低磷胁迫下木麻黄种源和无性系的适应机制研究

摘要

木麻黄是我国东南沿海防护林的主要栽种树种，在防风固沙、改善生态环境和提供用材等方面发挥着难以替代的巨大作用。南方滨海沙地普遍缺磷，土壤磷素不足一直是影响海岸带木麻黄防护林健全生长的重要因素。加上营造的木麻黄防护林多数已进入成过熟阶段，在沿海防护林更新实践中发现，木麻黄连栽林地土壤磷含量降低，成为海岸防护林更新困难的原因之一。因此，开展木麻黄不同品种对低磷胁迫的生理反应及其适应机制研究，从中筛选出耐低磷的木麻黄优良品系，对于沿海防护林的更新改造、林地土壤管理和可持续经营均有十分重要的现实意义。 本研究针对沿海防护林经营中存在的现实问题，以筛选木麻黄耐低磷和磷高效品种为目的，在实验室模拟不同磷营养环境，以6个引进的澳大利亚木麻黄种源、8个木麻黄无性系为试验对象，测定了不同磷胁迫处理下木麻黄组织总水分含量、植株C/N，植株全磷含量、根际土壤速效磷、全磷、pH值等指标，开展了木麻黄种源、无性系对低磷胁迫的苗期适应机制研究。选择木麻黄种源18153、18154、18157、18296、18298、18312，以福建东山种源为对照，在受控的低磷(P0)和高磷(P1)环境下，于胁迫6个月后，测定木麻黄不同种源的种子发芽率、根际土壤养分和组织水分含量等生理指标，试验结果表明：种源18298千粒重最大，发芽率也最高；其次是东山种源的发芽率；种源的发芽率与播种实验的出苗情况基本上一致；东山种源在高生长和地径生长在P1条件下都是最大的，但在P0和P1条件下生长差异显著；低磷胁迫对种源18157、18298、18312苗高生长影响不显著；东山种源在生物量积累上具有显著优势，但是低磷胁迫对种源18153、18154、18157、18296、18298、18312的生物量积累没有显著影响；在低磷胁迫下，东山种源、种源：18153、18154、18157、18296、18298、18312小枝的叶绿素a和叶绿素b的含量在区组间达到显著差异。低磷胁迫对东山种源，18157、18298的小枝叶绿素含量有显著影响；低磷胁迫对东山种源和18153的植株总水分含量影响较大：低磷胁迫对木麻黄小枝全磷含量有直接影响；低磷胁迫下木麻黄不同种源根际土壤pH值要比在正常供磷条件下低；低磷胁迫能显著增加木麻黄不同种源根际土壤速效磷含量；施加磷肥在短期内对增加土壤全磷含量的效果不显著。在木麻黄无性系的低磷胁迫试验中，利用木麻黄平2、龙4、湛1、A13、501、701、南山7、莆20无性系，在受控的低磷(P0)和高磷(P1)环境下，于胁迫处理一年后，对无性系苗高生长、生物量、生理指标以及根际土壤养分状况等指标进行测定，结果发现：低磷胁迫对莆20的苗高生长产生显著影响，而对其他7个无性系的苗高影响不明显；低磷胁迫显著影响无性系701和南山7的地径生长，但是无性系平2、龙4、湛1、A13、501、莆20的地径生长对低磷胁迫的影响不敏感；低磷胁迫对木麻黄不同无性系的地上部分生物量积累没有显著影响；在低磷胁迫下，平2、龙4、湛1、A13的SOD活性表现出随气温降低急速降低，然后有一段缓慢的回升；无性系501的SOD活性最开始表现出急速升高，在11月的时候，SOD活性的升高有所减缓；701、南山7、莆20的SOD活性表现出缓慢的升高和下降；低磷胁迫下，木麻黄不同无性系A13和南山7小枝丙二醛含量较大；低磷胁迫下木麻黄不同无性系根际土壤pH值要比在正常供磷条件下低；无性系龙4、A13、莆20小枝磷的积累对低磷胁迫较敏感；低磷胁迫能显著增加木麻黄不同种源根际土壤速效磷含量；施加磷肥在短期内对增加土壤全磷含量的效果不显著。通过苗期试验认为，在低磷胁迫下，木麻黄不同品种对低磷胁迫产生应激性，不同木麻黄种源和无性系的生理和形态指标发生变化，从而表现出对低磷胁迫不同的适应性，即适应机制。木麻黄不同种源和无性系植株各个生理生化指标以及根际土壤理化性质指标在P0和P1条件下的变化，都与木麻黄对低磷胁迫的适应机制有关，在低磷胁迫下，土壤中可供木麻黄吸收利用的有效磷含量很低，因此木麻黄通过改变自身的一些生理形态指标，如增加地下生物量的积累、增强体内保护性酶的活性、分泌较多的酸性物质来活化固定在土壤中的P等，以增加自身对磷素的吸收和利用。

目录

声明

摘要

1概述

1.1研究背景

1.2植物在低磷胁迫下适应机制的研究现状

1.2.1低磷胁迫对植物根系的形态和吸收动力学的影响

1.2.2低磷胁迫对植物酸性磷酸酶活性的影响

1.2.3低磷胁迫对植物光合作用的影响

1.2.4低磷胁迫对植物抗性生理的影响

2材料与方法

2.1材料来源

2.2试验设计

2.3测定方法

3结果与分析

3.1低磷胁迫下木麻黄不同源的试验结果

3.1.1不同种源木麻黄种子千粒重

3.1.2低磷胁迫对木麻黄不同种源平均株高及地径的影响

3.1.3低磷胁迫对木麻黄不同种源生物量积累的影响

3.1.4低磷胁迫对木麻黄不同种源叶绿素含量的影响

3.1.5低磷胁迫对木麻黄不同种源植株组织总水分含量的影响

3.1.6低磷胁迫对木麻黄不同种源株碳氮比的影响

3.1.7低磷胁迫对木麻黄不同种源植株全P含量的影响

3.1.8低磷胁迫对木麻黄不同种源根际土壤pH的影响

3.1.9低磷胁迫对木麻黄不同种源土壤P含量的影响

3.2低磷胁迫对木麻黄不同无性系的影响

3.2.1低磷胁迫对木麻黄不同无性系苗高生长的影响

3.2.2低磷胁迫对木麻黄不同无性系地径生长的影响

3.2.3低磷胁迫对木麻黄不同无性系生物量积累的影响

3.2.4低磷胁迫对木麻黄不同无性系小枝SOD含量的影响

3.2.5低磷胁迫对木麻黄不同无性系可溶性总糖含量的影响

3.2.6低磷胁迫对木麻黄不同无性系小枝水分含量的影响

3.2.7低磷胁迫对木麻黄不同无性系丙二醛含量的影响

3.2.8低磷胁迫对木麻黄不同无性系小枝过氧化氢酶活性的影响

3.2.9低磷胁迫对木麻黄不同无性系小枝C/N的影响

3.2.10低磷胁迫对木麻黄不同无性系植株磷含量及根际土壤性质的影响

4结论与讨论

4.1主要结论

4.2讨论与建设

4.2.1讨论

4.2.2建议

参考文献

致谢