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羊草对盐碱和刈牧的响应

作　者: 王艳华
导　师: 高英志
学　校: 东北师范大学
专　业: 生态学
关键词: 羊草盐胁迫放牧补偿生长光合作用
分类号: S543.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

松嫩平原是中国盐碱化土壤主要分布区之一。同时过度放牧使得草原的退化进一步加剧,这两者成为松嫩草原畜牧业发展的主要限制因子。羊草是松嫩草原的优势种,并被认为具有一定的耐盐耐牧性。然而对羊草能适应双重压力（盐碱和放牧）的机制还不清楚。可能的原因包括羊草本身的渗透调节能力或者生长补偿作用。然而在野外原位条件下进行2种因素交互作用的研究未见报道。本研究采用野外原位处理即混合盐碱浇灌（NaCl: NaHCO₃: Na₂CO₃ = 1:1:1）及刈割（剪掉地上生物量60%）两种处理来研究羊草耐盐性及补偿生长能力。并测定了羊草地上、地下生物量、再生量、光合作用及其他各项生理指标。这些信息可以丰富羊草的抗盐碱的理论,为盐碱化草地的恢复提生理生态学理论知识。结果表明,在盐碱处理下羊草具有一定的生物量补偿作用即羊草密度的显著降低以单株的生物量增加来抵消。羊草的净光合速率和水分利用效率表现为更有效的利用有利的气候环境,无论是日动态中水热条件较好的上午还是季节动态中降雨量高、温度适中的7、8月份,都表现为盐碱作用下显著高于对照。这一方面是由于盐碱处理下羊草比叶面积和叶面积指数高于无盐处理,而更主要是由于单位面积羊草密度的降低使单株获得的水分资源高于对照的高密度区。羊草为根茎型无性系禾草,各分株之间的生理整合作用可能使得它们之间存在一定的竞争,弱势植株被淘汰掉,而使存活下来的植株获得更好的生存条件。选择性的牺牲一部分分蘖株不仅降低了对根茎部位物质和能量的消耗,同时也能带走一部分盐离子,从而降低对整个种群的盐害。在刈割作用下羊草的相对生长速率和光合作用也有显著增加,这也说明羊草具有一定的补偿生长能力。结合可溶性糖含量的变化,我们可以推测出羊草的补偿生长能力可能主要是由于根茎部储存的大量储藏性碳水化合物的再分配,在受到放牧干扰后水解产生大量的可溶性碳水化合物,这部分碳水化合物被转移到地上部位供给受损地上叶片的再生能量需求。另一方面,重建后的叶片所含的色素捕光效率更强,光合作用效率更强,使得新生叶片成为物质输送和生产的集合地,所以表现出单位时间内植株高度显著增加。盐碱和刈割的交互作用表现为协同型,即在光合作用上表现为共同促进,而在根茎部可溶性糖含量变化上表现为共同抑制。盐碱环境中羊草的耐牧策略主要是通过根茎型无性系禾草的生理整合作用实现的。一方面根茎部作为整个无性系的“决策中心”即选择性牺牲策略,另一方面也是物质和能量“缓冲器”,当植株受到外界干扰或胁迫时,它就会调用其内的有机物质,特别是可溶性糖降低对本体的伤害。

全文目录

中文摘要  5-7
英文摘要  7-10
1. 引言  10-16
  1.1 植物的放牧适应研究进展  10-12
    1.1.1 植物放牧形态适应对策  10-11
    1.1.2 植物放牧生理适应对策  11-12
  1.2 植物耐盐机制研究进展  12-16
    1.2.1 植物耐盐形态适应对策  12-13
    1.2.2 植物耐盐生理适应对策  13-16
      1.2.2.1 离子区域化  13
      1.2.2.2 细胞膜透性调节  13-14
      1.2.2.3 Ca~(2+)调节  14
      1.2.2.4 渗透调节  14-16
2. 研究材料与方法  16-23
  2.1 研究地点概况  16-17
    2.1.1 总体概况  16
    2.1.2 气候概况  16-17
  2.2 野外实验方法  17-19
    2.2.1 样地设计  17-18
    2.2.2 样地土壤理化性质  18-19
    2.2.3 盐碱胁迫条件的设计  19
    2.2.4 刈割处理方法  19
  2.3 野外取样方法  19-20
    2.3.1 植被调查  19
    2.3.2 土壤取样  19-20
    2.3.3 植物取样  20
      2.3.3.1 取样方法  20
      2.3.3.2 形态指标测定  20
  2.4 生理指标测定  20-22
    2.4.1 土壤样品测定方法  20-21
    2.4.2 植物样品测定方法  21-22
  2.5 数据分析  22-23
3. 结果与分析  23-39
  3.1 羊草生产力在盐碱胁迫及放牧干扰下的响应  23-24
    3.1.1 羊草地上净初级生产力在盐碱胁迫及放牧干扰下的响应  23-24
    3.1.2 羊草地下净初级生产力在盐碱胁迫和放牧干扰下的响应  24
  3.2 羊草各部位生物量分配在盐碱胁迫及放牧干扰下的响应  24-27
  3.3 羊草密度和单株生物量在盐碱胁迫及放牧干扰下的响应  27-29
  3.4 羊草相对生长速率在盐碱胁迫及放牧干扰下的响应  29-30
  3.5 光合作用在盐碱胁迫及放牧干扰下的响应  30-34
    3.5.1 羊草光合日动态在盐碱胁迫及放牧干扰下的响应  30-32
    3.5.2 羊草光合季节动态在盐碱胁迫及放牧干扰下的响应  32-34
  3.6 生理指标在盐碱和刈割作用下的响应  34-37
    3.6.1 阴阳离子含量  34-36
    3.6.2 脯氨酸和可溶性糖  36-37
  3.7 土壤电导率和pH 值的变化  37-39
4. 结论与讨论  39-43
  4.1 羊草耐盐机制  39-40
  4.2 羊草耐牧机制  40-41
  4.3 盐碱胁迫下羊草的耐牧策略  41
  4.4 总结  41-43
参考文献  43-48
致谢  48-49
在学期间公开发表论文及著作情况  49

羊草对盐碱和刈牧的响应

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