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黄河三角洲盐生植物根际调控机制的研究

作　者: 赵芳芳
导　师: 王震宇
学　校: 中国海洋大学
专　业: 环境科学
关键词: 黄河三角洲湿地盐生植物水盐调控根际效应
分类号: Q945
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本研究通过室内模拟及野外水盐调控等试验,分析了黄河三角洲湿地不同盐生植物在水盐调控下根际土壤氮(N)、磷(P)、有机质及盐度等理化性质的变化,比较了根际效应,同时通过研究植物抗氧化酶系统、叶绿素以及脯氨酸等相溶性物质合成等,初步揭示水盐调控下盐生植物根际养分变化规律和调控机制,筛选出适宜的盐生植物和水盐调控条件,形成了盐生植物水盐调控技术,为建立典型滨海湿地生态修复的新模式提供了重要的基础数据。结果如下：1、柽柳(Tamarix chinensis Lour.)植株对N、盐地碱蓬(Suaeda salsa Pall.)植株对P的富集作用最强,并表现出明显的根际累积效应,这一结果对于滨海湿地氮、磷污染截留的植物修复技术建立提供了重要的理论依据。pH值可能是影响柽柳根际速效氮累积效应的主要原因,而盐地碱蓬根际有效磷累积主要受到根际微生物和盐度变化的共同影响。2、室内水盐调控的研究结果表明,不同植物的耐盐性依次为：盐地碱蓬>补血草>柽柳(Limonium sinense Kuntze.)和田箐(Sesbania cannabina Poir.),保持良好的根系形态和较高的根际微生物活性是植物生长良好的主要原因。补血草根际pH下降显著,而盐地碱蓬根际微生物总数增加显著。盐处理后柽柳、田箐和补血草叶片叶绿素含量增加。30‰的盐处理后,柽柳主要依靠脯氨酸进行渗透调节,田箐、补血草和盐地碱蓬主要是利用脯氨酸和可溶性糖进行渗透调节。3、野外水盐调控的研究结果显示,无灌溉处理盐地碱蓬的RGR显著高于灌溉淡水处理和灌溉盐水处理,补血草在灌溉盐水处理RGR最高,而芦苇的RGR表现为灌溉淡水处理>灌溉盐水处理>无灌溉处理,且差异显著。耐盐性：盐地碱蓬>补血草>芦苇(Phragmites australis Trin.)。与非根际相比,三种植物根际速效氮、微生物总数和活性增加；盐度、氯离子含量和pH值均有所降低；盐处理40天后,盐地碱蓬根际有效磷累积效应最为明显。80天时,三种植物根际有机质含量明显增加。4、随着水盐调控时间的增加,各盐处理对三种植物叶片和根系均造成了一定程度的氧化损伤,累积了一定量的过氧化产物MDA,但抗氧化酶的变化并不规律。三种植物均可以通过叶片积累脯氨酸和可溶性糖来进行渗透调节。5、植物的根际效应夏季和秋季明显比冬季和春季显著。种植五种盐生植物后,土壤物理化学性质均有所改善,植物根际土壤盐度、氯离子含量和pH值均低于非根际,总氮、总磷、速效氮、有效磷含量以及微生物活性和总数均高于非根际。与种植前相比,土壤物理性质和养分状况有明显改善。盐地碱蓬根际盐度和氯离子下降最为明显,且其根际对磷素的富集作用最强；柽柳根际pH明显降低,且其根际有机质含量增加最显著。蒙古鸦葱(Scorzonera mongolica Maxim.)和柽柳根际对氮素富集均较多。6、形成了黄河三角洲湿地盐生植物盐地碱蓬、补血草和柽柳的水盐调控技术。在该技术中,盐地碱蓬耐盐性最高且种植技术简单,节水量最大(只需灌溉一次),补血草和柽柳耐盐性仅次于盐地碱蓬。其中柽柳作为灌木对滨海生态系统稳定性的建立有非常重要作用,因此这三种本土盐生植物可作为黄河三角洲退化湿地生态修复的优选植物,加以推广利用,这为建立典型滨海湿地生态修复的新模式提供了重要的数据支持。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-13
1 引言  13-20
  1.1 黄河三角洲湿地概况  13-14
  1.2 盐生植物及其耐盐机理  14-17
    1.2.1 盐生植物简介  14-15
    1.2.2 盐生植物的耐盐机理  15-17
  1.3 根际研究概况  17-19
    1.3.1 根系的吸收作用以及根际元素的耗竭/富集效应  18
    1.3.2 根际pH的改变  18
    1.3.3 根系分泌物与根际微生物  18-19
    1.3.4 根际气体交换及氧化还原电位  19
  1.4 研究目的及意义  19-20
2 黄河三角洲三种盐生植物氮、磷的根际效应  20-26
  2.1 实验材料与方法  20-21
    2.1.1 研究区自然状况  20
    2.1.2 样品的采集  20-21
    2.1.3 土壤样品测定方法  21
    2.1.4 植物样品测定方法  21
    2.1.5 数据处理  21
