不同桉樹品系對異質(zhì)磷脅迫的適應(yīng)機制研究.pdf

1、磷是植物必需營養(yǎng)元素之一，是植物體內(nèi)許多重要化合物的成分，參與了植物體內(nèi)的各種新陳代謝過程，是限制林木產(chǎn)量的重要因素。植物吸收土壤的磷主要是正磷酸鹽，然而南方土壤中的磷容易被同定成Fe-P、Ca-P和Al-P等植物難利用的化合物，南方土壤中的全磷含量雖高，但多處于不可利用狀態(tài)，并呈現(xiàn)出空間的斑塊狀分布。因此如何利用南方土壤中的難溶性磷成為林業(yè)生產(chǎn)上急需解決的重大課題。大量研究表明：一些植物在磷脅迫條件下能利用土壤中的難溶性磷來滿足生長需

2、要，而且這種特有的覓磷能力特性是可遺傳的，這為篩選高效利用土壤磷素的植物基因型提供了可能途徑。桉樹是世界著名的三大速生樹種，在我國南方地區(qū)廣泛引種。由于長期來桉樹人工林的連栽，導(dǎo)致短時間內(nèi)消耗了林地大量養(yǎng)分，磷素不足成為制約桉樹人工林產(chǎn)量的重要因素。雖然近年來在桉樹對土壤磷素利用方面有不少研究，但目前的研究多是單一桉樹品種在同質(zhì)磷脅迫下進行的研究，缺乏不同桉樹品種在異質(zhì)磷脅迫條件下的比較研究。有鑒于此，本文利用脅迫植物學(xué)的研究方法，以目

3、前南方地區(qū)引種的8種桉樹品種為研究對象，通過構(gòu)建異質(zhì)性磷脅迫試驗，模擬自然狀態(tài)下土壤磷素狀況，在異質(zhì)性磷素脅迫條件下測定不同桉樹的形態(tài)學(xué)和生理學(xué)指標(biāo)，比較不同桉樹在高度異質(zhì)磷環(huán)境下覓養(yǎng)能力差異，揭示不同桉樹品系對異質(zhì)磷脅迫的適應(yīng)機制，為磷高效利用桉樹品種的篩選提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1．在異質(zhì)性供磷條件下，苗高、地徑、干物質(zhì)積累量及干物質(zhì)分配在不同桉樹品種間的差異均達顯著水平。廣林9、廣林3、尾巨桉3229的苗高

4、、地徑、干物質(zhì)積累量均比同一脅迫條件下的其他桉樹變化量大，鄧恩桉、201-2、尾巨桉3216的生長量較小，巨桉5、巨桉9的生長量處于中間水平。桉樹苗高、地徑、干物質(zhì)積累量在異質(zhì)性供磷條件下增加顯著，特別是尾巨桉3229、尾巨桉3216、廣林9表現(xiàn)較為明顯。不同桉樹的根冠比大小排序與苗高、地徑、干物質(zhì)積累量大致相反，且異質(zhì)性供磷條件與不供磷對照條件的根冠比表現(xiàn)較為一致，可見只要部分根系處于缺磷狀態(tài)就表現(xiàn)出一定的缺磷反應(yīng)。
　　 2

5、．異質(zhì)性供磷條件下8種桉樹的根系長度、根系表面積、根系體積、根系平均直徑差異均達到顯著水平。巨桉5、廣林9、巨桉9、廣林3的根系長度依次減小，這4種桉樹根系表面積、根系體積均比同組試驗中平均值大，而尾巨桉3229、鄧恩桉、201-2、尾巨桉3216的根系指標(biāo)較小。其中，尾巨桉3229的根系長度、根系表面積、根系體積隨著基質(zhì)中含磷量的增加而產(chǎn)生較大變化，說明尾巨桉3229對磷脅迫變化反應(yīng)敏感。根系直徑在各處理和各桉樹間差異不顯著。巨桉5、

6、巨桉9、廣林3、廣林9在各種供磷條件下的各根系形態(tài)指標(biāo)表現(xiàn)較好，且在異質(zhì)性供磷兩側(cè)都保持較高的根系生長力，這說明這4種桉樹吸收養(yǎng)分的機會較大，能較好地適應(yīng)低磷環(huán)境。在異質(zhì)性供磷環(huán)境中，尾巨桉3229、巨桉9、廣林3、201-2、鄧恩桉主要是在供磷分室根系增生，而尾巨桉3216、巨桉5、廣林9則是在非供磷一側(cè)根系增生。
　　 3．異質(zhì)性供磷條件下，巨桉9的葉(1.74g/kg)、鄧恩桉的莖(1.32g/kg)、廣林9的根(0.90

