移栽岷江柏生长生理特性及影响因素.pdf
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1、第 卷 第 期东 北 林 业 大 学 学 报.年 月 .)水电水利规划设计总院有限公司科技项目(岷江柏保护措施关键技术研究)第一作者简介:常訸女 年 月生水电水利规划设计总院工程师:.通信作者:李红丽北京林业大学生态与自然保护学院教授:.收稿日期:年 月 日责任编辑:李春雪移栽岷江柏生长生理特性及影响因素)常訸 薛联芳刘四华(水电水利规划设计总院北京)(国能大渡河流域水电开发有限公司)谢祥兵 张蜀豫李卫林李红丽(四川大渡河双江口水电开发有限公司)(北京图联天下科技有限公司)(北京林业大学)摘 要 为研究不同土壤含水率及日照对迁地保护后移栽岷江柏()生长生理状况的影响及影响因素以岷江柏移栽苗为材
2、料并将岷江柏按初始株高()分级()进行移栽同时采用控制单一环境变量的方法分别设置日照时间(、)和土壤含水率(.、.、.)等水热条件培养 个月研究各环境因素对岷江柏生长与生理指标的影响 结果表明:初始移栽株高显著影响 个月的移栽苗株高相对生长量和冠径相对生长量短期内适当延长日照时间和略微降低土壤水分可促进岷江柏移栽苗的地径相对生长量 方差分析表明对于土壤含水率在.时超氧化物歧化酶在、月份间存在显著差异对于土壤含水率在.、.时淀粉质量分数在、月份间存在显著差异 主成分分析表明岷江柏移栽苗的生理指标对主成分贡献率较高(.)抗氧化物质和渗透物质分别位于不同的主轴关键词 岷江柏移栽生长生理指标日照时间土
3、壤含水率初始株高分类号./(.)(.)(.)(.)()/():.().()(.).()().().(.).岷江柏()属柏科()柏木属()乔木为国家二级保护植物主要分布于四川省北部的岷江上游及甘肃省南部的大渡河、白龙江流域其分布区多为干旱河谷 岷江柏具有耐寒、耐旱、根系深等特性及良好的水土保持和水源涵养等功能 然而岷江柏的生长区域由于受人工砍伐、水电开发、畜牧等人类活动的影响其野生群落的分布地区和面积日益缩小 为了保护岷江柏自然种群迁地与就地保护是稀有植物保护的重要措施已有研究发现迁地移栽后的岷江柏居群和野生的岷江柏居群之间不会出现明显的遗传分化情况 然而移栽后植株的成活率及后期的生长发育情况则
4、会受到移栽幼苗的个体差异(如株高、冠径、地径等)和移栽地各种环境因子(如土壤含氮质量、土壤含水率等)的综合影响 李强的研究表明一些大龄高大植物更容易在移栽过程中受损进而造成其根系恢复困难生长缓慢会影响移栽后的存活率 岷江柏在干旱胁迫时其相对含水率和光合参数均随着土壤水分匮缺的加剧而降低 此外将物种从野生状态移栽到某一地方后其生长和生理指标均会发生变化 如杨妤等对处于缓苗期的银杏()移栽苗的研究结果发现遮荫处理降低了银杏植株的超氧化物歧化酶()、过氧化物酶()活性及可溶性蛋白的质量分数提高了丙二醛()的质量摩尔浓度.的自然全光照与更弱的光照强度相比也更有利于臭椿()幼苗在移栽 个月内的生长 因此
5、在幼苗移栽后对诸如光照条件等因素进行控制也是确保移植成活不可或缺的重要环节进而达到加速种群恢复提升迁地保护的效果 但是目前有关岷江柏幼苗生长的研究多是有关土壤水氮条件的报道鲜有对光照条件影响的研究特别是对于岷江柏迁地保护后生长与生理指标的动态变化及其影响因素的研究较少 因此本研究以不同株高等级的岷江柏移栽苗为研究对象探究岷江柏移栽苗的生长生理指标在不同影响因素时的变化情况及主要影响因素以期为岷江柏迁地保护提供理论参考 材料与方法样品采集:选择生长状况良好的岷江柏移栽苗共 株于 年 月底将岷江柏移栽苗移栽至实验苗圃(图)实验苗圃位于金川县中心(地理中心坐标为 海拔 )已按照株行距进行移栽因此分布
6、较规则占地面积 距离移栽苗原始地点 两地气候条件相似除了人工控制的土壤含水率和日照时间等环境因素外其他条件保持一致 为土球边界划定 为挖掘 为装袋 为移栽试验的全景图图 试验用岷江柏取树过程 为研究各环境因素对岷江柏幼苗生长及生理指标的影响本试验利用智能水肥系统和自动遮阳卷帘设计模拟移出地、苗圃及移入地的土壤含水率和日照时间 根据 年 月 日全日照天气条件的连续监测结果移出地、苗圃和移入地每日直射时间分别设置为、以自动卷帘方式控制每日的开闭时间 根据现场测量得出移出地、移入地和苗圃的土壤含水率分别为.、.、.智能水肥控制阈值分别为.、.和.因此本试验分别设置了 个土壤水分梯度(.、.、.)和
