不同施肥对台湾桤木根系生长及衰老生理的影响研究

论文摘要

本文采用三因素三水平正交试验设计,应用盆栽控制试验,研究不同肥料种类及施肥水平对台湾桤木细根生长及衰老生理的影响,并通过对四川退耕地台湾桤木幼林根系结瘤调查,了解土壤养分与台湾桤木根系结瘤的相互关系。主要研究结果如下:（1）不同肥料种类及施肥水平对台湾桤木细根衰老的影响不同。各施肥处理的台湾桤木根系活力在不同生长季节均呈下降-上升-下降的变化趋势,10月达到最大值。氮肥在4月对根系活力有促进作用,但氮肥处理植株根系活力下降很快,少施或者不施氮有利于根系活力提高;在整个生长期,磷肥对根系活力有促进作用;钾肥对根系活力的影响不明显。各处理台湾桤木根系可溶性蛋白含量在不同生长季节的变化趋势与根系活力相同。4月,施氮处理对可溶性蛋白含量有促进作用,而在10月出现抑制;施磷有利于可溶性蛋白含量的增加,施钾处理在7月表现出对根系可溶性蛋白含量的抑制作用,10月表现促进作用。但磷、钾不同施用量对可溶性蛋白含量的影响不显著。可溶性糖含量在整个生长期都呈上升趋势。氮肥在4月、7月、10月对可溶性糖含量均表现促进作用,翌年1月开始出现抑制作用;上水平(50g·盆-1)磷肥的施用能促进其含量的增加;钾肥在4月作用不明显,翌年表现促进作用。MDA含量在10月最低,之后出现较大上升。零水平(25g·盆-1)氮肥的施用在4月抑制MDA含量的增加,到翌年1月促进MDA的生成;施用磷肥在4月对MDA含量影响不明显,10月表现为抑制作用;钾对MDA含量影响不显著。对各衰老指标相关性分析表明,可溶性蛋白含量、可溶性糖含量与MDA含量之间存在着极显著相关关系,但三者与根系活力的相关关系不显著。（2）不同肥料种类及施肥水平对根系保护酶的影响不同。SOD酶活性的总体变化趋势是先上升后下降。氮肥在4月对SOD酶活性有抑制作用,但作用不明显;不同磷肥水平在生长开始阶段（4月）对SOD酶活性的影响差异不显著,但在10月以后,施用磷肥表现出对根系SOD酶活性的促进作用;零水平(5g·盆-1)钾肥处理对SOD酶活性有促进作用。4月份POD酶活性最高,此后呈下降趋势,到翌年1月,酶活性又有上升,但幅度不大。氮肥对根系POD酶活性有促进作用,不同水平磷肥对POD酶活性的作用差异不大,钾肥在4月对POD酶活性有抑制作用,10月以后零水平(5g·盆-1)的钾肥对POD酶活性有促进作用。CAT酶活性的变化趋势是7月到10月有大幅度的上升,此后平稳。氮肥处理在4月、7月对CAT酶活性有促进作用,翌年1月表现出抑制,零水平(25g·盆-1)磷肥处理对CAT酶活性有促进作用;钾肥抑制CAT酶活性的提高。各保护酶之间的相关分析表明SOD活性与POD活性之间存在极显著的正相关关系,而CAT与前两者相关性不显著。（3）不同肥料种类及施肥水平对台湾桤木生长的影响。施肥处理的台湾桤木地径生长量均大于不施肥处理。氮肥对根系体积的增加有抑制作用,磷肥对根系体积的增加又显著促进作用。试验表明零水平(12.5g·盆-1)氮肥对一级新根的生长和侧根长均有促进作用。上水平(50g·盆-1)的磷肥促进一级新根生长,零水平(25g·盆-1)的磷、钾肥(5g·盆-1)也利于侧根的生长。有效磷对根系体积和根系一级侧根新根数有极显著的促进作用。侧根根长与根系体积(P＜0.01,r=0.76**)和一级新根生长数(P＜0.01,r=0.43**)间均有极显著相关关系。根系体积与一级新根数量呈正相关,但相关性不显著。（4）不同肥料及施肥水平对根系结瘤的影响。根系结瘤与土壤养分有一定关系。台湾桤木根瘤主要生长在侧根上,且多生长在小于2mm的细根上。最早出现根瘤的是不施肥处理,随后是施磷肥处理。说明磷肥能促进根系结瘤,而在土壤养分不缺乏的情况下,施肥反而抑制根系的结瘤。单施磷肥的处理根瘤体积较大,数量较多;单施氮肥处理根系结瘤量较少;对照根瘤数量较多,但体积较小。施肥对根瘤体积有较显著的影响。根瘤与土壤水解氮含量存在极显著的负相关(P＜0.01,r=-0.84**),与有效磷含量存在极显著正相关(P＜0.01,r=0.91**),与土壤钾素含量相关性不显著。（5）台湾桤木根系与叶片衰老具有同步性。可溶性糖含量在叶片与根系中含量的变化呈极显著正相关关系,二者质膜透性也具有极显著的正相关关系。对根系与叶片的抗衰老保护酶相关分析得到SOD、POD酶活性均呈极显著的正相关。（6）野外调查研究表明,台湾桤木细根在不同土壤层次中生物量分布不同,直径＜2mm细根主要分布在0～20cm土层中,而直径＞2mm根则主要分布20cm土层以下,其生物量大于直径＜2mm细根,主要原因是20cm土层以下粗根较多。台湾桤木根瘤主要分布在土壤表层（0～20cm土层）,多数附着在＜2mm细根上。根瘤的分布与土壤养分关系密切,有机质和全氮对根系结瘤量有着较大的负向作用,有效磷对根瘤生物量有正向促进作用。

