干旱及旱后复水对刺槐和侧柏苗木有机渗透调节物质的影响

论文摘要

本文通过盆栽试验研究不同生长阶段干旱及旱后复水对刺槐（ Robinia pseudoacacia）和侧柏（Platycladus orientalis）叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等有机渗透调节物质和细胞膜相对透性（RCPM）的影响,揭示在不同形式干旱过程中植物的生理特性以及对干旱胁迫的适应性变化。试验在陕西杨凌西北农林科技大学校内人工旱棚内进行,通过称重法进行人工控水。土壤选用陕北安塞县黄绵土,田间持水量为18.75%,试验用苗木均来自杨凌周围。试验以土壤相对含水量（RSWC）（87.84%、70%、52.16%、40%）和胁迫历时（60d、45d、30d、15d）作为影响因素,以土壤相对含水量100%为对照,于2008年4月到10月分三个阶段进行。本研究主要研究结论如下:1.在生长初期,随着土壤相对含水量（RSWC）的降低或胁迫历时的延长,刺槐苗木可溶性糖含量逐渐升高,侧柏则先升高后降低。RSWC从100%70%降低过程中,刺槐苗木可溶性糖含量只增加约4%,而侧柏苗木则出现较大幅度增加,增幅接近50%。RSWC从70%到40%变化过程中,刺槐苗木可溶性糖含量增幅约为10%,侧柏苗木可溶性糖含量则出现下降,降幅达30%。可溶性糖在渗透调节中所发挥的作用具有一定的局限性。旱后复水可使两树种苗木可溶性糖含量均出现一定程度的下降,但受前期土壤水分和胁迫历时的影响。在不同生长阶段,可溶性糖对植物的抗旱性发挥着不同的作用。2.生长初期土壤相对含水量（RSWC）高于52.16%时,刺槐和侧柏苗木脯氨酸含量与土壤水分均呈负相关。当RSWC为40%时,刺槐脯氨酸含量显著高于对照。在生长初期不同土壤相对含水量下,刺槐脯氨酸含量呈现:40%>52.16%>70%>87.84%>CK,而侧柏为:52.16%>70%>40%>CK>87.84%。随着干旱胁迫历时的延长,刺槐和侧柏苗木脯氨酸含量均呈先升后降趋势。脯氨酸对树木抗旱性发挥着重要作用,但在严重干旱条件下,脯氨酸的渗透调节又表现出一定的局限性。干旱复水后刺槐苗木脯氨酸含量可以在短时间内恢复到对照水平,而侧柏呈波动降低趋势,复水72h后侧柏各处理间脯氨酸含量仍存在较大差异。不同生长阶段刺槐和侧柏苗木脯氨酸含量表现为:生长初期>生长盛期>生长末期。干旱胁迫初期,适度干旱可以提高刺槐和侧柏苗木的抗旱能力。3.生长初期土壤水分对刺槐苗木细胞膜相对透性的影响大于侧柏。胁迫历时15d时,刺槐细胞膜相对透性（RCPM）在40%RSWC处理下最高,比对照高3倍;70%处理最低,比对照高10%。在短历时（15d）胁迫下侧柏RCPM在87.84%处理比对照高50%,70%处理约比对照低10%。土壤水分亏缺和过多都会对树木细胞膜造成一定程度的损伤。随着胁迫历时的延长,两树种细胞膜透性呈现:高-低-高的变化趋势。复水后刺槐苗木细胞膜相对透性快速降低,下降速率与土壤水分呈负相关;而侧柏呈先增大后减小的变化趋势,复水72h后仍维持较高水平。在不同生长阶段,刺槐苗木细胞膜相对透性生长初期最大,而侧柏生长末期最大。4.随着胁迫历时的延长,生长初期两树种苗木可溶性蛋白含量呈现先升高后降低的趋势。长历时胁迫（60d）下土壤相对含水量对可溶性蛋白含量的影响较大。复水后刺槐和侧柏苗木可溶性蛋白含量的变化总体呈现:升高-降低-升高的趋势,但侧柏苗木可溶性蛋白的变化趋势比较平缓。在不同生长阶段,可溶性蛋白在树木渗透调节中所发挥的作用与树木种类和生长阶段都有密切关系。5.生长初期土壤水分和胁迫历时变化过程中两树种苗木生理特性的变化呈现一种交替互补现象。随着土壤水分的降低,刺槐苗木可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和细胞膜相对透性依次升高,而侧柏各生理特性均在土壤相对含水量70%时达到最高。其中脯氨酸含量的变化幅度最大,当RSWC为40%时刺槐脯氨酸含量为对照的8倍,RSWC为70%时侧柏脯氨酸含量为对照2.5倍;胁迫历时15d时刺槐和侧柏脯氨酸含量分别为对照的7倍和3倍。在干旱初期（0-15d）,脯氨酸对两树种抗旱性方面起着非常重要的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 国内外研究概况
• 1.3.1 渗透调节机理
• 1.3.2 干旱胁迫试验设计
• 1.3.3 脯氨酸
• 1.3.4 可溶性糖
• 1.3.5 细胞膜透性
• 1.3.6 可溶性蛋白
• 1.3.7 干旱胁迫对植物的后效影响
• 1.4 目前存在的问题
• 1.5 研究内容、方法和技术路线
