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干旱区几种典型植物根构型及根—冠物质交换

作　者: 李秀玲
导　师: 吕光辉
学　校: 新疆大学
专　业: 生态学
关键词: 干旱区典型植物根构型根—冠物质交换
分类号: S184
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

目前国际上已将根系研究作为进一步提高农作物生产力的一个极具潜力的基础性科研课题。国内外许多学者对植物根系生态学的发展及研究中存在的技术问题进行了讨论，并在一些区域进行了相应植物的研究，但对干旱区植物根系研究相对较少。而干旱区占据着整个世界领土相当大的一部分，特殊的地域环境使得植物生理生态特征与湿润半湿润地区存在很大差异性。因此研究干旱区植物根构型及根-冠物质交换具有很大的学术意义和实际意义。艾比湖流域是众多干旱区区域中的典型区域，许多学者对其地理地貌、土壤及生态系统进行了研究，而对其植物根构型的研究还鲜见报道。本文选取艾比湖流域中典型植物：盐爪爪、盐角草、猪毛菜、碱蓬、罗布麻、白麻、甘草、苦豆子共计八种植物进行研究，通过对这八种植物的地上、地下数量特征、生理生化特征及根际土营养特征进行分析来探讨影响干旱区植物生长的生理因子及环境因子。主要得出以下结论：1.四种非克隆植物根冠参数间的相关性表现出：盐角草＞猪毛菜＞碱蓬＞盐爪爪；株高、茎径、冠幅、主根长、主根径间显著相关，侧根长、侧根径、侧枝长、侧枝径呈现极显著的相关性；植物侧根、侧枝间的相关性比株高、茎径、冠幅、主根长、主根径更能阐明植物根冠间的紧密联系。2.根冠鲜重比、干重比、根干重/总生物量间存在极显著相关性，根系含水量与冠层含水量、根系含水量与根干重与/总生物量成中度相关。植物根干重/总生物量与根冠鲜重比、干重比相关系数极为相近，根冠从鲜重到干重含水量成一定比例减少。3.八种植物中甘草的根系活力最大，盐爪爪、碱蓬、苦豆子的根系活力次之，盐角草、猪毛菜、罗布麻、白麻四种的根系活力相差不大。差异显著性分析得出，甘草与其他七种植物差异显著；冠层含水量呈现出：盐角草>猪毛菜>碱蓬、罗布麻>盐爪爪、白麻、苦豆子>甘草。4.八种植物适宜生长在碱性环境中（pH均大于7），且不同种植物对生长环境的pH要求是不同的：其中罗布麻、碱蓬、猪毛菜适宜生长在pH较高的地区（9<pH<9.5）；盐角草、盐爪爪适宜生长的较前面三种植物低（8.56≤pH≤8.75）；而白麻、甘草、苦豆子适宜生长的pH相似（8.0<pH<8.5）。5.盐爪爪、罗布麻、白麻、甘草、苦豆子的地下可溶性蛋白含量高于地上可溶性蛋白含量；盐角草、猪毛菜、碱蓬地下可溶性蛋白含量低于地上可溶性蛋白含量；植物根、冠层可溶性糖含量表现出克隆植物根系可溶性糖含量大于非克隆植物可溶性糖含量（罗布麻除外）；盐爪爪、罗布麻根系丙二醛含量低于冠层外，其他六种植物根系丙二醛含量均高于冠层，八种植物根系间、冠层间丙二醛含量均存在差异显著性；非克隆植物根系全氮含量高于冠层全氮含量（碱蓬除外），克隆植物表现出冠层全氮含量高于根系全氮含量，八种植物根系全氮含量差异显著，而冠层全氮含量差异不显著；四种非克隆植物均表现出冠层全磷含量高于根系全磷含量的趋势，四种克隆植物根、冠全磷含量表现出不同的变化。6.克隆植物的地下超氧物歧化酶活性大于地上超氧物歧化酶活性，非克隆植物则依植物种类不同根、冠SOD酶活性比率不同。冠层超氧物歧化酶分布为甘草>白麻>盐爪爪>盐角草>猪毛菜>罗布麻>苦豆子>碱蓬；盐爪爪、白麻、甘草根、冠CAT活性相差不大，而其他物种植物根、冠CAT活性相差较大，盐爪爪、碱蓬、罗布麻、白麻根系CAT活性小于冠层CAT活性，盐角草、猪毛菜、甘草、苦豆子则表现出相反的趋势，植物根系间、冠层间CAT酶活性差异不显著。7.在极显著性水平上，根系POD与冠层POD、根系CAT与冠层CAT成中度正相关，根系可溶性蛋白与冠层MDA、根系POD与冠层可溶性糖呈中度负相关；在显著性水平上，根系可溶性蛋白与冠层SOD、根系SOD与冠层可溶性糖、根系MDA与冠层MDA、根系全氮与冠层MDA、根系全磷与冠层可溶性蛋白呈中度相关。8.对影响八种干旱区植物生长因子分析得出：影响植物根系生长的前四个主成分方差累计值为78.226%，超氧物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性、全氮、全磷、根系活力是影响植物根系生长的主要指标，且各个指标的累计贡献率间相差不是很大；影响植物冠层地上部分生长的前三种主成分的累计贡献率达到69.096%，冠层丙二醛含量、过氧化氢酶活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、全氮、全磷是影响植物冠层生长的主要指标；植物生境指标因子中前三个主成分的累计贡献率达79.880%，土壤电导率、有机质、速效磷及土壤含水量是八种干旱区典型植物的主要影响因子。

