不同基因型棉花根際過程對磷肥響應(yīng)特征的研究.pdf

1、根際是作物與土壤環(huán)境相互作用的場所，是作物吸收土壤水分及養(yǎng)分的必經(jīng)之地。尤其是對于土壤中移動(dòng)性弱的磷素來說，根際過程是作物提高土壤磷素利用效率的重要因素。本研究從根系形態(tài)變化的角度闡明磷高效基因型棉花對低磷脅迫的響應(yīng)特征及適應(yīng)機(jī)理，揭示膜下滴灌土壤供磷強(qiáng)度協(xié)調(diào)棉花根系直接吸磷途徑過程的機(jī)制，為篩選適應(yīng)膜下滴灌土壤磷分布格局的根形態(tài)和生理特征的高效型棉花品種提供理論依據(jù)。先以5個(gè)不同基因型棉花品種為材料，通過盆栽試驗(yàn)進(jìn)行不同磷效率基因型棉

2、花根系在磷脅迫和適磷條件下的差異比較;然后采用根箱模擬滴灌試驗(yàn)，設(shè)5個(gè)不同供磷強(qiáng)度，比較不同磷效率基因型棉花在不同施磷水平下根際特征差異，確定棉花根系協(xié)調(diào)磷效率最大的土壤適宜供磷強(qiáng)度;最后在根箱試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過田間試驗(yàn)，針對根系形態(tài)特征指標(biāo)，進(jìn)一步驗(yàn)證。得出主要結(jié)果如下:
　　(1)盆栽試驗(yàn):低磷脅迫(LP)下，各基因型棉花各器官及整株生物量，植株磷、氮、鉀素的累積量，棉花功能葉中SPAD值，以及棉花根系根長、根表面積、根體積參

3、數(shù)較適磷條件(HP)顯著降低;在LP條件下，磷高效基因型棉花XH18、CCRI-42、XLZ19各生理及根系總參數(shù)指標(biāo)顯著高于磷低效XLZ13和XLZ17，且比根長以及細(xì)根比例顯著大于磷低效基因型，而平均根系直徑顯著低于磷低效;各基因型棉花根系形態(tài)動(dòng)態(tài)變化表現(xiàn)為，LP條件下，磷高效基因型棉花和磷低效分別在出苗后45d和75d開始呈快速增長的過程，說明在低磷脅迫環(huán)境中，磷高效基因型棉花根系對磷素反應(yīng)更為敏感;主成分分析表明，不同施磷水平下

4、，棉花總根長、總根表面積、總根體積、中根長、粗根長是磷效率基因型差異最顯著的指標(biāo)，也是影響棉花吸磷量的重要指標(biāo);多元回歸分析表明，不同施磷水平下，影響棉花吸磷量的根系參數(shù)有所不同。綜上，磷高效基因型棉花可較大幅度增加細(xì)根比例，降低根系總體細(xì)度，促使比根長增加，提高根系的構(gòu)建效率，以適應(yīng)低磷脅迫。
　　(2)根箱試驗(yàn):隨著施磷量的增加，棉花植株的生物量、磷含量、磷濃度及棉花功能葉中SPAD值均呈先增加后減小的趨勢。棉花植株磷素利用效

5、率隨著施磷量的增加逐漸降低，P200處理趨于平穩(wěn)。在0～100mg/kg施磷范圍內(nèi)，XLZ19基因型棉花各生長指標(biāo)均顯著優(yōu)于XLZ13; XLZ19和XLZ13基因型棉花根系形態(tài)參數(shù)隨著施磷量的增加呈先增加后減小的趨勢。在不施磷(P0)和低磷條件下(P50)，XLZ19基因型棉花根系參數(shù)優(yōu)于XLZ13。磷脅迫(P0和P50)處理較適磷(P100)處理相比，細(xì)根所占比例顯著增加，且XLZ19基因型棉花細(xì)根比例增加幅度大于XLZ13;根際土

6、壤磷含量越低時(shí)，棉花根際土壤酸性磷酸酶活性越大，且XLZ19基因型棉花表現(xiàn)更為明顯。總之，磷脅迫和過量的施磷均會(huì)影響棉花的生理特征和根際特征。XLZ19基因型棉花較XLZ13基因型而言，能大幅度增加植株磷利用效率及根系的細(xì)根比例，以更多的吸收土壤中的磷素，從而積累更多的生物量，以更好的適應(yīng)低磷脅迫環(huán)境。
　　(3)田間試驗(yàn):棉花根系總根長、根表面積和根體積隨著施磷量的增加整體趨于先增加后減小的趨勢，P150供磷水平下達(dá)到最大值。X

7、LZ50基因型棉花整層根系各參數(shù)在各施磷水平下均大于XLZ13，且在蕾期時(shí)達(dá)到顯著性差異;蕾期時(shí)，XLZ50基因型棉花在不同施磷水平下，各直徑范圍內(nèi)根長普遍大于XLZ13。而在花鈴期時(shí)，XLZ50基因型棉花在P0、P75、P150三個(gè)磷水平下，中根長顯著高于XLZ13。綜上，在缺磷和過量施磷水平下，均會(huì)不同程度的影響棉花根系形態(tài)。磷高效基因型棉花在低磷脅迫下根系參數(shù)優(yōu)于磷低效，這與盆栽試驗(yàn)和根箱試驗(yàn)結(jié)果相一致。
　　總之，棉花的根