盐碱胁迫对羊草个体生长及克隆繁殖性状的影响

发布时间：2018-11-25 21:01

【摘要】：随着人类不适当经济活动的加剧以及自然气候的变化,草地这一重要的陆地生态系统不断地被干扰破坏。当前,草地退化、沙化、盐碱化问题十分严重,其中盐碱化已成为我国松嫩草地生产力的重要限制因素。羊草作为松嫩草地的优势种,耐盐碱、耐干旱,具有营养价值高,适口性好等优良特性。因此,研究羊草的个体生长与无性繁殖性状对不同程度盐碱化的响应机制,对揭示其生产力形成策略具有重要的理论和实践意义。本研究通过盆栽实验,模拟盐碱胁迫环境(盐胁迫浓度:0、100、200mmol·L-1;碱胁迫浓度:0、25、50mmol·L-1)下羊草个体生长特性、叶性状、地下部分(根茎与根系)构型和克隆构件特征的影响。研究结果如下:1.羊草个体对不同胁迫处理、相同处理不同浓度具有不同的响应。随着盐处理浓度的增大,羊草单株生物量、叶和地下部生物量呈下降趋势,但茎生物量与株高却有增大趋势。碱胁迫处理下,羊草个体各项指标均有不同程度的减少。2.盐胁迫处理下,羊草叶片干物质含量、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度减少;含水量、C、N含量以及C/P、N/P增加,生长季中后期的净光合速率存在显著性差异。说明面对持续的盐处理,羊草叶片前期可调整适应,但后期渗透调节、光合与物质积累等能力受到明显干扰。随着碱胁迫浓度的增大,叶面积、净光合速率与叶干物质含量均呈下降趋势。50mmol·L-1碱处理时,光合能力最低,含水量最高,且滞留大量C、N、P元素,说明碱胁迫扰乱了叶片的水分调控,抑制了光合作用,严重降低了葡萄糖和蛋白质等有机物的合成,影响植株的正常生长。3.羊草通过对有限的资源进行分配调节,以实现地下和地上协同发育。100mmol·L-1盐处理时,羊草根茎与根系中C、N元素含量增加,地下部各项构型指标比较小。200mmol·L-1盐处理时,根系直径与体积减小程度不大,根系长度与面积明显增大。究其原因,可能是羊草地下曾试图通过横向扩展空间来寻求有利资源,以逃离现在所处的胁迫环境。不同地,随着碱胁迫程度的增大,羊草地下部直径不断减少,长度、面积与体积显著减少;根茎中C/N、C/P比值增大,根部生长受到严重抑制。50mmol·L-1碱处理时,地下部分遭受着碱环境带来的高pH与Na~+、CO32-等阴阳离子渗透置换的双重压力。4.克隆构件是羊草重要的生长、繁殖调节部分。低浓度盐处理时羊草采取优先输出分蘖子株、分蘖芽与根茎节间芽的无性繁殖策略。高浓度盐处理时,地下芽库不断扩大,但向上的输出却有所降低。说明此时羊草扩充芽库以备繁殖所需,但持续的盐胁迫处理,严重的干扰了羊草地下无性系构件,在此环境下细胞合成的养分与能量不足以支持根茎继续伸展与子株发育。随着碱处理浓度的增大,羊草克隆构件受到的抑制程度不断增大。分蘖子株与分蘖芽、根茎节间芽与根茎节间芽等均明显减少。低浓度碱处理时,羊草尽量维持原位生长;高浓度碱处理时,羊草个体濒临死亡。综上所述,盐碱胁迫显著影响羊草个体的生长发育及克隆繁殖。其中,低浓度盐胁迫下,羊草个体可形成耐盐适应机制:调节各部分化学计量,减小地下根系扩展,增大茎、叶输出。高浓度盐胁迫下,羊草减少叶和各类子株的投入,将更多的能量分配给地下根系,采取细根伸展,增大根系长度、面积和体积的根构型策略。不同地,碱胁迫对羊草的影响更多呈线性关系:随着碱浓度的增大,羊草生物量、各项叶性状、根构型和克隆性状指标呈下降趋势,高浓度碱胁迫时造成的影响显著差异于对照组与低浓度时。因此,羊草个体在各器官间及各器官内部进行权衡以应对胁迫环境。
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【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q945.78;S543.9

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