不同盐胁迫下施肥对楸树光合特性的影响文献综述

 2022-04-10 10:04

楸树(Catalpa bungei)是紫葳科梓属树种,原产中国的小乔木,叶面深绿色,叶背无毛,叶三角状卵形或卵状长圆形。楸树是我国生态幅度较大的优良乡土树,目前对楸树的主要生物学特性、种质资源现状、良种选育、繁殖技术、造林技术等方面开展了较为系统的研究,取得了初步成果。

盐渍土壤又称盐碱土,是指盐土,盐化土壤以及碱土和碱化土壤的总称。无论何种盐渍土壤,由于土壤中无机离子含量高,作物生长在此均会受到伤害,轻者出苗率低,生长矮小,产量低,重者颗粒无收。由于盐胁迫对大部分植物的生长发育都有抑制作用,这使得盐碱地区的生态环境建设受到了极大的限制,尤其是以人工林为主体的森林生态系统的建立。盐胁迫抑制植物生长的机理是一系列复杂的生理反应综合作用的结果。盐胁迫下土壤理化特性可直接影响植物光合特性。而光合作用是植物生长发育的重要生理活动,光合生理特性和叶绿素含量可反映植物光合生产力和实际光合产量水平,最终影响作物生长状况。

盐胁迫对作物生长的抑制作用可通过渗透胁迫、离子毒害等方式降低作物光合作用,抑制植物生长,导致产量和品质下降,甚至死亡。

植物在土壤盐分过多的条件下表现为吸水困难,生物膜破坏,呼吸速率下降,光合速率下降,叶绿素被破坏,气孔关闭,蛋白质水解等生理代谢素乱最终引起地上部生长下降叶片脱落根系生长受抑制等表型的破坏。

叶绿素含量能在一定程度上反映植物光合作用的强弱,同时,叶绿素含量降低也是植物遭受逆境胁迫的重要特征之一,RWC 是反映植物水分状况的参数,它可反映植物的耐盐能力。盐胁迫环境下,植物会出现脱水现象,导致体内 RWC下降。逆境胁迫下,细胞的渗透失水会破坏细胞膜、酶及蛋白质的结构与功能。脯氨酸作为一种重要的渗透调节物质,它可提高细胞的渗透调节能力,从而降低对细胞膜、酶及蛋白质结构与功能的伤害。EL 是衡量植物受伤害程度的指标之一,它可反映植物在盐胁迫条件下的适应能力。细胞膜是植物抵御逆境胁迫伤害的关键组织,在盐胁迫下,细胞膜系统会受到伤害进而丧失选择性,从而引起细胞内电解质外渗,电解质渗透率增高。离子胁迫是植物受到盐害时产生的最主要胁迫,当大量的盐离子进入细胞后,如果无法及时被清除就会对细胞质内的细胞器、各种酶类、DNA和细胞膜结构及上面的膜蛋白产生毒害。可以通过建立适应盐碱地作物生长发育相配套的栽培管理技术来提高植物抗盐性。

适当比例 N、P、K 配施能够有效提高楸树苗木生物量,提高苗木 N、P、K含量和氮肥利用效率,P 肥对苗木根系生物量的积累有显著作用.当植物受到光合以及养分条件的限制时,会通过适当改变其生物量分配来提高它的适应程度及竞争能力,生物量及其分配直接影响植物的生长,合理施肥是提高植物生物量的有效措施.土壤 N、P、K 的供应是植物营养元素与分配的主要影响因素之一。

