干旱胁迫条件下沙芦草水分利用效率与适应性研究

发布时间：2020-05-07 19:10

【摘要】：以宁夏荒漠草原优势种一沙芦草为研究对象,通过盆栽控水试验,将土壤水分分别控制在田间持水量的60-70%、50-60%、40-50%、30-40%和20-30%,5个水平下,对沙芦草的生长及生物量分配特点、稳定碳同位素(δ 13C)值特征与水分利用效率、营养物质积累和光合生理特征开展研究,探讨在不同水分胁迫条件和不同胁迫天数这些生理生态参数的变化规律和差异特点,初步揭示沙芦草应对干旱胁迫的水分利用特征与适应机制。主要研究结果如下:(1)沙芦草在植株生长特性上通过降低株高生长速率和生物量积累速率,促进根系生长速率和提高根冠比来适应水分胁迫。土壤含水量为田间持水量的50-60%时,最适宜沙芦草的生长和生物量积累。(2)沙芦草在水分胁迫下的水分利用效率表现为降低叶片含水量和相对含水量及叶绿素含量下降,增加水分饱和亏和脯氨酸含量以及根和叶的δ13C值,来维持较强的渗透调节能力和耐脱水能力,从而一定程度上促进了沙芦草水分利用效率的提高。(3)沙芦草光合生理上通过降低Pn、Tr,Fm、Fv/Fm、Fv/Fo、Y和qP,增加NPQ,调整Ci、Gs和Ls的变化拐点,使Ci和Gs随着水分胁迫程度先下降后升高,Ls先升高后下降,来调节影响Pn下降的因素,土壤含水量小于田间持水量的40%时由非气孔限制主导,土壤含水量大于田间持水量的50%时由气孔限制主导,保证各项光合生理活动在水分胁迫条件下正常进行。(4)在干旱胁迫下沙芦草营养元素会逐渐向叶部分配,且严重水分胁迫下都会增加N、P、K含量的积累,高的K含量以平衡渗透调节,高的N、P含量以促进叶片光合作用和光合产物的积累,从而适应干旱的生活环境。(5)株高、地下生物量、叶片含水量、净光合速率(Pn)、叶绿素b含量、PS Ⅱ的潜在活性(Fv/Fo)、根系全N含量、叶片全P,此8个指标在评价沙芦草抗旱性能时可优先选取。综合分析表明,沙芦草在水分匮乏时,能够通过增加根系生长,提高叶片和根部水分利用效率,促进营养物质向叶片积累,降低光合生理活动活跃性,以维持较高的体内含水量和渗透调节能力,忍耐脱水,确保地上部分的水分状态和生理活性,促进根系吸水和用水,具有优良的持水能力和抗旱性能,适宜于作为干旱地区植被恢复物种。
【图文】：

芦草,株高生长,干旱胁迫,水分处理

对水分处理下沙芦草株高进行方差分析和多重比较，结果显示，水分处理初期（０－３０ｄ），不逡逑同水分处理下沙芦草的株高无明显差异。水分处理后期（３０－６０ｄ），各水分处理下沙芦草株高均逡逑有一定程度的增长，但水分胁迫程度不同增长速率不同（表３－１、

芦草,增长量,总生物量,干旱胁迫

逦４５－６０ｄ逡逑胁迫天数Ｓｔｒｅｓｓ邋ｄａｙｓ／ｄ逡逑图３－２干旱胁迫下沙芦草根长生长量逡逑Ｆｉｇ．３－２邋Ｒｏｏｔ邋ｌｅｎｇｔｈ邋ｇｒｏｗｔｈ邋ｏｆ邋Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ邋ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｍ邋ｕｎｄｅｒ邋ｄｒｏｕｇｈｔ邋ｓｔｒｅｓｓ逡逑注：大写不同水分处理间显著性差异ｋ＜0．0５）邋？逡逑对水分处理下沙芦草根长进行方差分析和多重比较，结果显示，土壤水分亏缺能在一定程度逡逑上促进根系的伸长生长，并随土壤水分亏缺程度的加剧，根系生长速度越快（表３－１，图３－２）。逡逑水分处理初期（０－３０ｄ），各水分处理间沙芦草的根长无显著差异。水分处理后期（３０－６０ｄ）各水逡逑分处理下沙芦草根长有明显的增加趋势，且随水分胁迫程度加剧增加趋势越明显，其中水分处理逡逑４５ｄ后，各水分胁迫处理下的沙芦草根系长度与充分供水条件下的均有显著性的差异（Ｐ＜０．０５），逡逑其中Ｔ４处理条件下沙芦草的根长增长量最大为］０．６３ｃｍ，，依次为Ｔ２、Ｔ３、Ｔｌ、ＣＫ，分别增长逡逑７．１６ｃｍ、６．６７ｃｍ、６．０ｃｍ和２．５ｃｍ；胁迫６０ｄ后，各水分处理下的沙芦草根系长度与充分供水条逡逑件下的产生了极显著性差异（ｐ＜０．０0邋
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S543.9

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