不同施磷水平對(duì)橡膠幼苗光合與生理代謝的影響

1、不同施磷水平對(duì)橡膠幼苗光合與生理代謝的影響Effectsof DifferentPhosphorus ApplicationLevelson the Photosynthesisand Physiological Metabolism of Rubber TreeSeedlingsHE Junjun1 ，2）YAO Yanli1）LINQinghuo2 ）LUO Ping1）LIN Zhaomu2 ）（ 1 Zhanjiang Experimental Station， CATAS，Zhanjiang Guangdong 524013；2 Rubber Research Institute，

2、CATAS， DanzhouHainan 571737 ）levelson photosynthesisand metabolismof rubbertreeseedlings by pot culture was studied，and scientificbasis could be provided for determining rubber younggarden fertilizer. In this study， the five differentphosphorus levels（ no phosphorus as control） wereapplied to test p

3、hosphorus content of leaves，photosynthesis and metabolism characteristics ofReyan7-33-97 grafted seedlings. The results showedthat 1000 mg/kg phosphorus could support the rubberseedlings growth， increasing the photosynthetic rateand promoting physiological metabolism； Applyinglower levels of phospho

4、rus（ 500 mg/kg ） showedinsufficientphosphorus ； whileapplyinghigherlevelsof phosphorus （ 2000 mg/kg） on rubber seedlingcausedsevere inhibition of photosynthetic and physiologicalmetabolism.Keywords rubber seedlings； phosphorusapplication； photosynthetic rates； physiologicalmetabolism磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必須大量元素之

5、一，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育中是構(gòu)成蛋白質(zhì)的組成成分，也是構(gòu)成提供生命活動(dòng)所需能量 ATP和 NADP不可缺少的成分。光合作用是植物最基本的生理過程，磷作為底物或調(diào)節(jié)物直接參與光合作用的各個(gè)環(huán)節(jié) 1-2。研究發(fā)現(xiàn)：植物在缺磷條件下，光合速率受到抑制 3-4，可溶性糖合成和運(yùn)輸受到抑制5 、可溶性蛋白的合成被抑制6 ；施磷過多，同樣對(duì)光合作用起抑制作用，葉片可溶性蛋白含量也下降7 。磷素對(duì)橡膠樹生長(zhǎng)也具有非常重要的作用，供磷不足時(shí)，會(huì)造成橡膠幼樹葉片數(shù)量減少，根系不發(fā)達(dá)，樹圍增長(zhǎng)慢8 。不同磷脅迫水平對(duì)巴西橡膠樹幼苗生長(zhǎng)的影響研究表明，隨著營(yíng)養(yǎng)液磷濃度降低（ P 質(zhì)量濃度分別為31（對(duì)照）、10、 5、

6、 1、 0 mg/L ），橡膠樹幼苗總生物量和地上生物量下降，株高、主根長(zhǎng)降低，抽葉蓬數(shù)減少；橡膠樹的磷含量也隨著降低，其中根、莖下降幅度大于穩(wěn)定葉、嫩葉9 。目前國(guó)內(nèi)外橡膠樹磷營(yíng)養(yǎng)性狀研究工作主要局限于磷肥的施用效果和肥料利用率等方面，對(duì)橡膠樹磷營(yíng)養(yǎng)特性還缺乏系統(tǒng)研究。本試驗(yàn)通過不同施磷水平對(duì)橡膠幼苗葉片有關(guān)生理指標(biāo)的影響研究，探討磷肥對(duì)橡膠幼樹葉片生理代謝的作用。1 材料與方法1.1材料供試材料試驗(yàn)材料由中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實(shí)驗(yàn)站苗圃提供的袋裝橡膠嫁接苗熱研7-33-97 。試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)盆栽試驗(yàn)于2013 年 8 月到 2014 年 6 月在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實(shí)驗(yàn)站大棚中進(jìn)行。中國(guó)

