低磷脅迫對木麻黃種源苗期營養狀況的影響

[摘要] 測定了盆栽試驗中的7個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，為磷高效基因型木麻黃種源的篩選和遺傳改良提供依據。結果表明：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。

[關鍵詞] 木麻黃 種源 低磷脅迫

磷是植物生長發育不可缺少的營養元素之一。它既是構成植物體內重要有機化合物的組成成分，同時又以多種方式參與植物體內的生理過程，對植物的生長發育、生理代謝、產量和品質都起著重要作用[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，遠不能滿足植物正常生長的要求，因此我國大部分地區土壤普遍缺磷，南方土壤尤為嚴重。施磷并不一定能有效地促進植株吸收磷，并引起一系列的環境污染。磷作為限制植物生長的障礙因子也已經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]，如何根據植物自身潛力充分利用土壤磷成為近年來科學家所關注的焦點[6]。

木麻黃(Casuarina equisetifolia)自然分布于東南亞、太平洋群島和澳大利亞，是營建沿海防風固沙林和薪炭林的優良樹種。自上世紀60年代起，我國東南沿海地區先后從澳大利亞、泰國等地引進木麻黃品種，對提高我國沿海防護林體系的生態、經濟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林健全生長的重要因素；加上營造的木麻黃防護林多數已進入成過熟階段，在沿海防護林更新實踐中發現，木麻黃連栽林地土壤磷含量降低，成為海岸防護林更新困難的原因之一[7]。因此，開展木麻黃不同種源對低磷脅迫的生理反應及其適應機制的研究[8-10]，從中篩選出耐低磷的木麻黃優良品系，對于沿海防護林的更新改造、林地土壤管理和可持續經營均有十分重要的現實意義。

本研究擬對不同磷水平下不同基因型木麻黃種源形態指標進行研究，分析其生理生化特性，探討提高養分有效性的生物學途徑，為磷高效基因型木麻黃種源的篩選和遺傳改良提供科學依據。

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，均為短枝木麻黃（Cauarina equisetifolia.spp.equisetifolia），以福建東山種源為對照，不同木麻黃種源的地理位置見表1。供試基質土壤由紅壤和木麻黃林下細沙（取自福建長樂沿海木麻黃防護林下）按質量比2︰1均勻混合后裝入營養杯中，每個營養袋預裝1.5kg混合土壤，實驗共設置低磷（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；低磷P0條件下基質土壤不施P，施N 0.5g/kg，高磷P1條件下基質土壤施P 1.5 g/kg，施N 0.5g/kg。

1.2 試驗地點與設計

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

1.3 分析測定項目與方法

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

2 結果與分析

2.1低磷脅迫對木麻黃不同種源植株碳氮比的影響

C/N比大，營養生長受抑制，對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，低磷脅迫對種源18154、18157、18296、18298、18312植株的C/N比影響不大。

2.2低磷脅迫對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、部分吸附態磷及有機態磷，有的土壤中還包括某些沉淀態磷。遺傳學上稱土壤中由于固定態磷的低溶解度而導致的植物生長上對磷元素的缺乏為“遺傳學缺乏”，但是植物在長期的遺傳變異過程中，形成了適應低磷環境的生理生態反應，并在植物的生理生化過程中表現出來，成為篩選磷高效植物基因型的重要指標。

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，從而活化土壤中的固定態磷以滿足自身生長需要，而其余6個種源的根際土壤的pH值在P0和P1條件下相差不大，說明其余6個種源對土壤中固定態磷的活化能力不強。

2.4低磷脅迫對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，在實際生產中，經常以磷肥作為底肥，來促進植株的生長。

3 結論

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，從而活化土壤中的固定態磷以滿足自身生長需要，而其余6個種源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，因此在實際生產中，應經常以磷肥作為底肥來促進植株的生長。

參考文獻

[1] Epsein E. Mineral nutrition of plants. New York， J Wiley and Sons.， Inc， 1972:51-56.

[2] 張福鎖.植物營養生態生理學和遺傳學[M].北京：中國科學技術出版社，1993:53-63.

[3] 徐向華.馬尾松及幾種闊葉樹磷素營養研究.貴州大學碩士學位論文. 2002.

[4] 周志春，謝鈺容，金國慶，等.馬尾松種源對磷肥的遺傳反應及根際土壤營養差異[J].林業科學.2003，39(6)：62-67.

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[6] 孫海國，張福鎖.缺磷條件下的小麥根系酸性磷酸酶活性研究[J].應用生態學報，2002，13（3）：379-381.

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[10] 葉功富，等.土壤鹽脅迫對木麻黃生長和生理生化特性的影響[J].防護林科技，2000，(專刊)：186～189.