保水劑與氮肥互作對(duì)沿海防護(hù)竹林抗旱性的影響研究

保水劑與氮肥互作對(duì)沿海防護(hù)竹林抗旱性的影響研究本文通過對(duì)5種沿海防護(hù)竹林土壤含水率以及竹子葉片形態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量和觀察,并對(duì)葉片形態(tài)劃分等級(jí),直接根據(jù)土壤含水率的監(jiān)測(cè)值,同時(shí)參照竹種葉片形態(tài)的變化,設(shè)定了干旱脅迫程度的土壤水分含量區(qū)間,分別對(duì)應(yīng)為輕度脅迫(LS)、中度脅迫(MS)、重度脅迫(HS)。研究在干旱脅迫下,單獨(dú)不同量保水劑處理及保水劑與氮肥互作,5個(gè)竹種相關(guān)生理生化指標(biāo)的抗旱響應(yīng)機(jī)制。最后應(yīng)用因子分析、隸屬函數(shù)分析法對(duì)5個(gè)竹種在干旱脅迫下不同處理的生理生化響應(yīng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),挑選出各個(gè)竹種最佳的保水劑配比。結(jié)果如下：(1)干旱脅迫下,5個(gè)竹種的葉片都出現(xiàn)萎蔫、枯黃和失水皺縮等現(xiàn)象,但施用保水劑處理的抑制小于空白對(duì)照。(2)單獨(dú)不同保水劑處理時(shí),各竹種葉綠素含量都隨著脅迫程度的加強(qiáng)大體呈先升高后降低的趨勢(shì),但都高于對(duì)照。在各脅迫期,勃氏甜龍竹在保水劑3Okg/hm2時(shí)葉綠素含量最高,分別比對(duì)照提高了18.49%、14.86%、19.60%；花吊絲竹在保水劑90kg/hm2時(shí)最高,分別比對(duì)照提高了38.25%、12.53%、25.32%；大頭典竹、綠竹、麻竹在保水劑60kg/hm2時(shí)最高,各自分別在不同脅迫期提高了26.49%、18.96%和17.54%,61.19%、27.69%和40.71%,23.85%、36.97%和31.93%。不同量保水劑處理時(shí),葉綠素?zé)晒鈪?shù)qP和NPQ都隨著脅迫程度的加強(qiáng)大體呈先升高后降低的趨勢(shì),但都高于對(duì)照,Fv/Fm和Yield隨干旱脅迫的加劇都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在各脅迫期,相同的保水劑處理下,勃氏甜龍竹的葉綠素?zé)晒鈪?shù)都最高,且相比對(duì)照組升高的值在5個(gè)竹種中也最高,其值基本都在0.7以上,較為穩(wěn)定;在各個(gè)脅迫期,每個(gè)竹種的葉綠素?zé)晒鈪?shù)都隨著保水劑的增加而升高。(3)單獨(dú)不同保水劑處理時(shí),隨著干旱脅迫的加劇,不同保水劑與氮肥處理下5個(gè)竹種的電解質(zhì)滲透率、可溶性糖呈上升趨勢(shì),但脯氨酸、可溶性蛋白出現(xiàn)“先升高后下降”的變化趨勢(shì),相同的是,每個(gè)脅迫期,這幾個(gè)指標(biāo)含量隨保水劑用量的增加而增加,并高于對(duì)照組,且不同脅迫期,同種保水劑處理,勃氏甜龍竹這些指標(biāo)含量都處于5個(gè)竹種之首。各脅迫期,勃氏甜龍竹電解質(zhì)滲透率分別都在保水劑30kg/hm2處理時(shí)最低,相比對(duì)照組分別降低了71.43%、33.33%、13.68%：花吊絲竹各脅迫期保水劑90kg/hm2處理都最低,電解質(zhì)滲透率比對(duì)照組分別降低了51.72%、26.92%、3.23%；大頭典竹、綠竹、麻竹各脅迫期都分別對(duì)應(yīng)在保水劑60kg/hm2、60kg/hm2、90kg/hm2時(shí)最低,電解質(zhì)滲透率比對(duì)照組分別降低了60.71%、25.00%和9.47%,75.00%、31.08%和5.38%,76.67%、35.90%和7.69%。