楠木幼苗对不同光照强度及硅肥的生理响应

【目的】探究楠木幼苗对不同光照强度及硅肥的生理响应特征,为楠木林下更新及混交造林提供理论依据。【方法】以楠木1年生幼苗为研究对象,采用黑尼龙网布覆盖模拟相对光照强度分别为100%(全光照,CK),60%,40%,15%,5%的遮荫网室,将盆栽楠木幼苗移入不同相对光照强度遮荫网室中,分别添加0,1000,2000,4000 mg/kg水溶性硅肥(SiO 2含量≥50%),测定不同处理楠木幼苗的苗高增长量和地径增长量,分析处理早期(2021年8月,处理4个月)、中期(2021年12月,处理8个月)和晚期(2022年4月,处理12个月)不同处理楠木幼苗叶片生理指标(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA))的变化。【结果】在同一相对光照强度下,随着硅添加量的增加,楠木苗高增长量和地径增长量总体先上升后下降,在相对光照强度为15%~40%条件下添加1000~2000 mg/kg硅明显提高了楠木苗高增长量和地径增长量。处理早期,当硅添加量相同时,随着相对光照强度的降低,楠木幼苗叶片SOD、POD和CAT活性总体先下降后升高,可溶性糖、可溶性蛋白和MDA含量总体先升高后下降;处理中期,当硅添加量相同时,随着相对光照强度的降低,楠木幼苗叶片SOD、POD活性和可溶性糖含量总体先升高后下降,CAT活性和MDA含量总体先下降后升高,可溶性蛋白含量无明显变化规律;处理晚期,当硅添加量相同时,随着相对光照强度的降低,楠木幼苗叶片SOD、POD和CAT活性和可溶性糖、可溶性蛋白含量总体先升高后下降,MDA含量总体先下降后升高。在处理早期、中期和晚期,在同一光照强度下,随着硅添加量的增加,楠木幼苗叶片生理指标有明显差异。在相对光照强度为5%~40%条件下,添加1000~2000 mg/kg硅明显提高了楠木幼苗叶片SOD和CAT活性;在不同相对光照强度下添加1000~2000 mg/kg硅总体明显提高了楠木幼苗叶片可溶性糖含量。在相对光照强度为5%~15%条件下,添加2000 mg/kg硅可明显提高楠木幼苗的可溶性蛋白含量。在相对光照强度为15%~40%条件下,添加1000~4000 mg/kg硅可明显降低幼苗叶片MDA含量。【结论】不同相对光照强度下硅对楠木幼苗生长及叶片生理指标有明显影响。适当遮荫有利于楠木幼苗的生长,且在此基础上添加硅肥将进一步提高楠木幼苗应对光照胁迫的适应性,有利于楠木林的更新。

外源硅添加对楠木幼苗生长及光合特性的影响

为探究外源硅添加对光照胁迫下楠木(Phoebe bournei)幼苗生长的影响,以楠木1 a生幼苗为研究对象,分析不同光照强度和硅添加对楠木幼苗生长、生物量、叶形态和光合参数的变化。结果表明,遮荫与硅添加对楠木幼苗生长和光合性状产生了显著影响,适度的遮荫和硅添加有利于楠木幼苗苗高、地径、各器官生物量和叶形态(叶长、叶宽和叶面积)的生长。光照强度的降低有利于楠木幼苗叶片叶绿素的积累,在15%~60%光照强度下硅添加进一步促进了叶绿素的积累,使楠木幼苗更适应光照胁迫;在15%~40%的中低光照强度下1 000~2 000mg/kg的硅添加有利于提高楠木幼苗叶片的叶绿素荧光参数,促进楠木幼苗的光合作用;而40%光照强度下1 000~2 000mg/kg的硅添加更有利于提高楠木幼苗叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,降低胞间CO_(2)浓度,促进楠木幼苗光合能力的提高,提高楠木幼苗光照胁迫适应能力。因此,楠木幼苗适宜在一定的遮荫条件下更新造林,而硅添加有利于缓解光照胁迫,改善楠木幼苗在不同光照强度下的叶形态和光合作用效率,提高其对光照胁迫的生长适应性,进而促进苗木的生长,有利于造林更新成效的提高。

郭岩山不同海拔土壤养分对丝栗栲细根碳、氮、磷及其化学计量特征影响

【目的】丝栗栲(Castanopsis fargesii)是中国亚热带地区至关重要的建群树种。细根作为植物体内最活跃和敏感的地下器官,其生态化学计量特征可为探索外界生存环境变化对植物内在机制的影响提供理论依据。而海拔可使温度、光照、湿度和大气压等因子发生变化,进而对细根产生一定的影响。【方法】研究以郭岩山自然保护区不同海拔高度(600,800,1000 m)丝栗栲天然林为研究对象,分别测定了不同海拔丝栗栲细根及土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,旨在揭示丝栗栲天然林细根在不同海拔下对土壤养分变化的适应规律。探索细根各项指标参数与土壤环境之间的相互关系,为天然林更新保护提供一定的参考和借鉴。【结果】(1)丝栗栲细根C、N、P、C∶N、C∶P、N∶P含量平均值分别为(431.34±3.16)mg/g、(12.81±0.51)mg/g、(1.66±0.06)mg/g、36.77±1.46、1122.71±88.36和8.41±0.47,其中丝栗栲细根N、P含量高于我国平均水平,C、C∶N、N∶P含量低于我国平均水平且N∶P<12;(2)海拔对丝栗栲细根根际土化学元素及化学计量比均存在显著(C含量)和极显著影响(N含量、P含量、C∶N、C∶P、N∶P),而对丝栗栲细根除C∶N比影响不显著外,其余元素及化学计量比均存在极显著影响;(3)丝栗栲细根C、N、P含量均随海拔梯度变化具有显著差异,且细根C、N、N∶P在800 m海拔处数值大于600 m以及1000 m海拔处;(4)细根N、P含量分别与土壤N、P含量呈极显著正相关关系。【结论】丝栗栲细根化学元素含量在海拔梯度上存在显著变化,且与土壤化学元素之间存在密切关系,其中在800 m海拔处的土壤环境与气候较适宜丝栗栲细根对N元素的吸收,丝栗栲细根N∶P<12,表明郭岩山丝栗栲细根的生长在一定程度上受到N元素含量的限制,土壤N含量的提高有利于促进丝栗栲细根对P元素的吸收。

