低P胁迫对马尾松不同种源根系形态和干物质分配的影响

利用不同地区5个典型马尾松种源，布置3种P水平的盆栽实验，研究马尾松应对低P胁迫时根系形态和干物质分配特征的种源差异。结果表明，P素胁迫的加重导致马尾松干物质积累量的下降和一些根系参数的减小，但植株地下部分的干物质分配量和根系形态参数的相对值却显著增加。低P胁迫下，种源间干物质积累量(包括植株各部分和总的积累量)和侧根数等根系参数差异显著。低P下干物质生产能力较强的福建武平种源对磷肥的敏感性较低，广东信宜和浙江淳安种源次之，类似于大田和水培实验结果。遗传相关分析揭示：侧根发达、须根数量多的种源干物质生产能力强。根体积、侧根数、侧根总长、须根总数等可作为筛选马尾松耐低P种源的有效指标。     

马褂木种源磷效率特性差异研究

设计了低磷(5 mg·kg-1)和高磷(180 mg·kg-1)两个磷素处理水平的盆栽实验,研究马褂木6个代表性种源的磷效率特性差异及其相关性状的关系.结果表明,马褂木种源磷效率差异较大,其值变化在15.4%～38.9%.结合考虑种源对磷肥的敏感性及在不同磷素水平下的生长表现,认为湖南通道为耐低磷型或高磷效率的优良种源,而贵州黎平和湖南邵阳则分别为磷素中等敏感型和磷素敏感型优良种源.研究发现,马褂木种源磷效率与磷素的吸收效率有关,而与磷素的利用效率相关性较小.低磷水平下种源的干物质生产能力可很好地指示磷效率的大小.高磷效率的种源在磷胁迫条件下具有干物质积累量高、叶片宽大、数量多、须侧根发达等特点,而低磷效率种源的干物质积累量低、叶片窄小、须侧根不发达,并呈现缺磷症状.     

马尾松苗木生长和根系性状的GCA/SCA及磷素环境影响

利用待测系经过GCA初步测定的15个马尾松测交系子代,设置低磷与高磷2个磷素水平的盆栽试验,研究马尾松苗木生长和根系参数的GCA/SCA相对重要性及磷素环境的影响.结果表明:不同磷素水平下马尾松测交系苗木生长和根系参数都达到极显著差异,受较强的遗传控制,全同胞遗传力在0.745～0.920.配合力分析结果显示,马尾松生长和根系性状较多地受母本GCA和SCA效应的影响,父本GCA效应则较小.高磷条件下马尾松苗木生长表现尤其是根系性状主要由非加性遗传控制,加性基因效应次之,选配分别来自南部和北部的优良育种亲本进行杂交制种,可以创制生长量大、根系发达的杂交新品种;低磷条件下苗木总根长、根表面积和根体积仍主要由非加性遗传控制,但低磷胁迫却改变了苗高、地径和侧根数的GCA/SCA相对重要性,与高磷水平比较,低磷下这3个性状的GCA效应明显增加而SCA效应明显减小.可通过加强总根长、根表面积和根体积等磷效率特异性指标的SCA育种,选育高磷效率的马尾松新品种.     

低磷胁迫下马尾松种源酸性磷酸酶活性差异

设计3种磷水平的水培和土培试验,研究马尾松5个不同种源酸性磷酸酶(APase)活性和分泌性APase活性以进一步阐明造成马尾松不同种源对磷肥反应差异的适应机制及与磷效率等关系。结果表明,低磷胁迫会刺激马尾松根系APase向根际的分泌,其中福建武平和广东信宜种源根系分泌性APase活性较强,浙江淳安、江西崇义种源较低,仅为福建武平种源的5 0 %左右。在磷饥饿的诱导下,生长高峰期马尾松种源根系和针叶的APase活性显著提高,表现出与磷素水平的负相关,根系的APase活性在总体上高于针叶。统计分析发现,低磷水平下马尾松不同种源根系和针叶APase的活性存在显著的遗传差异,以福建武平和广东信宜2种源的活性最高。结合这2种源具有较高的光合速率和磷效率,可以认为福建武平和广东信宜乃耐低磷型优良种源。测定结果还发现,马尾松幼苗APase的活性在生长高峰期过后将急剧下降,不同种源间未显示出明显的差异。     

毛红椿不同家系磷素利用特性的研究

利用8个对土壤磷素敏感程度各异的毛红椿家系,设置4个磷素水平的土培盆栽试验,研究其不同磷素水平下的磷素利用特性.结果表明:毛红椿对于磷素环境极为敏感,参试的8个家系在少量施磷肥后其干物质积累量比天然红壤基质环境下增长3～19倍.毛红椿不同家系干物质积累量在不同磷素水平下差异巨大,在低磷胁迫下生长最好的家系其干物质积累量是生长最差家系的7倍左右,在高磷水平下生长最好的家系是最差家系的2.6倍左右.磷素吸收量是造成毛红椿家系在不同磷素环境下生长差异的主要原因.相关分析表明:毛红椿家系干物质积累量与苗高和地径、根长、根体积、根表面积、须根数等参数呈显著正相关.初步确定根长、根表面积、根体积、须根数作为耐低磷型优良家系的特异性指标.     