(4)單獨(dú)不同保水劑處理時(shí),各脅迫期,勃氏甜龍竹可溶性蛋白含量分別都在保水劑30kg/hm2處理時(shí)最高,相比對(duì)照組分別提高了45.31%、75.43%、72.15%；大頭典竹、綠竹各脅迫期都在保水劑60kg/hm2時(shí)最高,各自分別在各脅迫期比對(duì)照組提高了71.11%、60.39%和80.95%,71.74%、52.04%和55.79%；花吊絲竹各脅迫期在保水劑90kg/hm2處理都最高,可溶性蛋白含量比對(duì)照組分別提高了64.60%、67.29%、88.76%；麻竹各脅迫期可溶性蛋白含量分別在保水劑6Okg/hm2、60kg/hm2、90kg/hm2時(shí)最高,相比比對(duì)照組分別提高了91.72%、56.42%、79.66%。(5)單獨(dú)不同保水劑處理時(shí),各脅迫期,勃氏甜龍竹可溶性糖含量分別都在保水劑3Okg/hm2處理時(shí)最高,相比對(duì)照組分別提高了56.57%、42.74%、56.60%;大頭典竹、麻竹各脅迫期都在保水劑60kg/hm2時(shí)最高,各自分別在各脅迫期比對(duì)照組提高了57.50%、24.58%和32.76%,114.55%、59.64%和33.05%;花吊絲竹各脅迫期在保水劑90kg/hm2處理都最高,可溶性糖含量比對(duì)照組分別提高了393.01%、60.55%、283.11%；綠竹各脅迫期可溶性糖含量分別在保水劑6Okg/hm2、90kg/hm2、60kg/hm2時(shí)最高,相比比對(duì)照組分別提高了70.41%、92.43%、61.02%。(6)單獨(dú)不同保水劑處理時(shí),各脅迫期,勃氏甜龍竹脯氨酸含量分別在保水劑90kg/hm2、30kg/hm2、90kg/hm2處理時(shí)都最低,相比對(duì)照組分別降低了11.60%、7.81%、25.34%;大頭典竹各脅迫期保水劑90kg/hm2處理都最低,脯氨酸含量比對(duì)照組分別降低了9.38%、3.97%、18.50%;花吊絲竹各脅迫期保水劑30kg/hm2處理都最低,脯氨酸含量比對(duì)照組分別降低了72.90%、15.20%、41.41%；綠竹各脅迫期都相對(duì)應(yīng)分別在保水劑3Okg/hm2、60kg/hm2、30kg/hm2時(shí)最低,脯氨酸含量比對(duì)照組分別降低了84.58%、20.36%、93.42%;麻竹各脅迫期在保水劑30kg/hm2處理都最低,脯氨酸含量比對(duì)照組分別降低了25.90%、11.01%、31.47%(7)單獨(dú)不同保水劑處理時(shí),MDA含量隨著干旱脅迫的加劇呈增加趨勢(shì),但在每個(gè)脅迫期,隨保水劑的增加而呈現(xiàn)降低的趨勢(shì),且都低于對(duì)照組。勃氏甜龍竹的MDA含量在5個(gè)竹種中是最低的,其保水劑30kg/hm2、60kg/hm2、90kg/hm2處理時(shí)分別在輕、中、重脅迫期相比對(duì)照下降了17.28%、20.93%和21.35%,11.11%、15.12%和16.85%,9.88%、15.07%和14.61%(8)單獨(dú)不同保水劑處理時(shí),SOD和POD活性都隨著脅迫程度的加劇呈先升高后降低的趨勢(shì),但都高于對(duì)照組。除花吊絲竹的SOD和POD活性隨保水劑用量的增加逐漸升高外,其余4個(gè)竹種的SOD和POD活性隨保水劑用量的增加,先升高后降低,并高于對(duì)照組。保水劑60kg/hm2處理在輕度脅迫時(shí),5個(gè)竹種的SOD活性普遍較高,其大小順序?yàn)椋壕G竹>大頭典竹>麻竹>勃氏甜龍竹>花吊絲竹,分別比對(duì)照組升高了142.85%、134.88%、104.70%、159.08%、228.31%。對(duì)于POD活性來說,保水劑60kg/hm2處理在輕度脅迫時(shí)POD活性也較各脅迫期其他處理高,表現(xiàn)為：勃氏甜龍竹>大頭典竹>綠竹>麻竹>花吊絲竹,分別比對(duì)照組升高了53.88%、157.22%、196.59%、33.22%、89.62%.縱觀所有指標(biāo)結(jié)果,干旱脅迫下,單施保水劑時(shí),勃氏甜龍竹保水劑用量在30kg/hm2時(shí)施用效果最好,花吊絲竹在90kg/hm2時(shí)最好,其他竹種卻都在6Okg/hm2時(shí)最好。