落的物种组成。因此,研究不同环境条件下幼苗生长对策,有助于认识和阐明植物生长进化及其生态适应特征。本论文以田旋花幼苗为对象研究了双变温梯度模拟全球增温对植物幼根生长的影响;以野葵、苘麻和圆叶牵牛为对象研究了不同埋深与不同光照强度的交互组用下植物幼苗下胚轴的表型可塑性;以蓖麻为对象比较了幼苗阶段子叶与第一片真叶生长模式与光合能力的差异,进一步探讨了子叶对幼苗生长的光合贡献;以圆叶牵牛为对象研究了去叶处理后剩余子叶和第一片真叶光合作用的补偿及幼苗的补偿性生长,以及从不同埋深出土幼苗的不同叶组织受损伤后子叶与幼苗生长补偿能力,并探讨了双子叶物种幼苗子叶的补偿生长机制;以益母草、曼陀罗、苘麻和圆叶牵牛为对象研究了不同埋深及不同光照强度对植物幼苗出土与生长的影响;以苋菜、苘麻和圆叶牵牛为对象研究模拟氮沉降与变温梯度模拟全球增温的交互作用对植物幼苗出土及生长的影响。 在双变温梯度模拟的全球增温条件下植物幼根生长的结果显示,大气温度为10℃时土壤温度升高与降低都抑制了幼苗形态指标变化与生物量分配,大气温度升高至20℃时,土壤温度的升高促进了幼苗形态的生长发育及生物量积累,但是当大气温度继续升高至30℃时,幼苗的株高、根长、侧根数量及生物量随土壤温度的升高而降低。相同土壤温度处理下升高大气温度促进了幼苗的形态指标的变化及生物量积累,并且改变了侧根的分布。 本实验中幼苗下胚轴表型可塑性研究表明,每个种子埋深处理下幼苗的地上下胚轴长度随光照强度的增加而降低,而幼苗地上下胚轴的重量随光照强度的增加而增加;地下下胚轴的长度与光照强度没有显著关系,但是地下下胚轴重量随光照强度的增加而增加。每个光照强度处理下幼苗地上下胚轴的长度与重量均随种子埋深的增加而降低;地下下胚轴的长度与重量均随埋深的增加而增加。但是种子大小,光照强度及埋深处理对幼苗下胚轴长度不存在交互作用。此外,每个光照强度处理下幼苗地上下胚轴质量比例随埋深增加而降低,而地下下胚轴质量比例增加。每个埋深处理出土幼苗的地上下胚轴质量比例随光照强度的增加而降低,而地下下胚轴质量比例增加。并且种子大小,光照强度与埋深及它们之间的相互作用显著影响幼苗地上、地下下胚轴生物量分配比例。 蓖麻子叶的子叶面积生长符合指数生长模式y = a*(1-e-bx),而第一片真叶生长符合逻辑斯蒂生长模式式y = a/[1+e-(x-x0)/b]。子叶生命周期内13日龄子叶的净光合速率最大,并且在每日13:00时左右达到最大净光合速率。相同叶龄子叶和真叶的净光合速率的日动态变化显示,子叶初期的净光合速率显著高于相同叶龄的真叶,而子叶中期差异不显著,在子叶末期,相同叶龄的真叶净光合速率显著高于子叶。子叶生命周期内子叶与真叶净光合速率变化分别遵循二项式y=-0.0855x~2+2.0513x+1.284和y=-0.0272x~2+1.5423x-4.0277。 去除一片子叶组(CC)幼苗剩余子叶的寿命、面积、厚度和生物量显著高于去除第二片真叶组(CL)和对照组(CG)幼苗,而CL组与CG组之间无显著差异。CC组与CL组幼苗剩余子叶分别发生了超补偿和等补偿生长效应。但是CC组幼苗株高、根长、生物量积累及分配显著低于CL组和CG组幼苗,而CL组与CG组之间无显著差异。CC组与CL组幼苗分别发生了不足补偿和等补偿生长效应。CC组幼苗子叶的净光合速率日动态变化呈现单峰模式,而CL和CG组幼苗子叶光合速率日动态呈现典型的双峰曲线模式。两组幼苗第一片真叶的净光合速率呈现相似的变化趋势——双峰曲线,并且CL组净光合速率轻微地高于CG组。 幼苗阶段子叶或真叶损伤引起剩余子叶和真叶的补偿生长,并且子叶的补偿生长效应显著强于真叶。