地上组织去除后柠条（Caragana korshinskii Kom.）补偿生长的生理生态机制

论文摘要

木本植物通常具有忍耐外界采食和破坏的特点。植物对失去组织进行补偿生长是植物从各种生物破坏和非生物破坏后恢复的忍耐机制。植物的补偿反应通常用于植物采食，但也适应于植物对各种破坏的反应，如砍伐、霜冻、践踏。研究表明组织去除对植物有负面的、中性的或正面的作用，在某些条件下，植物能够部分补偿、精确补偿或超补偿。植物组织的去除同样可以诱导防御能力的增加，研究表明植物的防御对策和忍耐对策为负相关关系。 柠条是广泛分部于我国干旱、半干旱和黄土高原的优势灌木，是用于水土保持和荒漠化防治的主要树种，也是家畜的补充饲料和当地农村的补充燃料，常受采食和刈割的破坏。本论文研究分析了柠条在地上组织刈割或采食后所采取的生态策略(忍耐或防御)及与补偿生长相关的生理生化代谢基础的改变。刈割处理分为：对照(未作处理)，去除主枝长的30％(30％RSL)和60％(60％RSL)，去除主枝数的25％(25％RSN)、50％(50％RSN)和100％(100％RSN)；采食处理分为：模拟采食叶面积的0％(对照)、50％(50％LR)和100％(100％RSN)，采食所有的花(100％FL)。主要结果如下： 1、地上部分枝条去除后柠条具有一定的生殖补偿能力。去除主枝长的30％(30％RSL)和去除枝条数的25％、50％(25％RSN、50％RSN)，植物发生了超补偿。去除主枝长的60％(60％RSL)，植物为精确补偿。生殖补偿机制包括：(1)较高的生殖分配(RA)，(2)座果率增加，(3)落果率减少，(4)每荚籽粒数增加，(5)单个籽粒生物量增加。这些变化源于每花产生的花蜜量增加，荚果蔗糖供应量增加，单个籽粒蔗糖供应量增加。而碳水化合物反过来来源于：(1)植物将大量的根系非结构糖用于地上花的发育和展叶；(2)由于叶片光合速率的增加，植物将同化的碳水化合物用于果实的发育。光合速率的增加是由植物刈割后单位叶面积含水量和单位叶面积含氮量增加引起。 2、地上部分枝条去除后柠条具有极强的再生生长能力。刈割处理(30％RSL、60％RSL、25％RSN、50％RSN)当年生枝数／枝、枝净伸长量、单个枝条生物量、当年生枝生物量／株高于对照；100％RSN处理基稍数／刈割枝、基稍生长高度、基稍生物量／株显著高于25％RSN和50％RSN处理。总体而言，100％RSN处理营养生长生物量最高，其次为60％RSL处理。对照植物几乎停止生长，相应地，各刈割处理营养生长生物量均为超补偿。 3、叶片酚含量除100％去除主枝数(100％RSN)处理较低外，其它处理之间差异

论文目录

• 第一章 前言
• 1 补偿的定义和分类
• 2 补偿反应研究的历史
• 3 植物之间补偿反应的差异
• 4 影响补偿反应的外界因素
• 5 植物补偿的机制
• 5.1 生态补偿机制
• 5.2 生理补偿机制
• 6 补偿反应的适应意义
• 7 植物的防御机制
• 8 植物在不同机制之间物质分配的权衡
• 9 植物补偿中存在的问题
• 10 本论文研究的总体思路
• 第二章 材料和方法
• 1 研究地点
• 2 研究的物种特性
• 3 研究方法
• 3.1 实验处理
• 3.2 根系采样
• 3.3 相关指标测定
• 第三章 结果
• 1 柠条对不同枝条刈割处理的反应
• 1.1 不同刈割处理下柠条的生殖补偿能力及机制
• 1.2 不同刈割处理下柠条的营养再生生长补偿能力
• 1.3 不同刈割处理下柠条的防御能力变化
• 1.4 柠条补偿生长和诱导防御之间的关系
• 2 柠条不同枝条刈割后根系淀粉酶活性和淀粉含量的变化
• 2.1 根系淀粉酶活性的变化
• 2.2 根系淀粉含量的变化
• 2.3 刈割处理对叶、枝和枝基部非结构糖含量的影响
• 2.4 不同刈割处理对花数、花供糖量、花蜜产量和营养生长生物量的影响
• 3 雨前雨后柠条萌蘖株和对照株生理指标变化的比较
• 3.1 2004年降雨量在季节上的分配
• 3.2 萌蘖株和对照株叶片水势和叶片含水量的变化
• 3.3 萌蘖株和对照株抗氧化酶活性的变化
• 3.4 萌蘖株和对照株脯氨酸含量和丙二醛含量的变化
• 3.5 萌蘖株和对照株光合和荧光参数的变化
• 3.6 萌蘖株和对照株叶绿素含量、氮含量和叶片相对电导率的变化
• 4 柠条对摘叶和摘花的反应
• 4.1 根系淀粉酶活性的变化
• 4.2 根系可溶性蛋白质含量的变化
• 4.3 根系中碳水化合物含量的变化
• 4.4 蔗糖供应量的变化
• 4.5 座果率和落果率的变化
• 4.6 每荚籽粒数、单个籽粒生物量和每典型枝籽粒生物量的变化
• 4.7 光合速率的变化
• 第四章 讨论
• 1 刈割后柠条采取的生态策略
• 1.1 柠条生殖生长补偿机制
• 1.2 柠条营养生长补偿
• 1.3 柠条的诱导防御对策
• 1.4 柠条的生态对策：忍耐和防御二者兼有
• 2 刈割后柠条生理生化代谢的改变
• 2.1 刈割引起α-淀粉酶活性的提高和导致根系淀粉的水解
• 2.2 平茬处理后柠条生理指标的改变促使萌蘖株生物量快速积累
• 3 柠条对叶片的去除有一定的生殖补偿能力
• 第五章 结语
• 参考文献
• 发表文章
• 致谢