保水劑與氮肥互作對沿海防護竹林抗旱性的影響研究

保水劑與氮肥互作對沿海防護竹林抗旱性的影響研究本文通過對5種沿海防護竹林土壤含水率以及竹子葉片形態(tài)實時跟蹤測量和觀察,并對葉片形態(tài)劃分等級,直接根據(jù)土壤含水率的監(jiān)測值,同時參照竹種葉片形態(tài)的變化,設定了干旱脅迫程度的土壤水分含量區(qū)間,分別對應為輕度脅迫(LS)、中度脅迫(MS)、重度脅迫(HS)。研究在干旱脅迫下,單獨不同量保水劑處理及保水劑與氮肥互作,5個竹種相關生理生化指標的抗旱響應機制。最后應用因子分析、隸屬函數(shù)分析法對5個竹種在干旱脅迫下不同處理的生理生化響應進行綜合評價,挑選出各個竹種最佳的保水劑配比。結(jié)果如下：(1)干旱脅迫下,5個竹種的葉片都出現(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照。(2)單獨不同保水劑處理時,各竹種葉綠素含量都隨著脅迫程度的加強大體呈先升高后降低的趨勢,但都高于對照。在各脅迫期,勃氏甜龍竹在保水劑3Okg/hm2時葉綠素含量最高,分別比對照提高了18.49%、14.86%、19.60%；花吊絲竹在保水劑90kg/hm2時最高,分別比對照提高了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,葉綠素熒光參數(shù)qP和NPQ都隨著脅迫程度的加強大體呈先升高后降低的趨勢,但都高于對照,Fv/Fm和Yield隨干旱脅迫的加劇都呈現(xiàn)下降趨勢。在各脅迫期,相同的保水劑處理下,勃氏甜龍竹的葉綠素熒光參數(shù)都最高,且相比對照組升高的值在5個竹種中也最高,其值基本都在0.7以上,較為穩(wěn)定;在各個脅迫期,每個竹種的葉綠素熒光參數(shù)都隨著保水劑的增加而升高。(3)單獨不同保水劑處理時,隨著干旱脅迫的加劇,不同保水劑與氮肥處理下5個竹種的電解質(zhì)滲透率、可溶性糖呈上升趨勢,但脯氨酸、可溶性蛋白出現(xiàn)“先升高后下降”的變化趨勢,相同的是,每個脅迫期,這幾個指標含量隨保水劑用量的增加而增加,并高于對照組,且不同脅迫期,同種保水劑處理,勃氏甜龍竹這些指標含量都處于5個竹種之首。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處理時最低,相比對照組分別降低了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應在保水劑60kg/hm2、60kg/hm2、90kg/hm2時最低,電解質(zhì)滲透率比對照組分別降低了60.71%、25.00%和9.47%,75.00%、31.08%和5.38%,76.67%、35.90%和7.69%。(4)單獨不同保水劑處理時,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處理時最高,相比對照組分別提高了45.31%、75.43%、72.15%；大頭典竹、綠竹各脅迫期都在保水劑60kg/hm2時最高,各自分別在各脅迫期比對照組提高了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時最高,相比比對照組分別提高了91.72%、56.42%、79.66%。(5)單獨不同保水劑處理時,各脅迫期,勃氏甜龍竹可溶性糖含量分別都在保水劑3Okg/hm2處理時最高,相比對照組分別提高了56.57%、42.74%、56.60%;大頭典竹、麻竹各脅迫期都在保水劑60kg/hm2時最高,各自分別在各脅迫期比對照組提高了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時最高,相比比對照組分別提高了70.41%、92.43%、61.02%。(6)單獨不同保水劑處理時,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處理時都最低,相比對照組分別降低了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,脯氨酸含量比對照組分別降低了72.90%、15.20%、41.41%；綠竹各脅迫期都相對應分別在保水劑3Okg/hm2、60kg/hm2、30kg/hm2時最低,脯氨酸含量比對照組分別降低了84.58%、20.36%、93.42%;麻竹各脅迫期在保水劑30kg/hm2處理都最低,脯氨酸含量比對照組分別降低了25.90%、11.01%、31.47%(7)單獨不同保水劑處理時,MDA含量隨著干旱脅迫的加劇呈增加趨勢,但在每個脅迫期,隨保水劑的增加而呈現(xiàn)降低的趨勢,且都低于對照組。勃氏甜龍竹的MDA含量在5個竹種中是最低的,其保水劑30kg/hm2、60kg/hm2、90kg/hm2處理時分別在輕、中、重脅迫期相比對照下降了17.28%、20.93%和21.35%,11.11%、15.12%和16.85%,9.88%、15.07%和14.61%(8)單獨不同保水劑處理時,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,但都高于對照組。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,并高于對照組。保水劑60kg/hm2處理在輕度脅迫時,5個竹種的SOD活性普遍較高,其大小順序為：綠竹>大頭典竹>麻竹>勃氏甜龍竹>花吊絲竹,分別比對照組升高了142.85%、134.88%、104.70%、159.08%、228.31%。對于POD活性來說,保水劑60kg/hm2處理在輕度脅迫時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,分別比對照組升高了53.88%、157.22%、196.59%、33.22%、89.62%.縱觀所有指標結(jié)果,干旱脅迫下,單施保水劑時,勃氏甜龍竹保水劑用量在30kg/hm2時施用效果最好,花吊絲竹在90kg/hm2時最好,其他竹種卻都在6Okg/hm2時最好。