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园林学毕业论文2018年精选范文一:瑞典能源柳无性系对铅胁迫的响应与园林利用特性研究
第一章 文献综述
1.1 项目背景
近年来,世界经济持续增长、人口和高能耗产业快速增加,使得许多国家能源需求和产量间的缺口日益加大。由于化石能源的危机问题及其产生的温室效应、环境污染等,世界大部分国家已经将目光投向了清洁的、可再生的生物质能源。世界上许多国家都培育了稳定、高产、热值高的能源林。而能源林是生物质能源的重要组成部分,也是生物质基地化、工业化再生替代能源的基础。
瑞典能源柳是瑞典农业大学和 Salof Weibull 种子集团公司在上世纪 70 年代培育出专供能源利用的一系列无性系,目前能源柳已广泛栽植于欧洲、北美等 10 多个国家,并取得了巨大的生态效应和经济效应。能源柳具有萌芽力强,速生,热值高等特点,被人们称为多功能速生能源经济作物。具体特性表现在以下几方面:
1.1.1 适应性强,生长快
柳树为杨柳科柳属乔木或灌木植物,主产北半球,从赤道到北极都有分布,是很好的生物质能源树种。由于柳树适应性强、生长快、成材早、生物产量高等优点,被世界各国广泛种植。瑞典能源柳适应于多种严酷环境条件,尤其是耐寒冷、耐干旱瘠薄、耐水湿。生长快,年均生产12-16t/ha 干物质(美国纽约州),相当于5000L石油。木材价格、热值与其他阔叶材相似,经济价值高;碳氮比高,热值高,硫和灰分的含量低,是理想的汽化、液化原料。抗病虫危害,无需使用化学农药或除草剂。
1.1.2.萌芽能力强,容易繁殖
瑞典能源柳易繁殖、通过无性繁殖,只需 20cm长的插穗就可扦插,成活率98%以上;萌发性极强,耐修剪,林地建立后,无须再种植,每隔3-4年就可以采收一次。而且随着根系增大,生物量也增大,整个生长期可收获 6-10 次。
1.1.3. 经济价值高
能源柳除了用于能源利用、木材利用,还可以用于编筐、柳树工艺品制作,比一般林木经济价值高。
1.1.4.树形优美,观赏性强
瑞典能源柳树形优美,枝条呈褐色、绿色、紫红色、金黄色等,叶形优美、叶呈绿色、个别无性系叶背有白色绒毛、落叶晚、秋色叶金黄,花期早,具有很高的园林观赏性,可以作为观赏植物在城乡园林绿化中利用。
枝叶能吸收大气中的 SO2,根系能吸收工业和生活排除的污水以及土壤中的重金属,可净化水源,净化土壤;根系属于浅根、稠密型,可防风固沙、保水固土功能强大,能发挥较高的生态效应。是一种很好的园林生态植物。
由此可以看出:瑞典能源柳确实是一个适应能力强,可栽培地域宽,非常有前途的能源植物,并且具有很大商业潜力。世界各国对于引进能源林植物都极为关注,瑞典培育的能源柳树新品种已经成为许多国家争相引种的能源林材料。我国从2003年开始在国家林业局“948项目”支持下,由西北农林科技大学张文辉等人从瑞典农业大学和Salof Weibull种子集团公司引进了30个能源柳无性系(品种),先期在陕西杨凌西北农林科技大学林学院苗圃栽培,通过2年的检疫、监测之后,后又引种到陕西黄龙、桥山、天津蓟县和津南区、河北及江苏林科院苗圃等地进行适应性栽植,并建立38亩苗圃和300多亩示范林。在适应性栽植的同时,对不同无性系进行了生长发育和生物质产量观测,结果表明,瑞典能源柳在中国的生长状况与原产地相当,保持了速生、抗逆等优良特性。2008年通过了国家林业局项目验收,并认定了《瑞典能源柳旱地栽培技术》成果一项。瑞典能源柳在引进的30个无性系(品种)中,以能源柳C、能源柳E、能源柳2在栽培过程中各项生长发育指标表现最好,因此,本文在课题组前人研究的基础上选择以上3个无性系为研究对象,对其在铅胁迫方面和园林利用潜能方面进行研究,为瑞典能源柳在铅污染环境和城乡绿化中栽植提供依据。
1.2 存在问题
1.2.1瑞典能源柳对铅的耐受性
据瑞典瑞典农业大学和 Salof Weibull 种子集团公司研究,能源柳具有净化环境污染、吸附重金属的功能,但引种后除薛建勇等对能源柳4个无性系富集镉方面有报道外,在富集其他重金属方面尚未见报道。铅是我国城市生活垃圾和工业污染环境中的主要重金属之一,如果能够对能源柳富集铅及对铅的抗性深入研究,可为能源柳的城乡园林栽培提供更有利的证据。
1.2.2瑞典能源柳的园林化利用
瑞典能源柳最终是作为能源资源而利用的,但是由于引种时间短,在能源气化、液化关键技术尚未解决之前,可以作为园林材料应用。园林利用的基本属性包括扦插、嫁接、扭枝、平茬,这些园林整形特性在引种后尚未研究。如果能够证明能源柳在园林特性方面有较好的利用潜力,可以提升能源柳的引种推广价值。