7、个遮阴后每天的日照时间(和 )环境指标的交互设计如表 所示培养移栽苗分别测定移栽岷江柏的生长和生理指标探究土壤水分和日照时间的交互作用对移栽岷江柏生长及生理指标的影响表 试验设计方案试验号土壤含水率/日照时间/说 明.模拟移出地条件.模拟苗圃条件.模拟移入地条件.生长指标测定方法:于 年 月(养护 个月)、月(养护 个月)和 年 月(养护 个月)测定岷江柏移栽苗的株高、冠径和地径 其中株高测量使用米尺测定地面到植株最高点距离冠径测量采用东西、南北方向测定取平均值地径测量使用游标卡尺读取距地面约.处的直径 分别计算不同初始株高岷江柏移栽苗的株高、冠径和地径的生长变化生理指标测定方法:在试验处理后
8、分别于 年 月、月份选取生长良好且完整的岷江柏移栽苗叶片立即放入液氮中带回实验室测定生理指标 使用 法测定叶片超氧化物歧化酶()活性采用蒽酮比色法测定叶片的可溶性糖和淀粉质量分数采用茚三酮显色法测定叶片脯氨酸质量分数采用硫代巴比妥酸法测定叶片的丙二醛()质量摩尔浓度采用浸提法测定叶绿素质量分数等生理指标数据处理:采用单因素方差分析比较不同初始株高的岷江柏移栽苗株高、冠径和地径的生长变化差异 使用三因素方差分析日照时间、不同土壤含水率(.)和初始株高分区对移栽苗生长指标的影响使用三因素方差分析日照时间、不同土壤含水率(.)东 北 林 业 大 学 学 报 第 卷和监测月份对移栽苗生理指标的影响并通
9、过主成分分析寻找对岷江柏生长的主要影响因子所有统计分析均在 完成 结果与分析.移栽岷江柏成活状况为了探索岷江柏移栽地适合的含水率由表 可知移栽 月后岷江柏各植株基本全部成活 其中除了初始株高低于 的小树死亡 株外初始株高()为 和 的岷江柏成活率均为 移栽岷江柏小树总体成活率为.处在较高水平表 移栽 个月后岷江柏成活情况初始株高()/移栽数/株死亡数/株成活率/.不同水热条件及初始株高对岷江柏移栽苗生长指标的影响由表 可见日照时间、土壤含水率及初始株高等因素对处于不同移栽养护时期岷江柏小树株高的影响程度存在差异 其中移栽养护 个月后岷江柏小树的初始株高对移栽后株高相对生长量具有极显著影响(.)
10、而在移栽养护、个月时日照时间、土壤含水率和初始株高等因素对岷江柏株高相对生长量均未产生显著影响表 不同因素及交互效应对岷江柏株高生长量影响的方差分析影响因素 值移栽 个月株高相对生长量移栽 个月株高相对生长量移栽 个月株高相对生长量日照时间.土壤含水率.初始株高分区.日照时间初始株高分区.土壤含水率初始株高分区.注:“”表示影响极显著(.)对不同初始株高岷江柏个体的株高相对生长量分析发现初始株高较小的岷江柏株高相对生长量显著高于岷江柏其他初始株高处理初始株高 小树的平均株高相对生长量为(.)而 初始株高 小树的平均株高相对生长量仅为(.)初始株高 试验组株高相对生长量远高于其他株高分组(.表)
11、与株高生长状况相似由表 可见日照时间、土壤含水率及初始株高等因素对处于不同移栽养护时期岷江柏小树冠径的影响程度存在差异 在养护 个月和 个月时冠径生长不受日照时间、土壤含水率和初始株高及其交互效应影响而在养护 个月后初始株高对冠径的相对生长量具有极显著影响(.)根据事后检验结果可知初始株高 处理组的冠径相对生长量为(.)显著高于其他株高分组(.表)表 不同初始株高岷江柏移栽 个月时株高和冠径相对生长量初始株高()/株高相对生长量/冠径相对生长量/(.)(.)(.)(.)(.)(.)注:表中数据为平均值标准差数据后同列不同小写字母表示差异显著(.)表 不同因素及其交互效应对岷江柏冠径相对生长量影
