不同基因型韭菜幼苗對磷脅迫的適應性反應

摘 要：以4個不同基因型韭菜為試材，用營養液培養的方法研究不同供磷水平對4個品種的纖維素含量、vc含量、產量、根和地上部磷吸收率的影響。結果表明，不同供磷水平使韭菜791雪韭、甜脆791葉片中纖維素含量呈先上升后下降的趨勢；791雪韭和甜脆791兩個磷高效基因型在p1處理時Vc含量居首，而達到一定閾值(p2)時出現下降趨勢；在高磷、缺磷脅迫下，791雪韭、甜脆791比一代雜交、久星2號能吸收較多的磷，具有相對高的磷效率和產量，一代雜交次之，久星2號最差。

關鍵詞：韭菜；纖維素；磷吸收效率

中圖分類號：S633.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006—6500(2008)05—0017—04

磷是作物必需的大量營養元素之一，據統計，我國缺磷土壤約占耕地面積的1／3-1／2。因此，土壤磷素不足是提高作物產量的主要限制因素之一。有研究表明，不同植物種類以及同一植物不同基因型在磷的吸收、轉運和利用方面都存在顯著差異。因此，篩選培育磷高效基因型和提高磷肥利用效率，成為近年來科學家所關注的焦點和對磷素資源高效利用的有效途徑。韭菜(AlIiumtubrroSullz Rottler)是我國北方的重要蔬菜之一，迄今，關于韭菜磷營養基因型間差異和磷素吸收、利用特性的生理機制還缺乏系統研究。為此，本研究試圖通過營養液培養的方法，分析不同供磷水平對韭菜纖維素、vc含量和地上部及根部的磷積累量的影響，旨在初步闡明韭菜品種高效吸收、利用磷素的生理機制，以期為韭菜的合理施肥及無土栽培研究提供科學理論依據。

1 材料和方法

1.1 材料

供試品種是從9種韭菜品種(一代雜交、久星1號、791雪韭、抗病大馬蓮、甜脆791、久星10號、四季苔韭王、久星2號、京滇雪韭)中篩選出的典型的磷低效、吸收高效和利用高效的4個不同磷效率品種：791雪韭、甜脆791、一代雜交、久星2號。

1.2 方法

試驗于2006年9月—2007年9月進行，設置3次重復。用10％的H20：溶液將精選的種子表面消毒10min，洗凈后撒到吸透水的海綿上發芽。為了不影響發芽率，給種子上鋪一層紗布以保證充足的水分供應。育苗一個月后，每個品種選質量、長短相差不大的20顆韭菜苗移栽到水培設備中。采用的3個磷水平處理分別為：p0(缺磷)、pl=160μmol／L(中磷)和p2=320μmol／L(高磷)，營養液起始pH5-6。

1.3 指標測定方法和數據分析

纖維素含量測定：硝酸一乙醇提取法；vc含量測定：2.6-二氯靛酚鈉溶液滴定法；含磷量的測定：釩鉬黃比色法；試驗數據統計分析：采用SAS9.0軟件和Exeell處理。

2 結果與分析

2.1 不同磷處理對業菜纖維素含量的影響

由表1知，791雪韭和甜脆791葉片中纖維素含量均隨p源中磷含量比例的增大呈現明顯的先上升后下降的趨勢。在正常供磷處理下，791雪韭的纖維素含量比高磷和缺磷處理增加了41.21％，119.67％，甜脆791比高磷和缺磷處理增加26.35％，97.83％。而一代雜交和久星2號對磷濃度的變化不明顯，一代雜交在正常供磷條件下比高磷和缺磷處理增加了13.26％和29.98％；久星2號則只增加了15.57％和15.73％，表現出由于磷濃度脅迫抑制了韭菜生長，纖維素含量較低。

