施氮和干旱胁迫对蒙古栎幼苗生理生态特性的影响

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蒙古栎(Quercus mongolica)是我国北方地区的重要树种,近年来在造林实践中的应用有增多趋势。但其在造林实践中常常会遭遇干旱胁迫,影响其成活和生长,在干旱和土壤瘠薄地区表现更为突出。有研究表明,氮素能够缓解植物的干旱胁迫。本试验以1年生蒙古栎幼苗为研究对象,研究施用氮肥和干旱胁迫对其生理生态特性的影响,探讨施用氮肥对蒙古栎幼苗干旱胁迫是否具有缓解作用,以期为克服干旱胁迫对蒙古栎造林的影响提供依据。本研究得到的主要结果如下:(1)适量施氮可以提高干旱胁迫下蒙古栎幼苗苗高、地径的增长量。在60%田间持水量(60%FC)情况下N2处理(施加104 mg/kg尿素)苗高和地径增长量最大,在40%FC和20%FC条件下N1处理(施加52 mg/kg尿素)苗高和地径增长量同时达到最高。(2)适量施氮可以提高干旱胁迫下蒙古栎幼苗叶片相对含水量,提高叶片保水能力。在40%FC和20%FC条件下N1处理叶片相对含水量分别达到最大值89.09%和86.66%。(3)适量施氮可以提高干旱胁迫下蒙古栎幼苗的抗氧化酶活性,提高叶片清除活性氧能力,降低膜质过氧化程度。在40%FC条件下N1处理的蒙古栎幼苗叶片CAT、SOD和POD酶活性同时达到最高值,在20%FC条件下N2处理的CAT和POD酶活性达到最高值,N1处理的SOD酶活性达到最高值。在轻、中度干旱胁迫下N2处理的蒙古栎幼苗叶片中MDA含量分别达到最低值0.079μmol·L-1和0.108μmol·L-1,在重度干旱胁迫情况下N1处理的MDA含量达到最低值0.159μmol·L-1;在轻度和中度干旱胁迫情况下N2处理的蒙古栎幼苗叶片的相对电导率达到最低值74.49%和64.21%。(4)总体上光合速率随着干旱增强呈下降趋势,仅N1处理提了高光合速率;气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率走势基本一致,在不同干旱情况下N1处理提高了气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率,但是气孔导度存在降低的情况,N2处理大部分是以降低的形式存在;胞间二氧化碳浓度随着干旱增强总体是下降的趋势,但是N2处理的蒙古栎幼苗随着干旱增强升高。在轻、中度干旱情况下N2处理的最大光化学效率均高于其它处理,在重度干旱情况下N1处理的最大光化学效率高于其它处理。在60%FC和20%FC条件下N2处理的叶绿素总含量达到最高值,在40%FC条件下N1处理的叶绿素总含量达到最高值。(5)适量施氮提高了干旱胁迫下蒙古栎幼苗叶片中渗透调节物质含量。综合可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸这三种渗透调节物质含量变化,发现轻度干旱下N2处理能够更高效的提高渗透调节物质含量,增强蒙古栎的保水能力,中度和重度干旱情况下N1处理的效果更好。(6)适量施氮提高了干旱胁迫下蒙古栎幼苗叶片营养成分积累,促进了磷(P)的利用,增加了生物量积累。在60%FC和40%FC条件下N2处理碳(C)含量达到最高值,在20%FC情况下N1处理C含量达到最高值;氮(N)含量仅在20%FC情况下N2处理高于其它处理;除40%FC条件下N1处理外P含量均低于其它处理。总之,本研究表明施加适量的氮可以缓解干旱胁迫对蒙古栎幼苗生长发育的抑制作用,但是不能改变其生长、代谢和养分积累下降的趋势,过量施氮反而会加重干旱胁迫对蒙古栎幼苗的抑制作用。
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