论文目录

• 摘要
• Abstracts
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 细根衰老研究
• 1.1.1 根形态结构
• 1.1.2 细根衰老
• 1.1.3 根系衰老在生理水平上的衡量指标
• 1.1.4 细根衰老的影响因素
• 1.1.5 根系衰老与地上部分生长
• 1.1.6 细根研究方法
• 1.2 台湾桤木概述
• 1.2.1 生物学特性
• 1.2.2 根瘤及培肥特性
• 2 研究意义
• 3 实验设计
• 3.1 盆栽控制试验
• 3.1.1 实验材料及实验地概况
• 3.1.2 实验设计方案及技术路线
• 3.1.3 研究内容及研究方法
• 3.1.3.1 根系形态指标测定
• 3.1.3.2 细根衰老指标测定
• 3.1.3.3 根系养分含量测定
• 3.1.3.4 土壤养分含量的测定
• 3.2 退耕地台湾桤木幼林根系结瘤调查
• 3.2.1 调查地概况
• 3.2.2 调查研究方法
• 3.3 数据处理与分析
• 4 结果与分析
• 4.1 盆栽试验不同施肥处理对台湾桤木生长的影响
• 4.1.1 台湾桤木幼苗地径生长
• 4.1.2 不同施肥处理不同时期台湾桤木根系生长的影响
• 4.1.2.1 不同施肥处理对根系体积的影响
• 4.1.2.2 不同施肥处理对台湾桤木根系一级新根生长量的影响
• 4.1.2.3 不同施肥处理下台湾桤木根系的最长侧根生长情况
• 4.1.2.4 根系生长与不同施肥处理的关系
• 4.1.3 小结
• 4.2 盆栽试验土壤养分对根系衰老生理酶活性的影响
• 4.2.1 土壤养分对根系活力的影响
• 4.2.2 土壤养分对根系可溶性蛋白含量的影响
• 4.2.3 土壤养分对台湾桤木根系可溶性糖的影响
• 4.2.4 土壤养分对根系丙二醛（MDA）含量的影响
• 4.2.5 小结
• 4.3 盆栽试验土壤养分对台湾桤木根系保护酶的影响
• 4.3.1 土壤养分对根系超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响
• 4.3.2 不同施肥对根系POD和CAT活性的影响
• 4.3.3 小结
• 4.4 盆栽台湾桤木幼苗各测定指标相关性分析
• 4.4.1 不同施肥处理台湾桤木地上部分与地下部分生理活性的动态关系
• 4.4.2 不同施肥处理台湾桤木地上部分与地下部分抗氧化酶活性相关分析
• 4.4.3 根系活力与各生理酶活性的相关关系
• 4.4.4 土壤养分与各生理指标的相关关系
• 4.5 不同施肥处理对台湾桤木根瘤生长的影响
• 4.5.1 根瘤生长情况
• 4.5.2 根瘤与土壤养分的相关关系
• 4.6 退耕地台湾桤木幼林根系及根瘤调查
• 4.6.1 根系生长分布情况
• 4.6.2 根瘤生长情况
• 4.6.3 土壤养分与根瘤生物量间的关系
• 4.6.4 小结
• 5 结论与讨论
• 5.1 结论
• 5.2 讨论
• 5.2.1 土壤养分对根系衰老的影响
• 5.2.2 土壤养分对根瘤生物量的影响
• 6 进一步研究内容
• 参考文献
• 致谢
• 发表文章情况