低磷脅迫對木麻黃無性系苗期營養(yǎng)狀況的影響

[摘要] 采用盆栽試驗(yàn)，測定了8個木麻黃無性系在高低2種磷水平下植株?duì)I養(yǎng)元素含量和土壤理化性質(zhì)。結(jié)果表明：低磷對平2、湛1、A13、501、南山7苗期C/N有較大的影響；南山7的根際土壤pH值比其在高磷條件下低，與低磷條件相比，根際土壤速效氮含量在高磷條件下增加了64.37%，因此南山7有一定的磷素利用潛勢。

[關(guān)鍵詞] 木麻黃 無性系 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)。

木麻黃是我國東南沿海防護(hù)林的主要栽種樹種，在防風(fēng)固沙、改善生態(tài)環(huán)境和提供用材等方面發(fā)揮著難以替代的巨大作用。而今，木麻黃無性系苗逐漸取代實(shí)生苗在造林更新中取得了良好的效果，現(xiàn)已培育出許多優(yōu)良品系。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。加上現(xiàn)有的木麻黃防護(hù)林多數(shù)已進(jìn)入成熟階段。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[7-10]。因此，開展木麻黃不同無性系對低磷脅迫的生理反應(yīng)及其適應(yīng)機(jī)制研究，從中篩選出耐低磷的木麻黃優(yōu)良品系，對于沿海防護(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。本研究擬對不同磷水平下不同基因型木麻黃無性系營養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行研究，分析其營養(yǎng)元素含量，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無性系的篩選和遺傳改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 木麻黃無性系與供試土壤

木麻黃無性系引自福建省惠安赤湖林場，共選取南山7，平2，501，601，701，龍4，湛江1號，莆20共8個無性系（無性系優(yōu)樹產(chǎn)地見表1），從優(yōu)良母樹上采取小枝作為實(shí)驗(yàn)用無性系扦插小枝。

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）兩個磷素水平，每個品種每個處理水平移栽30株苗，3個重復(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)

本試驗(yàn)在福建省林業(yè)科學(xué)研究院進(jìn)行。木麻黃各無性系小枝用濃度為100ppm的奈乙酸溶液浸泡小枝24小時(shí)，然后取出清水洗凈殘留的奈乙酸，放置于玻璃瓶中，置于陽光直射處，約10天后木麻黃小枝開始生長出愈傷組織并生根，取出清水洗凈殘留的奈乙酸，放置于玻璃瓶中，置于陽光直射處，約10天后木麻黃小枝開始生長出愈傷組織并生根，根長1至8mm時(shí)移栽至預(yù)先制備好的預(yù)置基質(zhì)土壤的營養(yǎng)袋中，營養(yǎng)袋高16cm，直徑16cm；營養(yǎng)袋放置在溫室內(nèi)，之后進(jìn)行正常的水肥管理。根長1至8mm時(shí)移栽至預(yù)先制備好的預(yù)置基質(zhì)土壤的營養(yǎng)袋中，營養(yǎng)袋高16cm，直徑16cm；營養(yǎng)袋放置在溫室內(nèi)，之后進(jìn)行正常的水肥管理。

1.3 分析測定項(xiàng)目與方法

于2008年1月對木麻黃種苗測定以下指標(biāo)：用碳氮分析儀測定植物全C，植物全N；土壤速效P采用氟化氨-鹽酸浸提，鉬銻抗比色法測定；土壤速效N采用堿解擴(kuò)散法測定；土壤全P采用堿熔-鉬銻抗比色法；土壤pH采用pH計(jì)測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 低磷脅迫對木麻黃無性系小枝C/N的影響

圖1列出了無性系在P0和P1條件下小枝的C/N，從表中可以看出，在P1條件下，無性系平2、湛1、A13、501、南山7小枝C/N比較其在P0條件下低，降低比例分別為2.939%、12.043%、2.103%、10.821%；無性系龍4、701、莆20小枝C/N比比其在P0條件下分別增加了12.842%、3.053%、6.886%。

C/N比大，營養(yǎng)生長受抑制，對N的需求量減少[6]。由圖1和表2可以得出：在P0條件下，無性系平2、湛1、A13、501、南山7小枝C/N比比其在P1條件下增高，說明低磷脅迫對這幾個無性系的C/N有較大的影響；而低磷脅迫對無性系龍4、701、莆20小枝C/N沒有較大影響。

2.2 低磷脅迫對木麻黃無性系小枝全磷含量的影響

由圖2可以得出，無性系龍4、A13、莆20在低磷脅迫下，其小枝全磷含量都較其正常供磷水平下小枝全磷含量低，但是無性系平2、湛1、501、701、南山7的小枝全磷含量在低磷脅迫下比其在正常供磷水平下略微增加。說明無性系龍4、A13、莆20小枝磷的積累對低磷脅迫較敏感。

