抗蒸腾剂对荒漠区采煤迹地几种草本植物的节水保育效果研究

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干旱缺水是西北干旱荒漠区植被建设的主要限制因子,选用抗旱植物、合理配置、采用节水抗旱栽培管理技术是目前的主要路径。本论文以蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)、沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)、白花草木樨(Melilotus albus Medic.ex Desr.)、蜀葵(Althaea rosea(Linn.)Cavan.)4种草本植物为研究材料,采用盆栽试验与野外试验相结合的方法,研究不同环境条件下代谢型抗蒸腾剂旱地龙(Fulvic Acid,FA)、成膜型抗蒸腾剂冠存(Guan Cun,GC)、反射型抗蒸腾剂高岭土(Kaolin,KL)的效果变化,探索不同浓度抗蒸腾剂对几种草的光合特性、水分状况和生长的影响,比较得出抗蒸腾剂的最佳喷施浓度,为区域植被恢复的生态适应性管理提供指导与参考。主要研究结果如下:(1)抗蒸腾剂因其自身特性以及浓度不同等原因,其持效期也有所不同。旱地龙持效期为7-13d,高岭土持效期为8-11d,冠存持效期为20-30d。(2)室内盆栽中抗蒸腾剂FA、GC与KL在叶面的喷施有效的降低了蒙古冰草、白花草木樨、沙打旺与蜀葵叶片的gs与Tr,通过对叶片水势、RWC等的影响,植物体内水分状况得到改善,同时抗蒸腾的喷施也导致了一些负面影响,如草本植物Pn、株高、生物量的下降。3种抗蒸腾剂中GC与KL较FA对4种草本植物叶片gs与Tr的抑制能力更强,对植物Pn、株高、生物量的所带来的负面影响更小。各抗蒸腾剂不同浓度中,FA以喷施浓度3 ml·L-1、GC浓度以12 ml·L-1、KL浓度以20 g·L-1时对4种草蒸腾抑制的能力较强且水分利用效率最佳。(3)在土壤不同含水量条件下,抗蒸腾剂的喷施有效地抑制了蜀葵蒸腾速率(Transpiration rate,Tr),减小了气孔导度(Stomatal conductance,gs),但对蜀葵的净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)与株高、生物量影响土壤含水量的不同抗蒸腾剂表现有所不同;在田间持水量30%的处理下,喷施抗蒸腾剂使蜀葵Pn与株高、生物量均较对照有所提升,在田间持水量50%与70%的处理抗蒸腾剂的喷施使蜀葵Pn值与株高、生物量均较对照降低。风沙土条件下抗蒸腾剂的喷施使蜀葵的生长发育状况要优于灰漠土条件下抗蒸腾剂的喷施效果,不同土壤类型在田间持水量70%的条件下抗蒸腾剂的喷施使蜀葵Tr、Pn、株高、生物量较对照降低,其中抗蒸腾剂在风沙土壤条件下对蜀葵Pn与生物量的抑制小于灰漠土壤条件,风沙土条件喷施抗蒸腾剂对蜀葵叶片相对含水量(Relative water content of leaves,RWC)与水分利用效率的提升优于灰漠土条件。(4)在野外高温高光强的环境条件下,反射型KL因其反射阳光的特性,在宁夏与内蒙两地KL喷施处理较代谢型FA与成膜型GC的对4种草本植物Tr的抑制更强;KL处理对4种草本植物水分利用效率的提升也较FA与GC更大。在气候更干旱、光照更强的内蒙环境条件下抗蒸腾剂喷施对植物Tr的抑制程度较宁夏环境条件下更强,对植物净光合速率的负面影响程度较宁夏环境条件下弱,对水分利用效率提升也较宁夏条件大。(5)通过层次分析法得出对每种草本植物最优的喷施方案,其中对蒙古冰草与沙打旺而言9 ml·L-1GC节水保育效果最好,对白花草木樨而言12 ml·L-1GC喷施方案最好,对蜀葵而言20 g·L-1KL节水保育效果最好。从得分情况比较12种抗蒸腾剂喷施方案中9 ml·L-1GC、12 ml·L-1GC与20 g·L-1KL在生产实践中更值得推荐使用。
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