第二章 水培条件下铅胁迫对瑞典能源柳生长的影响
对于在水培条件下可存活的植物进行重金属或盐胁迫是一种快速、易控制的方法。水介质中的重金属元素易控制,容易测定,介质中的营养元素易被植物吸收,植物对水介质中的矿物元素的反应能迅速表现出来。因此水培条件下观测植物对重金属胁迫、盐胁迫的一种常见方法。柳属植物在水培条件下,只要营养平衡完全能够正常生长发育,是水培控制试验的一个好材料。本文利用瑞典能源柳3个无性系插穗,在水培恒温条件下设置了铅浓度梯度,分别测定了不同铅浓度胁迫下插穗的根系、萌条生长状况及生物量变化,目的是说明瑞典能源柳不同无性系在铅胁迫下的生长反应,间接为能源柳富集铅元素及对铅的耐受性提供重要依据。
2.1 试验材料与方法
2.1.1试验材料
实验材料为能源柳(以下简称能柳)3个无性系:能柳C(Salix fragilis)、能柳E(Salix viminalis)、能柳 2(Salix dascladus)。9 月中旬从西北农林科技大学林学院试验苗圃地采集3个能源柳无性系插穗。插穗选取一年生发育健康枝条中间段,直径1cm,长10cm。首先置于1/4Hoagland营养液中培养备用。
2.1.2试验方法
铅溶液浓度梯度制备:实验以配制好的1/4Hoagland为基础,营养液的基本组成为:2.00mmol ·L-1CaNO3)2·4H2O,0.10 mmol·L-1 KH2PO4,0.50mmol·L-1MgSO4·7H2O,0.10mmol·L-1KCL,0.70mmol·L-1K2SO4,10umol·L-1H3BO3,,0.50umol·L-1MnSO4·H2O,1.0umol·L-1ZnSO4·7H2O,0.20umol·L-1 CuSO4·5H2O(参照杨肖娥等,2001 方法)。加入分析纯 Pb(NO3)2(98%)。先配制硝酸铅母液,然后按铅质量浓度配置成 200、400、800、1200、1600、2000mg·L-1,共6个浓度处理,并设一对照组(不加Pb(NO3)2)。将配置的溶液移入500ml 的烧杯中,放入插穗。每个处理设3个重复,每个重复4根插穗。
试验观测:实验在组培室进行,每天光照 12h,室温保持在 25℃左右,相对湿度75%-80%,气泵通气。每隔4天整体更换各处理液体一次,每天根据容器刻度补充失水;并搅动液体,尽量使铅离子不沉淀。定期观测插穗根系和萌芽(枝叶)生长状况。70d结束试验,将插穗根系、枝叶用剪刀分离,洗净,再用 20mmol·L-1Na-EDTA 浸泡根部15min,将吸附与根表面的铅交换下来,然后用离子水反复冲洗干净并用吸水纸轻轻擦干,分别放在80度烘箱中24小时,测定各器官生物量干重。
试验测定:直尺直接测定法。萌条高度和根长的测定以每个无性系待测插穗最长叶的长度和最长根的长度计算平均数;叶数和根数以取样株数计算平均数。
2.2 结果与分析
2.2.1 铅胁迫对瑞典能源柳无性系地上部分生长发育的影响
本研究表明不同铅胁迫对3个能源柳无性系地上部生长有一定的影响。从表2-1可知,不同低浓度铅胁迫下,各无性系植株萌条生长与对照相比无显著差异。Patra 等认为低浓度的重金属胁迫下对植物生长有积极的刺激作用,但当环境中重金属浓度过高,则对植株的生长产生毒害作用,引起幼苗生长形态发生变化。本试验结果显示,低浓度(铅200 mg·L-1)下,能柳 2萌条高度比对照增加8.9%。这一结果与王林等对辣椒的研究结果一致[,说明不同植物对铅敏感性反应的差异,低浓度铅对能源2萌条高“刺激生长”的作用机理有待进一步研究。其余无性系在增加铅浓度下萌条高总体呈递近的负相关变化趋势,铅浓度越高,萌条高下降越明显。3 个无性系在铅不同浓度胁迫下插穗萌芽数量和萌条基径无明显变化。其中萌芽数量变化幅度在 1.0-3.3(个),基径变化幅度都在 0.3-0.1cm,与对照无显著差异。说明 3 个无性系插穗萌芽数量和萌条基径对铅的胁迫不敏感。但随着胁迫时间(胁迫40d后)延长,高浓度下1600 --2000 mg·L-1萌条开始干枯。说明胁迫时间越长,浓度越高对能源柳伤害越大。
3个无性系在铅不同浓度胁迫下,叶数量随铅浓度的增加而减少。在铅浓度为400 mg·L-1时,能柳E叶子出现卷曲。胁迫40d后较高浓度(1200 mg·L-1)处理下,3个无性系均出现叶片黄化现象,此时能柳C、能柳E、能柳2叶数比对照分别下降了36.8%、