印度檀香与寄主植物间水分和养分利用关系

发布时间：2017-06-02 02:15

  本文关键词：印度檀香与寄主植物间水分和养分利用关系，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：印度檀香(Santalum album Linn)具有较高的经济和生态价值,素有“香料之王”、“绿色黄金”与“神圣之树”之称。自从上世纪90年代以来,国际市场对檀香心材及其附加值产品需求逐渐递增,而天然檀香资源又受到掠夺性采伐和非法盗取,供应量的持续下降致使其价格不断上涨。在我国,随着人们生活水平的不断提高,印度檀香原木及其工艺品、附加产品需求量也在逐年大幅递增,出现了“千金易得,名檀难求”的市面情况。针对目前印度檀香对水分、养分的吸收与传导,与寄主植物的寄生关系等尚缺乏系统的认识与研究,产业化发展檀香人工林在寄主筛选与配置、施肥及灌溉管理等技术方面还存在诸多盲区,本研究以印度檀香为材料,在不同水分与施氮量、有无寄主配置条件下研究其生长及其生理的差异,并利用同位素示踪技术研究了檀香与寄主植物间碳、氮转移及分配特征等问题。本研究将有助于推动檀香与寄主植物间水分和养分传导互作机理的研究,还能为我国檀香及降香黄檀人工林的种植推广提供一定的理论及技术基础。主要研究结果有：(1)适量水分及氮素供应(本试验为高水且高氮,即70%RWC且300 mg/株施氮量)或者种植寄主有利于檀香根系的生长发育及其对营养元素N、P、K的吸收,表现为根系总长、表面积及干物质量增大,植株N、P、K含量提高。寄主能促进檀香根系平均直径的增大。(2)适量水分及氮素供应(本试验为中水且高氮,即50%RWC且300 mg/株施氮量)或者种植寄主能够显著提高檀香叶片CAT酶活性和降低MDA含量,最终会降低檀香叶片膜脂过氧化程度,促进檀香的生长。(3)适量水分及氮素供应(本试验为中水且高氮,即50%RWC且300 mg/株施氮量)或种植寄主能够显著提高檀香叶片“内在性”叶绿素荧光参数,并且能显著提高“表观性”气体交换指标,从而提高檀香叶片的光合性能。(4)从本试验研究结果来看,高水且高氮(70%RWC且300 mg/株施氮量)不能代替寄主的作用。在檀香的栽培育林中,最重要的还是要做好寄主的配置与管理,在做好寄主配置的情况下,增施氮肥且加大水分供给有利于檀香更好的生长。(5)瞬时水分利用效率(WUEI)、碳同位素组成δ13C值(长期水分利用效率)总体上随着施氮量的增加而提高,随着基质含水量的增加呈现先提高后降低的趋势,在中水(50%RWC)时达到最高。寄主可显著降低檀香叶片的瞬时水分利用效率(WUEI)及δ13C值。(6)印度檀香能从寄主植株假蒿处有效地吸收N素并将其迅速转移。不同施氮量处理时的氮肥转移率在低氮时高,在高氮时低。低氮处理时(0 mg/株施氮量),地上部与地下部均拥有对15N的较强征调能力(NdFF%),且地上部的征调能力比地下部更强；印度檀香氮肥分配率与器官从肥料中吸收分配到的15N量对该器官全氮量的贡献率NdFF%的变化趋势呈正相关。(7)当印度檀香与寄主假蒿根系处在同样的NH4+离子浓度中时,寄主假蒿对NH4+离子的吸收能力要强于印度檀香。本研究首次检测到吸器表面细胞对外界NH14+也有一定的吸收功能,这不同于以往吸器两个功能的报道。(8)印度檀香与寄主假蒿寄生系统之间除了无机氮源的双向交流之外,还存在光合有机碳的双向交流,但是这种交流强度极其微弱。印度檀香对光合有机碳的分配主要积累到叶、茎等地上部器官中去。(9)大田试验中：印度檀香与降香黄檀形成寄生关系后,光合性能得到提高；降香黄檀被寄生后,光合性能会有所降低,但与对照差异不显著；无机N素可以由降香黄檀流向印度檀香,而在试验期内没有检测到无机N素由印度檀香向降香黄檀的流动。
【关键词】：印度檀香 水分 氮素 寄主 同位素示踪 光合作用
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S792.99
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-18
• 第一章 绪论18-28
• 1.1 引言18-21
• 1.1.1 研究背景18-19
• 1.1.2 研究目的和意义19-20
• 1.1.3 项目来源与经费支持20-21
• 1.2 国内外研究现状与概述21-26
• 1.2.1 寄生植物的生物学特性21-25
• 1.2.2 植物寄生关系的研究方法25-26
• 1.3 研究目标和主要研究内容26-27
• 1.3.1 研究目标26
• 1.3.2 主要研究内容26-27
• 1.4 研究技术路线27-28
• 第二章 水、氮、寄主对檀香生长及养分积累的影响28-47
• 2.1 材料与方法28-31
• 2.1.1 供试用苗28-29
• 2.1.2 试验设计29-30
• 2.1.3 测定指标及其方法30-31
• 2.1.4 数据分析31
• 2.2 结果与分析31-46
• 2.2.1 水、氮、寄主对檀香苗高的影响31-34
• 2.2.2 水、氮、寄主对檀香地径的影响34-35
• 2.2.3 水、氮、寄主对檀香生物干物质量的影响35-36
• 2.2.4 水、氮、寄主对檀香根系生长指标的影响36-39
• 2.2.5 水、氮、寄主对檀香根冠比的影响39-40
• 2.2.6 水、氮、寄主对檀香营养元素含量的影响40-43
• 2.2.7 水、氮、寄主对檀香营养元素N/P比值的影响43-44
