除穗与延长光照对柳枝稷生理及生产的影响

发布时间：2017-05-27 20:09

  本文关键词：除穗与延长光照对柳枝稷生理及生产的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：化石燃料趋向于枯竭,环境污染日益严重,是世界生物能源稳步发展的基本原因。柳枝稷作为模式能源植物,生物质产量高、品质优。现有柳枝稷生产提倡采用延迟收获方式,但因其种子和穗脱落严重,造成大量生物质资源浪费。本文对14个柳枝稷品种(品系)营养生长与生殖生长关系进行研究。以此为基础,对Alamo, Cave-in-Rock (CIR)和Forestburg进行除穗处理,对Alamo进行18h和24h光照处理,系统研究了其生长状况、光合生理、同化物分配和运输、相关酶活性、内源激素含量以及生物质品质的变化,为提高柳枝稷生产性能提供依据。研究得出如下结论： 1.建植当年柳枝稷根系与地上部各器官间、地上部营养器官和有性繁殖器官间在生物量分配上存在明显竞争关系。起源高纬度柳枝稷向有性繁殖和营养生长投入资源比例较低,向无性繁殖投入资源比例较高,起源低纬度柳枝稷则相反。研究兼顾柳枝稷生态型及向有性繁殖器官资源投入比例筛选出了Alamo, CIR和Forestburg进行深入研究。 2.除穗可显著增强Alamo, CIR和Forestburg营养生长,提高其光合作用效率,显著(P0.05)增强光合及同化物分配相关酶活性,促使同化物向茎、根系以及纤维素、木质素和非结构性多糖分配。被除穗分蘖向未建成分蘖及未被除穗分蘖的同化物输出量显著(P0.05)增加。柳枝稷茎中赤霉素(GA)和细胞分裂素(ZR)在其对除穗响应过程中发挥了主要作用。上述变化导致3种柳枝稷地上部生物量分别显著(P0.05)提高16.7%,26.03%和33.05%。对CIR和Alamo地上部生物质品质的研究结果表明,除穗可显著(P0.05)提高茎中纤维素和非结构性多糖含量,显著(P0.05)提高半纤维素中木糖/阿拉伯糖(Xyl/Ara)比值,显著(P0.05)降低纤维素结晶度和木质素S/G值,从而显著(P0.05)提高了其降解效率。除穗后柳枝稷地上部生物质中氮(N)和硫(S)含量显著增加,不利于其燃烧利用。 3.延长光照可明显推迟柳枝稷抽穗、开花,增强其营养生长,减弱其有性繁殖,显著(P0.05)提高光合作用效率,茎和根系中同化物分配比例显著(P0.05)增加,导致在18h和24h处理下Alamo地上部生物量分别显著(P0.05)增加19.46%和19.97%,有性繁殖器官生物量分别显著(P0.05)降低40.05%和50.87%。GA主要参与了柳枝稷对延长光照的响应,促使光合作用及同化物分配相关酶活性显著(P0.05)增强,促进柳枝稷制造、转化和储藏更多光合同化产物。
【关键词】：柳枝稷 除穗 延长光照 内源激素 同化物分配 生物质品质
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S578
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 插图或表清单11-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 研究背景14-15
• 1.1.1 能源短缺、环境污染日益加剧,生物能源发展潜力巨大14
• 1.1.2 能源草成为生物能源重要原材料14-15
• 1.2 研究进展15-23
• 1.2.1 柳枝稷研究进展15-20
• 1.2.1.1 生长发育特性15-16
• 1.2.1.2 遗传特性及育种16-17
• 1.2.1.3 生态适应及抗逆性研究17-18
• 1.2.1.4 栽培管理技术研究18-19
• 1.2.1.5 柳枝稷在我国引种、种植现状及应用前景19-20
• 1.2.2 调控营养生长与生殖生长对植物生长发育影响的研究进展20-21
• 1.2.3 源库调节对植物同化物分配影响的研究进展21-23
• 1.3 本项研究的目的与意义23-26
• 第二章 问题提出和研究思路26-30
• 2.1 问题提出26
• 2.2 研究内容26-28
• 2.3 技术路线28-30
• 第三章 14份柳枝稷营养生长与生殖生长关系研究30-48
• 3.1 材料与方法30-32
• 3.1.1 试验材料与地点30-31
• 3.1.2 生长条件31
• 3.1.3 试验设计与方法31-32
• 3.1.4 测定项目与方法32
• 3.1.4.1 抽穗时间及数目32
• 3.1.4.2 基本农艺性状32
• 3.1.4.3 热值测定32
• 3.1.5 统计分析32
• 3.2 结果与分析32-44
• 3.2.1 柳枝稷抽穗分蘖数动态变化32-34
• 3.2.2 柳枝稷成熟期各农艺性状指标34-36
• 3.2.3 柳枝稷不同器官或功能部分生物质、能量分配36-38
• 3.2.4 柳枝稷各生长指标正态分布检验38-40
• 3.2.5 柳枝稷各生长指标间相关性分析40-43
• 3.2.6 柳枝稷各生长指标与起源维度间相关性分析43-44
• 3.2.7 柳枝稷生物质、能量分配与抽穗时间相关性分析44
• 3.3 讨论44-46
• 3.3.1 柳枝稷营养生长与有性繁殖间的关系44-45
