不同施磷水平對橡膠幼苗光合與生理代謝的影響

1、不同施磷水平對橡膠幼苗光合與生理代謝的影響摘 要 通過盆栽試驗研究不同施磷水平對橡膠樹幼 苗葉片光合與代謝的影響，為橡膠幼齡膠園施肥量提供科學(xué) 依據(jù)。以熱研 7-33-97 嫁接苗為材料， 設(shè)置 5個施磷水平 (不 施磷為對照)對橡膠樹幼苗葉片磷含量、光合作用和代謝特 征的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在土壤施磷水平為 1 000 mg/kg 時， 可以保障橡膠幼苗的正常生長，同時增加光合速率和促進生 理代謝；低濃度施磷水平(w500 mg/kg )時，表現(xiàn)為施磷不足；高濃度施磷水平(2 000 mg/kg )對橡膠幼苗葉片光合 和生理代謝造成抑制作用。關(guān)鍵詞 橡膠幼苗 ；施磷 ；光合速率 ；生理代謝 中圖

2、分類號 S794.1 Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.04.001Effects of Different Phosphorus Application Levels on the Photosynthesisand Physiological Metabolism of Rubber Tree SeedlingsHE Junjun1， 2) YAO Yanli1) LIN Qinghuo2) LUO Ping1)LIN Zhaomu2)( 1 Zhanjiang Experimental Station ， CATAS， Zhanjiang Guangd

3、ong 524013；2 Rubber Research Institute ， CATAS， Danzhou Hainan 571737)Abstract Effects of applying different phosphorus levels on photosynthesis and metabolism of rubber tree seedlings by pot culture was studied ， and scientific basis could be provided for determining rubber young garden fertilizer.

4、 In this study ， the five different phosphorus levels ( no phosphorus as control ) were applied to test phosphorus content of leaves ， photosynthesis and metabolism characteristics of Reyan7-33-97 grafted seedlings. The results showed that 1000 mg/kg phosphorus could support the rubber seedlings gro

5、wth ， increasing the photosynthetic rate and promoting physiological metabolism ; Applying lower levels of phosphorus ( 2000 mg/kg ) on rubber seedling caused severe inhibition of photosynthetic and physiological metabolism.Keywords rubber seedlings ； phosphorus application ； photosynthetic rates ；

6、physiological metabolism磷是植物生長發(fā)育的必須大量元素之一，在植物的生長 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 。磷素對橡膠樹生長也具有非常 重要的作用，供磷不足時，會造成橡膠幼樹葉片數(shù)量減少， 根系不發(fā)達，樹圍增長慢 8 。不同磷脅迫水

7、平對巴西橡膠樹 幼苗生長的影響研究表明，隨著營養(yǎng)液磷濃度降低（ P 質(zhì)量 濃度分別為31 （對照）、10、5、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 。目前國內(nèi)外橡膠樹磷營養(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，對橡膠樹磷 營養(yǎng)特性還缺乏系統(tǒng)研究。本試驗通過不同施磷水平對橡膠 幼苗葉片有關(guān)生理指標(biāo)的影響研究，探討磷肥對橡膠幼樹葉 片生理代謝的作用。1 材料與方法1.1 材料1.1.1 供試材料 試驗材料由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實驗站苗圃提供 的袋裝橡膠嫁接

8、苗熱研 7-33-97 。1.1.2 試驗時間與地點盆栽試驗于 2013 年 8 月到 2014 年 6 月在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實驗站大棚中進行。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實 驗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)，冬無嚴寒，夏無酷暑；年平均氣溫23 C, 年平均雨量1 4171 802 mm; 49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)暴和臺風(fēng)較為頻繁。 年平均日照時數(shù) 1 8172 106 h， 年10C積溫8 3098 519C。1.2試驗方法1.2

9、.1 試驗設(shè)計試驗采用上口徑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，有機質(zhì) 11.26 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 移栽于桶中， 2013 年 11 月 4 日對移栽后生長正常的苗，進 行不同磷濃度處理。試驗采用完全隨機設(shè)計，設(shè)置6個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為對照，每水平

