外源酚酸對歐美楊Ⅰ-107水培幼苗形態(tài)與生理生化特性的影響.pdf

1、連作楊樹人工林地力衰退與楊樹根際酚酸物質(zhì)的累積關(guān)系密切，深入研究楊樹根系在酚酸環(huán)境中的生理變化和生長發(fā)育規(guī)律對揭示連作楊樹人工林地力衰退機(jī)理具有重要意義。本研究以黑楊派歐美楊Ⅰ-107（Populus×euramericana‘Neva’）水培幼苗為試材，參照二代楊樹人工林根際土壤中的酚酸含量（X），在改良Hoagland營養(yǎng)液中設(shè)置五個酚酸濃度梯度（0X（CK）、0.5X、1.0X、1.5X、2.0X），測定酚酸處理后第1、5、10、

2、20、30和40天的根系生理生化特性、植株硝態(tài)氮吸收利用、光合生理特征和處理后第40天的植株形態(tài)數(shù)據(jù)。
　　 試驗結(jié)果表明：
　　 （1）形態(tài)特征：隨著外源酚酸濃度的提高，楊樹幼苗根尖數(shù)、根系長度、根系表面積、根系分枝數(shù)、根系分形維數(shù)以及根系干重均顯著下降；根系直徑出現(xiàn)顯著的增大（P<0.05）；葉片數(shù)量、葉片寬度、葉面積、葉片形狀因子（葉面積/等周長圓面積比值）、葉片干重、枝條長度、枝條基徑和枝條干重受到較高濃度酚酸處

3、理（1.5X，2.0X）的顯著抑制（P<0.05）；葉片長度、葉片干重和枝條干重受到較低濃度酚酸處理（0.5X）的顯著促進(jìn)（P<0.05）。多數(shù)形態(tài)特征受低濃度酚酸處理（0.5X）的促進(jìn)而受高濃度酚酸處理（1.5X，2.0X）的抑制，這表明酚酸對楊樹幼苗生長的影響是不均衡的，同時其作用效應(yīng)方向與酚酸濃度水平具有密切關(guān)系。根尖附近側(cè)根發(fā)育受到酚酸處理的抑制，根系形狀逐漸由柱形（0X）向倒金字塔形（0.5X、1.0X）和傘形（1.5X、2.

4、0X）過渡，高濃度酚酸導(dǎo)致根尖壞死。根系顏色逐漸由乳白色（0X）向褐色（0.5X、1.0X）、黑褐色（1.5X）、黑色（2.0X）過渡。
　　 （2）根系生理特征：低濃度酚酸（0.5X）可提高楊樹根系超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）的活性，而高濃度酚酸（1.0X、1.5X和2.0X）則顯著抑制兩種酶的活性（P<0.05）。根系活力隨酚酸濃度的提高而顯著降低（P<0.05）：根系丙二醛含量以及根系傷害度隨酚酸濃度的提

5、高而顯著提高（P<0.05）。
　　 （3）硝態(tài)氮的吸收利用：48 h動態(tài)測定發(fā)現(xiàn)酚酸物質(zhì)對硝態(tài)氮的吸收存在顯著的抑制作用（P<0.05）；處理后第40天，低濃度酚酸（0.5X、1.0X）導(dǎo)致硝態(tài)氮在植株體內(nèi)發(fā)生積累，而高濃度酚酸（1.5X、2.0X）導(dǎo)致植株硝態(tài)氮含量下降；酚酸物質(zhì)明顯抑制植株硝酸還原酶活性，處理后第40天各處理間表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05）；酚酸物質(zhì)處理后期，植株亞硝態(tài)氮含量表現(xiàn)出升高的趨勢。酚酸濃度與處理

6、時間對楊樹水培苗硝態(tài)氮的生理效應(yīng)關(guān)系可以用多元線性模型模擬。
　　 （4）光合生理特征：較高濃度酚酸處理（1.0X、1.5X、2.0X）導(dǎo)致葉片、枝條及根系水分飽和虧提高，這種水分狀況的變化對幼苗生理代謝具有不利影響；較高濃度酚酸（1.0X、1.5X和2.0X）處理后第5天既導(dǎo)致楊樹幼苗葉片葉綠體色素含量顯著下降（P<0.05）；酚酸對楊樹幼苗氣孔導(dǎo)度和凈光合速率總體上表現(xiàn)為抑制作用，葉片對不同光強(qiáng)的綜合利用能力因酚酸的作用而表

7、現(xiàn)出下降的趨勢；酚酸物質(zhì)在處理前期抑制葉片呼吸速率而后期則誘導(dǎo)呼吸速率增強(qiáng)。
　　 （5）指標(biāo)相關(guān)分析：根尖數(shù)與葉片寬度、葉面積、葉片干重呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與葉片數(shù)量、枝條長度、枝條基徑、枝條干重呈顯著正相關(guān)關(guān)系；根長與葉片寬度，葉面積呈顯著正相關(guān)關(guān)系；根系干重與葉片寬度、葉面積、葉片干重呈顯著正相關(guān)關(guān)系；根系傷害度與根系活力和硝態(tài)氮吸收速率呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與根系POD活性呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與根系丙二醛含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系

8、；根系POD活性與根系SOD活性、根系活力、根系硝態(tài)氮吸收速率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與根系傷害度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；根系SOD活性與根系POD活性呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與其他生理指標(biāo)沒有顯著相關(guān)關(guān)系。
　　 （6）指標(biāo)主成分分析：根尖數(shù)、根系表面積、根系分枝數(shù)、根系分形維數(shù)、葉片長度、葉片長寬比、葉片寬度、葉面積、根系干重和葉片干重等10個指標(biāo)對于反映外源酚酸對楊樹植株形態(tài)特征的影響方面作用較明顯；根系POD活性、根系活力、根系丙二醛含量

9、、根系傷害度和植株硝態(tài)氮吸收速率等5個指標(biāo)對于反映外源酚酸對楊樹根系生理特征的影響方面作用較明顯；根系水分飽和虧、枝條水分飽和虧、葉片水分飽和虧、總?cè)~綠素含量和類胡蘿卜素含量等5個指標(biāo)對于反映外源酚酸對楊樹光合生理特征的影響方面作用較明顯。
　　 外源酚酸對楊樹幼苗根系形態(tài)發(fā)育和部分生理生化特性所造成的影響改變了根系吸收、運輸?shù)裙δ?，影響了植株整體水分、礦質(zhì)養(yǎng)分代謝，干擾了植株同化和干物質(zhì)分配過程，從而對植株的整體生長發(fā)育產(chǎn)生間