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沙棘和刺槐叶片对土壤水分和氮素有效性的生理生化响应

作　者: 庄飞
导　师: 刘西平
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物学
关键词: 干旱胁迫氮素有效性刺槐沙棘活性氧清除系统渗透调节物质
分类号: S793.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本论文采用施加氮肥和人工控水的方法，以一年生刺槐和沙棘为材料进行盆栽试验，以检测土壤水分含量和氮素有效性对刺槐和沙棘生长发育的影响。本实验设置了低氮（不施氮）和高氮(154mg N·kg^-1风干土)两个氮素水平，每个氮素处理下设3个土壤水分水平（含水量为田间最大持水量的70%⁷5%作为对照、50⁵5%作为中度干旱和30³5%作为重度干旱胁迫）来对刺槐和沙棘幼苗进行处理约一个半月。8月初收样后，分别对沙棘的耗水量、光合色素含量、活性氧代谢以及渗透调节物质含量进行比较；同时，对刺槐的活性氧产生、抗氧化物质含量变化以及渗透调节物质含量变化进行研究，以探讨提高土壤氮素水平是否有助于干旱下的沙棘和刺槐幼苗的生长发育，从而为干旱地区沙棘和刺槐的合理施肥及人工林的培养提供理论基础。研究结果表明：（1）无论在低氮还是高氮条件下，随着土壤含水量的降低，沙棘蒸腾耗水量不断降低；但在相同水分条件下，增加土壤氮素有效性可以显著降低沙棘的蒸腾耗水量。（2）低氮条件下，土壤水分含量降低引起沙棘叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量以及总的叶绿素含量均显著降低，但在高氮条件下，但这种效应却不显著。在正常水分条件下，增加氮素含量引起叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的显著降低，但对叶绿素a/b比值以及类胡萝卜素/叶绿素的比值没有显著影响。（3）低氮条件下，降低土壤水分含量引起沙棘叶片中活性氧含量增加的同时使得沙棘叶片的膜脂过氧化程度加剧；干旱胁迫同样引起刺槐叶片中H₂O₂含量逐渐升高。高氮条件下，水分胁迫引起了相似的变化。同等水分条件下，提高土壤氮素水平使得沙棘叶片中的活性氧有升高趋势的同时引起膜脂过氧化程度也有所加剧，但刺槐叶片中H₂O₂含量显著降低。（4）低氮条件下，干旱胁迫使得沙棘幼苗中的SOD、POD、CAT、GR活性变化幅度都比较小始终维持在较高水平。在高氮条件下，水分胁迫引起沙棘叶片中SOD、CAT、GR活性随着干旱胁迫的加剧均显著降低，但POD变化较小。相同水分条件下，高氮下沙棘幼苗抗氧化酶活性在干旱胁迫下SOD、POD、CAT显著降低，而POD有所升高。（5）低氮条件下，水分亏缺引起沙棘幼苗叶片中GSH含量逐渐升高的同时ASA含量逐渐降低；而水分胁迫引起刺槐叶片中GSH和ASA含量均逐渐升高。高氮条件下，水分亏缺引起了相似的变化趋势。同等水分条件下，提高土壤氮素水平不同程度的降低了干旱胁迫下沙棘和刺槐叶片中ASA和GSH含量。（6）低氮条件下，干旱胁迫使得沙棘幼苗叶片中游离氨基酸、可溶性糖及脯氨酸含量不同程度的升高，可溶性蛋白含量有所降低；但刺槐幼苗叶片中可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨基酸含量不同程度升高的同时游离氨基酸含量有所降低。高氮条件下，水分亏缺同样引起了相似的变化趋势。同一水分条件下，提高氮素水平使得干旱胁迫下沙棘幼苗叶片中上述四种渗透调节物质含量均不同程度升高，同时引起刺槐中游离氨基酸，脯氨酸、可溶性糖含量也有不同程度升高而可溶性蛋白含量有一定降低。综上所述，干旱胁迫下对沙棘施加高氮并不利于其活性氧清除能力的提高，而一定程度改变了沙棘对干旱的适应方式；进一步证实了提高土壤供氮水平有利于缓解干旱胁迫对刺槐所带来的伤害。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章文献综述  11-20
  1.1 研究目的和意义  11-12
  1.2 研究背景  12-15
    1.2.1 植物体对氮素的吸收利用  12-13
    1.2.2 干旱对植物体内的活性氧代谢的影响  13-14
    1.2.3 干旱对植物渗透调节物质的影响  14-15
  1.3 国内外研究现状  15-20
    1.3.1 土壤水分含量和氮素水平对植物生长发育状况的的影响  15-16
    1.3.2 土壤水分含量和氮素水平对活性氧代谢的影响  16-17
    1.3.3 土壤水分含量和氮素水平对渗透调节物质含量的影响  17-18
    1.3.4 氮素营养对植物抗旱性的影响  18-20
第二章试验材料与方法  20-27
  2.1 试验地概况  20
  2.2 试验材料及处理  20
  2.3 试验设计  20
  2.4 测定项目与方法  20-25
    2.4.1 耗水量  20-21
    2.4.2 光合色素含量  21
    2.4.3 H_2O_2含量和 O_2~-含量  21-22
    2.4.4 ASA 和 GSH 含量的测定  22
    2.4.5 SOD、POD、CAT 和 GR 活性的测定  22-24
    2.4.6 MDA 含量的测定  24
    2.4.7 渗透调节物质含量的测定  24-25
  2.5 数据处理  25-26
  2.6 技术路线  26-27
第三章沙棘试验结果与分析  27-35
  3.1 沙棘耗水量和光合色素含量  27-28
    3.1.1 沙棘幼苗耗水量  27
    3.1.2 光合色素含量  27-28
  3.2. 沙棘活性氧清除系统  28-33
    3.2.1 沙棘幼苗叶片中 H_2O_2和 O_2~-含量  28-29
    3.2.2 沙棘幼苗叶片中抗氧化酶活性  29-31
    3.2.3 沙棘幼苗叶片中 ASA 和 GSH 含量  31-32
    3.2.4 沙棘幼苗叶片中 MDA 含量  32-33
  3.3 沙棘幼苗渗透调节物质含量  33-35
第四章刺槐实验结果与分析  35-39
  4.1 刺槐叶片 H_2O_2含量  35-36
  4.2 刺槐叶片中 ASA 和 GSH 含量  36-37
  4.3 刺槐叶片中渗透调节物质含量  37-39
第五章讨论与结论  39-45
  5.1 讨论  39-43
    5.1.1 土壤水分和氮素对沙棘和刺槐叶片非结构性含氮化合物的影响  39
    5.1.2 土壤水分和氮素对沙棘和刺槐叶片中光合色素含量的影响  39-40
    5.1.3 土壤水分和氮素对沙棘和刺槐叶片中活性氧代谢的影响  40-42
    5.1.4 土壤水分和氮素对沙棘和刺槐叶片中渗透调节物质含量的影响  42-43
  5.2 结论  43-45
参考文献  45-51
致谢  51-52
作者简介  52

沙棘和刺槐叶片对土壤水分和氮素有效性的生理生化响应

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