盐碱、刈割及其交互作用对羊草无性繁殖的影响

发布时间：2020-07-29 08:35

【摘要】：松嫩平原位于欧亚大陆草原东缘,属草甸草原,是优良的草场和放牧场,是我国的重要畜牧业基地。然而近几十年来,大面积草地出现退化和盐碱化趋势,并且情况日趋严重,使得松嫩草地成为中国土壤盐碱化主要分布区之一。同时,过度放牧和割草等不合理的人为利用也在使草地退化的趋势加剧,土壤盐碱化及过度放牧的协同作用成为松嫩草地的生态环境难以恢复的重要原因。羊草(Leymus chinensis)由于具有耐盐碱、耐牧的优良抗逆性,具有营养价值高,适口性好等优良牧草特性,逐渐成为松嫩草地草甸草原的优势种群。羊草的种群繁殖始终受到盐碱和放牧共同作用的影响。因此,本研究利用田间试验,采用双因素交互试验设计,模拟天然草地土壤所含的四种盐分(NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_3)及其盐碱含量(0 mmol/L、50 mmol/L、100 mmol/L),利用刈割模拟放牧(刈割地上生物量0%、35%、70%),刈割模拟动物采食造成的生物量损失,对植物产生的影响,两种处理来研究羊草无性繁殖策略对土壤盐碱、放牧干扰及其协同作用的响应机制,并通过分析羊草生物量的分配模式、光合效率及植物对氮磷的吸收程度,阐述羊草对盐碱化草地及放牧干扰的双重胁迫的适应策略,为松嫩盐碱化草地羊草群落的稳定性维持及其生态恢复提供试验依据。研究结果表明,在无盐碱条件下,随着刈割程度的增加,羊草的地上各器官生长受到显著抑制,植物叶片中全氮含量显著降低。在适度盐碱条件下,羊草叶片生长得到促进,茎生物量、叶片生物量、叶片数量显著高于同刈割条件下的无盐碱和重度盐碱处理。随着盐碱程度加重,在重度盐碱处理,羊草地上生物量显著降低,地下生物量却显著升高,这是由于高浓度盐碱显著抑制了植物地上茎和叶生物量的积累。另一方面,羊草的净光合速率表现为重度盐碱时显著下降,羊草的蒸腾速率和气孔导度显著低于无盐碱处理,这是由于重度盐碱显著抑制了羊草地上部的生长发育。在适度刈割条件下,羊草的叶片生物量和叶片数量是显著增加的,这也说明羊草有一定的补偿生长能力。土壤和植物的全磷含量变化趋势表明羊草的补偿生长能力主要是由于植物从土壤吸收磷元素。盐碱和刈割的交互作用表现为协同性,在净光合速率、须根生物量、土壤全氮、植物叶片全氮表现为共同抑制,而在茎生物量、叶片生物量、叶片数量、植株高度、植物叶片全磷为共同促进。盐碱环境中羊草是通过克隆整合实现耐牧性,当植株受到外界干扰或胁迫时,羊草暂时放弃对地上部分的养分供给,将物质和能量储存于地下根茎,根茎会调动体内的氮元素,暂时储存于根部,用于新生器官再生,补偿采食对其的伤害。通过本试验为羊草在不同强度的盐碱胁迫条件下应该采取不同的放牧或割草管理制度,表现为在适度盐碱土壤条件下应采取适度放牧,而在重度盐碱土壤条件下应采取禁牧或停止割草的管理制度。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S54
【图文】：

植物受损严重，植物的光合效率明显降低，很难快速恢复生长，表现出欠补偿（图1-1）。图 1-1 放牧优化曲线Fig.1-1 Herbivore-optimization curve(Mc Naughton, 1983)现在，关于植物补偿生长机制的研究不仅着眼于光合作用方面和生物量分配部分。有些研究发现那些小分子有机质是检验植物耐牧程度高低的指标。有研究表明，植物体能自主生产分泌一些小分子有机物，来增强植物抵抗逆境胁迫的能力（Leriche et al.,2003）。有学者通过对冷蒿的研究中发现，其中的脯氨酸累积量随放牧强度的增大而显著增多（王静等, 2003）。同样有学者发现在大针茅体内的脯氨酸含量也随放牧强度增大而增多（珊丹, 2005）。还有学者通过试验得出轻度刈割有利于伊犁绢蒿根内脯氨酸等渗透调节物质的累积，更有利于刈割后的补偿生长（孙宗玖等, 2011）。1.5 研究目的和意义本试验旨在利用在不同梯度的盐碱处理，来模拟天然草地的不同盐碱分布状况，根

2 材料与方法2.1 试验地概况本研究在沈阳农业大学百草园教学科研基地（图2-1），地理坐标为41°50′N, 123°34′E进行。该地区属于温带半湿润大陆性气候，年均气温 8.1℃，年均降水量 721.9 mm，年均蒸发量 1600 mm，降水集中在 5-8 月，年无霜期 150-170 天，土壤类型为棕壤。图 2-1 试验地Fig.2-1 Experiment plot2.2 试验设计本试验选取松嫩草地优势种 羊草作为试验材料

图 2-2 样地设计Fig.2-2 Experiment plot design法 9 月 24 日进行植物取样。将 1*1 样方内植物根系小心的用铁 25 cm。地上和地下部分相连，通过浸泡，冲洗，获得干净的和地下部分分开，用信封装好待用。地下部分取土样 0-25 cm 的分植株在试验室内分为茎和叶，查明子株数和叶片数。根系样根。所有样品置于 80℃烘箱内烘干 48 小时，用以生物量和其理指标测定干后的土壤样品过 100 目土筛，过筛后按土水比 1:5 配成土壤溶，雷磁，上海）测定土壤 pH。氮、全磷：风干后的土壤样品过 100 目筛，使用 smartchem14测量方法测定。氮、全磷：植物经过粉样机成粉末状后，使用 smartchem140

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本文编号：2773710