• 2.2.8 水、氮、寄主对檀香氮肥表观利用率的影响44-46
• 2.3 本章小结46-47
• 第三章 水、氮、寄主对檀香生理特性的影响47-67
• 3.1 材料与方法48-50
• 3.1.1 供试用苗、试验设计、数据分析见2.148
• 3.1.2 叶绿素含量测定48
• 3.1.3 气体交换测定48
• 3.1.4 叶绿素荧光参数的测定48-49
• 3.1.5 叶片δ~(13)C值的测定49
• 3.1.6 MDA含量测定49
• 3.1.7 过氧化氢酶活性测定49-50
• 3.2 结果与分析50-64
• 3.2.1 水、氮、寄主对檀香叶绿素含量的影响50-52
• 3.2.2 水、氮、寄主对檀香叶片气体交换参数的影响52-55
• 3.2.3 水、氮、寄主对檀香叶片叶绿素荧光参数的影响55-59
• 3.2.4 水、氮、寄主对檀香叶片瞬时水分利用效率及碳同位素组成的影响59-62
• 3.2.5 水、氮、寄主对檀香叶片丙二醛含量及过氧化氢酶活性的影响62-64
• 3.3 本章小结64-67
• 第四章 檀香对寄主植物氮素的吸收、运转与分配研究67-76
• 4.1 材料与方法67-69
• 4.1.1 试验用苗67-68
• 4.1.2 试验设计68
• 4.1.3 ~(15)N标记处理68
• 4.1.4 样品处理68
• 4.1.5 氮同位素比值测定仪器与原理68-69
• 4.1.6 计算公式69
• 4.2 数据分析69
• 4.3 结果与分析69-74
• 4.3.1 檀香氮素吸收、转移规律69-71
• 4.3.2 檀香不同器官的~(15)N原子百分超及~(15)N含量71-72
• 4.3.3 檀香器官的氮肥分配势72-73
• 4.3.4 檀香的氮肥分配率73-74
• 4.4 本章小结74-76
• 第五章 檀香吸收利用NH_4~+的电生理学特征初探76-88
• 5.1 材料与方法77-79
• 5.1.1 供试幼苗77
• 5.1.2 试验设计77
• 5.1.3 离子流测定原理77-78
• 5.1.4 NH_4~+离子流的测试方法78
• 5.1.5 数据分析78-79
• 5.2 结果与分析79-87
• 5.2.1 檀香幼苗未形成吸器根尖对不同NH_4~+浓度的响应79-81
• 5.2.2 檀香幼苗形成吸器后根尖对不同NH_4~+浓度的响应81-83
• 5.2.3 檀香幼苗吸器细胞表面对不同NH_4~+浓度的响应83-85
• 5.2.4 檀香对寄主植物假蒿根尖吸收NH_4~+的影响85-87
• 5.3 本章小结87-88
• 第六章 檀香对寄主植物光合有机碳的吸收及分配特征88-97
• 6.1 材料与方法89-92
• 6.1.1 试验用苗89
• 6.1.2 试验设计89-90
• 6.1.3 ~(13)C标记处理90-91
• 6.1.4 样品处理与同位素测定91
• 6.1.5 计算公式91-92
• 6.2 数据分析92
• 6.3 结果与分析92-96
• 6.3.1 檀香与假蒿间的光合有机碳转移92-95
• 6.3.2 檀香光合有机碳器官分配特征95-96
• 6.4 本章小结96-97
• 第七章 大田条件下印度檀香-降香黄檀寄生系统的相互影响97-112
• 7.1 试验区概况98
• 7.2 材料与方法98-102
• 7.2.1 供试苗木98-99
• 7.2.2 立地质量评价99
• 7.2.3 整地方式与规格99
• 7.2.4 造林方法99
• 7.2.5 土壤理化性质99-100
• 7.2.6 试验肥料100
• 7.2.7 试验设计100-101
• 7.2.8 ~(15)N同位素标记及其取样方法101
• 7.2.9 测定指标及其方法101-102
• 7.3 数据分析102
• 7.4 结果与分析102-110
• 7.4.1 立地质量评价102
• 7.4.2 降香黄檀与印度檀香株高、地径的相互影响102-105
• 7.4.3 降香黄檀与印度檀香叶片SPAD值的相互影响105-106
• 7.4.4 降香黄檀与印度檀香叶片叶绿素荧光参数的相互影响106-108
• 7.4.5 降香黄檀与印度檀香叶片N、P、K积累的相互影响108-109
• 7.4.6 降香黄檀与印度檀香叶片δ~(15)N比率值及~(15)N原子百分超的相互影响109-110
• 7.5 本章小结110-112
• 第八章 结论与讨论112-126
• 8.1 结论112-113
• 8.2 讨论113-124
• 8.2.1 水、氮、寄主对檀香根系生长及养分吸收的影响113-114
• 8.2.2 水、氮、寄主对檀香抗逆性的影响114-115
• 8.2.3 水、氮、寄主对檀香光合性能的影响115-118
• 8.2.4 水、氮、寄主对檀香植株生长的影响118-119
• 8.2.5 水、氮、寄主对檀香水分利用效率的影响119
• 8.2.6 施氮量对檀香氮肥吸收、利用及分配的影响119-120
• 8.2.7 檀香吸收利用NH_4~+的电生理学特征120-121
• 8.2.8 檀香对寄主植物光合有机碳的吸收及自身分配特征121-122
• 8.2.9 大田条件下印度檀香-降香黄檀寄生系统的相互影响122-124
• 8.3 本论文创新点124
• 8.4 本论文不足与展望124-126
• 参考文献126-142
• 攻读博士学位期间的学术研究142-143
• 致谢143

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