高温和施氮对‘五彩夏鹃’幼苗生长和氮代谢生理指标的影响

作     者：曾鸣谦 

作者单位：中南林业科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴丽君;李跃林

授予年度：2024年

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学] 

主      题：‘五彩夏鹃’ 高温胁迫 施氮 幼苗生长 氮代谢生理指标 

摘      要：‘五彩夏鹃’(Rhododendron Wucai ng )是杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃花属(Rhododendron)的优良新品种,其同一植株上的花朵色彩多样、五彩斑斓,具有较好的观赏性、耐高温性和抗性,适合用于城市园林美化和夏季城市景观的提升,可弥补目前夏季园林绿化和美化中杜鹃应用效果不佳的缺陷。近年来夏季的极端高温对‘五彩夏鹃’造成热害日益显著,且缺乏有效应对热害的方案。目前对‘五彩夏鹃’响应温度和氮素的研究鲜有报道,本研究则以‘五彩夏鹃’为研究对象,通过研究温度和氮素不同水平组合对杜鹃幼苗生长和氮代谢生理指标的影响,旨在探讨施用氮肥对缓解杜鹃高温损伤的作用机制,这对采取适当措施减轻高温对杜鹃带来的损伤具有重要意义,可为推广优良杜鹃品种在园林中的应用提供理论参考。研究结果如下: (1)不同高温和施氮组合处理对‘五彩夏鹃’形态指标的影响各有不同。受高温胁迫影响,幼苗的热害指数显著上升,叶片出现不同程度的损伤,包括焦灼、发黄、皱缩,甚至萎蔫枯死。高温胁迫使叶片上、下表皮厚度显著降低,叶片气孔密度显著上升,气孔长度和宽度显著下降。根系拓扑指数(TI)在高温下显著增加,叉状分支显著减少。在34℃/30℃和38℃/34℃下,0.46gN·株-1处理使杜鹃的热害指数、气孔密度显著下降,上表皮厚度、栅栏组织厚度、气孔长度和宽度显著上升,而0.92g N·株-1处理使植株热害指数显著上升。 (2)不同高温和施氮组合处理对‘五彩夏鹃’生长指标有不同的影响。随着高温胁迫程度的加强,幼苗的株高增量、茎粗增量、生物量增量、叶面积、总根长、根表面积、比根长、比表面积和根冠比均显著下降。在34℃/30℃和38℃/34℃下,0.46g N·株-1处理分别使植株的株高增量、茎粗增量、生物量增量、叶面积、比根长和根冠比较对照增加了 16.85%～44.94%、23.60%～57.46%、30.25%～81.25%、15.05%～15.64%、10.27%～13.56%和 9.78%～11.79%,差异显著,而0.92gN·株-1处理使34℃／30℃和38℃/34℃下的植株株高增量、茎粗增量、叶面积、总根长、根表面积、比根长、比表面积和根冠比均显著低于对照。 (3)不同高温和施氮处理对‘五彩夏鹃’生理指标的影响各异。幼苗的可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量随着高温胁迫程度的加强而显著增加,硝酸还原酶(NR)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性则均显著降低。在34℃/30℃和38℃/34℃下,0.46gN·株-1处理使幼苗的可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量显著增加,0.92N·株-1处理使幼苗可溶性蛋白含量显著降低,同时也使游离氨基酸含量、NR、GOGAT和GS活性显著提升,且0.46g N·株-1处理下氮代谢相关酶活性提升幅度更大。 综上,高温胁迫下,低氮水平(0.46gN·株-1)处理为最佳施氮处理,可改善‘五彩夏鹃’幼苗的叶片解剖结构,有效调节幼苗的源库关系来缓解高温胁迫对地上和地下部分供给关系的不平衡,增强植株氮代谢强度,维持杜鹃正常的生理代谢过程,提高植株对高温的抗性,缓解高温带来的损伤,有助于杜鹃幼苗的生长。而高氮水平(0.92N·株-1)处理没有对杜鹃幼苗起到有利的调节作用,甚至可能带来负面影响。因此,在实际生产中,应全面考虑具体情况,合理施用氮肥,控制施用量,以提高杜鹃幼苗对高温逆境的适应能力。这一研究为农业生产提供了切实可行的管理措施,有望优化杜鹃的生长状况,提升产量和品质。