不同磷效率马褂木种源对磷胁迫的生理反应

低磷胁迫条件下,植物将以一系列形态、生理、生化和遗传机制主动适应胁迫环境,包括根系对生长环境中难溶性磷的活化,有效吸收、运转、分配及再利用等.植物通过改变对养分的需求以维持自身代谢和改变根系形态、生理机能来增强自身活化和吸收养分的强度[1].具有较高的磷素吸收能力是植物耐低磷胁迫的基础[2],研究低磷胁迫条件下植物的生理生化特性对揭示耐低磷机理具有重要意义.以往在农作物方面有过一些研究[3～6],但在林木方面研究不多.本试验以不同磷效率的马褂木(Liriodendron chinense (Hemsl.)Sarg.)6个种源为材料,试图研究低磷营养胁迫下马褂木种源在膜脂过氧化、可溶性蛋白含量、叶绿素含量及酸性磷酸酶活性等方面的差异及与磷效率的关系,为优良耐低磷马褂木种源的选育提供理论依据.     

氮素营养对马褂木家系苗木生长效应分析

选用来自贵州黎平马褂木优良种源的23个优树自由授粉家系,设置低氮素和高氮素2种水平的盆栽试验,以研究马褂木家系苗生长对氮素营养的遗传反应差异及所受遗传控制.结果表明:不同氮素水平下,马褂木苗的生长、干物质积累、叶片和根系等性状皆存在显著的家系遗传差异;低氮胁迫将显著抑制马褂木苗叶片发育和根系生长,影响苗高生长和干物质积累,但低氮素水平下生产的光合产物则较多地分配至地下根系部分以促进对氮素的吸收利用;与高氮处理比较,低氮胁迫加大了苗木生长、叶片和根系参数等家系遗传分化,有利于鉴别高氮效率的马褂木优良家系.马褂木家系氮效率差异很大,变化在17.5%～98.8%间,初选出乌10等8个高氮效率且在低氮素水平下生长优良的家系,以及乌11等12个氮肥敏感型而在高氮素水平下生长优良的家系.研究发现,低氮素水平下马褂木苗高、干物质积累量、叶片性状(叶片数、叶片长、叶片宽)、根系参数(根体积、侧根数和须根数)等都受中到强度的家系遗传控制,可用这些子性状评价马褂木家系氮效率.     

铝对马尾松菌根苗生长及营养元素吸收的影响

以接种褐环乳牛肝菌和未接种的马尾松幼苗为试验材料,采用水培法研究不同浓度铝(Al^3+)处理(0、0.2、0.4、0.8和1.2 mmol·L^-1)对菌根化和非菌根化马尾松幼苗生长、营养元素吸收的影响,揭示菌根化马尾松苗木对Al^3+的适应机制,为减轻马尾松苗木铝毒害现象提供理论和技术依据。结果表明,在相同浓度Al^3+胁迫下,接种褐环乳牛肝菌的马尾松幼苗苗高、生物量、根系形态以及对氮(N)、磷(P)、钾(K)的吸收能力均优于不接种的马尾松苗。马尾松幼苗苗高、干物质量积累以及根系生长随着Al^3+浓度的增大均呈现先升后降再升的趋势,随着Al^3+浓度的逐渐增大,马尾松幼苗根、茎、叶中的N、P、K含量呈现出低促高抑的趋势,根、茎、叶中Al^3+含量的分配为根>茎>叶。Al^3+胁迫下,接种褐环乳牛肝菌的马尾松幼苗,通过改变马尾松幼苗根系结构,促进了幼苗的生长,特别是根系的生长,以及对N、P、K等营养元素的吸收,抑制了根系吸收Al^3+,提高了马尾松幼苗的耐铝能力。     

低磷胁迫对不同种源马尾松幼苗的影响

对不同种源马尾松在低磷胁迫下形态和生理生化方面的变化进行研究的结果表明:各种源幼苗的苗高、地径的净增量变化趋势一致,P3>P2>P4>P1。随磷浓度的降低根冠比增加,极低磷处理条件下各种源根冠比均最大。低磷逆境下,马尾松针叶MDA含量、保护酶活性(POD、SOD、CAT),以及游离脯氨酸含量均增加,这些指标的变化是马尾松适应低磷胁迫的主要生理影响机制之一。磷浓度为5～10 mg/L时,3个种源幼苗生长最佳。其中,贵州孟关种源较湖南汝城和广西古蓬种源更耐低磷胁迫。     

