三种荒漠植物育苗技术的研究

论文摘要

梭梭（Haloxylon ammodendron）、白刺（Nitraria tangutorum）和红砂（Reaumuria soongorica）是分布于我国荒漠地区的重要资源植物,然而由于人类的掠夺式开发和自然环境的恶化,已使这些植物逐渐退化。近年来研究表明,Na+在荒漠植物抗旱性方面起着重要的作用。进一步的砂培实验也证实,适宜浓度的钠不但显著促进了荒漠植物霸王的生长,而且提高了其抗胁迫能力。随后,经过一系列的调试和鉴定,获得了一种既可显著促进霸王生长、又能提高其抗旱性的钠复合肥。在以上工作的基础上,本论文以梭梭、白刺和红砂为实验材料,研究了盆栽条件下钠复合肥对其生长及抗旱性的作用;同时,还对三种不同的钠复合肥进行了比较研究,进而扩大了钠复合肥的施用范围。结果表明,三种植物经正常浇水11-12周,干旱胁迫20-22天后,钠复合肥1、2和3均显著促进了它们的生长,并提高了其抗旱性,其中钠复合肥1的效果最佳:梭梭:在干旱胁迫下,与未施肥处理相比,钠复合肥1的施用使梭梭株高、同化枝的面积、鲜重、干重、含水量和相对有机干重分别显著增加了38%、79%、148%、100%、25%和8.7%;使其根的鲜重和干重分别显著增加了63%和45%;同时,使其同化枝的过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性分别显著提高了32%、58%和37%,丙二醛（MDA）含量和相对质膜透性分别显著降低了33%和34%;光合关键酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）活性、光合速率（Pn）和水分利用效率（WUE）分别显著提高了301%、200%和445%。白刺:在干旱胁迫下,与未施肥处理相比,钠复合肥1的施用使白刺株高、叶的面积、鲜重、干重、含水量和相对有机干重分别显著增加了89%、209%、318%、218%、34%和6.8%;使其根的鲜重、干重和含水量分别显著增加了217%、138%和43%;同时,使其叶的CAT、POD和SOD活性分别显著提高了23%、30%和25%,MDA含量和相对质膜透性分别显著降低了30%和37%,光系统Ⅱ的稳定性显著增强,Pn和WUE分别显著提高了420%和915%。红砂:在干旱胁迫下,与未施肥的处理相比,钠复合肥1的施用使红砂株高、叶的面积、鲜重、干重和含水量分别显著增加了321%、763%、800%、667%和34%;使其根的鲜重和干重分别显著增加了719%和628%;同时,使其叶的Pn和WUE分别显著提高了38%和159%。在干旱胁迫下,钠复合肥1的施用显著改善了三种植物的渗透调节能力、光合能力和WUE,增强了梭梭和白刺的活性氧清除能力,从而提高了其抗旱性。此外,在钠复合肥实验过程中,我们发现白刺种子的休眠率极高,而目前关于白刺种子催芽方法的报道却很少。因此,本论文也进行了白刺种子催芽方法的研究,进而建立了一套促进白刺种子快速萌发的技术体系,结果如下:在常温（20-25℃）下,经蒸馏水浸种催芽,白刺种子的发芽率为0%;而用浓H2SO4泡种55min后,在25/5℃（12/12h）变温条件下,经150mg/L赤霉素（GA3）浸泡48h,在10天内白刺种子的萌发率达到69%,且发芽整齐。尽管如此,31%的白刺种子仍处于休眠状态,这表明白刺种子的休眠属综合休眠,但可判定种皮的机械阻碍是白刺种子休眠的主要原因。本论文研究的钠复合肥和白刺种子快速萌发技术体系可用于培育荒漠植物的强抗旱苗,推广应用前景广阔。