光合作用是绿色植物正常生长发育必须的物质和能源。它是植物体将太阳能转化为化学能的最重要的生化途径之一。研究表明,盐碱胁迫下光合作用受到抑制是植物正常生长受限的主要原因之一。一般认为,在逆境条件下,气孔和非气孔因素及其相互作用会导致植物光合速率下降。其次,逆境下光和色素含量的降低也导致了光合速率的降低。叶绿素含量被用来研宄细胞代谢的重要指标,胁迫导致植物叶片叶绿素含量下降已有很多报道,如韩浩章等研宄了盐胁迫对樟树生长的影响,结果显示在胁迫下,樟树的光和色素与光合速率呈现相同的趋势,均为先上升后下降。Chaves等研究发现,植物光合系统的部分功能在盐胁迫下受到抑制,光合系统电子传递链及能量运输受到一定的影响,最终降低了植物叶片中叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素等光合色素的含量,导致植物叶片光合作用受到抑制。唐玲等人发现盐胁迫显著降低了鸡爪槭幼苗的叶绿素a和叶绿素b的含量,进而抑制了叶片的光合作用,致使鸡爪槭幼苗的生长受到抑制。苗木叶片的光合作用在一定程度上受到盐分浓度的影响。研究表明,低浓度盐分通过刺激树木体内抗盐保护机制,降低叶绿素酶活性,促进叶绿素积累。高浓度的盐分大大抑制了苗木的细胞间CO2浓度、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,从而限制CO2通过气孔进入叶绿体参与叶片光合作用,导致净光合速率下降。赵澎等研究盐胁迫作用下枣树幼苗叶片的生理生态变化,发现盐胁迫可引起枣树幼苗叶片的渗透胁迫,导致叶片含水量降低,细胞间浓度降低,植物光合作用的降低和呼吸作用的增强,进一步抑制了水分和矿质营养物质向叶片的运输。

苗木施肥是人们有意识地向土壤中施用一定量的有机或无机养分或喷施在植物上,以达到改善苗木营养状况,促进苗木生长的目的,从而达到优质、低成本、高产的一种造林措施。通过对苗木生长生理的研究,发现苗木在正常生长中所需的矿质元素约有16种,苗木从空气中吸收氢、氧,而苗木所需的氮、磷、钾、钙、硫和镁则主要是从土壤中吸收。这些营养元素是苗木正常生长必不可少的条件,对苗木起着重要作用。如果缺乏这些营养元素,就会出现相应的元素缺乏症状,但营养元素也不能过多的被施用,多素造成苗木奢侈吸收或引起毒性。这些营养元素之间有一个共同点,即任一元素都不能被替代。当幼苗缺乏某种元素时,就必须加以补充。氮、磷、钾是苗木最需要的元素,而其他元素的需要量较少。在苗木的生理活动中,氮、磷、钾起着至关重要的作用,它们是苗木有机体的重要组成部分,它们起到触酶与缓冲的作用并影响原生质胶体系统的机能。因此,苗木施肥主要施用含有氮、磷、钾三种元素的肥料。根据不同苗木的生长生理活动对营养元素和土壤供应能力的需求,对苗木进行合理的营养补充,以满足苗木正常生长的需求,最大程度提高苗木产量与质量。

有关专家学者对楸树苗木进行了施肥试验,取得了一定的研究成果。不同专家学者研究了指数施肥对楸树生物量、光合特性、养分利用等方面的影响。白晶晶研究了不同施肥配方对楸树无性系生物量和养分利用的影响。邱权等研究了水肥耦合效应对楸树无性系delta;13C值和光合特性的影响。结果表明,光照强度与土壤水分之间存在显著的交互作用,光照强度与施氮量相互作用,光照强度与土壤水分与施氮量相互作用在各项指标的测定下均产生了不同程度的影响。总的来说,在高光、高水和高氮的组合下,楸树幼苗生长较好,但在弱光、水氮缺乏的环境下,楸树幼苗生长情况不好。吴俊文等研究了不同氮素指数施肥条件下,楸树叶片发育过程中各参数的变化趋势。近年来,15N同位素示踪已广泛应用于大豆、水稻、小麦、苹果等作物氮素转化、吸收、和分配利用的研究中。贾朋等以两年生楸无性系组培苗作为试验材料,应用15N示踪技术进行施肥。结果显示,5个楸树无性系的氮肥吸收率、利用率和分配率基本一致,氮肥利用率在27.14%~31.24%之间。5个楸树无性系对氮肥竞争力总体排序为叶gt;根gt;茎。

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