山东省滨海盐碱地主要造林树种根叶解剖性状与土壤理化性质的相关性

发布时间：2020-07-07 06:40

【摘要】：盐碱地植被修复与群落构建是一项系统的林业生态工程。传统盐碱地植被修复中,多通过筛选耐盐碱树种,建立“种-环境”之间的关系。但是树种种类繁多,筛选指标较为繁杂,较难形成统一标准。植物功能性状具有稳定性和保守性,能更好地体现其对环境变化的适应。在植被修复过程中,依据植物功能性状,可能突破树种层面,建立“性状-环境”之间的稳定关系,这对改变传统的植被修复与群落构建理论具有重要的意义。植物根叶器官作为与地上及地下环境连接的重要纽带,寻找根叶器官中对逆境具有强烈的响应的植物性状是植被修复中的关键问题。基于此,本研究以滨海盐碱地不同林地11个树种(皂角、臭椿、白蜡、国槐、欧美杨I-107、旱柳、三球悬铃木、白榆、枣、桃、白梨)为研究对象,通过对不同盐渍环境下树种的叶器官以及细根解剖结构进行观察以及相关解剖指标的测定,探究叶解剖结构以及细根解剖结构对滨海盐碱土壤环境适应性,并筛选出树种在盐逆境中对胁迫发挥重要作用的根叶解剖性状,建立树种叶-根解剖结构对盐胁迫的响应关系,本研究发现:(1)通过对不同树种的叶器官解剖性状比较,发现不同树种的叶解剖性状之间具有显著差异(P0.05)。在滨海盐逆境中,树种的叶片厚度增厚,上表皮气孔凹陷,形成气孔窝,同时叶肉栅栏组织发达,紧密排列在叶片近轴面,呈3-5层;在叶脉解剖结构中,主脉维管柱直径发达,木质部占比增大,对调节水分运输具有积极作用。主脉直径与木质部厚度及韧皮部厚度,叶厚度与栅栏组织厚度之间存在协同变化。在滨海盐碱土中,不同树种的栅栏组织与海绵组织厚度比值普遍较高,范围在0.85-1.42之间。(2)通过对不同树种的细根解剖性状比较,发现不同树种相同根序细根解剖结构之间存在显著差异(P0.05)。研究发现,树种低级根起到吸收作用,而高级根在结构上承担运输功能。在滨海盐碱环境下树种的1级根及2级根皮层厚度增大,1级根及2级根表面出现凹凸不平褶皱,以阻止盐离子大量进入细根内部,在内皮层发现凯氏带,具有屏障钠离子进入植物体内以及水分调节功能。皮层随着根序增加总体呈减少趋势并最终消失,高级根维管柱占细根剖面直径更大,树种细根直径与维管柱直径之间呈显著正相关(P0.05)。(3)不同树种所在林地土壤理化性质彼此差异显著(P0.05)。在滨海盐渍环境下,土壤p H与土壤速效养分含量呈较为显著的负相关,其中与土壤硝态氮含量呈极显著负相关(r=-0.823,P0.01),土壤p H与土壤电导率之间也表现出显著的正相关关系(P0.05),而林地土壤各速效养分之间相关性并不显著。(4)结合测定的不同树种所在林地土壤理化性质、叶解剖结构以及细根解剖结构发现,在滨海盐渍环境中,树种叶片栅栏组织厚度、栅栏组织厚度与海绵组织厚度的比值、细根低级根解剖结构与土壤环境关系最为密切,能解释较多树种的差异特性,在树种形态结构变异过程中占主导作用,对盐渍环境表现出较强的响应。这种起主导作用的解剖性状在实际盐碱地绿化中可以用来检测造林地不同树种对环境的适应情况,对盐碱地植被修复以及群落构建具有重要的参考价值。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S718.5
【图文】：

示意图,叶片,示意图,叶脉

图 1 不同类型叶片采集示意图Fig.1 Schematic diagram of sampling leaf veins from different leaf types采集的叶脉及叶片样本进行处理，制成番红翠绿染色的石①冲洗。将叶脉从固定液中取出，对叶脉组织进行水洗，及其结晶沉淀。 ② 脱水。使用不同浓度的-100%-100%）依次进行脱水处理，每步 1-2 小时左右，间。③透明。首先滴加纯二甲苯至与 100%乙醇等量，再量，最后换纯二甲苯直到材料变得透明为止。④浸蜡与包蜡浸入组织而起支持作用。⑤切片。将包埋好的蜡块用刀块上，上机切片。切片厚度在 8-20 μm 范围内。⑥粘片与载玻片上。在载玻片上涂抹粘片剂（甲液），再滴蒸馏水（取多余的水分。将载玻片放于 40℃展片台中烤干。⑦脱蜡（a）单叶 simple leaf（b）复叶Compound leaf

正态分布,臭椿,解剖结构,横切

根系切片制作根序细根切取 3 个根样，制作细根横剖面石蜡切片，具体方法同叶切片制根叶解剖结构测量及数据分析叶解剖结构的测定及数据分析用 Nikon Eclipse E200 生物显微镜观察，将制作好的石蜡切片置于显微镜pe image9.0 图像系统进行拍照，对植物叶剖面测量叶厚度、上表皮厚度、栅栏组织以及海绵组织厚度，计算获得栅栏组织与海绵组织比值。对主脉、木质部厚度、韧皮部厚度，计算木质部与韧皮部厚度比值。每样品随机进行测量。对测得的数据利用 SPSS 17.0 做均值及通过 One-way ANOVA树种解剖结构参数之间的差异显著性，利用 Canoco 5.0 做冗余分析。所有性分析以及冗余分析之前均已通过标准化使其符合标准正态分布。

示意图,白蜡,细根,解剖结构

图 3 细根横切解剖结构示意图（白蜡）St：维管柱；Co：皮层；V：导管；Sx：次生木质部；Ca：形成层；SPh：次生韧皮部；Pd:周皮。Fig.3 Schematic diagram of anatomical structure of fine root cross-section（Fraxinus chinensis ）St：stele；Co：cortex；V：vessel；Sx：secondary xylem；Ca：cambium；SPh：secondary phloem；Pd: perid2.2.3 林地土壤理化性质测定2.2.3.1 土壤样品采集首先依据树高、胸径、冠幅等的林分调查结果，在每块标准地内各选取 3 株平均在距树干基部 0.5 m 的圆弧上等距离设置 5 个取样点。在每个取样点去除地表草本及其根系后用铁铲挖取土壤，轻轻抖落大块不含根系的土壤，混合后按四分法取一土壤样品装入自封袋内，视为树种所在林地土壤样品。将采集的土样带回室内，仔去其中可见植物残体及土壤动物，风干保存。

【参考文献】