(9)保水劑與氮肥混施時(shí),隨干早加重,勃氏甜龍竹與大頭典竹都在中水高氮時(shí)葉綠素含量最高,各自在各脅迫期分別比對(duì)照提高了49.64%、32.76%和19.37%,45.45%、15.14%和37.03%;花吊絲竹在低水中氮時(shí)葉綠素含量最高,各自分別比對(duì)照提高了40.31%、43.07%、45.84%；綠竹在高水中氮、高水低氮、低水中氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了89.67%、55.18%、37.86%；麻竹則在中水高氮、中水高氮、低水中氮時(shí)最低,各自分別比對(duì)照提高了36.96%、36.89%、44.89%。(10)混施時(shí),5個(gè)竹種的葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fv/Fm和Yield隨干旱脅迫的加劇都呈現(xiàn)下降趨勢(shì),輕度脅迫時(shí)大部分竹種都在中氮混施時(shí)Fv/Fm最高,高、低水分別與高、低氮混施時(shí)Yield最高,除花吊絲外,Fv/Fm和Yield基本能分別保持在0.7以上和0.4以上；中度脅迫時(shí),大多在低水混施時(shí)Fv/Fm和Yield都最高,重度脅迫時(shí),大多在也一樣在低水混施時(shí)Fv/Fm和Yield最高,但更傾向中、高氮與低水混施,此時(shí)Fv/Fm除勃氏甜龍竹外都高于0.7,Yield都高于0.4。各脅迫期,各竹種的qP值和NPQ值最高時(shí)的處理沒有特別的變化規(guī)律。(11)混施時(shí),各脅迫期每個(gè)竹種各處理的電解質(zhì)滲透率都低于對(duì)照組,隨干旱加重,勃氏甜龍竹分別在高水低氮、低水中氮、中水低氮時(shí)電解質(zhì)滲透率最低,各脅迫期分別比對(duì)照降低了76.36%、36.99%、15.96%；大頭典竹分別在高水高氮、高水高氮、中水中氮時(shí)最低,分別比對(duì)照降低了45.61%、77.33%、18.75%;花吊絲竹在中水中氮、高水中氮、高水低氮時(shí)最低,各脅迫期分別為分別比對(duì)照降低了69.84%、15.79%、34.00%；綠竹在高水中氮、中水高氮、中水高氮時(shí)最低,分別比對(duì)照降低了63.33%、37.50%、27.55%；麻竹則在中水中氮、中水中氮、高水低氮時(shí)最低,分別比對(duì)照降低了72.46%、34.88%、11.34%。(12)混施時(shí),對(duì)于可溶性蛋白含量,隨脅迫加重,也是總體呈先升高后降低的趨勢(shì),大部分處理都高于對(duì)照組,各脅迫期,勃氏甜龍竹分別在低水低氮、高水高氮、高水高氮時(shí)可溶性蛋白含量最高,各自分別比對(duì)照提高了31.19%、156.92%、106.33%;大頭典竹分別在低水低氮、低水高氮、高水高氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了78.29%、76.52%、300.00%：花吊絲竹在高水高氮、高水低氮、低水高氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了97.20%、63.95%、64.84%;綠竹在中水中氮、高水低氮、中水中氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了147.78%、137.20%、152.17%；麻竹則在低水低氮、低水低氮、中水低氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了175.28%、229.17%、150.00%。(13)混施時(shí),各脅迫期,隨著脅迫加重,可溶性糖總體呈先升高后降低的趨勢(shì),且都高于對(duì)照。勃氏甜龍竹可溶性糖含量分別在中水低氮、高水高氮、中水低氮時(shí)可溶性糖含量最高,各自分別比對(duì)照提高了16.33%、6.14%、17.91%；大頭典竹分別在中水中氮、中水中氮、高水中氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了30.92%、32.83%、11.15%;花吊絲竹在中水中氮、低水高氮、低水中氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了34.58%、35.10%、36.38%；綠竹在中水低氮、中水中氮、高水低氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了58.78%、44.11%、19.53%;麻竹則在高水高氮、高水高氮、低水高氮時(shí)最高,各自分別比對(duì)照提高了29.19%、32.30%、16.12%。