10、4次重復(fù)。試 驗處理后分別在第 3蓬葉穩(wěn)定后（ 2014年 4月 12日）測光 合速率、取樣。1.2.2 指標(biāo)測定光合速率測定是用 LI-COP公司的LI-6400,選用頂蓬穩(wěn)定 葉片。葉綠素測定用丙酮乙醇比色法。磷含量用鉬銻抗比色法測定；可溶性糖用蒽酮法測定； 可溶性蛋白用考馬斯亮藍 G-250 法測定；氨基酸含量用茚三 酮比色法測定。1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析用 Microsoft Office Excel 2003 軟件對原始數(shù)據(jù)進行整理、 計算，用 SAS 9.0軟件進行方差分析( 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

11、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/kg 時，葉片磷 含量分別比對照升高了 23.5%、35.3%、58.8%、 135.3%和 241.2%。施磷水平為 0、500 mg/kg 時，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，處于磷營養(yǎng)缺乏 狀況；施磷水平為 1 000 mg/kg 時，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， 橡膠幼苗磷營養(yǎng)

12、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，光合速率先下降后 上升。與對照相比， 500 和 1 000 mg/kg 處理對光合速率和 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 時光合速率和葉綠素含量有所回升， 可依 然比對照顯著下降；施磷在 4 000 mg/kg 時，葉綠素含量和 光合速率與對照沒有顯著差異?？偟膩砜?， 1 000 mg/kg

13、雖然和對照之間差異不顯著， 葉 綠素和光合作用分別比對照升高了 10.15%和 7.66%，2 000 mg/kg 水平對橡膠幼苗光合速率有明顯的抑制作用， 2 000 mg/kg 時葉綠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，同光合速率變化趨勢一致。2 000 mg/kg處理使葉片可溶性糖含量達到最低值，比對照極顯著下降了 21.47%，其它處理均同對照沒有差異。2.4 不同施磷水平

14、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 時降到最低點，比 對照下降了 40.46%，3 000、4 000 mg/kg 水平下，可溶性蛋 白上升趨勢明顯， 4 000 mg/kg 水平比對照上升了 30.06%， 達到試驗處理中含量最大值。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 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，比對照下降了42.19%，在 3 000、 4 000mg/kg 時含量達到穩(wěn)定，與對照差異不顯著。

15、3 討論 磷是植物生長的必需營養(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 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抑制光合作用。本試驗同樣發(fā)現(xiàn)， 磷對橡膠樹幼苗生長發(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%,

16、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、3 000、4 000 mg/kg 供磷過量。從磷對橡膠幼苗葉片光合作用來看： 500 和 1 000 mg/kg 與對照差異不顯著， 1 000 mg/kg 時，光合作用和葉綠素均高 于對照； 2 000 mg/kg 時，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 )處理澳洲堅果葉片的凈光合速率分別下 降了 0.34%，

17、 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， 橡膠樹幼苗葉片中可溶性糖和蛋白含量略低于對照，究其原 因可能是施磷促進了橡膠樹光合產(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 顯著促進橡膠樹 吸收根數(shù)量、 總長度、 根表面積效應(yīng)相一致 11 ；而在 2 000 mg/kg 水平下，葉片中可溶性糖和蛋白、氨基酸含量都達到 最低值，可以推斷出橡膠幼苗葉片生理代謝在2 000 mg/

18、kg施磷濃度下受到嚴重抑制。 綜合不同施磷水平橡膠 幼苗葉片磷含量、光合作用和代謝特征的研究，在施磷為 1 000 mg/kg 可以保障橡膠幼苗的正常生長、提高光合速率和 生理代謝； 大于 1 000 mg/kg 時(特別是 2000 mg/kg 水平)， 對橡膠幼苗葉片光合和生理代謝造成嚴重抑制作用，這為橡 膠樹幼苗期磷肥施用量提供科學(xué)依據(jù)。參考文獻1 潘曉華， 石慶華， 郭進耀， 等 . 無機磷對植物葉片光 合作用的影響及其機理的研究進展 J. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報， 1997，3（3）：201-2082 Terry N ， Tao I M. Nutrient and photosynthe

19、sis ： iron and phosphorus as case studiesA. Porter JR， Lawlor DW.Plant Growth ： Interaction with Nutrition and Environment M. England ： Cambridge University Press， 1991 ， 54-59.3 Usuda H ， Shimogawara K. Phosphate deficiency in maize， I. Leaf phosphate status ， growth ， photosynthesis and carbon partitioningJ. Plant Cell Physiology ， 1991， 2： 497-504.4 郭延平， 陳屏昭， 張良誠， 等. 不同供磷水平對溫州 蜜柑葉片光合