麻栎对养分胁迫的响应机制开题报告

 2021-09-22 12:09

1. 研究目的与意义

麻栎是一种耐土壤养分瘠薄、用途十分广泛的树种,目前已应用于多个领域,如建筑、医药、生物能源、食用、防护、薪炭等各行各业,因此麻栎可以作为新型的绿色能源树种,同时也是很好的防护林树种;由于麻栎的诸多优良特性,引起了国内外学者的高度重视,麻栎的物候、生长及繁育技术等方面得到了相关研究。

但其耐贫瘠机制尚不清楚。

本研究拟通过试验研究麻栎在养分胁迫条件下的生长变化和生理反应,分析麻栎在营养贫瘠生境中如何高效利用养分,初步阐明养分胁迫下麻栎的适应机制,从而能够更好的对其进行开发利用。

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2. 国内外研究现状分析

根系是植物对养分最敏感的部位, 直接与养分接触, 参与养分的吸收过程, 在养分胁迫(缺乏或毒害)下最先引起反应。由于植物的趋肥性,根系是植物对养分最敏感的部位,可以对养分产生最快的反应。矿质养分是一种外在的信号,植物通过根系吸收养分,对外在的信号作出反应,从而在其形态上发生一定的变化。作物根系在土壤中的构型不仅与土壤水分环境密切相关,而且与土壤养分的空间分布有关。土壤养分的分布影响作物根系的分布,作物根系的分布状况反过来又影响土壤养分的吸收利用,从而改变着土壤养分的分布,两者为互动关系。在养分胁迫研究中,n、p、k等大量元素的养分胁迫研究比较多,如:对p的研究已达到了基因水平。

在逆境胁迫条件下, 植物根系分泌物数量一般都明显增多, 它可以缓解植物在养分缺乏条件下的生长状态;有些植物根系分泌物中的某些酚酸类物质, 浓度较高时, 会对其他植物甚至自身造成毒害作用, 抑制植物的生长发育。大量的研究证明, 根系分泌物可使根际微生物的活性增加, 直接活化或固定各种养分;根系分泌的还原物质和螯合物不仅直接影响养分的生物有效性, 同时也决定着某些营养元素的迁移和转化,其可通过改变根际物理、化学及生物学性质, 改善和缓解植物在养分缺乏条件下的生长状态。国内外学者对植物缺p胁迫下根系分泌物的种类和数量及其对植物p吸收的影响进行了较为深入的研究。缺p胁迫下,p高效植物可通过增加有机酸的分泌,促进植物对难溶性p的活化与吸收。

提高养分利用效率(nue)是植物适应贫瘠生境的一种重要的竞争策略。nue的概念从提出到现在, 曾用多个参数描述,其间经历了一个不断完善的发展过程。通过综述近年来相关的研究结果,可以初步得出以下结论:(1)不同种,不同生活型植物,乃至同株植物不同器官的nue存在不同程度的差异。(2)nue受多种因素影响。其中,养分有效性的影响研究较多,但争议较大,综合考虑,它对nue的影响不甚显著;叶片脱落持续时间的影响强烈,逐步落叶物种的nue比在较短时间内即全部落叶的物种低;高的土壤湿度能提高n素利用效率,但对p、ca的影响不大;遮荫或改变库-源关系会显著降低植物的nue;地形条件对nue存在显著影响;植物体内的次生化学代谢过程会降低nue和凋落物分解速率。(3)养分再吸收与植物的适应性存在密切的相关关系,为了应付养分胁迫生境,植物自身具有一套有效的适应策略。

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3. 研究的基本内容与计划

1、采用盆栽方法,进行不同水平的养分胁迫控制实验;

2、动态测定不同处理下的麻栎苗木的高生长、地径生长;

3、不同器官(根、茎、叶)的生物量生长;

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4. 研究创新点

目前的研究主要针对麻栎的物候、生态特性及繁育技术,尚未弄清养分胁迫条件下麻栎的响应机制,此研究项目弥补了研究盲区。

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