氮沉降对香榧花芽分化数量和成花质量的调控

批准号:
31800579
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
张瑞
依托单位:
学科分类:
C1611.经济林学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
Heikki Hänninen、娄和强、喻卫武、林建红、高雅迪、汤祎磊
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中文摘要
花芽分化决定着果树的产量和品质,它由植物自身和外界环境共同决定。当前,大气氮沉降已成为重要的全球性环境问题之一,作为一种特殊的“环境养分”,它将会对果树花芽分化产生何种影响,其作用机理如何,是目前经济林栽培中亟待解决的问题。本项目拟以珍稀干果树种香榧为试材,在前期已开展3年模拟氮沉降试验的基础上,从香榧根际土壤理化性质和酶活性的变化,分析氮沉降影响香榧花芽分化的土壤学机制;从花芽形态分化时间、数量、成花质量等个体水平,揭示香榧花芽分化对氮沉降的表观响应规律;从与花、果对应的茎、叶、芽中可溶性糖、总氮等营养状态变化,以及与花芽分化密切相关的GA3等激素动态、关键酶活性等林木生理水平,阐明氮沉降影响香榧花芽分化的生理调控机理。研究成果可为全球环境变化背景下科学认识氮沉降的生物学效应,调整经济林经营管理策略,保障我国经济林产业健康发展提供新思路,具有重要的理论和实践意义。
英文摘要
Floral transition is an important trait, which is associated with nut tree production. The number and quality of floral transition are determined by both plant itself and environment. However, atmospheric nitrogen (N) deposition serves as an environmental nutrition, and its effects on plant phenology (i.e., floral transition) has often been overlooked. As N deposition is predicted to be increasing in the future, China is facing the challenge to update the traditional strategies of forest and agriculture management. However, how N deposition affects plant phenology remains unclear. Here, Torreya grandis, an important nut tree species is selected for this study. We aim to evaluate the key stage of resource availability that determines floral initiation and demonstrate the mechanism of N deposition effects on flowering. We investigate soil nutrition and the epigenetic and physical responses of T. grandis trees under different doses of stimulated N deposition. Results will not only provide novel data for understanding the physiological machinery that how the increasing N deposition may influence flowering of nut trees, but also provide insights into the improvement of production and management strategies under the background of climate change.
花芽分化是与果树产量密切相关的重要物候学特性。随着我国大气氮沉降日益加剧,氮沉降作为一种特殊的“环境养分”,它将会对果树花芽分化产生何种影响,其作用机理如何,是目前经济林栽培中亟待解决的问题。同时,生物炭作为一种土壤改良剂,对氮沉降效应的缓解作用如何,尚不明确。本研究以浙江特色经济树种香榧为试材,通过模拟氮沉降和施加生物炭试验,调查植株成花强度以及花芽生理分化时期土壤理化性质和植株养分状态,旨在从土壤学和生理学角度揭示氮沉降和生物炭香榧花芽分化的作用机制。结果表明,氮沉降对香榧林地土壤肥力、植株养分状况和花芽分化的利弊影响取决于氮沉降的强度。低强度氮沉降下,部分年份香榧成花强度略微提升,这可能是因为氮沉降作为环境氮源,提升了土壤碱解氮、有机质等含量,为植株花芽分化提供了养分。然而,高强度氮沉降下,土壤酸化较为严重,土壤碱解氮、有效磷等含量下降,可能对植株造成一定胁迫,导致JA等逆境相关激素增加,与植株花芽分化密切相关的碳水化合物显著降低,进而导致次年成花强度降低。在氮沉降下施加生物炭后,有效缓解了土壤酸化。与单一氮沉降相比,施加生物炭后土壤碱解氮、有效磷、有效钾、有机质等含量明显提升,使得植株养分状况得到改善,植株总碳含量增加。同时,内源激素GA3含量降低,ABA等含量增加,可能起到抑制营养生长、促进花芽分化的作用,次年成花强度明显提高。综上,本研究证实在氮沉降日益加剧的背景下,施加生物炭可有效改良香榧林地土壤,促进香榧花芽分化和产量提升。研究结果有助于科学认识氮沉降这一“环境氮源”对于经济树种结实性状的影响,为氮沉降日益加剧背景下改善经济林经营管理措施提供科学依据。
期刊论文列表
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专利列表
Interactive effects of drought and shading on Torreya grandis seedlings: physiological and growth responses
干旱和遮荫对香榧幼苗的交互影响:生理和生长反应
DOI:10.1007/s00468-019-01831-8
发表时间:2019-06
期刊:Trees - Structure and Function
影响因子:--
作者:Lin Jianhong;Zhang Rui;Hu Yuanyuan;Song Yang;Hanninen Heikki;Wu Jiasheng
通讯作者:Wu Jiasheng
The chilling requirement of subtropical trees is fulfilled by high temperatures: A generalized hypothesis for tree endodormancy release and a method for testing it
亚热带树木的低温需求是通过高温来满足的:树木休眠释放的广义假设及其测试方法
DOI:10.1016/j.agrformet.2020.108296
发表时间:2021-03
期刊:Agricultural and Forest Meteorology
影响因子:6.2
作者:Rui Zhang;Jianhong Lin;Fucheng Wang;Sitian Shen;Xiaobin Wang;Ying Rao;Jiasheng Wu;Heikki Hänninen
通讯作者:Heikki Hänninen
Chilling accumulation and photoperiod regulate rest break and bud burst in five subtropical tree species
冷积累和光周期调节五种亚热带树种的休息和发芽
DOI:10.1016/j.foreco.2020.118813
发表时间:2021-04
期刊:Forest Ecology and Management
影响因子:3.7
作者:Rui Zhang;Fucheng Wang;Jinbin Zheng;Jianhong Lin;Heikki Hänninen;Jiasheng Wu
通讯作者:Jiasheng Wu
DOI:10.1016/j.foreco.2018.09.040
发表时间:2019-01
期刊:Forest Ecology and Management
影响因子:3.7
作者:Rui Zhang;Yuxin Zhao;Jianhong Lin;Yuanyuan Hu;H. Hänninen;Jiasheng Wu
通讯作者:Rui Zhang;Yuxin Zhao;Jianhong Lin;Yuanyuan Hu;H. Hänninen;Jiasheng Wu
香榧休眠解除和个体发育对气温响应的过程物候模型构建
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:张瑞
- 依托单位:
国内基金
海外基金