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缩写词表

摘要

ABSTRACT

引言

第一部分钠复合肥在梭梭、白刺和红砂生长及抗旱性中的作用研究

第一章国内外研究进展

1.1 梭梭、白刺和红砂的研究进展

1.1.1 梭梭、白刺和红砂的生物学特性及分布

1.1.2 梭梭、白刺和红砂的生态与经济价值

1.1.3 梭梭、白刺和红砂的抗旱性

1.1.3.1 梭梭、白刺和红砂的形态解剖特征

1.1.3.2 梭梭、白刺和红砂的水分生理

1.1.3.3 梭梭、白刺和红砂的渗透调节

1.1.3.4 梭梭、白刺和红砂的抗氧化酶

1.1.3.5 梭梭、白刺和红砂的光合生理

1.1.4 梭梭、白刺和红砂的退化现状及原因

1.2 钠复合肥研制的背景

+对荒漠植物抗旱性的作用'>1.2.1 Na⁺对荒漠植物抗旱性的作用

+对植物的功能性营养作用'>1.2.2 Na⁺对植物的功能性营养作用

1.2.2.1 刺激植物生长的作用

1.2.2.2 渗透调节与水分平衡作用

++的作用'>1.2.2.3 替代K⁺+的作用

第二章材料与方法

2.1 供试植物材料种子

2.2 供试土壤

2.3 植物材料培养

2.4 实验设计

2.5 相关指标的测定

2.5.1 株高和叶面积的测定

2.5.2 鲜重、干重及含水量的测定

+、K⁺含量的测定'>2.5.3 Na⁺、K⁺含量的测定

2.5.4 丙二醛（MDA）的测定

2.5.5 质膜透性的测定

2.5.6 有机干重的测定

2.5.7 可溶性蛋白质的提取及含量测定

2.5.8 过氧化物酶（POD）酶液的提取及活性测定

2.5.9 超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）酶液的提取及活性测定

2.5.10 光合指标的测定

2.5.11 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）酶液的提取及活性测定

2.5.12 土壤含水量的测定

2.6 数据处理

第三章结果

3.1 钠复合肥1和2对梭梭生长及抗旱性的影响

3.1.1 梭梭各处理中土壤的含水量

3.1.2 钠复合肥1和2对梭梭形态及生长指标的影响

+、K⁺浓度及Na⁺/K⁺的影响'>3.1.3 钠复合肥1和2对梭梭Na⁺、K⁺浓度及Na⁺/K⁺的影响

3.1.4 钠复合肥1和2对梭梭细胞膜稳定性的影响

3.1.5 钠复合肥1和2对梭梭抗氧化酶活性的影响

3.1.6 钠复合肥1和2对梭梭光合作用的影响

3.1.7 钠复合肥1和2对梭梭光合酶活性的影响

3.2 钠复合肥1和2对白刺生长及抗旱性的影响

3.2.1 白刺各处理中土壤的含水量

3.2.2 钠复合肥1和2对白刺形态及生长指标的影响

+、K⁺浓度及Na⁺/K⁺的影响'>3.2.3 钠复合肥1和2对白刺Na⁺、K⁺浓度及Na⁺/K⁺的影响

3.2.4 钠复合肥1和2对白刺细胞膜稳定性的影响

3.2.5 钠复合肥1和2对白刺抗氧化酶活性的影响

3.2.6 钠复合肥1和2对白刺光合作用的影响

3.2.7 钠复合肥1和2对白刺光系统Ⅱ的影响

3.3 钠复合肥对红砂生长及抗旱性的影响

3.3.1 红砂各处理中土壤的含水量

3.3.2 钠复合肥1和3对红砂形态及生长指标的影响

+浓度及Na⁺/K⁺的影响'>3.3.3 钠复合肥1和3对红砂Na+、K⁺浓度及Na⁺/K⁺的影响

3.3.4 钠复合肥1和3对红砂光合作用的影响

第四章讨论

4.1 钠复合肥1为最适推广应用钠复合肥

4.2 钠复合肥提高梭梭、白刺和红砂抗旱性的生理机制

4.2.1 增强渗透调节能力

4.2.2 改善活性氧清除能力

4.2.3 提高光合能力及水分利用效率

4.3 钠复合肥的应用前景

第二部分白刺种子快速萌发技术体系的研究

第一章国内外研究进展

1.1 种子萌发与休眠的研究进展

1.1.1 种子发芽机理

1.1.2 种子休眠机理

1.1.2.1 种皮与种子休眠

1.1.2.2 种胚与种子休眠

1.1.3 破除种子休眠的方法

1.2 白刺种子发芽与休眠的研究进展

1.3 白刺种子催芽方法建立的依据

第二章材料与方法

2.1 实验供试种子

2.2 种子一般特性的测定

2.2.1 种子千粒重的测定

2.2.2 种子净度的测定

2.2.3 种子含水量的测定

2.3 破除白刺种子休眠的方法

2.3.1 机械穿刺处理

2SO₄穿刺处理'>2.3.2 H₂SO₄穿刺处理

2.3.3 变温处理

3）处理'>2.3.4 赤霉素（GA₃）处理

2.3.5 种子吸水率的测定

2.4 数据处理

第三章结果

3.1 白刺种子的一般特性

3.2 机械穿刺处理对白刺种子萌发的影响

2SO₄穿刺处理对白刺种子萌发的影响'>3.3 H₂SO₄穿刺处理对白刺种子萌发的影响

3.4 变温处理对白刺种子萌发的影响

3.4 赤霉素处理对白刺种子萌发的影响

2SO₄穿刺处理对白刺种子透水性的影响'>3.5 H₂SO₄穿刺处理对白刺种子透水性的影响

第四章讨论

4.1 获得了一种高效快速的白刺种子催芽方法

4.2 种皮机械限制是白刺种子休眠的主要原因

4.3 白刺种子快速萌发技术体系的应用前景

结论

图版

参考文献

研究生阶段取得的成果

致谢

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