7、熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實(shí)驗(yàn)站位于湛江市霞山區(qū)，地處北回歸線以南的低緯地區(qū)，東經(jīng) 110°4、北緯 21°12，屬熱帶和亞熱帶季風(fēng)氣候，終年受海洋氣候調(diào)節(jié)， 冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑；年平均氣溫 23，年平均雨量 1 417 1 802 mm；4 9 月為多雨季節(jié)， 8 月雨量最多； 10 月至次年 3 月雨量較少，常有旱情出現(xiàn)。夏秋之間熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)較為頻繁。年平均日照時(shí)數(shù)1 817 2 106h，年 10積溫8 309 8 519 。1.2試驗(yàn)方法試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)采用上口徑30 cm、高 50 cm的黑色塑料盆為容器，膠園表層土為培養(yǎng)基質(zhì)（基質(zhì)養(yǎng)分情況為：pH 4.65 ，有機(jī)質(zhì) 11

8、.26 g/kg ，全氮 0.62 g/kg ，速效磷 4.587 mg/kg ，速效鉀 54.95 mg/kg ），于 2013 年 10 月 22 日橡膠嫁接苗第一蓬葉穩(wěn)定時(shí)移栽于桶中， 2013 年 11 月 4 日對(duì)移栽后生長(zhǎng)正常的苗，進(jìn)行不同磷濃度處理。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)置6 個(gè) P 水平，分別為0、500、 1 000 、2 000 、 3 000 、 4 000 mg P2O5/kg 土，表示為P0、P1、P2、P3、P4、P5，以 P0 為對(duì)照，每水平4 次重復(fù)。試驗(yàn)處理后分別在第3 蓬葉穩(wěn)定后（ 2014 年 4 月 12 日）測(cè)光合速率、取樣。指標(biāo)測(cè)定光合速率測(cè)定是用

9、LI-COP 公司的 LI-6400 ，選用頂蓬穩(wěn)定葉片。葉綠素測(cè)定用丙酮乙醇比色法。磷含量用鉬銻抗比色法測(cè)定；可溶性糖用蒽酮法測(cè)定；可溶性蛋白用考馬斯亮藍(lán)G-250 法測(cè)定；氨基酸含量用茚三酮比色法測(cè)定。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析用 Microsoft Office Excel 2003軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、計(jì)算，用SAS9.0 軟件進(jìn)行方差分析（Duncan 法多重比較）。2 結(jié)果與分析2.1不同施磷水平橡膠幼苗葉片磷含量不同施磷水平橡膠幼苗葉片磷含量見表1。由表 1 可以看出，隨著施磷量的增加，橡膠幼苗葉片磷含量增加：施磷水平為 500、1 000 、2 000 、 3 000 和 4 000 mg

10、/kg 時(shí)，葉片磷含量分別比對(duì)照升高了 23.5%、 35.3%、 58.8%、 135.3%和 241.2%。施磷水平為 0、500 mg/kg 時(shí)，橡膠幼苗葉片磷含量在橡膠樹葉片養(yǎng)分診斷指標(biāo)正常值的下限，處于磷營(yíng)養(yǎng)缺乏狀況；施磷水平為 1 000 mg/kg 時(shí)，葉片磷含量在正常值（ 0.21% 0.23%）的上限； 2 000 mg/kg 磷水平的處理，葉片磷含量表現(xiàn)為磷供應(yīng)充足。 這說明施磷 1 000 mg/kg 時(shí)，橡膠幼苗磷營(yíng)養(yǎng)需求得到滿足。2.2 不同施磷水平橡膠幼苗葉綠素含量和光合速率由表 1 可知，不同施磷水平對(duì)橡膠幼苗光合速率和葉綠素含量的影響不同，隨著施磷量的增加，光合

11、速率先下降后上升。與對(duì)照相比， 500 和 1 000 mg/kg 處理對(duì)光合速率和葉綠素含量沒有明顯的影響，2 000 mg/kg處理下葉綠素含量和光合速率極顯著下降了19.80%和 23.45%；與 2 000 mg/kg相比， 3 000 mg/kg時(shí)光合速率和葉綠素含量有所回升，可依然比對(duì)照顯著下降；施磷在4 000 mg/kg時(shí)，葉綠素含量和光合速率與對(duì)照沒有顯著差異?？偟膩砜矗?1 000 mg/kg雖然和對(duì)照之間差異不顯著，葉綠素和光合作用分別比對(duì)照升高了10.15%和 7.66%，2 000mg/kg 水平對(duì)橡膠幼苗光合速率有明顯的抑制作用，>2 000mg/kg 時(shí)葉綠