• 3.3.2 柳枝稷无性繁殖与营养生长、有性繁殖间的关系45-46
• 3.3.3 起源维度对柳枝稷无性繁殖、营养生长与有性繁殖间关系的影响46
• 3.4 小结46-48
• 第四章 除穗和延长光照对柳枝稷生长的影响48-60
• 4.1 材料与方法48-50
• 4.1.1 试验材料与地点48
• 4.1.2 试验设计及方法48-49
• 4.1.3 测定项目与方法49-50
• 4.1.3.1 柳枝稷基本农艺性状指标测定49
• 4.1.3.2 柳枝稷生物质干重、分配的测定49-50
• 4.1.4 统计分析50
• 4.2 结果与分析50-57
• 4.2.1 除穗对柳枝稷生长特征的影响50-51
• 4.2.2 延长光照处理对柳枝稷生长特征的影响51-54
• 4.2.3 除穗对柳枝稷生物质干重及分配的影响54-55
• 4.2.4 延长光照对柳枝稷生物质干重及分配的影响55-57
• 4.3 小结与讨论57-59
• 4.3.1 人工除穗对柳枝稷生长及生物质产量的影响57-58
• 4.3.2 延长光照对柳枝稷生长及生物质产量的影响58-59
• 4.4 小结59-60
• 第五章 除穗和延长光照对柳枝稷光合生理的影响60-72
• 5.1 材料与方法61-62
• 5.1.1 试验材料与地点61
• 5.1.2 试验设计及方法61
• 5.1.3 测定项目及方法61
• 5.1.3.1 叶绿素含量测定61
• 5.1.3.2 光合生理指标测定61
• 5.1.4 数据分析61-62
• 5.2 结果与分析62-70
• 5.2.1 除穗和延长光照下柳枝稷叶绿素含量62-63
• 5.2.2 除穗后柳枝稷穗位叶短期内光合作用相关指标动态变化63-64
• 5.2.3 除穗和延长光照处理下柳枝稷各生育期光合作用指标变化64-67
• 5.2.4 除穗条件下3种柳枝稷叶片光强-光合响应曲线特征参数67-69
• 5.2.5 除穗和延长光照下柳枝稷叶片叶绿素荧光参数69-70
• 5.3 小结与讨论70-72
• 第六章 除穗和延长光照对柳枝稷同化物分配的影响72-88
• 6.1 材料与方法73-76
• 6.1.1 试验材料与地点73
• 6.1.2 试验设计73
• 6.1.3 同位素标记方法73-74
• 6.1.4 测定项目及方法74-75
• 6.1.4.1 柳枝稷样品准备74
• 6.1.4.2 细胞壁组成成分提取74-75
• 6.1.4.3 ~(13)C同位素含量测定75
• 6.1.4.4 可溶性糖、淀粉含量测定75
• 6.1.5 统计分析75-76
• 6.2 结果与分析76-84
• 6.2.1 延长光照和除穗处理下同化物在柳枝稷不同器官中的分配76-77
• 6.2.2 延长光照和除穗处理下柳枝稷茎秆不同细胞壁组分中同化物的分配77-78
• 6.2.3 除穗条件下柳枝稷不同叶片标记后同化物在各器官中的分配78-80
• 6.2.4 除穗后柳枝稷分蘖间同化物分配状况80-81
• 6.2.5 延长光照和除穗处理下柳枝稷非结构性碳水化合物含量81-84
• 6.3 讨论与小结84-88
• 第七章 除穗和延长光照对柳枝稷内源激素含量和相关酶活的影响88-104
• 7.1 材料与方法89-90
• 7.1.1 试验材料与地点89
• 7.1.2 试验设计89
• 7.1.3 柳枝稷取样、内源激素含量和相关酶活性的测定89-90
• 7.2 结果与分析90-101
• 7.2.1 除穗和延长光照处理下柳枝稷穗位叶光合作用相关酶活性变化90-91
• 7.2.2 除穗后柳枝稷不同器官同化物分配相关酶活性动态变化91-93
• 7.2.3 除穗和延长光照处理下柳枝稷不同生育期同化物分配相关酶活性变化93-97
• 7.2.4 除穗条件下柳枝稷不同器官中内源激素含量变化97-99
• 7.2.5 延长光照下柳枝稷不同器官中内源激素含量变化99-101
• 7.3 讨论与小结101-104
• 7.3.1 除穗和延长光照对柳枝稷叶片光合作用相关酶活性的影响101
• 7.3.2 除穗和延长光照对柳枝稷各器官同化物分配相关酶活性的影响101-102
• 7.3.3 除穗和延长光照下柳枝稷内源激素对各种酶及柳枝稷生长的调控102-104
• 第八章 除穗对柳枝稷地上部生物质品质的影响104-114
• 8.1 材料与方法104-106
• 8.1.1 试验材料与地点104
• 8.1.2 试验设计104
• 8.1.3 柳枝稷取样方法和样品处理104-105
• 8.1.4 测定项目及方法105-106
• 8.1.4.1 细胞壁组分、结构特征测定105
• 8.1.4.2 预处理与酶解105
• 8.1.4.3 矿质元素和灰分含量测定105-106
• 8.1.4.4 热值测定106
• 8.1.5 统计分析方法106
• 8.2 结果与分析106-112
• 8.2.1 柳枝稷地上部各器官生物质降解效率106-108
• 8.2.2 柳枝稷茎细胞壁组成、结构特征108-110
• 8.2.3 柳枝稷地上部生物质燃烧品质110-112
• 8.3 讨论与小结112-114
• 第九章 结论与展望114-116
• 9.1 结论114
• 9.2 创新点114-115
• 9.3 研究展望115-116
• 参考文献116-134
• 致谢134-136
• 作者简介136

