不同基因型柱花草磷效率差异及其适应酸性低磷土壤的可能性机制

摘要

柱花草(Stylosanthesspp)是世界热带、亚热带地区广泛种植的高产豆科牧草之一，对酸性低磷红壤具有较好的适应性，但其适应性机理尚不清楚。本试验选用十二种不同基因型柱花草作为研究对象，通过田间试验对供试材料进行磷效率初步筛选，并在此基础上进行随后的砂培和水培试验，对不同基因型柱花草适应酸性低磷红壤的机制进行了初步的探讨。 研究结果表明：在酸性低磷红壤中，十二种不同柱花草对酸性低磷红壤的适应性具有明显的基因型差异，并根据Lynch博士提出的植物养分和植物对施肥敏感性的分类标准，以植株生物量和吸磷量为指标，首次在两个不同采样时期将供试柱花草的总磷效率(以生物量计)和磷吸收效率(以吸磷量计)划分为四种不同的类型。在划分的四种类型中，不同基因型柱花草总磷效率在分类图中的分布规律与磷吸收效率分类图中的分布规律非常相似，表明了田间条件下柱花草的磷效率是由磷吸收效率所决定的。在田间试验的基础上，筛选出磷效率差异显著的Finestem，Verano和TPRC2001-1进行随后的水培和砂培试验。 水培试验中发现，柱花草磷的利用效率(以单位磷所产生的干物质计)在基因型间差异不显著，而在总磷效率和磷的吸收效率方面，存在着显著的基因型差异；同时柱花草叶部和根部酸性磷酸酶活性在低磷胁迫下活性增强，但是基因型间没有差异，说明柱花草叶部和根系内部酸性磷酸酶活性的高低与供试基因型柱花草生物量和吸磷量没有直接关系。不同铝浓度处理结果表明柱花草的耐铝毒能力存在显著的基因型差异。从相对主根长和苏木精染色结果可以看出，磷高效基因型TPRC2001-1耐铝毒能力最强，磷低效基因型Finestem耐铝毒能力最差，说明磷高效基因型具有较高的耐铝毒能力是柱花草对酸性低磷红壤的适应性机理之一。 在随后的砂培试验中，不同基因型柱花草对不同磷源化合物的活化利用同样存在显著的基因型差异，K-P作为可溶性的磷在柱花草生长过程中并没有表现出供磷的持续性，而各基因型柱花草均表现出在Ca-P中的生物量最大，在Fe-P中的生物量最小。磷高效基因型TPRC2001-1对有机磷和铝-磷中的磷具有较高的利用能力，并且其吸磷量和根系特性也具有这一特点，表明柱花草耐铝毒和对有机磷、铝.磷具有较高的利用能力是其适应酸性低磷红壤的可能性机制。

目录

文摘

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声明

1前言

1.1我国柱花草生产现状

1.2酸性土壤中作物生长的主要障碍因子

1.2.1磷效率研究进展

1.2.2铝毒研究进展

1.3本研究的目的和创新点

2材料与方法

2.1柱花草田间试验

2.1.1供试材料

2.1.2试验地的自然条件

2.1.3大田试验设计

2.1.4田间取样及相关指标的测定方法

2.1.5磷效率表示方法及分类标准

2.2柱花草水培试验

2.2.1供试材料

2.2.2水培试验设计

2.2.3相关指标的测定方法

2.3铝毒对柱花草相对主根长的影响试验

2.3.1供试材料

2.3.2试验设计

2.3.3相对主根长测定及苏木精染色方法

2.4柱花草砂培试验

2.4.1供试材料

2.4.2砂培试验设计

2.4.3相关指标的测定方法

2.5数据处理和分析

3结果与分析

3.1田间试验结果与分析

3.1.1不同基因型柱花草地上部磷效率表现

3.1.2不同基因型柱花草地上部磷效率的类型划分

3.1.3磷对柱花草地上部吸氮量的影响

3.2水培试验结果与分析

3.2.1水培试验中柱花草在不同磷处理下的营养生长状况

3.2.2水培试验中柱花草地上地下吸磷量

3.2.3水培试验中柱花草磷的吸收效率和利用效率

3.2.4水培试验中不同磷浓度下柱花草叶部和根部酸性磷酸酶活性特点

3.2.5水培中不同磷浓度处理对柱花草叶部和根部可溶性磷浓度的影响

3.3柱花草酸铝毒害试验结果与分析

3.3.1不同铝浓度处理下苏木精染色结果

3.3.2不同铝处理对柱花草相对主根长的影响

3.4砂培试验结果与分析

3.4.1不同磷源中柱花草分枝数和株高特点

3.4.2不同磷源中柱花草地上部和地下部生物量表现

3.4.3不同磷源中柱花草地上部和地下部磷吸收状况

3.4.4不同磷源化合物中柱花草的根系特点

4讨论与结论

4.1不同基因型柱花草营养生长和磷效率特征

4.2磷的有效性对酸性磷酸酶活性的影响

4.3铝毒对柱花草的影响

4.4柱花草对不同磷源化合物的利用

4.4.1柱花草在不同磷源中生物量和吸磷量的差异

4.4.2柱花草在不同磷源中根部形态指标

4.5结论

参考文献

发表的学术论文

致谢