12、素含量和光合速率隨著施磷的增加而增大。2.3不同施磷水平葉片可溶性糖含量可溶性糖是光合作用的最初產(chǎn)物，也是新陳代謝的基礎(chǔ)物質(zhì)。不同施磷水平橡膠幼苗葉片可溶性糖含量見表2。由表 2 可知，葉片可溶性糖含量隨著施磷量的增加呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)，同光合速率變化趨勢(shì)一致。2 000 mg/kg處理使葉片可溶性糖含量達(dá)到最低值，比對(duì)照極顯著下降了21.47%，其它處理均同對(duì)照沒有差異。2.4不同施磷水平葉片可溶性蛋白含量由表 2 可知，在不同施磷水平下，葉片隨施磷量的增加先下降后上升，施磷水平為 2 000 mg/kg 時(shí)降到最低點(diǎn)，比對(duì)照下降了 40.46%，3 000 、 4 000 mg/kg

13、 水平下，可溶性蛋白上升趨勢(shì)明顯， 4 000 mg/kg 水平比對(duì)照上升了30.06%，達(dá)到試驗(yàn)處理中含量最大值。2.5不同施磷水平葉片氨基酸含量由表 2 可知，在橡膠幼苗葉片中，氨基酸含量變化趨勢(shì)同可溶性糖、蛋白質(zhì)，葉片先下降后上升。 葉片在 2 000 mg/kg處理下降到最小值，比對(duì)照下降了42.19%，在 3 000、 4 000mg/kg 時(shí)含量達(dá)到穩(wěn)定，與對(duì)照差異不顯著。3 討論磷是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，是植物體的組成成分，在物質(zhì)代謝、酶活性調(diào)節(jié)、信號(hào)傳導(dǎo)及光合和呼吸作用等方面都起著極為重要的作用。光合作用為植物生長(zhǎng)發(fā)育和物質(zhì)代謝提供了原料和能量。磷在植物的光合作用、呼吸作用和

14、生理生化調(diào)節(jié)過程中起著重要作用 5 。低磷條件使植株吸磷量減少，細(xì)胞內(nèi)磷濃度降低，導(dǎo)致光合速率下降；高磷條件下，葉片中的磷含量上升，光合作用下降明顯 10 。可見不論是缺磷還是磷過量均會(huì)抑制光合作用。本試驗(yàn)同樣發(fā)現(xiàn)，磷對(duì)橡膠樹幼苗生長(zhǎng)發(fā)育起著重要的作用，直接影響著橡膠幼苗的光合作用和生理代謝。根據(jù)橡膠樹葉片營(yíng)養(yǎng)診斷指標(biāo)：大田葉片磷含量正常值為干重的0.21% 0.23%，小苗葉片磷含量正常值可能比大田的高些。按照葉片診斷指標(biāo)來看，不施磷和500 mg/kg 條件下表現(xiàn)為缺磷，從1 000 mg/kg 磷肥供應(yīng)正常，而2 000 、 3000、 4 000 mg/kg供磷過量。從磷對(duì)橡膠幼苗葉片

15、光合作用來看：500 和 1 000 mg/kg與對(duì)照差異不顯著，1 000 mg/kg時(shí)，光合作用和葉綠素均高于對(duì)照； 2 000 mg/kg時(shí)，明顯使光合速率下降，抑制了光合作用。有研究表明， 高磷（ 1 mmol/L）、低磷（ 0.05 mmol/L ）和缺磷（ 0 mmol/L ）處理澳洲堅(jiān)果葉片的凈光合速率分別下降了 0.34%，18.29%和 28.98%，缺磷條件下葉片的凈光合速率下降幅度最大，與低磷處理和高磷處理的差異顯著10 。因此，葉片中磷作為光合作用的基質(zhì)，其平衡程度決定著的光合速率快慢。本研究表明，施磷水平為1 000 mg/kg時(shí)，橡膠樹幼苗葉片中可溶性糖和蛋白含量略低于對(duì)照，究其原因可能是施磷促進(jìn)了橡膠樹光合產(chǎn)物累積由葉部向莖部和根部轉(zhuǎn)移，這與劉俊良等施磷1 000 mg/kg顯著促進(jìn)橡膠樹吸收根數(shù)量、 總長(zhǎng)度、根表面