2.2 不同磷處理對韭菜Vc含量的影響

從表1可以看出，4種不同基因型韭菜的vc含量有較大差異(1.2～5.3 mg／kg)。其中，p1處理時791雪韭和甜脆791兩個磷高效基因型的vc含量居首位，分別為5.3mg／kg和4.9 mg／kg，其次是一代雜交品種為3.7mg／kg，久星2號品種為2.7mg／kg。791雪韭和甜脆791在缺磷、高磷處理下仍能保持相對高的Vc含量，可見它們有著相應的適應機理，而一代雜交、久星2號適應性較差。本研究的結果表明，韭菜vc含量隨磷濃度的增加而增加，在p1時各品種vc含量為最高，而達到一定閾值(p2)時，就出現下降趨勢，此結果纖維素。

2.3 不同磷處理對韭菜產量的影響

供試品種地上部鮮質量從po-p2都有不同程度的變化，品種間差異較大，磷過量(p2)或缺磷(p0)處理均導致韭菜植株生長減緩，正常供磷(p1)處理的植株生長最快(表2)。其中，791雪韭和甜脆791正常供磷時的地上部鮮質量顯著高于高磷、缺磷處理，791雪韭正常供磷為高磷和低磷的11.92％和13.29％；甜脆791為11。21％和13.02％。與高磷條件相比，供試品種在缺磷條件下各產量表現較差。但在缺磷條件下，磷高效基因型791雪韭和甜脆791仍保持較高的產量。研究結果表明：韭菜在耐低磷特性方面存在著一定的基因型差異，4個品種相比，在低、高磷脅迫下，791雪韭、甜脆791則比一代雜交、久星2號具有相對高的磷效率和高的產量，表現更優秀。

2.4 不同磷處理對韭菜根和地上部磷吸收量的影響

由表2中可知，韭菜不同基因型之間存在著差異，即隨著磷濃度的增加，韭菜苗吸收磷的量呈增長趨勢。耐低磷基因型品種791雪韭和甜脆791，無論在正常供磷或高、缺磷環境下都能吸收較多的磷。在pO水平時，791雪韭和甜脆791的地上部吸磷量分別為一代雜交的2.14倍和2.77倍；791雪韭和甜脆791的根部吸磷量分別為一代雜交的1.68倍和2.33倍，在其他磷水平下差別更大。低磷敏感基因型一代雜交，對磷的吸收能力顯著低于791雪韭和甜脆791，且利用率也較低，但與磷敏基因型久星2號相比，在磷濃度p1時，還是表現出較強的吸磷能力。

3 結論與討論

(1)從表1可以看出，3種不同濃度的磷水平使不同基因型韭菜纖維素發生變化，而同一水平上不同基因型也表現各異。廖育林等研究表明，蔬菜的纖維素含量隨氮肥的用量增加而增加；劉偉等認為纖維素隨氮素施用量的增加而減少。然而本試驗的數據卻并不支持廖育林和劉偉的發現。結果顯示，缺磷和高磷都致使韭菜纖維素含量的降低，而正常供磷(p1)可增加韭菜纖維素的含量，提高蔬菜品質，達到優質高產的目的。因此，為達到蔬菜高產優質、生態環境清潔健康的目標，生產上應根據品種特性合理施肥，而不應盲目加大磷肥的投入。在試驗條件下，施用p1磷濃度使得韭菜纖維素含量最高，且有利于韭菜的生長。但不同基因型韭菜對磷肥濃度可能有不同的反應機制，這有待于進一步研究。

(2)楊文平等的研究表明，適量增施氮肥能提高蔬菜中Vc含量，但用量過高則會產生負效應；孫彭壽等研究發現，vc含量隨氮肥用量的增加而增加；趙鳳艷等研究發現，油菜、生菜、茼蒿中vc的含量隨施氮量的增加而降低，本研究的結果與楊文平等人的結果基本吻合。即適量增施磷肥能提高韭菜中Vc含量，但用量達到一定閾值(p2)時，過高或過低都會降低Vc含量。本試驗還顯示，不同基因型間比較，磷高效基因型791雪韭和甜脆791在缺磷處理下仍能保持相對高的vc含量，可見791雪韭、甜脆791對低、高磷有著相應的適應機理，而一代雜交、久星2號適應性則差。