进一步的实验表明,分别从埋深2cm和5cm出土幼苗叶组织损伤后,2cm埋深出土幼苗子叶特征的补偿效应强于5cm深度出土的幼苗,相反,5cm埋深出土幼苗的子叶面积,厚度及生物量的相对补偿生长效应显著强于2cm深度出土的幼苗,本研究证明子叶发展了一个补偿生长对策来最小化叶组织损失带来的负面影响,为幼苗的生长对策和对不同生境的适合度提供了有用指示。 幼苗出土率随种子埋深的增加而降低,而幼苗出土时间随种子埋深的增加而延长。但是光照处理不影响幼苗出土率与幼苗出土时间。4种植物幼苗子叶面积与厚度均随种子埋深的增加而减小,在相同埋深处理下子叶面积随光照强度的减弱而显著增加,子叶厚度随光照强度的减弱而显著降低。植物幼苗的总生物量随着种子埋深的增加而降低,随光照强度的减弱而降低。并且地上与地下生物量比例随种子埋深的增加而增大,在相同埋深处理下地上与地下生物量比例随光照强度的减弱而减小。在所有种子埋深处理与遮光处理下地上与地下生物量比例随种子质量的增大而增大。幼苗子叶的比叶面积(SLA)随种子埋深的增加而升高,随光照强度的减弱而显著增加,随种子质量的增大而降低。幼苗子叶的叶片生物量比(LWR)随种子埋深的增加而降低,随光照强度的减弱而显著增加,随种子质量的增大而增大。幼苗子叶的叶面积比(LAR)随种子埋深的增加而降低,随光照强度的减弱而显著增加,随种子质量的增大而降低。幼苗根生物量比(RMR)随种子埋深的增加而降低,随光照强度的减弱而显著降低,随种子质量的增大而增大。 相同施氮浓浓度情况低温增加比高温增加多的变温处理下,3种植物幼苗出土率、真叶数量、子叶面积、株高、幼苗总生物量增加,子叶重量和根长呈现先上升后下降的变化趋势,而地下与地上生物量分配比例呈现先下降后上升的变化趋势。在每一个变温处理下,幼苗出土率、真叶数量、子叶面积、子叶重量、根长、幼苗总生物量随施氮浓度的增加呈现先上升后下降得变化趋势,而地下与地上生物量分配比例呈现先下降后上升的变化趋势。所有施氮处理与低温增加比高温增加多的变温处理下各项测量指标均随种子质量的增大而增大。
【关键词】：幼苗 生长对策 温度 光照 埋深 氮沉降 补偿效应
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：Q945
【目录】：

• 摘要4-7
• Abstract7-13
• 第一章 引言13-21
• 1.1 立题依据及研究意义13-19
• 1.1.1 生活史对策理论研究进展13
• 1.1.2 幼苗的重要性13-14
• 1.1.3 影响幼苗生长的环境因素14-17
• 1.1.4 幼苗构件的研究进展17-19
• 1.2 研究意义19-21
• 第二章 模拟全球增温条件下植物幼根的生长对策21-33
• 2.1 前言21-22
• 2.2 材料与方法22-25
• 2.2.1 实验地点与材料22
• 2.2.2 实验设计与方法22-25
• 2.2.3 数据处理与分析25
• 2.3 结果25-31
• 2.4 讨论31-33
• 第三章 种子埋深与光照强度交互作用下植物幼苗下胚轴的生长对策33-45
• 3.1 前言33-34
• 3.2 材料与方法34-35
• 3.2.1 实验材料34-35
• 3.2.2 实验方法35
• 3.2.3 数据处理与分析35
• 3.3 结果35-43
• 3.3.1 幼苗出土35-36
• 3.3.2 胚轴的生长和生物量分配36
• 3.3.3 幼苗大小36-43
• 3.4 讨论43-45
