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[硕士论文] 赵雨馨
森林培育 浙江农林大学 2018(学位年度)
摘要:香榧(Torreya grandis‘Merrilli’)作为我国南方地区重要的经济树种,在当前日益加剧的氮沉降影响下,其产量和品质明显下降,成为当前香榧产业发展面临的一大难题。生物炭在土壤修复、提高作物产量等方面具有独特作用,但目前施加生物炭对林地土壤改良以及林木生长和果实品质影响的研究较少。本试验以成年香榧植株(15年树龄)为研究对象,采用随机完全区组设计,设置2水平的模拟氮沉降(低氮(NL):30kgN ha-1yr-1;高氮(NH):60kgN ha-1yr-1)和2水平的生物炭施加量(BC1(20tha-1),BC2(40tha-1))。通过测定不同处理下香榧叶片光合、酶活性、矿质元素以及果实及种子形态指标、种子品质指标,探究香榧生长和种子品质对模拟氮沉降和施加生物炭的响应规律和生理调控机制,在大气氮沉降日益增强的背景下,为提高香榧的产量和品质、促进经济林产业的健康发展提供科学依据。主要结果如下:
  (1)研究了模拟氮沉降与施加生物炭下香榧生长特性的变化,揭示香榧对模拟氮沉降与施加生物炭响应的生理调控机制。模拟氮沉降下,叶片Pn、RuBPC活性、NPQ在NL下显著提高,NH下呈下降趋势,香榧叶片氮、磷含量无显著差异,但叶片N∶P明显提高且超过20;而施加生物炭下,Pn、Y(Ⅱ)、NPQ、RuBPC活性、氮、磷含量显著升高,但叶片N∶P没有改变;在模拟氮沉降环境下,施加20t ha-1的生物炭香榧叶片Pn、Y(Ⅱ)、RuBPC活性、NPQ显著提高,叶片氮含量无显著变化,且叶片N∶P明显低于20,Pn、Y(Ⅱ)、RuBPC活性、NPQ在BC-1下较BC-2显著提高,此外,叶片氮含量与硝酸还原酶(NR)活性呈显著正相关。这说明30kgN ha-1yr-1氮沉降能显著提高香榧叶片光合能力,增加叶片化学计量比及酶活性,但当氮沉降浓度超过60kgN ha-1yr1时将会抑制叶片光合能力,引起磷限制,对植物生长带来消极影响;生物炭对增强叶片光合能力具有显著作用,并通过降低N∶P缓解磷限制,在一定程度上缓解高度氮沉降带来的负面效应。
  (2)研究了模拟氮沉降与施加生物炭下香榧种子品质的变化,揭示香榧种子品质对模拟氮沉降与施加生物炭响应规律。在模拟氮沉降条件下,果实及种子形态指标(果实及种仁的长、宽、鲜重)显著提高,施加生物炭下,果实及种子形态指标随其施量的增加而显著增加。氮沉降、生物炭均显著提高了种子品质,包括:营养成分含量(含油率、脂肪酸、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白)及抗氧化成分含量(单宁、总酚),且低氮处理优于高氮处理。氮沉降下施加生物炭显著提高了种子抗氧化成分含量,且BC-1优于BC-2。因此,氮沉降能显著提高香榧种子品质,生物炭能显著提高香榧种子品质,并能在一定程度上缓解高度氮沉降的负面影响。
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