10种丛生竹植硅体形态特征及外源硅对竹苗耐寒性影响

来源 :西南林业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:e1025
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竹子是含硅最丰富的植物之一。硅是竹类植物生长发育必不可少的元素,也是影响竹材利用的重要因素,但目前有关竹类植物硅的沉积、迁移和形态发生缺乏系统研究。本论文选题来自国家自然科学基金“丛生竹竹材中硅的生物矿化研究”(31460169)课题,以分布于云南新平县、石屏县和思茅区的丛生竹种勃氏甜龙竹(云南甜竹)(Dendrocalamus brandisii)和分布于云南新平县、思茅区和孟连县的龙竹(Dendrocalamus giganteus)为研究对象,根据国家标准,对不同秆龄勃氏甜龙竹和龙竹的不同组织器官及部位的硅含量进行测定和分析,并采用传统的干式和湿式灰化法提取不同组织器官的植硅体,在光学显微镜下观察其形态特征并统计其形态参数。同时对西南林业大学珍稀竹园中的牡竹属、慈竹属和箣竹属常见10种竹种竹叶中的硅含量及植硅体形态特征进行对比,阐释竹类植物中硅含量的动态变化及植硅体形成发育规律,进一步揭示竹类植物的自然属性,同时丰富禾本科植硅体类型,使植硅体形态特征成为丛生竹分类的参考依据。此外,勃氏甜龙竹属于滇南热区竹种,连续几年冬季受到强烈寒害或春季“倒春寒”的影响,对留养的幼竹造成严重的低温寒害,竹林立地生产力下降,影响了竹林的可持续经营。本文通过对勃氏甜龙竹幼苗施加硅酸钠溶液,分析冬季低温条件下,不同浓度的外源硅对勃氏甜龙竹幼苗中硅的分布、耐寒生理指标以及叶片解剖结构的影响,为竹林经营管理中硅肥的施用提供理论依据。论文主要研究结论如下:1.丛生竹不同组织器官硅含量存在明显差异,具体表现为:竹叶>箨鞘>竹枝>竹秆>竹笋>根。随着秆龄增加,竹秆硅含量呈显著增加趋势,竹青硅含量大于竹黄,竹秆上部硅含量大于基部,成熟组织中的硅含量大于幼嫩组织中的硅含量。2.丛生竹不同组织器官植硅体类型和数量不同。竹叶植硅体含量最高、种类最丰富,主要存在锯齿杆形、圆形、圆端哑铃形、平端哑铃形、鞍形、尖形、长方形以及扇形8种类型植硅体,其中鞍形和哑铃形植硅体占比最大。箨鞘植硅体含量较高,但类型单一,仅有鞍形植硅体;枝条中分布6种类型的植硅体,分别为杆形、长方形、哑铃形、鞍形、圆形以及椭圆形植硅体,未发现扇形植硅体。新生竹秆以哑铃形、鞍形为主;二年三年生成熟竹秆中圆形、长方形、杆形占优势。竹根和竹笋的植硅体含量极少,只含圆形植硅体和无定型硅沉积。随着秆龄、枝龄和叶龄的增加,植硅体数量和体积呈上升趋势。3.丛生竹枝叶硅含量和植硅体含量随物候期的变化而发生相应的变化。竹叶最低硅含量出现在八月发笋期,最高硅含量出现在十一月发笋期结束,各物候期竹叶硅含量差异不显著。竹枝最低硅含量出现在一月休眠期,十一月发笋期结束竹枝硅含量最高,与竹叶一致。丛生竹枝叶植硅体总量最高均出现在十一月发笋期后,其中五月伸枝展叶期竹叶植硅体的总量显著低于其他物候期,一月休眠期竹枝植硅体总量最低。在丛生竹林经营管理中,可在发笋期至伸枝展叶期施加适量硅肥。4.牡竹属、慈竹属和箣竹属10种竹种叶片硅含量存在差异且植硅体形态参数不一,不同竹种具有各自特殊类型植硅体。根据叶片中占优势的圆端哑铃形、平端哑铃形和鞍形植硅体的比例或老叶各类型植硅体的长宽值进行聚类分析,可为牡竹属、慈竹属和箣竹属三属分类提供参考。5.对勃氏甜龙竹幼苗施加外源硅,可提高叶片中的硅含量、光合色素含量、脯氨酸含量以及可溶性糖和淀粉含量,增强叶片中SOD和CAT酶活性,降低叶片中丙二醛和过氧化氢含量,同时叶片和指状臂细胞有增厚趋势。其中1.0mmol/L硅酸钠处理组的勃氏甜龙竹幼苗耐寒效果最好。因此,在勃氏甜龙竹竹林实际经营管理中,可在冬季降温前进行适当剂量的外源硅喷洒,以提高幼苗对低温的适应,减少寒冻害的发生。
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