低磷脅迫對(duì)木麻黃種源苗期營養(yǎng)狀況的影響

[摘要] 測(cè)定了盆栽試驗(yàn)中的7個(gè)木麻黃種源在高和低2種磷水平下植株全P、C、N，土壤速效P、全P、pH等指標(biāo)，為磷高效基因型木麻黃種源的篩選和遺傳改良提供依據(jù)。結(jié)果表明：18153的C/N在高磷和低磷條件下有明顯差異；18312小枝的全磷含量在低磷下略有增加，其他種源全磷含量顯著低于高磷條件下；低磷脅迫下根際土壤的pH值降低，東山種源降低幅度最大。

[關(guān)鍵詞] 木麻黃 種源 低磷脅迫

磷是植物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素之一。它既是構(gòu)成植物體內(nèi)重要有機(jī)化合物的組成成分，同時(shí)又以多種方式參與植物體內(nèi)的生理過程，對(duì)植物的生長發(fā)育、生理代謝、產(chǎn)量和品質(zhì)都起著重要作用[1]。在我國，土壤中可溶性磷酸鹽含量為1.0μmol#8226;L^-1，甚至更小，遠(yuǎn)不能滿足植物正常生長的要求，因此我國大部分地區(qū)土壤普遍缺磷，南方土壤尤為嚴(yán)重。施磷并不一定能有效地促進(jìn)植株吸收磷，并引起一系列的環(huán)境污染。磷作為限制植物生長的障礙因子也已經(jīng)越來越受到人們的重視[2-4]。不同類型植物利用土壤磷素的能力不同[5]，如何根據(jù)植物自身潛力充分利用土壤磷成為近年來科學(xué)家所關(guān)注的焦點(diǎn)[6]。

木麻黃(Casuarina equisetifolia)自然分布于東南亞、太平洋群島和澳大利亞，是營建沿海防風(fēng)固沙林和薪炭林的優(yōu)良樹種。自上世紀(jì)60年代起，我國東南沿海地區(qū)先后從澳大利亞、泰國等地引進(jìn)木麻黃品種，對(duì)提高我國沿海防護(hù)林體系的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)效益起到非常重要的作用。由于遺傳因素影響，不同種源的木麻黃在利用營養(yǎng)元素方面也存在很大差異。南方濱海沙地普遍缺磷，土壤磷素不足一直是影響海岸帶木麻黃防護(hù)林健全生長的重要因素；加上營造的木麻黃防護(hù)林多數(shù)已進(jìn)入成過熟階段，在沿海防護(hù)林更新實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，木麻黃連栽林地土壤磷含量降低，成為海岸防護(hù)林更新困難的原因之一[7]。因此，開展木麻黃不同種源對(duì)低磷脅迫的生理反應(yīng)及其適應(yīng)機(jī)制的研究[8-10]，從中篩選出耐低磷的木麻黃優(yōu)良品系，對(duì)于沿海防護(hù)林的更新改造、林地土壤管理和可持續(xù)經(jīng)營均有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本研究擬對(duì)不同磷水平下不同基因型木麻黃種源形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行研究，分析其生理生化特性，探討提高養(yǎng)分有效性的生物學(xué)途徑，為磷高效基因型木麻黃種源的篩選和遺傳改良提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤與木麻黃種源

供試木麻黃種源從澳大利亞林木種子中心引進(jìn)，均為短枝木麻黃（Cauarina equisetifolia.spp.equisetifolia），以福建東山種源為對(duì)照，不同木麻黃種源的地理位置見表1。供試基質(zhì)土壤由紅壤和木麻黃林下細(xì)沙（取自福建長樂沿海木麻黃防護(hù)林下）按質(zhì)量比2︰1均勻混合后裝入營養(yǎng)杯中，每個(gè)營養(yǎng)袋預(yù)裝1.5kg混合土壤，實(shí)驗(yàn)共設(shè)置低磷（P0）和高磷（P1）兩個(gè)磷素水平，每個(gè)品種每個(gè)處理水平移栽30株苗，3個(gè)重復(fù)；低磷P0條件下基質(zhì)土壤不施P，施N 0.5g/kg，高磷P1條件下基質(zhì)土壤施P 1.5 g/kg，施N 0.5g/kg。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)與設(shè)計(jì)

