木本植物中国沙棘克隆生长对外源激素的响应

论文摘要

当环境条件改变时,克隆植物能够通过克隆生长来进行调节,以充分利用环境资源或避开不利的环境,从而维持种群稳定性。植物克隆生长调节机理包括外在机制和内在机制,目前许多研究主要集中在外在机制方面,如水分、养分、光照等环境资源供应水平高低与克隆生长特征及形态特征的关系,并且这些研究几乎以草本植物为对象。而关于内在机制（主要是激素在起作用）尚无报道,对木本植物的外源激素的喷施用量和配比平衡关系的研究也尚属空白。因此本试验以木本克隆植物中国沙棘为对象,采用3×3回归设计,田间排列汲取随机区组和拉丁方排列的优点,进行生长素和细胞分裂素配合喷施,从而观测中国沙棘的生长量、生物量及其分配、克隆生长参数与激素水平极其比例之间的定量关系,分析探讨种群特征对施激素用量及其配比的适应机理。研究结果不仅可用于植物激素生态适应对策的分析和诠释,丰富克隆植物生态学的研究内容,还可为中国沙棘克隆生长的人工调控提供理论依据。（1）中国沙棘的生长量（树高、地径、冠幅）和生物量（种群、地上、地下生物量）对外源植物激素的响应均符合二元二次回归方程及产量反应曲面,如:树高增幅方程Y=17.179+0.26I+0.41F-0.0009I2-0.002F2+0.0003IF说明激素对中国沙棘的生长具有明显的增效作用,且随着激素用量的增加,种群生长量、种群及其构件生物量的增幅呈先增加后减小的变化规律。因为当激素用量超过某一范围时,其就会成为植物生长的限制因子,此后激素的增加不但不能促进植物及其种群的生长,反而会对其生长有抑制作用;效应分析的结果表明生长素与细胞分裂素配合喷施的效果要比单施生长素或单施细胞分裂素的效果更好;生长素与细胞分裂素各自对生长部位的促进是不同的,生长素对树高的促进作用要比细胞分裂素的大,而细胞分裂素对地径和冠幅的促进作用更为突出。（2）中国沙棘的生物量分配在外源植物激素的作用下发生着相应的变化,以此更好地利用环境资源,维持生长活动。地上各构件（树干、活枝、死枝、叶片）和克隆器官的生物量分配比例对外源植物激素的响应为凸形产量反应曲面（图a）,而地下根系的生物量分配比例却与之相反呈凹形产量反应曲面（图b）。这是中国沙棘种群在资源获取与储藏利用之间的精细分工,以及在生长与生存之间、繁殖与生长之间的权衡作用的表现。即在出现不利环境时（低激素量）,种群加大生物量对地下部分生物量的积累,促进根系的生长以提高种群对不利生境中养分资源利用率;而环境条件处于有利状态时（激素用量较为充足）,种群将较多的生物量投资于地上部分的生长,以增大种群占有面积并加大对地上资源的争夺;当激素用量超过极限范围时（即不利环境条件）,资源分配倾向于向地下部分转移,以此增强自身竞争能力,最大可能的保持自身物质平衡。（3）木本克隆植物中国沙棘在受到外源植物激素的干扰下,不仅通过调整生物量分配来促进生长,还可通过克隆生长能力来进行调节,即调整它的生态适应对策和繁殖对策,以维持种群稳定性。随着生长素、细胞分裂素用量的增加,子株数、克隆器官生物量、克隆器官总长度、克隆器官最高级数、一级隔离者粗度、隔离者总长度、一级隔离者条数、二级隔离者条数和三级隔离者条数增幅等克隆生长参数的增幅呈先增加后减小的趋势。这表明中国沙棘正以克隆生长可塑性和克隆生长格局的变化对激素干扰进行着调节。当激素含量低时和过高时（即不利环境下）,子株数量少（种群适合度小）,把有限的资源投资在有限的后代上;而当激素含量在有利范围内适当增加时,种群克隆生长能力增加,子株数量增多（种群适合度高）,充分利用资源。隔离者长度及其条数的变化表征了克隆生长格局由游击型到集聚型再到游击型的调节过程。试验给出的最佳配比、OP线及合理施量区便可为生产实践提供很好的依据（如图c）。生产者在合理施量区进行喷施激素,不但可以节约激素用量,避免造成不必要的浪费,还可以防止因施用量过大而伤害林木,最终以经济的激素用量收获最大的效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 中国沙棘的克隆生长习性
• 1.2.1 中国沙棘的克隆生长
• 1.2.2 中国沙棘的克隆整合与资源的有效利用
• 1.2.2.1 中国沙棘的生理整合
• 1.2.2.2 中国沙棘的形态整合
• 1.2.2.3 整合作用与生殖及存活有效性
• 1.3 中国沙棘的三大效益
• 1.3.1 中国沙棘的生态学意义
• 1.3.1.1 涵养水源、改良土壤
• 1.3.1.2 防风固沙、建立柔性坝
• 1.3.1.3 治理砒沙岩、防止红土泻溜
• 1.3.2 中国沙棘的经济价值
• 1.3.2.1 优良的“三料树种”
• 1.3.2.2 在饮料、食品及化妆品生产中的应用
• 1.3.2.3 医药用途
• 1.3.3 高投入种植中国沙棘的生产实际意义
• 1.4 外源植物激素的研究概况
• 1.4.1 植物激素的概念及应用
• 1.4.2 生长素类与细胞分裂素类
• 1.4.2.1 生长素类
• 1.4.2.2 细胞分裂素类
• 1.4.3 克隆植物生长对植物激素的响应
• 1.5 研究的主要内容
• 1.6 研究目的与意义
• 2 研究区概况与试验材料
• 2.1 研究区概况
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 植物材料
• 2.2.2 激素种类
• 3 研究方法
• 3.1 试验设计
• 3.2 田间排列
• 3.2.1 小区排列
• 3.2.2 小区重组
• 3.3 试验布设
• 3.4 研究层次界定
• 3.5 本底调查与跟踪调查
• 3.5.1 本底调查
• 3.5.2 跟踪调查
• 3.6 数据分析
• 3.6.1 原始产量的推算
• 3.6.2 模型回归
• 3.6.3 曲面方程的优化选择
• 3.6.4 最佳激素量和最高理论产量
• 3.6.5 等产线和合理施激素区
• 3.6.6 最低成本线—OP 线
• 4 结果与分析
• 4.1 中国沙棘生长对外源植物激素的响应
• 4.1.1 激素效应方程确立
• 4.1.2 生长量、生物量产量反应规律
• 4.1.3 激素效应分析
• 4.1.3.1 单因素分析
• 4.1.3.2 交互效应分析
• 4.1.3.3 全因子试验模拟
• 4.1.4 最佳用量及配比
• 4.1.5 小结与讨论
• 4.2 生物量分配对激素的响应
• 4.2.1 激素效应方程的确立
• 4.2.2 生物量反应趋势
• 4.2.3 激素效应分析
• 4.2.4 小结与讨论
• 4.3 克隆生长参数对激素的响应
• 4.3.1 激素效应方程的确立
• 4.3.2 克隆生长参数产量反应规律
• 4.3.3 激素效应分析
• 4.3.4 最佳用量与配比
• 4.3.5 小结与讨论
• 5 结论与讨论
• 5.1 中国沙棘生长对外源植物激素的响应
• 5.2 生物量分配对外源植物激素的响应
• 5.3 克隆生长参数对外源植物激素的响应
• 5.4 最佳激素用量、最佳配比、合理施量区
• 5.5 试验设计的有效性
• 参考文献
• 致谢
• 研究及学习情况
• 附图