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孟敏;李华军;徐开杰;奚亚军;;柳枝稷的组织培养技术研究[J];安徽农业科学;2009年04期

2 冯慧;王建红;王茂良;;激素在植物开花结果中的作用[J];北京园林;2006年03期

3 王建红;车少臣;邵金丽;仇兰芬;郭蕾;;植物成花机理及调控措施研究进展[J];北京园林;2009年01期

4 郑敏娜;李向林;万里强;何峰;席翠玲;;水分胁迫对6种禾草叶绿体、线粒体超微结构及光合作用的影响[J];草地学报;2009年05期

5 左海涛;李继伟;郭斌;宋尚有;高旺盛;;盐分和土壤含水量对营养生长期柳枝稷的影响[J];草地学报;2009年06期

6 沈文彤;王静;张蕴薇;杨富裕;姚拓;;种植行距与施肥量对柳枝稷产量及粗蛋白质含量的影响[J];草地学报;2010年04期

7 于晓丹;杜菲;张蕴薇;;盐胁迫对柳枝稷种子萌发和幼苗生长的影响[J];草地学报;2010年06期

8 范希峰;侯新村;左海涛;武菊英;段留生;;边际土地类型及移栽方式对柳枝稷苗期生长的影响[J];草业科学;2010年01期

9 范希峰;侯新村;武菊英;左海涛;朱毅;;北京地区新收获柳枝稷种子的萌发和出苗特性[J];草业科学;2011年09期

10 白淑娟,顾洪如,周卫星,丁成龙;杂交狼尾草亲本的开花特性[J];草业科学;1998年04期

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本文编号：401053