7、g/kg)的磷含量最大；巨桉9、廣林3、鄧恩桉莖以及尾巨桉3216、廣林3的根在異質(zhì)性供磷條件下含磷量超過了均一性供磷處理的含磷量。除尾巨桉3229、巨桉5在供磷分室根系吸收量小于供磷分室外，其他6種桉樹的供磷分室比非供磷根系吸磷量高出3.77％～35.96％。異質(zhì)性供磷條件下，鄧恩桉的轉(zhuǎn)運效率最高，而尾巨桉3216轉(zhuǎn)運效率最低；桉樹隨基質(zhì)中磷含量的增加，利用率下降。在均一性供磷和異質(zhì)性供磷環(huán)境下，桉樹各器官利用效率都表現(xiàn)為：莖＞根＞葉

8、，但在不供磷對照條件下則是：根＞莖＞葉。在異質(zhì)性供磷條件下巨桉5的莖和葉、201-2的根磷利用效率最高，尾巨桉3229在異質(zhì)性供磷和均一性供磷條件下根、莖、葉均有較高的磷利用率。
　　 4.在異質(zhì)性供磷條件下，巨桉9、廣林3、廣林9的葉綠素A、B、葉綠素總量的含量較高，保持在不供磷對照條件下的優(yōu)勢。此外，鄧恩桉在異質(zhì)性條件下葉綠素含量增高明顯。尾巨桉3229、廣林9、鄧思桉的葉綠素A、B及總量的含量均比均一性供磷條件下的葉綠素含

9、量高，說明這3種桉樹能較好地吸收異質(zhì)性分布的養(yǎng)分。葉綠素A/B隨著基質(zhì)中含量的增加也增加，表明葉綠素A受到磷養(yǎng)分的影響更大，但各處理間并不存在顯著差異。
　　 5.在異質(zhì)性供磷條件下，廣林9和鄧恩桉的丙二醛含量分別是最高、最低。其他桉樹居中。尾巨桉3216、巨桉5、巨桉9、鄧恩桉的丙二醛含量比不供磷對照和均一性供磷條件下的丙二醛含量低，說明這4種桉樹在異質(zhì)性供磷條件下的自我修復(fù)能力較強。不供磷對照下桉樹的丙二醛含量與異質(zhì)性供磷、

10、均一性供磷條件下的丙二醛含量均存在顯著差異，但不同桉樹間的丙二醛含量不存在顯著差異。
　　 6.不同供磷處理下，各種桉樹可溶性蛋白差異不大，這可能是由于桉樹能利用少量的磷合成蛋白，保持較高的代謝水平。不供磷對照條件下，巨桉5、201-2的可溶性蛋白含量相對高些，說明在無磷條件下其細胞總體代謝水平較為活躍；與其他試驗條件相比，在異質(zhì)性供磷條件下，廣林3、201-2、鄧恩桉的可溶性蛋白含量較高，而其他桉樹品種則不然。均一性供磷條件下

11、尾巨桉3229的可溶性蛋白含量最高。
　　 7.在異質(zhì)性供磷條件下，巨桉9葉片中酸性磷酸酶活性最大，而根系酸性磷酸酶活性最高的是尾巨桉3229。除尾巨桉3216、廣林9外，其他桉樹葉片酸性磷酸酶活性均表現(xiàn)出比均一性供磷條件下的高，這表明異質(zhì)性供磷條件下桉樹受到部分根系處于缺磷狀態(tài)的影響，產(chǎn)生缺磷時的生理反應(yīng)，具有較高的磷素利用能力。供磷分室的根系酸性磷酸酶活性大于非供磷分室的根系。
　　 8.異質(zhì)性供磷環(huán)境條件下，不同桉

12、樹間的根際pH值差別不大，而不同供磷處理間差異不大，除尾巨桉3229外，異質(zhì)性供磷與均一性供磷間均不存在顯著的差異。綜上各指標(biāo)評價，在異質(zhì)性供磷條件下廣林9、廣林3具有較高的苗高、地徑、干物質(zhì)積累量，在苗高、地徑、干物質(zhì)積累量、根系長度、根系表面積、根系體積等形態(tài)學(xué)指標(biāo)較好，尾巨桉3229、巨桉5、巨桉9表現(xiàn)居中，鄧恩桉、201-2、尾巨桉3216等表現(xiàn)較差；尾巨桉3229、廣林9具較強的吸光能力，其磷利用效率較高，但代謝速度處于中等水