• 第四章 幼苗阶段子叶与真叶的光合特征研究45-55
• 4.1 前言45-46
• 4.2 材料与方法46-47
• 4.2.1 实验区域与材料46
• 4.2.2 实验方法46-47
• 4.2.3 数据处理与分析47
• 4.3 结果47-52
• 4.3.1 光合面积与色素含量的发育47
• 4.3.2 光合参数的变化47-52
• 4.4 讨论52-55
• 第五章 去除子叶与真叶对光合作用及幼苗生长发育的影响55-67
• 5.1 前言55-56
• 5.2 材料与方法56-58
• 5.2.1 实验材料56
• 5.2.2 实验方法56-58
• 5.2.3 数据处理与分析58
• 5.3 结果58-64
• 5.3.1 去叶后幼苗子叶光合作用补偿效应58-61
• 5.3.2 去叶后幼苗真叶光合作用补偿效应61-64
• 5.4 讨论64-67
• 5.4.1 去叶处理对幼苗子叶光合补偿效应的影响64-65
• 5.4.2 去叶处理对幼苗真叶光合补偿效应的影响65-67
• 第六章 种子埋深与去叶处理交互作用下植物幼苗子叶的补偿生长对策67-80
• 6.1 前言67-68
• 6.2 材料与方法68-70
• 6.2.1 实验材料68-69
• 6.2.2 实验方法69-70
• 6.2.3 数据处理与分析70
• 6.3 结果70-78
• 6.3.1 种子埋深与去叶处理交互作用下幼苗子叶的补偿生长70-71
• 6.3.2 种子埋深与去叶处理交互作用下幼苗的补偿生长71-78
• 6.4 讨论78-80
• 6.4.1 种子埋深与去叶处理交互作用幼苗子叶水平补偿生长的影响78
• 6.4.2 种子埋深与去叶处理交互作用幼苗整株水平补偿生长的影响78-80
• 第七章 不同种子埋深与遮光条件下种子大小不同的植物幼苗生长对策80-92
• 7.1 前言80-81
• 7.2 材料与方法81-83
• 7.2.1 种子收集和贮藏81
• 7.2.2 实验方法81-82
• 7.2.3 数据处理与分析82-83
• 7.3 结果83-90
• 7.3.1 不同种子埋深与光照对幼苗出土的影响83
• 7.3.2 不同种子埋深与光照对幼苗生长的影响83-90
• 7.4 讨论90-92
• 7.4.1 种子埋深与幼苗出土及生长90
• 7.4.2 遮光处理对幼苗生长的影响90-91
• 7.4.3 种子质量大小对幼苗生长的影响91-92
• 第八章 模拟氮沉降与变温梯度模拟全球增温交互作用下植物幼苗生长对策92-107
• 8.1 前言92-93
• 8.2 材料与方法93-95
• 8.2.1 实验材料93-94
• 8.2.2 实验方法94-95
• 8.2.3 数据处理与分析95
• 8.3 结果95-104
• 8.3.1 对幼苗出土的影响95
• 8.3.2 对幼苗生长的影响95-104
• 8.4 讨论104-107
• 第九章 结论107-111
• 9.1 本研究的主要结论107-109
• 9.2 本研究的创新点109-110
• 9.3 本研究存在的问题及展望110-111
• 参考文献111-129
• 致谢129-131
• 在学期间公开发表论文及著作情况131

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 宋彦涛;松嫩草地植物功能生态学研究[D];东北师范大学;2012年

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本文编号：380950