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钾、钙、水杨酸等物质对水曲柳苗木抗寒性的影响

【摘要】: 在自然条件下,生长在温带地区的植物在春季夜间经常遭受零上低温或零下低温的伤害,低温伤害是农林业生产中一种严重的全球性自然灾害。水曲柳是我国东北林区的珍贵硬阔叶树种,国家Ⅱ级重点保护植物,也是目前重点培育的工业用材树种。在人工林培育过程中发现,低温对水曲柳的成活与幼树生长起着重要的抑制作用,因此,研究其抗寒性指标改变,并提出有效的防止措施具有重要的意义。 本论文以3年生水曲柳苗木为材料,研究了营养元素钾、钙,生长调节物质水杨酸、甜菜碱处理水曲柳后其生理指标对低温胁迫的响应,以寻求提高水曲柳抗寒性的有效物质及适宜的浓度,并研究了在秋季自然降温过程中水杨酸、甜菜碱、6-苄基腺嘌呤、多效唑4种生长调节物质对水曲柳苗木光合特性的影响,研究内容及结论如下: 1、采用MINITAB统计分析软件二因素五水平回归通用旋转设计,进行钾、钙交互作用的13组处理,浇灌改进的Hoagland营养液,通过对5个抗寒性生理指标的测定及回归方程的统计分析得出K、Ca的最优组合:在低温逆境下添加K的浓度范围最好在4.61-8.27mmol·L-1之间,添加Ca的浓度范围最好在4.55-7.10mmol·L-1之间,浓度过高和过低的K、Ca配比均对水曲柳抗寒性生理指标产生不利影响,水曲柳对Ca浓度的变化反应更敏感。另外,相对电导率在冷胁迫下比常温略有增加,而冰冻下则大幅度降低,可溶性蛋白的积累冷胁迫下慢于冰冻胁迫,可溶性糖在两种胁迫下都有所增加,冷胁迫下SOD活性先降低后升高,POD活性先升高后降低,冰冻下酶活性一直降低。 2、叶面喷施水杨酸、甜菜碱的水曲柳苗木,在低温胁迫下可以通过可溶性蛋白、可溶性糖的积累提高细胞的渗透调节能力,通过SOD、POD活性的增加减少细胞膜脂过氧化作用引起的伤害,从而增强植株的抗寒性。在低温胁迫前3-6天喷施外源物质能起到较大的作用,且药效一般持续到喷施后的第10天。低温胁迫下外源SA、BT对水曲柳苗木保护酶的影响时间大于渗透调节物质。通过与对照组指标的比较分析,确定SA以1.0-5.0mmol·L-1,BT以5.0-10.0mmol·L-1为好,且BT在相对电导率、可溶性蛋白含量、POD活性等指标上明显优于SA。 3、在自然低温下喷施水杨酸、甜菜碱、6-苄基腺嘌呤、多效唑4种生长调节物质对水曲柳苗木光合特性的影响试验表明:随自然低温天数的持续,对照处理的水曲柳苗木叶绿素含量逐渐降低,净光合速率(Pn)也逐渐降低,二者密切相关。外源生长调节物质的加入可有效调节低温下的叶绿素含量和净光合速率,其中,SA以5.0mmol·L-1,BT以10.0mmol·L-1,6-BA以200 mg·L-1,PP333以100 mg·L-1最为有效,4种物质的影响程度排序为:BT SA 6-BAPP333。蒸腾速率(Tr)减小的程度大于光合速率,气孔导度(Gs)的下降较为平缓,胞间CO2浓度(Ci)呈现微小的增加趋势。 综合看来,本文筛选出的提高水曲柳苗木抗寒性的最佳营养元素及生长调节物质是:4.55-7.10mmol·L-1的钙及10.0mmol·L-1的甜菜碱。试验分别在常温、4℃冷胁迫、7℃冰冻胁迫下测定水曲柳苗木的抗寒性生理指标,又在自然低温下检验其光合特性,研究较为系统。

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