(9)保水劑與氮肥混施時,隨干早加重,勃氏甜龍竹與大頭典竹都在中水高氮時葉綠素含量最高,各自在各脅迫期分別比對照提高了49.64%、32.76%和19.37%,45.45%、15.14%和37.03%;花吊絲竹在低水中氮時葉綠素含量最高,各自分別比對照提高了40.31%、43.07%、45.84%；綠竹在高水中氮、高水低氮、低水中氮時最高,各自分別比對照提高了89.67%、55.18%、37.86%；麻竹則在中水高氮、中水高氮、低水中氮時最低,各自分別比對照提高了36.96%、36.89%、44.89%。(10)混施時,5個竹種的葉綠素熒光參數(shù)Fv/Fm和Yield隨干旱脅迫的加劇都呈現(xiàn)下降趨勢,輕度脅迫時大部分竹種都在中氮混施時Fv/Fm最高,高、低水分別與高、低氮混施時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,大多在低水混施時Fv/Fm和Yield都最高,重度脅迫時,大多在也一樣在低水混施時Fv/Fm和Yield最高,但更傾向中、高氮與低水混施,此時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值最高時的處理沒有特別的變化規(guī)律。(11)混施時,各脅迫期每個竹種各處理的電解質(zhì)滲透率都低于對照組,隨干旱加重,勃氏甜龍竹分別在高水低氮、低水中氮、中水低氮時電解質(zhì)滲透率最低,各脅迫期分別比對照降低了76.36%、36.99%、15.96%；大頭典竹分別在高水高氮、高水高氮、中水中氮時最低,分別比對照降低了45.61%、77.33%、18.75%;花吊絲竹在中水中氮、高水中氮、高水低氮時最低,各脅迫期分別為分別比對照降低了69.84%、15.79%、34.00%；綠竹在高水中氮、中水高氮、中水高氮時最低,分別比對照降低了63.33%、37.50%、27.55%；麻竹則在中水中氮、中水中氮、高水低氮時最低,分別比對照降低了72.46%、34.88%、11.34%。(12)混施時,對于可溶性蛋白含量,隨脅迫加重,也是總體呈先升高后降低的趨勢,大部分處理都高于對照組,各脅迫期,勃氏甜龍竹分別在低水低氮、高水高氮、高水高氮時可溶性蛋白含量最高,各自分別比對照提高了31.19%、156.92%、106.33%;大頭典竹分別在低水低氮、低水高氮、高水高氮時最高,各自分別比對照提高了78.29%、76.52%、300.00%：花吊絲竹在高水高氮、高水低氮、低水高氮時最高,各自分別比對照提高了97.20%、63.95%、64.84%;綠竹在中水中氮、高水低氮、中水中氮時最高,各自分別比對照提高了147.78%、137.20%、152.17%；麻竹則在低水低氮、低水低氮、中水低氮時最高,各自分別比對照提高了175.28%、229.17%、150.00%。(13)混施時,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,且都高于對照。勃氏甜龍竹可溶性糖含量分別在中水低氮、高水高氮、中水低氮時可溶性糖含量最高,各自分別比對照提高了16.33%、6.14%、17.91%；大頭典竹分別在中水中氮、中水中氮、高水中氮時最高,各自分別比對照提高了30.92%、32.83%、11.15%;花吊絲竹在中水中氮、低水高氮、低水中氮時最高,各自分別比對照提高了34.58%、35.10%、36.38%；綠竹在中水低氮、中水中氮、高水低氮時最高,各自分別比對照提高了58.78%、44.11%、19.53%;麻竹則在高水高氮、高水高氮、低水高氮時最高,各自分別比對照提高了29.19%、32.30%、16.12%。(14)混施時,5個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、中水高氮時最高,各自分別為65.57%、31.34%、79.87%。(15)混施時,各脅迫期每個竹種各處理的MDA含量都低于對照組,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MDA含量最低,各自分別為比對照降低了51.85%、81.8%、95.47%;大頭典竹分別在高水高氮、中水低氮、中水低氮時最低,各自分別為比對照降低了61.62%、79.91%、87.21%;花吊絲竹在高水低氮、高水低氮、高水高氮時最低,各自分別為比對照降低了58.82%、53.33%、96.43%綠竹在中水低氮、低水中氮、低水中氮時最低,各自分別為比對照降低了55.81%、90.53%、94.21%;麻竹則在高水低氮、低水中氮、低水中氮時最低,各自分別為比對照降低了56.71%、93.33%、96.43%。(16)混施時,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SOD活性最高,各自比對照分別高出1.05、1.79、1.11倍；大頭典竹分別在中水中氮、中水中氮、中水中氮時最高,各自比對照分別高出0.91、0.69、4.65倍；花吊絲竹在低水低氮、低水低氮、中水中氮時最高,各自比對照分別高出0.51、0.52、2.53倍;綠竹在低水低氮、中水高氮、高水高氮時最高,各自比對照分別高出1.21、0.65、6.24倍；麻竹則在低水低氮、低水低氮、高水中氮時最高,各自比對照分別高出0.57、0.60、1.24倍。(17)混施時,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POD活性最高,各自比對照分別高出6.66、6.08、1.89倍；大頭典竹分別在低水中氮、中水中氮、中水低氮時最高,各自比對照分別高出13.85、7.05、1.87倍；花吊絲竹在低水中氮、低水中氮、中水高氮時最高,各自比對照分別高出38.27、31.86、2.36倍；綠竹在高水中氮、高水中氮、低水中氮時最高,各自比對照分別高出25.66、18.95、5.76倍；麻竹則在高水高氮、高水高氮、中水低氮時最高,各自比對照分別高出16.83、10.12、1.09倍。(18)通過對5個竹種進行因子分析,以特征根大于1,累積貢獻率大于或等于85%的原則,提取主成分因子。結(jié)果表明：勃氏甜龍竹取三個主成分,累積貢獻率為85.988%;大頭典竹取四個主成分,累積貢獻率為88.149%花吊絲竹取四個主成分,累積貢獻率為91.109%;綠竹取三個主成分,累積貢獻率為86