水分胁迫对黄土高原弃耕地不同演替阶段物种种子萌发和光合特性的影响

论文摘要

本文以黄土高原撂荒地不同演替阶段常见物种为材料（演替前期：阿尔泰狗娃花Heteropappus altaicus、狗尾草Setaria viridis、黄蒿Artemsia annua;演替中期：冷蒿Artemisiafrigida、赖草Elymus Dasysachys、车前Plantago asiatica;演替后期：短花针茅Stipa Breviflora）,研究植物种子萌发对PEG水分胁迫的响应以及中度干旱胁迫对这些植物种幼苗光合特性的影响。PEG浓度有OMPA（对照）、-0.2MOa、-0.4MPa、-0.8MPa、-1.2MPa五个处理,中度水分胁迫指40-45%的土壤最大持水量。主要结论如下：1.对照溶液中,黄蒿、冷蒿、车前、赖草、短花针茅的最大吸水率均显著高于-1.2MPa溶液；5个物种种子吸水能力由强到弱分别为冷蒿、黄蒿、车前、短花针茅、赖草,其中冷蒿的吸水力最强,吸水率最大,达到自身的279%,赖草的吸水率最小,为自身的113%；吸水能力强弱与种子大小（以种子重量来衡量）呈负相关,种子小,吸水能力强,种子大,吸水能力差。2.随着PEG浓度的提高,5个物种种子的萌发均受到不同程度的抑制,发芽率、发芽指数和发芽势随PEG浓度的升高而下降；与对照相比,在-1.2MPa渗透势下,黄蒿、冷蒿、车前、赖草、短花针茅的发芽率分别下降了46.5%、47.3%、62.7%、56.7%和100%；根据种子最大萌发率与PEG浓度的显著负相关关系,预测到黄蒿、冷蒿、车前、赖草、短花针茅的临界值（萌发率达到50%）分别为：-1.03MPa、-1.3MPa.-0.68MPa、-0.84MPa、-0.05MPa,极限值（萌发完全抑制）分别为-2.49MPa、-2.58MPa、-1.9MPa、-2.15MPa、-0.99MPa。由此可知五个植物种子萌发过程中对干旱的适应能力强弱为：冷蒿>黄蒿>赖草>车前>短花针茅。3.随着溶液渗透势的提高,半数萌发时间延长,萌发速率减慢；发芽指数和发芽势整体呈下降趋势；对比各PEG渗透势,发芽速率顺序为：冷蒿>车前>黄蒿>赖草>短花针茅。发芽指数和发芽势反映的发芽整齐度顺序为：冷蒿>黄蒿>车前>赖草>短花针茅。4.中度水分胁迫下,狗娃花、狗尾草、黄蒿、冷蒿、赖草、车前、短花针茅这7个物种的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（E）和充分供水处理相比显著下降,水分利用效率WUE升高,其中狗尾草、黄蒿、冷蒿、短花针茅达显著水平。而演替前期的植物种狗娃花、狗尾草和黄蒿光合速率、气孔导度和水分利用效率无论是充分供水还是中度水分胁迫下都是最小的,演替中期物种冷蒿、赖草和短花针茅的三个指标都位于中间,演替后期的短花针茅最高。基础荧光Fo和非光化学猝灭NPQ升高,最大光化学效率Fv/Fm、光化学淬灭系数qP和实际光化学效率φPSⅡ下降,但Fv/Fm下降不明显,而实际光化学效率φPSⅡ与对照相比,狗娃花、狗尾草、黄蒿、冷蒿、赖草、车前、短花针茅的φPSⅡ分别下降了34%、44%、27%、38%、36%、30%、25%。从充分供水到中度干旱胁迫,演替后期的短花针茅光合速率、气孔导度、蒸腾速率和最重要的叶绿素荧光参数实际光化学效率φPSⅡ降幅都最小,演替中期和前期物种降幅相对较大,可以说随着演替的进行,植物光合特性对干旱的适应能力增强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 一、引言
• 二、文献综述
• 2.1 种子自身因素对种子萌发的影响
• 2.2 水分对种子萌发的影响
• 2.3 干旱胁迫下光合、蒸腾作用的变化
• 2.4 干早胁迫下叶绿素荧光的变化
• 2.5 干旱胁迫对幼苗水分生理的影响
• 2.6 干旱胁迫对生物量及其分配的影响
• 2.7 研究目的和意义
• 三、研究内容和方法
• 3.1 采种区自然条件
• 3.2 种子萌发实验
• 3.2.1 发芽基本条件
• 3.2.2 干早胁迫处理
• 3.2.3 种子吸水率测定
• 3.2.4 观测项目及方法
• 3.3 幼苗生理特性研究实验
• 3.3.1 实验设计
• 3.3.2 测定方法
• 3.4 数据分析方法
• 四、结果与分析
• 4.1 种子萌发实验结果
• 4.1.1 种子千粒重
• 4.1.2 种子吸水特性
• 4.1.3 种子萌发率
• 4.1.4 种子半数萌发时间与萌发速率
• 4.1.5 种子发芽势和萌发指数
• 4.2 幼苗生理特性实验结果
• 4.2.1 叶相对含水量
• 4.2.3 光合参数
• 4.2.4 叶绿素荧光参数
• 4.2.5 根冠比
• 五、讨论
• 5.1 种子吸水特性
• 5.2 PEG水分胁迫对发芽率的影响
• 5.3 中度干旱胁迫对光合特性的影响
• 5.4 中度干旱胁迫对叶绿素荧光的影响
• 5.5 中度干旱胁迫对生物量分配的影响
• 六、结论
• 参考文献
• 致谢
• 符号系统