四季竹对主要生态因子的自适应程度研究

作     者：顾大形 

作者单位：中国林业科学研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：陈双林

授予年度：2011年

学科分类：0907[农学-林学] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 09[农学] 

主      题：四季竹 生物量分配 表型可塑性 土壤水分 土壤盐分 土壤主要养分 生理响应 

摘      要：四季竹(Oligostachyum lubricum (wen)King f.)笋期长,竹笋产量高,品质好,是夏秋季优良笋用竹种,具有很好的开发利用价值。为给四季竹区域规模化推广应用提供理论依据,开展了四季竹立竹构件因子和生物量关系,立竹表型可塑性的林分密度效应,基于土壤水分、盐分和养分的生态自适应性等研究。主要结果如下: 1四季竹立竹构件因子和生物量关系 通过对不同年龄立竹构件生物量及构件因子的调查分析表明,四季竹地上现存生物量分配格局1a立竹为竹秆(43.72%)竹叶(31.49%)竹枝(24.79%),2a立竹为竹叶(46.35%)竹秆(27.09%)竹枝(26.56%),资源分配趋于向光合器官倾斜,有利于种群对已占领生境的巩固和新生境的开拓。2a立竹各构件因子与构件生物量间总体呈显著或极显著相关,立竹全高、枝下高、枝盘数是立竹胸径的从属因子,立竹胸径对立竹构件生物量和地上部分总生物量起着决定作用,之间呈极显著的三次曲线函数关系。 2四季竹立竹表型可塑性的林分密度效应 通过对四季竹纯林4种林分密度(175007500株·hm,D1;375002500株·hm,D2;550002500株·hm,D3;725002500株·hm,D4)分株构件因子调查并对其进行主成分分析,结果表明立竹表型形态与秆形构件关系最为密切,其次为枝条构件,最后是叶片构件。经通径分析,各林分密度立竹表型综合得分大小顺序为D3D4D2D1, 550002500株·hm是四季竹无性系生理整合成本和效益的密度阈值,是分株形态良好建成的适宜林分密度。 3四季竹对土壤水分的自适应性 通过不同土壤水分条件下四季竹的生理响应规律研究,表明四季竹在相对含水率30%的土壤中生长不良,胁迫14d后叶片全部干枯脱落,立竹死亡;土壤相对含水率40%0%时,叶片各项生理指标经过一段时间的适应后最终波动稳定在处理前水平,立竹生长良好;四季竹竹蔸部水淹04d立竹无伤害反应,随后伤害反应开始显现,并随胁迫时间的延长伤害逐渐加重,至胁迫28d后叶片全部脱落,立竹死亡。四季竹对土壤水分的自适应性强,具有较强的抗干旱和抗水涝能力。 4四季竹对土壤盐分的自适应性 通过四季竹在非生理活跃期的冬季(112月)和生理活跃期的夏季(5月)对盐胁迫45d条件下生理响应规律的研究,表明在低土壤盐度(1‰‰)下,四季竹耐盐能力季节性差异不明显;而在高土壤盐度(3‰‰)下,相同盐浓度处理的四季竹在夏季受伤害严重,夏季耐盐能力显著弱于冬季。四季竹在盐碱地中造林应选择在秋冬季。在夏季,四季竹在1‰‰土壤NaCl浓度下有促进生长的效应。在3‰‰NaCl浓度下随处理浓度的增大,各器官盐离子(Na、Cl)含量逐渐提高,竹根、竹秆、竹枝K含量逐渐下降,Ca含量变化较小,竹叶中各种离子含量显著高于其它器官,叶肉细胞叶绿体、液泡等细胞器逐渐变形解体,叶片伤害逐渐加重,但这种伤害是可逆的。6‰NaCl浓度处理15d,四季竹叶片离子渗漏率超过50%,叶片脱落率也达到47%;处理45d,叶肉细胞结构模糊,细胞器降解严重,是四季竹的半致死盐浓度;四季竹在盐胁迫时通过增加离子向叶片的选择性运输能力,把体内的盐离子主要储存在叶片中,并通过叶片脱落的方式降低盐离子伤害,兼有耐盐和避盐两种适应机制。 5四季竹对土壤氮磷养分的自适应性 通过土壤N、P添加设置土壤全N和全P浓度不同倍增水平(1倍(ⅠN、ⅠP)、2倍(ⅡN、ⅡP)、3倍(ⅢN、ⅢP))随机组合的盆栽试验,分析了土壤和四季竹叶片N、P化学计量特征及叶片叶绿素含量间的关系。土壤全N含量分别与叶片全N含量和叶片N:P呈极显著正相关,而土壤全P含量与叶片全P含量及叶片N:P均无显著性相关。叶片N:P是影响叶片叶绿素含量的主要因素;四季竹在土壤全N供应充足时叶片存在对N的奢侈吸收。N、P添加前土壤N(421.76 mg·kg)是影响四季竹生长的主要限制元素。