(14)混施時(shí),5個(gè)竹種的脯氨酸含量也隨著干旱加劇先升高后降低,且依然高于對(duì)照組,各脅迫期,勃氏甜龍竹分別在中水中氮、高水中氮、中水中氮時(shí)脯氨酸含量最高,各自分別為8.73%、11.30%、46.39%；大頭典竹分別在低水低氮、高水高氮、低水低氮時(shí)最高,各自分別為41.84%、13.58%、82.64%;花吊絲竹在低水低氮、低水低氮、低水低氮時(shí)最高,各自分別為102.48%、16.97%、67.34%;綠竹在低水中氮、高水低氮、低水中氮時(shí)最高,各自分別為80.28%、28.05%、88.51%；麻竹則在中水高氮、高水中氮、中水高氮時(shí)最高,各自分別為65.57%、31.34%、79.87%。(15)混施時(shí),各脅迫期每個(gè)竹種各處理的MDA含量都低于對(duì)照組,說明有施用保水劑和肥料能夠減少膜脂透性。各脅迫期,勃氏甜龍竹分別在高水低氮、高水中氮、高水中氮時(shí)MDA含量最低,各自分別為比對(duì)照降低了51.85%、81.8%、95.47%;大頭典竹分別在高水高氮、中水低氮、中水低氮時(shí)最低,各自分別為比對(duì)照降低了61.62%、79.91%、87.21%;花吊絲竹在高水低氮、高水低氮、高水高氮時(shí)最低,各自分別為比對(duì)照降低了58.82%、53.33%、96.43%綠竹在中水低氮、低水中氮、低水中氮時(shí)最低,各自分別為比對(duì)照降低了55.81%、90.53%、94.21%;麻竹則在高水低氮、低水中氮、低水中氮時(shí)最低,各自分別為比對(duì)照降低了56.71%、93.33%、96.43%。(16)混施時(shí),各脅迫期,勃氏甜龍竹分別在低水低氮、低水低氮、高水高氮時(shí)SOD活性最高,各自比對(duì)照分別高出1.05、1.79、1.11倍；大頭典竹分別在中水中氮、中水中氮、中水中氮時(shí)最高,各自比對(duì)照分別高出0.91、0.69、4.65倍；花吊絲竹在低水低氮、低水低氮、中水中氮時(shí)最高,各自比對(duì)照分別高出0.51、0.52、2.53倍;綠竹在低水低氮、中水高氮、高水高氮時(shí)最高,各自比對(duì)照分別高出1.21、0.65、6.24倍；麻竹則在低水低氮、低水低氮、高水中氮時(shí)最高,各自比對(duì)照分別高出0.57、0.60、1.24倍。(17)混施時(shí),各脅迫期,勃氏甜龍竹分別在高水中氮、高水中氮、低水中氮時(shí)POD活性最高,各自比對(duì)照分別高出6.66、6.08、1.89倍；大頭典竹分別在低水中氮、中水中氮、中水低氮時(shí)最高,各自比對(duì)照分別高出13.85、7.05、1.87倍；花吊絲竹在低水中氮、低水中氮、中水高氮時(shí)最高,各自比對(duì)照分別高出38.27、31.86、2.36倍；綠竹在高水中氮、高水中氮、低水中氮時(shí)最高,各自比對(duì)照分別高出25.66、18.95、5.76倍；麻竹則在高水高氮、高水高氮、中水低氮時(shí)最高,各自比對(duì)照分別高出16.83、10.12、1.09倍。(18)通過對(duì)5個(gè)竹種進(jìn)行因子分析,以特征根大于1,累積貢獻(xiàn)率大于或等于85%的原則,提取主成分因子。結(jié)果表明：勃氏甜龍竹取三個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率為85.988%;大頭典竹取四個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率為88.149%花吊絲竹取四個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率為91.109%;綠竹取三個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率為86