(3)對不同磷效率韭菜品種的磷吸收特性進行研究發現，不同磷效率品種的韭菜磷累積量表現有差異，以磷高效品種最高，中效品種次之，低效品種最低。磷高效品種791雪韭和甜脆791的吸磷能力強，運轉率和利用效率都高，能使該品種在缺磷條件下仍有較高的產量，最終表現出高的磷效率。而一代雜交吸磷能力強，運轉較差，利用效率極低，這就導致了它在低磷脅迫下產量一般，表現磷中效；而久星2號在4個供試品種中，盡管磷的利用效率較高，但吸收率和運轉率都最低，結果表現出磷低效，產量最低。這表明磷高效韭菜品種在缺磷條件下產量的高低，與該品種具有相對較強的磷素吸收能力有關。以韭菜品種791雪韭和甜脆791為例，它在磷素缺乏時具有較高的產量(7.71，5.53g／株)，和正常供磷水平下的產量(8.73，6.25g／株)差異非常小，這說明低磷脅迫對該韭菜品種的產量并沒有造成很大的影響，因此，可以認為該品種具有較強的耐低磷脅迫能力。磷高效韭菜品種具有較強的生理功能，是其在缺磷條件下產量相對明顯提高的重要條件。

(4)在相同供磷條件下，韭菜不同磷效率品種的根和地上部的磷吸收量存在著基因型差異。在高磷條件下，不同品種之間的植株磷素累積量變幅較大。在p0水平時，791雪韭和甜脆791的地上部吸磷量為一代雜交的2.14倍和2.77倍；791雪韭和甜脆791的根部吸磷量為一代雜交的1.68倍和2.33倍，在其它磷水平下差別更大。低磷敏感基因型一代雜交對磷的吸收能力顯著低于791雪韭和甜脆791，且利用率也較低，但與磷敏感基因型久星2號相比，在磷濃度p1時，還是表現出較強的吸磷能力。本試驗中磷高效基因型品種791雪韭、甜脆791磷素累積量較高，一代雜交、久星2號磷敏感型基因型品種磷素累積量較低。

參考文獻：

[1]魯如坤我國土壤N、P、K的基本情況[J]，土壤學報，1989，26(3)：280-286

[2]Hinsinger P，Bioavailabity of soil lmlorgaillC P in山e rhizosphereas affected by root—induced cheml’eal cha“ges：a review[J]，Plant a11ds0，1，200l，237(2)：173-195.

f3]Zaheer A，Maqsood A G，Riaz H Q，Gertotypic val2’atlOnS 0f phos—phorus utllization efficiency nf crops[J]，J0umal 0f Plant Nutrition，2001，24(8)：1149-1171.

[4]Raghothama K G，Karthikeyan A S，Phosphate acquisition[J]Plant and S0il，2005，274：37—49.

[5]方升佐，楊文忠，楊樹無性系基本密度和纖維素含量株內變異[J]植物資源與環境學報，2004，13(1)：19-23.

[6]喬富廉，植物生理學實驗分析測定技術[M]，北京：中國農業科學技術出版社，2002：90-91.

[7]鮑士旦，土壤農化分析(第三版)[M]，北京：中國農業出版社，2000：268—270.

[8]廖育林，榮湘民，化學氮肥用量對蔬菜產量、品質及氮肥利用率影響的研究[J]，湖南農業大學學報，2004。30(2)：109-1 11.

[9]劉偉，徐坤，王惠林，等，氮素用量對菠菜生長及產量和品質的影響[J]，中國蔬菜，2007(1)：21—23.

[10]楊文平，胡喜巧，氮肥對蔬菜vc和硝酸鹽含量影響的研究進展[J]，安徽農業科學，2006，34(22)：5924—5925.

[11]孫彭壽，李會合，戴亨林，氮磷鉀對葉菜類產量和品質的效應[J]，西南農業大學學報，2004，26(6)：710—714.

[12】趙鳳艷，魏自民，陳翠玲，氮肥用量對蔬菜產量和品質的影響[Jj，農業系統科學與綜合研究，2001，7(1)：43—44.