全文目录

摘要  3-6
Abstract  6-10
目录  10-12
第一章绪论  12-23
  1.1 研究背景和意义  12-13
  1.2 国内外研究进展  13-23
    1.2.1 国外植物根构型及根—冠物质交换的研究进展  13-16
      1.2.1.1 植物根构型的研究进展  13-15
      1.2.1.2 植物根—冠物质交换的研究进展  15-16
    1.2.2 国内植物根构型及根—冠物质交换的研究进展  16-21
      1.2.2.1 植物根构型的研究进展  16-19
      1.2.2.2 植物根—冠物质交换的研究进展  19-21
    1.2.3 研究综述评价  21-23
第二章材料与方法  23-32
  2.1 研究区概况  23-24
    2.1.1 气候与地形地貌特征  23
    2.1.2 土壤类型与植被类型  23-24
  2.2 试验方法  24-31
    2.2.1 野外样品采集  24-26
    2.2.2 指标选取  26-27
    2.2.3 室内实验分析  27-31
      2.2.3.1 植物生理指标的测定  27-29
      2.2.3.2 土壤理化性质的测定  29-31
    2.2.4 数据分析方法  31
  2.3 技术路线  31-32
第三章干旱区几种典型植物根、冠特征分析  32-42
  3.1 几种植物根系参数  32-34
  3.2 四种非克隆植物根系参数简单分析  34-40
    3.2.1 盐爪爪根、冠参数分析  34-35
    3.2.2 盐角草根、冠参数分析  35-37
    3.2.3 猪毛菜根、冠参数分析  37-39
    3.2.4 碱蓬根、冠参数分析  39-40
  3.3 四种克隆植物根、冠参数相关性  40-42
第四章植物根冠比及土壤指标分析  42-54
  4.1 不同样地植物根系含水量、冠层含水量及根冠比分析  42-45
    4.1.1 不同样地植物根系含水量、冠层含水量及根冠比分析  42-44
    4.1.2 植物根、冠含水量及根冠比的相关性分析  44-45
  4.2 植物根、冠含水量，根冠比及根系活力差异性分析  45-50
    4.2.1 根、冠含水量分析  45-47
    4.2.2 根系活力分析  47-49
    4.2.3 RWR随根系活力的变化  49-50
  4.3 根系土壤指标分析  50-54
    4.3.1 植物根系土壤指标间相关性分析  50-51
    4.3.2 土壤指标差异显著性分析  51-54
第五章植物根冠物质交换的生理体现  54-71
  5.1 不同植物根冠可溶性蛋白含量及差异性分析  54-55
  5.2 不同植物根冠可溶性糖含量及差异性分析  55-57
  5.3 不同植物根、冠丙二醛含量及差异性分析  57-58
  5.4 不同植物根冠酶活性及差异性分析  58-63
    5.4.1 不同植物根、冠超氧物歧化酶活性分析  58-60
    5.4.2 不同植物根、冠过氧化物酶活性分析  60-62
    5.4.3 不同植物根、冠过氧化氢酶活性分析  62-63
  5.5 不同植物根冠营养物质分析  63-66
    5.5.1 不同植物根冠全氮含量分析  63-65
    5.5.2 不同植物根、冠全磷含量分析  65-66
  5.6 不同根、冠生理指标相关性分析  66-71
第六章植物根构型及根冠物质交换主要影响因子分析  71-83
  6.1 因子分析的原理简介  71-72
    6.1.1 因子分析的基本思想  71-72
    6.1.2 因子分析和主成分分析的联系  72
    6.1.3 结果分析  72
  6.2 植物根系指标因子分析  72-76
    6.2.1 植物根系指标因子分析  72-74
    6.2.2 植物根系指标因子得分公式  74-75
    6.2.3 植物根系指标综合得分分析  75-76
  6.3 植物冠层指标因子分析  76-80
    6.3.1 植物根、冠层指标因子分析  76-77
    6.3.2 植物冠层指标因子得分公式  77-78
    6.3.3 植物冠层指标综合得分分析  78-80
  6.4 植物生境土壤指标因子分析  80-83
    6.4.1 植物生境土壤指标因子分析  80-81
    6.4.2 植物生境土壤指标因子得分公式  81
    6.4.3 植物生境土壤指标综合得分分析  81-83
第七章结论  83-90
参考文献  90-96
致谢  96-98
在读期间发表论文  98

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