模拟三峡库区消落带土壤水分变化对落羽杉幼苗光合特性的影响

为三峡库区消落带植被恢复建设进行适生树种优选,本研究模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征设置了常规生长水分条件、轻度干旱水分胁迫、土壤水饱和以及水淹4个不同处理组,研究落羽杉当年实生幼苗光合特性以及生理生态适应机理.研究结果表明,不同水分处理均显著影响落羽杉幼苗光合色素、叶片气体交换以及资源利用效率.其中,水淹处理组光合色素含量一直处于最低,受到的影响最大且最为明显;与轻度干旱组和水饱和处理组在干重条件下的光合色素含量和对照组并无显著差异形成鲜明对比.各组叶绿素a与b比值介于2.043～2.691之间,叶绿素与类葫萝卜素含量比则介于3.079～4.514之间.在轻度干旱水分胁迫环境下,落羽杉幼苗表现出较低的光能利用效率、CO2利用效率和净光合速率,其净光合速率比正常下降24.9%;相反在土壤饱和水与水淹环境下,其光能利用效率、CO2利用效率和净光合速率并未受到显著影响,仍保持与正常生长条件下一致的水平.在整个实验期,落羽杉幼苗各组的水分利用效率均随时间延长而持续增加,以水淹组增幅最小,常规生长组最大.研究证实落羽杉树种具有喜水和耐水淹生理学特性,完全可以考虑将落羽杉树种列为三峡库区消落带防护林体系建设树种之一,但应避免将其置于干旱环境之中.

模拟三峡库区消落带土壤水分变化条件下落羽杉与池杉幼苗的光合特性比较

模拟三峡库区消落带土壤水分变化特征设置常规生长水分条件(CK组,土壤含水量为田间持水量的60%～63%)、轻度干旱水分胁迫(T1组,土壤含水量为田间持水量的47%～50%)、土壤水饱和(T2组,土壤表面一直处于潮湿状态)以及水淹(T3组,苗木根部淹水超过土壤表面1 cm)4个不同处理组,对落羽杉和池杉当年实生幼苗的光合特性以及生理生态适应机制进行对比研究.研究发现在T2和T3组,落羽杉幼苗的光合色素含量显著低于池杉幼苗.在CK组,2树种幼苗净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、水分利用效率WUE、表观光能利用效率LUEapp和表观CO2利用效率CUEapp的平均值均无显著差异.但是在T2组,落羽杉幼苗的Pn、LUEapp和CUEapp平均值显著低于池杉幼苗的平均值,与之在T3组的Gs平均值显著大于池杉幼苗形成鲜明对比.在T1组,2种植物的Pn、LUEapp和CUEapp平均值显著低于其他3种水分条件下的值.池杉幼苗在T1组仍然保持着与CK组一致的Tr和Gs平均值,与落羽杉幼苗在T1组的Tr和Gs平均值显著低于CK组形成对比.研究结果表明,落羽杉和池杉均具有耐水湿性特点,均可考虑列为三峡库区消落带防护林体系建设树种.但池杉树种的耐旱与耐水湿特性优于落羽杉,最适宜于在土壤饱和水环境中生长.

三峡库区消落带土壤水分变化对落羽杉(Taxodium distichum)幼苗根部次生代谢物质含量及根生物量的影响

模拟三峡库区消落带土壤淹水变化特征设置了常规生长水分条件(CK组,土壤含水量为田间持水量的60%～63%)、轻度干旱水分胁迫(T1组,土壤含水量为田间持水量的47%～50%)、土壤水饱和(T2组,土壤表面一直处于潮湿状态)以及水淹(T3组,苗木根部淹水超过土壤表面1cm)4个不同处理组,研究落羽杉当年实生幼苗根部次生代谢物质含量与生物量的变化(均以干重计)。研究表明,不同水分处理对落羽杉幼苗主根、侧根和根部苹果酸、莽草酸含量以及生物量的影响程度有所差异,其中以T3组受到的影响最为明显。主根苹果酸、莽草酸含量在整个试验期的总体平均值,T3组显著低于CK组,分别达28.0%和16.4%;相反侧根苹果酸、莽草酸总体平均含量T3组则极其显著地高于CK组分别达105.7%和152.6%,根部平均值T3组显著地高于CK组分别达32.7%和26.2%。与之形成鲜明对比,主根、侧根和根部苹果酸、莽草酸含量在整个试验期的总体平均值,T1、T2与CK组相互之间分别均无显著差异。各处理组之间主根生物量没有显著差异;与CK和T1组相比,T3组侧根生物量分别降低38.3%和40.8%,根部生物量分别降低31.9%和31.1%,但与T2组相比均未达到显著差异。主根苹果酸含量与根系各部分莽草酸含量和生物量之间均无显著相关性,相反侧根、根部的苹果酸与莽草酸含量以及二者与生物量相互间均表现出显著或极显著相关性。在三峡库区消落带土壤含水量变化条件下,落羽杉幼苗将充分利用侧根增强代谢适应调节能力,通过产生大量苹果酸和莽草酸、减少根部生物量积累适应根部水淹环境,通过维持与CK组同样水平的代谢和生长而适应轻度干旱与饱和水环境。