12、响的方差分析影响因素 值移栽 个月冠径相对生长量移栽 个月冠径相对生长量移栽 个月冠径相对生长量日照时间.土壤含水率.初始株高分区.日照时间初始株高分区.土壤含水率初始株高分区.注:“”表示影响极显著(.)与株高和冠径的表现结果相似由表 可知各环境因子对处于不同移栽养护时期岷江柏小树地径生长的影响程度存在差异 表现为移栽 个月时各环境因子和初始株高对地径生长无显著影响在移栽 个月时地径生长主要受土壤含水率影响(.)而养护 个月时主要影响因素则为日照时间(.)表 不同因素及其交互效应对岷江柏地径相对生长量影响的方差分析影响因素 值移栽 个月地径相对生长量移栽 个月地径相对生长量移栽 个月地径相对
13、生长量日照时间.土壤含水率.初始株高分区.日照时间初始株高分区.土壤含水率初始株高分区.注:“”表示影响显著(.)移栽 个月时各个区域间移栽岷江柏地径相对生长量差异显著(表)模拟移入地和模拟苗圃土壤含水率略低于模拟移出地和移入地、移出地含水率中间值(.)然而其地径相对生长量却显著高于模拟移出地和中间值处理组(.)推断这是由于低水分胁迫(相对于移出地)在一定程度上可以促使地径发育而在移栽养护 个月时日照时间成为影响地径生长的主因模拟苗圃的试验第 期 常訸等:移栽岷江柏生长生理特性及影响因素区地径相对生长量(.)显著高于模拟移出地和移入地试验区(.)推断为遮阳开启时间较长其树叶蒸腾作用也更强因此需
14、用更多的水分以满足植株正常生理活动表 不同土壤含水率和日照时间处理的地径相对生长量土壤含水率/个月地径相对生长量/日照时间/个月地径相对生长量/.(模拟移出地)(.)(模拟移出地)(.).(模拟移入地)(.)(模拟移入地)(.).(模拟苗圃)(.)(模拟苗圃)(.).(.)注:表中数据为平均值标准差数据后同列不同小写字母表示差异显著(.).不同水热条件对岷江柏移栽苗生理指标的影响在逆境胁迫中植物体内的各种保护酶、过氧化产物活性及各生理指标质量分数均会受到影响 从表 可知移栽养护时间对岷江柏针叶超氧化物歧化酶()活性具有极显著的影响(.)日照时间及日照时间与移栽时间的交互作用对丙二醛质量摩尔浓度
15、有显著影响(.)移栽时间、日照时间与土壤含水率的交互作用对淀粉质量分数均具有极显著影响(.)土壤含水率、移栽时间、日照时间与土壤含水率的交互作用以及三因素交互作用对脯氨酸质量分数具有显著影响(.)表 日照时间、土壤水分及处理时间对移栽岷江柏叶片生理指标的方差分析结果影响因素 值超氧化物歧化酶活性丙二醛质量摩尔浓度淀粉质量分数可溶性糖质量分数脯氨酸质量分数日照时间.土壤含水率.移栽时间.日照时间土壤含水率.日照时间移栽时间.土壤含水率移栽时间.日照时间土壤含水率移栽时间.注:“”表示影响显著(.)“”表示影响极显著(.)超氧化物歧化酶()是一种抗氧化酶是植物体内膜质过氧化产物的清除剂 植物发生胁
16、迫后超氧化物歧化酶活性有一定变化 由表 可见 月份时不同处理的移栽岷江柏超氧化物歧化酶活性均显著低于 月 在 月份模拟移入地(土壤含水率.、日照 )和模拟苗圃(土壤含水率.、日照 )的超氧化物歧化酶活性略低于其他处理而在 月份模拟移入地的超氧化物歧化酶活性却高于其他各处理 由表 可知不同处理条件的岷江柏叶片各立地区域丙二醛质量摩尔浓度 月与 月均无显著差异但各个日照时间试验区呈现的规律不同模拟移出地(土壤含水率.、日照 )和水分处理的模拟移出地(土壤含水率.、日照 )的移栽岷江柏丙二醛质量摩尔浓度有上升趋势模拟苗圃(土壤含水率.、日照)和水分处理(土壤含水率.、日照 )的移栽岷江柏丙二醛质量摩
17、尔浓度也同样有上升趋势而模拟移入地(土壤含水率.、日照 )和水分处理的(土壤含水率.、日照 )月份有下降趋势表 不同处理的移栽岷江柏生理指标情况处理方式月份超氧化物歧化酶活性/丙二醛质量摩尔浓度/可溶性糖质量分数/淀粉质量分数/脯氨酸质量分数/土壤含水率.、日照 (.).(.)(.)(.).(.)(.)土壤含水率.、日照 (.).(.)(.)(.).(.)(.)土壤含水率.、日照 (.).(.)(.)(.).(.)(.)土壤含水率.、日照 (.).(.)(.)(.).(.)(.)土壤含水率.、日照 (.).(.)(.)(.).(.)(.)土壤含水率.、日照 (.).(.)(.)(.).(.)(
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