山西礦區(qū)紫花苜蓿（單-混種）對干旱脅迫的生態(tài)適應(yīng)性研究.pdf

1、本研究在前期對山西礦區(qū)自然定居和人工植被群落進(jìn)行廣泛調(diào)查與研究的基礎(chǔ)上，選擇耐旱、耐貧瘠、適應(yīng)性強(qiáng)的豆科草本植物紫花苜蓿(Medicago sativaL.)的3種典型種植模式為研究對象——紫花苜蓿單種(M)、紫花苜蓿+冰草(Agropyron cristatum)混種(M+A)、紫花苜蓿+早熟禾(Poa annuaL.)混種(M+P)，以礦區(qū)生土和熟土為供試土壤基質(zhì)，溫室盆栽種植2年后，設(shè)置3個水分梯度——適宜水分(T1)(對照)、中

2、度干旱(T2)和重度干旱(T3)(分別為田間持水量的75±5％,55±5%,35±5%)，進(jìn)行溫室控水試驗，采用生化技術(shù)和 Li-6400XT光合作用系統(tǒng)等方法，研究不同土壤基質(zhì)和不同種植模式下，紫花苜蓿(單/混種)對干旱脅迫的生態(tài)適應(yīng)性，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　(1)干旱脅迫對紫花苜蓿(單/混種)葉片水分生理特性的影響
　　與T1相比，在T2和T3下，兩種基質(zhì)上紫花苜蓿(單/混種)葉片相對含水量(RWC)和葉綠素含量

3、分別顯著降低5.03%-14.10%、15.33%-25.09%；葉片相對水分虧缺(RWD)顯著升高20.75%-100.28%。
　　(2)干旱脅迫對紫花苜蓿(單/混種)抗氧化酶系統(tǒng)的影響
　　與T1相比，在T2和T3下，兩種基質(zhì)上紫花苜蓿(單/混種)葉片超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量顯著升高(p<0.05)。T3下，生土上紫花苜蓿(M)的SOD和POD升幅最大，分別為39.22%

4、和105.88%，熟土上紫花苜蓿(M+P)的SOD和POD升幅最大，分別為45.97%和119.80%；兩種土壤基質(zhì)上，單種紫花苜蓿(M)比混種紫花苜蓿的MDA含量高，升幅大，脂膜過氧化程度高。
　　(3)干旱脅迫對紫花苜蓿(單/混種)光合特性的影響
　　與T1相比，在T2和T3下，兩種基質(zhì)上紫花苜蓿(單/混種)的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、水分利用率(WUE)和氣孔導(dǎo)度(Gs)顯著降低。T3下，生土上單種紫花苜蓿

5、(M)的Pn、Tr、Gs降幅最小，分別為59.39%、34.58%和56.04%，其WUE降幅(37.99%)略大于混種紫花苜蓿(33.84%和34.81%)；熟土上紫花苜蓿(M+P)的Pn、WUE、Gs降幅最小，分別為39.17%、17.57%和53.90%。
　　(4)干旱脅迫對紫花苜蓿(單/混種)根際土壤酶活性的影響
　　與T1相比，在T2和T3下，兩種基質(zhì)上紫花苜蓿(單/混種)根際土壤脲酶和蔗糖酶的活性顯著降低(p<

6、0.05)。3個水分梯度下，生土比熟土中紫花苜蓿(單/混種)根際土壤脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶的活性低。
　　(5)紫花苜蓿(單/混種)對干旱脅迫的生態(tài)適應(yīng)性評價
　　通過隸屬函數(shù)綜合評價得出，生土中，中度干旱下紫花苜蓿(單/混種)的隸屬度均值排序為：紫花苜蓿(M)>紫花苜蓿(M+A)>紫花苜蓿(M+P)，重度干旱下紫花苜蓿(單/混種)的隸屬度均值排序為：紫花苜蓿(M)>紫花苜蓿(M+P)>紫花苜蓿(M+A)；熟土中，紫花苜蓿

7、(單/混種)的隸屬度均值排序為：紫花苜蓿(M+P)>紫花苜蓿(M)>紫花苜蓿(M+A)。生土中單種紫花苜蓿(M)比混種抗旱性高，熟土中紫花苜蓿(M+P)比單種紫花苜蓿(M)抗旱性高。生土比熟土中紫花苜蓿(單/混種)的抗旱性低。采用系統(tǒng)聚類方法分析結(jié)果與隸屬度均值排序一致。
　　綜上所述，從植物生理生態(tài)角度來看，在干旱缺水、土壤貧瘠的山西礦區(qū)進(jìn)行植被恢復(fù)時，生土上宜采用紫花苜蓿單種模式，熟土(覆表土)上宜采用紫花苜蓿+早熟禾混種模式