N、P、K 是植物细胞结构与功能最为重要的生命元素，而叶片是植物响应环境变化的重要器官，各种化合物在植物叶片中合成、运输、分配，以支持不同的功能策略（Asner et al.，2012；闫帮国等，2013；于鸿莹等，2014）。研究表明，植物叶片N、P 含量在各生长阶段存在一定的差异性，N ∶P 会处于相对稳定性（肖遥等，2014；杨惠敏等，2011）。王凯博和上官周平（2011）研究认为叶片生物量增大使细胞溶质浓度降低，从而使元素含量相对降低，这也是叶片N、P 含量会随着植物的生长而降低的主要原因。外界环境因子的变化也将直接影响植物的元素含量变化，使得N ∶P 变化趋势的稳定性存在较大差异（张元明等，2011；于鸿莹，2014）；植物应对水盐胁迫时会积累大量K 元素以维持细胞膨压，缓解胁迫，这也是植物提高渗透调节能力而抵抗胁迫的体现（张雪妮等，2018）。本研究中，4 种优势植物在不同干旱胁迫处理下，其N、P、N ∶P 及K 含量均具有显著的器官间差异、处理间差异、时间差异和种间差异。对于不同植物种和器官，牛枝子植株的N、P 含量最高，K 含量居中；甘草的根茎N、P 含量次于牛枝子，但叶的N、P含量较低，根茎K 含量最高；短花针茅叶的N、P 含量较高，而K 含量最低，其根的N、P 含量最低，K 含量略高于蒙古冰草；蒙古冰草叶的K 含量最高，根的K 含量最低。4 种植物叶片的N 含量均值之间差异不显著，但牛枝子和甘草根部的N 含量显著高于2 种禾草植物，这是由于2 种豆科植物与根瘤菌共生具有很强的固氮能力的缘故。
随着干旱胁迫程度加剧，甘草和蒙古冰草的N 含量显著增加，说明2 者能以高的N 含量间接促进水分吸收，缓解干旱胁迫。而牛枝子和短花针茅的N、P 含量在干旱严重胁迫时都显著降低，但2 者的P 含量居高于其他2 种植物，说明P 元素比N 元素在维持二者光合生产方面的作用更突出，可能是通过其他调节方式来促使根系快速吸水以缓解干旱胁迫的。除了蒙古冰草，其他3 种植物的K 含量会随着干旱胁迫程度加剧而增加积累。而蒙古冰草在充分供水条件下K 含量最高，在严重胁迫时才增加K 含量的积累。这与第四章野外观测试验结果相似，说明对于甘草、牛枝子和短花针茅，K 起着重要的离子渗透调节的作用，K 离子积累会促进叶片N 含量升高，高的N 含量也会使植物体内细胞液浓度增大，促进水分吸收而缓解干旱胁迫。蒙古冰草则以高的K 含量参与营养物质运输，维持N、P 平衡以促进叶片光合作用和光合产物的积累。(www.chuimin.cn)
通过植物N ∶P 阈值可以判断植物是受N 还是P 限制（Koerselman and Meuleman，1996） ，一般情况下N ∶P 是相对稳定的，在14 ～16变化，若N ∶P ＜ 14 则为N 限制，N ∶P ＞ 16 则为P 限制。4 种植物不同器官的N∶P受干旱胁迫影响而发生一定的变化，整体呈增加趋势。4 种植物叶的N ∶P 在中度至严重干旱胁迫处理下均大于16，表现为其生长主要受P 限制。甘草和牛枝子根的N ∶P 在中度至严重干旱胁迫处理下均大于16，也表现为受P 限制，短花针茅和蒙古冰草根的N ∶P在不同水分处理下均小于14，表现为主要受N 限制。
主要反映了植物叶片叶绿素荧光参数的响应变化，可将第一主成分归为光合反应活性因子。表7-5不同主成分的特征值和累积贡献值 Table 7-5Principal component variance analysis表7-6主成分载荷矩阵 Table 7-6Principal Component Load Matrix图7-7干旱胁迫对4 种植物光合生理、叶绿素荧光等叶片功能性状影响的主成分分析 Fig.7-7The principal component analysis of the effects of drought stress on the functional properties of 4 plant species......
2023-11-04
可见，严重干旱胁迫处理对蒙古冰草生理代谢活动还未造成严重影响，其光合能力下降可能是气孔限制因素影响占主导作用。4 种植物的Ci/Ca 值和WUEi 趋势相反，随着干旱胁迫程度的增强其Ci/Ca 值降低而WUEi 升高，甘草和短花针茅的WUEi 与Ci/Ca 的相关性未达到显著水平，但牛枝子和蒙古冰草的WUEi 和Ci/Ca 值达到了极显著水平。可见，严重干旱胁迫条件下的WUEi 并不能反映4 种植物长期WUE 的实际变化。......
2023-11-04
但在干旱、半干旱的荒漠草原地区，年降水量只有300 mm 左右，在植物生长季，蒸发量大，土壤水分匮乏，极大限制了植物生长及维持生态系统的功能。在第三章，我们初步获悉了2 个样地的土壤水分氢氧同位素特征和4 种优势植物的水分利用来源的时空变化。......
2023-11-04
如表4-7 所示，不同降水期的降水量显著影响了4 种优势植物的N、P、K、Na 元素含量，降水量与物种之间对N、P、K、Na 元素含量均有显著交互效应。不同降水期4 种植物叶片N、P、K、Na 含量均有显著变化但变化规律不同，其中，短花针茅的N、P、K 含量均显著低于其他3 种植物，而蒙古冰草的K 含量显著大于其他3 种植物。......
2023-11-04
不同降水期的降水量显著影响了4 种优势植物的光合生理参数 ，降水量与物种之间对叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2 浓度及叶温均有显著交互效应。甘草叶温最低，其他植物的叶温在17.5 mm 降水期显著高于93.3 mm 降水期的。......
2023-11-04
表明，在生长期内，短花针茅总在积极争取地上生物量的增长，但受水分胁迫的影响，根生物量逐渐增加。图5-1不同干旱胁迫处理下4 种植物各器官生物量分配的动态变化 Fig.5-1Dynamic changes of biomass distribution in organs of 4 plants under different drought stress treatments......
2023-11-04
各指标之间的相关性在物种之间还存在一定的差异，这进一步说明了4 种植物应对干旱胁迫的生理响应模式存在明显的种间差异。牛枝子应对干旱胁迫，有着较强的渗透调节功能，持续增强WUE，以低水势忍耐脱水从而维护植物叶片光合活性细胞的正常运行，是一种保水的利用策略。可见，4 种植物应对干旱胁迫通过相互协调各项代谢活动变化方向而保持较高的WUE 或持水能力，以降低水分亏缺带来的生理伤害。......
2023-11-04
短花针茅根和叶的WUE 随着干旱胁迫强度增加也呈上升趋势，其中，叶的WUE 增加幅度显著大于根，T4 处理下叶、根的WUE 比CK 分别提高了16.86%、7.17%，各器官WUE 表现为根＞叶。图6-3不同干旱胁迫处理下4 种植物各器官WUE 的变化 Fig 6-3The change of WUE in different organs of 4 plants under different drought stress treatments......
2023-11-04
相关推荐