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究方法
• 1.5.3 技术路线
• 第二章 试验地概况与研究方法
• 2.1 试验地概况
• 2.2 研究材料
• 2.3 试验设计
• 2.4 指标测定
• 2.4.1 脯氨酸含量的测定
• 2.4.2 可溶性糖含量的测定
• 2.4.3 细胞膜相对透性的测定
• 2.4.4 可溶性蛋白含量的测定
• 2.5 数据处理
• 第三章 干旱及旱后复水对刺槐和侧柏苗木可溶性糖含量的影响
• 3.1 土壤水分对可溶性糖含量的影响
• 3.1.1 不同土壤水分条件下干旱对可溶性糖含量的影响
• 3.1.2 不同土壤水分条件下旱后复水对可溶性糖含量的影响
• 3.2 胁迫历时对可溶性糖含量的影响
• 3.2.1 不同胁迫历时条件下干旱对可溶性糖含量的影响
• 3.2.2 不同胁迫历时条件下旱后复水对可溶性糖含量的影响
• 3.3 生长阶段对可溶性糖含量的影响
• 3.3.1 不同土壤水分条件下可溶性糖含量的生长阶段差异性
• 3.3.2 不同胁迫历时条件下可溶性糖含量的生长阶段差异性
• 3.4 讨论与小结
• 3.4.1 土壤水分对可溶性糖含量的影响
• 3.4.2 胁迫历时对可溶性糖含量的影响
• 3.4.3 不同生长阶段可溶性糖含量的变化
• 第四章 干旱及旱后复水对刺槐和侧柏苗木脯氨酸含量的影响
• 4.1 土壤水分对脯氨酸含量的影响
• 4.1.1 不同土壤水分条件下干旱对脯氨酸含量的影响
• 4.1.2 不同土壤水分条件下旱后复水对脯氨酸含量的影响
• 4.2 胁迫历时对脯氨酸含量的影响
• 4.2.1 不同胁迫历时条件下干旱对脯氨酸含量的影响
• 4.2.2 不同胁迫历时条件下旱后复水对脯氨酸含量的影响
• 4.3 不同生长阶段两树种苗木的脯氨酸含量
• 4.3.1 不同土壤水分条件下生长阶段对脯氨酸含量的影响
• 4.3.2 不同胁迫历时条件下生长阶段对脯氨酸含量的影响
• 4.4 土壤水分与胁迫历时协同效应分析
• 4.5 小结与讨论
• 4.5.1 干旱胁迫对脯氨酸含量的影响
• 4.5.2 旱后复水对脯氨酸含量的影响
• 4.5.3 生长阶段对脯氨酸含量的影响
• 第五章 干旱及旱后复水对刺槐和侧柏苗木细胞膜相对透性的影响
• 5.1 干旱胁迫对细胞膜相对透性的影响
• 5.1.1 刺槐细胞膜相对透性的变化
• 5.1.2 侧柏细胞膜相对透性的变化
• 5.2 旱后复水对细胞膜相对透性的影响
• 5.2.1 不同土壤水分条件下旱后复水对细胞膜相对透性的影响
• 5.2.2 不同胁迫历时条件下旱后复水对细胞膜相对透性的影响
• 5.3 不同生长阶段细胞膜相对透性的变化
• 5.3.1 不同土壤水分条件下生长阶段对细胞膜相对透性的影响
• 5.3.2 不同胁迫历时条件下生长阶段对细胞膜相对透性的影响
• 5.4 讨论与小结
• 5.4.1 干旱胁迫对细胞膜相对透性的影响
• 5.4.2 旱后复水对细胞膜相对透性的影响
• 5.4.3 生长阶段对细胞膜相对透性的影响
• 第六章 干旱及旱后复水对刺槐和侧柏苗木可溶性蛋白含量的影响
• 6.1 干旱胁迫过程中的可溶性蛋白含量的变化
• 6.1.1 刺槐苗木可溶性蛋白含量的变化
• 6.1.2 侧柏苗木可溶性蛋白含量的变化
• 6.2 旱后复水对可溶性蛋白含量的影响
• 6.2.1 不同土壤水分条件下旱后复水对可溶性蛋白含量的影响
• 6.2.2 不同胁迫历时条件下旱后复水对可溶性蛋白含量的影响
• 6.3 不同生长阶段可溶性蛋白含量的变化
• 6.4 讨论与小结
• 6.4.1 干旱胁迫对可溶性蛋白含量的影响
• 6.4.2 旱后复水对可溶性蛋白含量的影响
• 6.4.3 不同生长阶段可溶性蛋白含量的变化
• 第七章 干旱胁迫过程中两树种苗木主要生理指标的互补性
• 7.1 两树种苗木各生理指标的变化特征
• 7.1.1 两树种苗木各生理指标与土壤水分的关系
• 7.1.2 胁迫历时延长过程中两树种苗木的生理反应
• 7.1.3 不同生长阶段两树种生理指标的变化
• 7.2 小结
• 7.2.1 土壤水分
• 7.2.2 胁迫历时
• 7.2.3 生长阶段
• 第八章 结论与讨论
• 8.1 结论与讨论
• 8.1.1 干旱及旱后复水对可溶性糖含量的影响
• 8.1.2 干旱及旱后复水对脯氨酸含量的影响
• 8.1.3 干旱及旱后复水对细胞膜相对透性的影响
• 8.1.4 干旱胁迫对可溶性蛋白含量的影响
• 8.1.5 干旱过程中各渗透调节物质的相互关系
• 8.2 研究创新与不足
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介