  2.2 结果与讨论  21-26
    2.2.1 根际土壤及植物体内氮、磷含量的变化  21-24
    2.2.2 根际微生物的变化  24
    2.2.3 根际pH和盐度的变化  24-26
    2.2.4 小结  26
3 室内水盐调控试验下四种盐生植物根际效应及调控机制  26-41
  3.1 实验材料与方法  26-27
    3.1.1 供试植物及培养方法  26
    3.1.2 样品采集与测定方法  26-27
    3.1.3 数据处理  27
  3.2 结果与讨论  27-41
    3.2.1 植物生长的变化  27-28
    3.2.2 植物根系形态的变化  28-30
    3.2.3 植物根际氮、磷含量变化  30-32
    3.2.4 植物根际微生物总数和活性的变化  32-34
    3.2.5 植物根际盐度和氯离子的变化  34-35
    3.2.6 植物根际pH的变化  35-36
    3.2.7 水盐调控下植物叶片及根系抗氧化酶系及脂质过氧化产物MDA含量的变化  36-39
    3.2.8 水盐调控下植物叶片叶绿素、脯氨酸和可溶性糖含量的变化  39-41
  3.3 小结  41
4 野外水盐调控下3种盐生植物根际效应及调控机制  41-62
  4.1 实验材料与方法  41-42
    4.1.1 供试植物及培养方法  41-42
    4.1.2 样品采集与测定方法  42
  4.2 结果与讨论  42-61
    4.2.1 植物生长的变化  42-46
    4.2.2 植物根际有机质的变化  46
    4.2.3 植物根际氮、磷含量的变化  46-50
    4.2.4 植物根际微生物总数和活性的变化  50-51
    4.2.5 植物根际盐度和氯离子的变化  51-53
    4.2.6 植物根际pH的变化  53-54
    4.2.7 水盐调控下植物叶片及根系抗氧化酶系及脂质过氧化产物MDA含量的变化  54-59
    4.2.8 水盐调控下植物叶片叶绿素、脯氨酸及可溶性糖含量的变化  59-61
  4.3 小结  61-62
5 黄河三角洲五种盐生植物根际效应的季节变化  62-69
  5.1 实验材料与方法  62-63
    5.1.1 示范区自然状况  62-63
    5.1.2 样品的采集与测定方法  63
    5.1.3 数据处理  63
  5.2 结果与讨论  63-68
    5.2.1 根际土壤有机质的变化  63-64
    5.2.2 根际土壤氮、磷的变化  64-66
    5.2.3 根际土壤微生物总数和活性的变化  66-67
    5.2.4 根际土壤盐度和氯离子的变化  67-68
    5.2.5 根际土壤pH的变化  68
  5.3 小结  68-69
6 黄河三角洲三种盐生植物水盐调控技术  69-73
  6.1 范围  69
  6.2 基础条件  69-70
    6.2.1 土地条件  69
    6.2.2 植物选择  69
    6.2.3 水盐调控条件  69-70
  6.3 种植准备  70
    6.3.1 种子及移植树苗的准备  70
    6.3.2 土地种植前准备  70
  6.4 土地种植前准备种植及田间管理  70-73
    6.4.1 柽柳移植及管理  70-71
      6.4.1.1 移植时间  70
      6.4.1.2 移植方法  70
      6.4.1.3 移植密度  70-71
      6.4.1.4 水盐调控管理  71
      6.4.1.5 病虫害防治  71
    6.4.2 盐地碱蓬种植及管理  71-72
      6.4.2.1 种植时间  71
      6.4.2.2 种植方法  71
      6.4.2.3 种植密度  71-72
      6.4.2.4 水盐调控管理  72
      6.4.2.5 病虫害防治  72
    6.4.3 补血草种植及管理  72-73
      6.4.3.1 种植时间  72
      6.4.3.2 种植方法  72
      6.4.3.3 种植密度  72
      6.4.3.4 水盐调控管理  72-73
      6.4.3.5 病虫害防治  73
7 结论与展望  73-75
  7.1 结论  73
  7.2 展望  73-75
8 附图  75-76
9 参考文献  76-81
致谢  81
个人简历  81
发表的学术论文  81

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