2.3 低磷脅迫對木麻黃無性系根際土壤性質(zhì)的影響

根際土壤pH值是植物對低磷脅迫環(huán)境主動反應(yīng)的一個表觀的量化指標(biāo)。由圖3可以看出，在低磷脅迫下，無性系南山7、平2、龍4、湛1、A13、501、701、莆20的根際土壤pH值都比其在P1條件下低，說明其根際土壤呈酸性，這是因?yàn)?，P0條件下，土壤中有效磷含量要低于P1條件下（如圖3），植株根系因此會分泌低分子物質(zhì)，以此來活化被固定在土壤中的磷，根系分泌物主要有低分子有機(jī)酸、還原糖和氨基酸、磷酸酶等。它們的作用方式各不相同，有的是直接作用于土壤，改變土壤性質(zhì)如酸化土壤或加速有機(jī)磷礦化，有的則間接通過土壤生物產(chǎn)生作用，增強(qiáng)微生物活性，活化固定態(tài)磷，從而滿足植株自身對磷的需求。

從圖3可以看出，在低磷脅迫下，無性系根際土壤較其在P1條件下呈酸性反應(yīng)，說明在低磷脅迫下，無無性系的根系都能分泌低分子的酸性物質(zhì)，從而活化土壤中的固定態(tài)磷，利于木麻黃的吸收。

2.4 低磷脅迫對木麻黃不同無性系根際土壤速效氮含量的影響

從圖4可以看出，在低磷脅迫下，無性系501、南山7根際土壤的速效氮含量與其在P1條件下有顯著性差異。方差分析顯示：在P1條件下，無性系南山7根際土壤速效氮含量比其在P0條件下增加了64.37%，達(dá)顯著性差異。這說明低磷脅迫對南山7的根系生長有較大影響，磷肥施加后能直接作用于其根系，促進(jìn)根系的生長和細(xì)根的發(fā)育，進(jìn)而增加木麻黃固氮量；而無性系501根際土壤速效氮含量在P1條件下相對于其在P0條件下呈顯著負(fù)增加，增加百分比為44.62%。方差分析顯示，無性系平2、龍4、湛1、A13、701、莆20的根際土壤速效氮含量在P0和P1條件下無顯著性差異。由此可見，低磷脅迫對無性系平2、龍4、湛1、A13、701、莆20的根際土壤速效氮含量無顯著的影響。

2.5 低磷脅迫對木麻黃不同無性系根際土壤速效磷、全磷含量的影響

從圖5可以看出，在P1條件下無性系根際土壤速效磷含量均比在P0條件下高，說明施加磷肥能在一段時(shí)間內(nèi)顯著增加土壤中有效磷的含量；但是從圖6則可看出，施加磷肥對增加土壤全磷含量沒有顯著影響。

3 小結(jié)

3.1 在P0條件下，無性系平2、湛1、A13、501、南山7小枝C/N比比其在P1條件下增高，說明低磷脅迫對這幾個無性系的C/N有較大的影響。

3.2 無性系龍4、A13、莆20在低磷脅迫下，其小枝全磷含量都較其正常供磷水平下小枝全磷含量低，說明無性系龍4、A13、莆20小枝磷的積累對低磷脅迫較敏感。

3.3 在低磷脅迫下，無性系南山7、平2、龍4、湛1、A13、501、701、莆20的根際土壤pH值都比其在P1條件下低，說明在低磷脅迫下，無無性系的根系都能分泌低分子的酸性物質(zhì)，從而活化土壤中的固定態(tài)磷，利于木麻黃的吸收。

3.4 在低磷脅迫下，無性系501、南山7根際土壤的速效氮含量與其在P1條件下有顯著性差異。其中無性系南山7根際土壤速效氮含量比其在P0條件下增加了64.37%，達(dá)顯著性差異；說明低磷脅迫對南山7的根系生長有較大影響，磷肥施加后能直接作用于其根系，促進(jìn)根系的生長和細(xì)根的發(fā)育，進(jìn)而增加木麻黃固氮量；而無性系501根際土壤速效氮含量在P1條件下相對于其在P0條件下呈顯著負(fù)增加，增加百分比為44.62%。

3.5 在P1條件下無性系根際土壤速效磷含量均比在P0條件下高，說明施加磷肥能在一段時(shí)間內(nèi)顯著增加土壤中有效磷的含量；但對增加土壤全磷含量沒有顯著影響。

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