氮添加对南方红豆杉叶功能性状及其可塑性的影响

【目的】氮沉降是显著影响林木生长的重要因素之一,南方红豆杉(Taxus chinensis var. mairei)是我国南方地区主要造林树种之一。研究南方红豆杉对氮添加环境的适应为营造林更新提供一定理论依据。【方法】研究以一年生南方红豆杉幼苗作为试验材料,设计盆栽实验,以NH4NO3作为外加氮源,设置4个土壤氮添加梯度(CK 0 kg/hm2,低氮40 kg/hm2,中氮80 kg/hm2,高氮160 kg/hm2)模拟氮沉降后的土壤环境,一年后测定南方红豆杉叶功能性状。【结果】(1)低氮添加对南方红豆杉各叶结构性状指标均有不同程度的抑制作用,但中高氮添加下比叶面积的回升辅以较小的叶厚度增强了叶片光合作用,在恢复部分叶片生物量的同时也提高了整体抗逆性,但整体指标仍不及CK处理。(2)受氮添加影响,南方红豆杉叶片磷显著提高而钾钙无显著变化,说明磷制约了叶片磷钾比与磷钙比,而钾与钙共同限制叶片钾钙比。(3)氮添加后叶厚度与比叶面积呈极显著负相关,与各化学性状均呈负相关关系,表明氮添加环境下南方红豆杉更倾向于养分储存而非快速生长。(4)CK处理的南方红豆杉幼苗可塑性最强,各处理下叶片化学性状的响应较结构性状更为迅速,表明氮添加环境削弱了南方红豆杉对叶结构性状的改变能力,生长策略也更加保守。【结论】南方红豆杉通过有限地增加比叶面积与减小叶厚度等适应性变化应对氮添加环境,通过提高磷元素利用率及调节化学计量比维持稳定生长并提高自身抗逆性,因此在林业生产中应适度控制传统氮肥的施用量并提高钾钙肥的施用配比,这将有助于提高南方红豆杉应对未来气候变化的适应能力。

不同光照强度下硅肥添加对木荷幼苗叶片性状及光合生理特性的影响

[目的]探究木荷幼苗在不同光照强度下对硅肥添加的响应,为提高木荷幼苗的光适应性与造林成效提供指导。[方法]以一年生的木荷幼苗为研究对象,设置5种不同的光照强度梯度(L_(1):76910.37±1025.23lx、L_(2):46123.75±915.26 lx、L_(3):31006.29±534.82 lx、L_(4):11695.45±485.21 lx和L_(5):3813.28±289.58 lx),各光照强度接近于全光照的100%、60%、40%、15%与5%,以及4个硅肥添加处理(Si_(0):0 mg·kg^(-1),Si_(1):1000 mg.kg^(-1),Si_(2):2000 mg.kg^(-1),Si_(3):4000 mg·kg^(-1))。通过测定木荷幼苗苗高、地径增长量、叶片形态指标、叶绿素荧光参数、光合参数及叶绿素含量,分析光照强度和硅肥添加对木荷幼苗的生长、叶片性状及光合生理特征的影响。[结果]研究表明:1)与全光照相比,遮荫促进了幼苗的苗高生长和生物量积累,降低了地径增长量;叶长宽比、叶面积(LA)、和比叶面积(SLA)显著增加,叶干质量(LDW)增加。同时,遮荫显著增加了幼苗的PSII潜在光化学效率(F_(v)/F_(o)),降低了PSII最大光合量子产量(F_(v)/F_(m)),并且显著提高了净光台速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))和蒸腾速率(T_(r)),以及木荷叶绿素a(ChIa)和总叶绿素(ChI)含量,叶绿素b(ChIb)沿光强梯度先增后减。2)与未施硅肥相比,施用硅肥后,苗高增长量、地径增长量和总生物量显著增加;叶长宽比、LA、SLA和LDW总体沿硅肥添加梯度先上升后下降。F_(v)/F_(o)、F_(v)/F_(m)均显著上升;各处理间P_(n)、G_(s)、C_(i)、T_(r)差异显著;ChIa、ChIb和ChI含量显著上升。[结论]木荷幼苗更适合在适度遮荫的光环境下(11000~46000 lx)生长,适度的施用硅肥(1000~2000mg·kg^(-1))可有效缓解光抑制对幼苗的损伤,提高木荷幼苗对不同光照强度的生长适应性。