木麻黃不同種源種子于2007年4月30日在福建省林業(yè)科學(xué)研究院播種，先進(jìn)行沙床播種，撒種后在種子上覆蓋沙土，厚度以看不見種子為準(zhǔn)，播種后以噴壺撒水保持沙床濕潤，木麻黃苗木長到5cm的時(shí)候進(jìn)行移栽，移栽至溫室后進(jìn)行正常的水肥管理。

1.3 分析測(cè)定項(xiàng)目與方法

于2008年1月對(duì)木麻黃種苗測(cè)定以下指標(biāo)：植物全P采用硝酸-高氯酸消煮，鉬銻抗比色法測(cè)定；植物全C，植物全N使用碳氮分析儀測(cè)定；土壤速效P采用氟化氨-鹽酸浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤全P采用堿熔-鉬銻抗比色法；土壤pH采用pH計(jì)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1低磷脅迫對(duì)木麻黃不同種源植株碳氮比的影響

C/N比大，營養(yǎng)生長受抑制，對(duì)N的需求量減少[6]。圖1表示出了種源在低磷脅迫下的C/N，可以看出，除了東山種源、澳18153的C/N在P1條件下比其在P0條件下有明顯差別外，低磷脅迫對(duì)種源18154、18157、18296、18298、18312植株的C/N比影響不大。

2.2低磷脅迫對(duì)木麻黃不同種源植株全P含量的影響

土壤速效磷（即土壤有效磷），是指土壤中可被植物吸收的磷組分，包括全部水溶性磷、部分吸附態(tài)磷及有機(jī)態(tài)磷，有的土壤中還包括某些沉淀態(tài)磷。遺傳學(xué)上稱土壤中由于固定態(tài)磷的低溶解度而導(dǎo)致的植物生長上對(duì)磷元素的缺乏為“遺傳學(xué)缺乏”，但是植物在長期的遺傳變異過程中，形成了適應(yīng)低磷環(huán)境的生理生態(tài)反應(yīng)，并在植物的生理生化過程中表現(xiàn)出來，成為篩選磷高效植物基因型的重要指標(biāo)。

由圖2可以看出，在低磷脅迫下，東山種源、種源18153、18154、18157、18296、18298小枝的全磷含量均顯著低于這幾個(gè)種源在P1條件下的小枝全磷含量，而種源18312小枝的全磷含量在P0條件下比其在P1條件下稍微有增加。這說明了低磷脅迫能直接影響木麻黃種源小枝全磷含量。

2.3 低磷脅迫對(duì)木麻黃不同種源根際土壤pH的影響

由圖3可以看出，在低磷脅迫下，木麻黃根際土壤的pH值會(huì)降低，也即是土壤呈酸性。其中，東山種源根際土pH值在P0條件下遠(yuǎn)低于在P1條件下，說明東山種源在低磷條件下根系能分泌出較多的酸性物質(zhì)，從而活化土壤中的固定態(tài)磷以滿足自身生長需要，而其余6個(gè)種源的根際土壤的pH值在P0和P1條件下相差不大，說明其余6個(gè)種源對(duì)土壤中固定態(tài)磷的活化能力不強(qiáng)。

2.4低磷脅迫對(duì)木麻黃不同種源土壤P含量的影響

施加磷肥能顯著增加土壤中有效磷和全磷的含量（圖4、圖5、表3-7），因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常以磷肥作為底肥，來促進(jìn)植株的生長。

3 結(jié)論

除了東山種源、澳18153的C/N在P1條件下比其在P0條件下有明顯差別外，低磷脅迫對(duì)種源18154、18157、18296、18298、18312植株的C/N比影響不大。

在低磷脅迫下，東山種源、種源18153、18154、18157、18296、18298小枝的全磷含量均顯著低于在P1條件下的小枝全磷含量，而種源18312小枝的全磷含量在P0條件下比其在P1條件下稍微有增加。這說明了低磷脅迫能直接影響木麻黃種源小枝全磷含量。

在低磷脅迫下，木麻黃根際土壤的pH值會(huì)降低，也即土壤呈酸性；其中，東山種源根際土pH值在P0條件下遠(yuǎn)低于在P1條件下，說明東山種源在低磷條件下根系能分泌出較多的酸性物質(zhì)，從而活化土壤中的固定態(tài)磷以滿足自身生長需要，而其余6個(gè)種源pH值相差不大。

施加磷肥能顯著增加土壤中有效磷和全磷的含量，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)經(jīng)常以磷肥作為底肥來促進(jìn)植株的生長。

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