马尾松、湿地松幼树生物量及养分积累

在福建省政和县杨源乡对相似生境下4年生的马尾松、湿地松幼树生物量和养分积累进行研究,结果表明:除枝生物量为湿地松小于马尾松之外,湿地松幼林的干、皮、叶、主根、侧根生物量均高于马尾松幼林,林分生物量为湿地松大于马尾松;林分不同养分元素的平均含量,C、K、Mg含量为湿地松大于马尾松,N、P、Ca、Fe含量为马尾松大于湿地松;不同部位养分元素含量以叶最大,其次为侧根、枝和皮;不同养分积累量,N、P、Ca的积累量为马尾松大于湿地松,C、K、Mg、Fe的积累量为湿地松大于马尾松。养分利用效率计算表明,湿地松幼林对各养分元素的利用效率高于马尾松,在干物质产出相同的情况下,湿地松幼林从土壤中带走的养分少于马尾松。     

磷素环境与马褂木种源的生长和干物质积累

自然土壤中有效磷含量很低,难以满足植物最佳生长的需要。据统计,在全世界13·19亿hm2的耕地中约有43%缺磷,而我国耕地则有2/3缺磷(何绪生等,1998)。我国南方地区高温多雨,富铝化作用明显,多数土壤呈酸性或强酸性,磷素固定强烈,土壤有效磷含量仅在1~2mg·kg-1(邱燕等,2003)。虽然施用磷肥的效果显著,但其利用率一般不超过10%,多为土壤固定并转变成植物较难吸收的Ca-P、Fe-P和Al-P等(熊毅,1997)。鉴于植物具有将土壤难溶态磷转化为有效态磷并加以吸收利用的能力,通过选育磷高效利用的植物品种来开发土壤中难溶态的磷素资源,可减小对施用磷…     

马尾松种源对磷肥的遗传反应及根际土壤营养差异

利用5a生马尾松种源与磷肥互作试验林，研究不同种源对磷肥的遗传反应式样以及在低(缺)磷环境下的根际营养差异。结果发现，广东高州和广西岑溪两种源对磷肥的反应显著，属于对磷肥敏感型种源。广东信宜和福建武平两种源对磷肥反应不敏感，属于耐低磷型或对磷肥不敏感型种源，而江西崇义种源显著的磷肥效应仅在造林后头2～3年显示。对于根际土的的化学性质，不同种源虽有较大差异，但根际土的有机质、全氮、水解氮和有效磷含量一般显著高于非根际土。不同种源根际对土壤中的磷都具有活化作用和富集作用，尤其是广东信宜和福建武平两种源对土壤磷的活化和富集作用最为强烈，这可初步解释这两个种源对磷肥不敏感、能适应低(缺)磷胁迫的遗传机制。马尾松不同种源根际土壤并未发生明显的酸化。     

马尾松不同种源P素吸收动力学特征

通过水培试验研究田间试验下对P肥反应存在显著差异的5个马尾松种源在3种P水平(水培试验中为0、5、20μmol·L-1)下根系P素吸收总量、离子动力学参数(Imax、Km和Cmin)等特征。研究表明,随着溶液P素浓度的升高,马尾松各参试种源的苗高生长、P素吸收总量均有不同程度的增加,但其变化因种源而异。福建武平和广东信宜两种源对P素增加的反应敏感性(高生长和P素吸收增长率)远低于其他3个参试种源,与大田P肥试验结果一致。对1年生和半年生水培幼苗离子动力学参数测定结果揭示,随着培养溶液P素浓度的升高,各参试种源的Imax下降,Km和Cmin增加。比较分析发现,低P水平下广东信宜和福建武平两种源具有相对较小的Km和Cmin,相对较大的Imax,对分布于武夷山脉南端的福建武平种源尤其如此。     

不同种源马尾松纸浆材制浆性能的差异分析

以不同种源马尾松纸浆材为研究对象,分析比较其化学组分、纤维形态与纸浆性能。结果表明:福建武平、广西岑溪、广东信宜3个外地种源马尾松木材的α-纤维素含量、纤维长度、长宽比以及纸浆的裂断长、耐破指数均大于闽北当地种源,苯醇抽出物含量低于闽北当地种源;不同种源马尾松木材的纸浆得率十分相近,而广东信宜种源马尾松木材密度高于其他3个种源,其单位体积木材可制得更多的纸浆;马尾松3个外地种源比闽北当地种源更适合用于造纸用材。     

木荷种源苗期干物质积累和分配差异

利用28个木荷种源的苗期测定材料,研究了不同种源的干物质积累和分配规律。结果显示:木荷苗期单株及其根、茎、叶各器官的干物质积累量在不同种源区间和种源区内不同种源间存在显著的遗传变异,这种变异主要来源于种源区内种源间,其次是来源于不同种源区间。木荷苗期单株及各器官的干物质积累量呈典型的纬向渐变模式,即南部种源区>中部种源区>北缘种源区,而与经度的相关性较小。研究发现,不同种源区间木荷干物质积累量在地下和地上部分的分配比例(即根冠比)遗传分化较小,变异主要来源于种源区内种源间,木荷种源根冠比表现为随机变异的地理模式,自然分布区内降雨量丰富,较少干旱胁迫可能是其主要的原因之一。