低磷胁迫下杉木幼苗生长特性与内源激素的关系

【目的】研究低磷环境中,不同磷利用效率杉木家系幼苗生长特性与其叶片和根尖内源激素含量变化的相关性,为进一步揭示磷高效利用杉木基因型对低磷胁迫响应策略的内在调控机制提供参考依据。【方法】选择在缺磷环境下磷素利用效率较低的No.4与磷素利用效率较高的No.41杉木半同胞家系为研究对象,通过设计3个供磷水平(P0:不供磷,0 mmol·L^(-1)KH_2PO_4;P_1:低度供磷,0.5 mmol·L^(-1)KH_2PO_4;P_2:正常供磷,1.0mmol·L^(-1)KH_2PO_4)的室内沙培模拟试验,分别测定2个家系幼苗在不同供磷水平下的生长特性以及叶片与根系内细胞分裂素(ZT)、赤霉素(GA_3)、生长激素(IAA)和脱落酸(ABA)含量的变化。【结果】1)不供磷条件下,41号家系杉木幼苗根长、根表面积和根平均直径的增量以及根冠比均明显高于4号家系(P<0.05)。2)低度供磷条件下,4号家系杉木幼苗叶片内ZT和IAA含量显著高于41号家系,而这2个家系杉木幼苗在不供磷条件下根系内ZT含量与正常供磷处理相比显著降低(P<0.05),IAA和ABA含量则显著增加(P<0.05),且41号家系杉木幼苗根系ABA含量显著高于4号家系的任意供磷水平(P<0.05)。3)正常供磷条件下,2个家系叶片、根系内源激素含量与幼苗生长特性指标均无显著相关(P>0.05);低度供磷条件下,4号家系仅叶片IAA、GA_3含量与根长增量呈显著负相关(P<0.05),而41号家系叶片ZT含量与根长、根表面积增量呈显著正相关(P<0.05),苗高增量与IAA呈显著正相关(P<0.05),与ABA呈显著负相关(P<0.05);不供磷条件下4号家系叶片IAA含量与苗高增量呈极显著正相关(P<0.01),根系ABA含量与根长、根表面积和根平均直径呈显著负相关(P<0.05),而41号家系仅有根平均直径与ZT和GA_3呈一定的相关性(P<0.05);从根冠比来看,这2个家系在低度供磷和不供磷条件下,叶片内源激素含量与根冠比未达到显著相关(P>0.05),但4号家系根冠比与根系ZT含量却成极显著正相关,与GA_3含量呈极显著负相关(P<0.01),41号家系根冠比与根系ZT含量呈极显著负相关,与IAA含量呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】低水平供磷条件下,磷素利用效率较低的杉木家系(No.4)幼苗根系生长量明显低于磷素利用效率较高的杉木家系(No.41);不供磷条件下,不同磷素利用效率杉木家系(No.4和No.41)叶片和根系内ABA含量均显著增加,而根系仅有ZT含量显著降低,并分别与磷素利用效率较低家系(No.4)和磷素利用效率较高家系(No.41)的根冠比呈显著正、负相关性,这可能与不同磷利用效率杉木家系幼苗在低磷环境下根系皮层组织溶解并释放磷营养的能力有关,需进一步研究。

解磷菌肥不同施用方式对马尾松家系苗木根系生长及磷素营养的影响

为了探讨解磷菌肥分区施入对低磷胁迫下马尾松磷营养状况的影响,该文设置了局部和均匀施用解磷菌肥(PSB肥)的盆栽接种试验,并利用WinRHIZO Pro STD1600+根系图像分析软件、H_(2)SO_(4)-H_(2)O_(2)消煮和钼锑抗比色法研究了马尾松不同家系根系形态参数和苗木磷素吸收量对PSB肥不同施用方式的响应。结果表明:(1)局部和均匀施用PSB肥均对马尾松生长影响显著,局部施用较均匀显著增加了苗木苗高、地径、根冠比、根系和整株干物质量等主要生长指标。(2)局部施用PSB肥苗木根长、根表面积、根体积和根尖数显著增加,而均匀施用根系各参数有所增加但差异不显著;局部施用较均匀0<根系直径(D)≤0.5 mm的细根根长增加了近2倍。两种处理根系生长的差异与局部施用PSB肥造成了土壤磷素的异质性分布有关。(3)与均匀施用PSB肥相比,局部施用显著增加了苗木根、茎、叶及整株磷素吸收量。相关性分析表明,苗木磷素吸收量与根系形态参数、D≤1.0 mm根系根长呈显著正相关。说明局部施用PSB肥通过诱导根系的生长促进苗木对磷素的吸收。(4)马尾松不同家系对施用PSB肥的响应存在差异。亲本为耐低磷种源的22号家系对局部施用PSB肥较敏感,其各生长指标均显著高于10号和50号家系。综上所述,低磷环境下局部施用PSB肥较均匀施用对马尾松幼苗生长和磷素吸收的影响更加显著,该研究结果可为磷匮乏立地上马尾松人工林的管理提供参考和指导。