磷肥对橡胶幼苗根系生长的影响试验初报

来源:用户上传      作者:魏孔亮 冯俊 林劲松 符学知 刘俊良

　　摘   要   采用水培法实施磷肥对橡胶幼苗根系生长发育的影响试验，观测营养液中橡胶幼苗根系在磷素作用下的生长情况。结果表明，磷肥浓度1.0 mg·kg-1、8.0 mg·kg-1处理对幼苗根系分别呈现促进伸长和增重的作用。磷肥1.0 mg·kg-1处理下，橡胶幼苗根系伸长量和生物量与其他处理之间差异达到极显著，其伸长总量最高;8.0 mg·kg-1的磷浓度最适合橡胶幼苗根系增重，该处理下主根烘干重达到最高峰，增幅为不施磷肥对照的15%。
　　关键词   磷肥;橡胶幼苗;根系生长;根重
　　中图分类号：S56   文献标志码：A    DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.25.005
　　磷（P）是植物生长的必需元素之一，在植物生长代谢过程中至关重要，尤其是在植物光合作用、磷酸化作用之后与多种代谢有关的重要活动（krebs循环和N代谢等）中起到了重要的作用[1]。在我国，天然橡胶是典型的资源约束型产业，受自然条件的明显约束，仅在热带地区可大面积种植，其中海南岛橡胶种植面积最大。橡胶根系生长发育过程中，磷肥的作用无可替代，它能促进根系的生长发育[2]。一些研究表明，低磷胁迫能促进植物根系快速生长发育，如有簇生根的形成、根系表面积增大、细根量增加、根毛密度增多等[3-4]。由于热带土壤含有对磷肥极强吸附作用的物质如无定型氧化铁、铝等，再加上磷肥在热带土壤中的移动性差，因此即使在胶园内磷肥使用量（0.8～1.0 kg/株）超出建议施肥量（0.5 kg/株），依然存在部分橡胶树根系对磷肥吸收不充分而出现缺磷的现象[5]。植物营养液是一种多元复合营养的液态营养物质，其杂质少并且浓度不及固体肥料高，更易于被植物根系吸收[6]。张磊等研究表明，植物营养液可以增加植物根系活力，强化根系发育，起到促进植物根系生长的作用[7]。营养液中的磷肥浓度变化是否会对根系生长发育产生影响，这需要探索。为此，本试验以橡胶幼苗根系为对象，观察其在植物营养液中，不同浓度的磷肥处理下的生长发育状况，为提高磷肥利用率，促进橡胶幼苗生根、快长，进而达到“减施增效”的目标提供一些理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　营养液配方：大中量元素参照Hoagland配方，并做适当调整，将KH2PO4用等量的KCl替换;微量元素用Arnon配方，具体用量见表1（上海植物生理学会，1985）。
　　1.2 试验方法
　　试验于2019年3—5月在本单位试验基地开展。设置6个磷肥浓度处理，处理T1、T2、T3、T4、T5、T6营养液依次为含有效磷（P2O5）0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 mg·kg-1，以清水为对照（CK），每处理重复5次。营养液用Na3PO4·4H2O调节，营养液配方里的KH2PO4用等量的KCl替换。营养液每周加1次，每次50 mL。液培橡胶幼苗35 d后，不再加入营养液，开始观测根系生长情况。观测方法：在各个处理的每次重复中选取4条侧根作为观测对象，标记并记录生长量，每7 d观测1次，共测4次;第4次测完后将小苗从培养瓶中取出，稍晾干后分主根和侧根两部分测定长度，烘干后再测重量。
　　1.3 数据统计
　　原始数据的整理、图表的生成均由Excel软件处理，方差分析、相关性分析用SAS统计软件处理，均数间比较用Duncan测验，5%水平显著用小写字母表示，1%水平显著用大写字母表示。所有数据皆为5次重复的平均值。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同浓度磷肥处理对橡胶幼苗根系伸长量的影响
　　从图1可以看出，每个处理伸长量增长都是第一次测定值最大，后面逐渐减小，即随着生长时间而呈递减的趋势。出现这种情况的主要原因可能与磷浓度和pH变化有关，施入的磷素由于被根系吸收或者受到其他影响，浓度随着时间的推移而降低，影响了根系的生长，从而使伸长量表现为下降的趋势。
　　从各处理的总量来看，1.0 mg·kg-1伸长量总是位于最高点，随浓度降低和升高伸长量都呈下降趋势，说明本试验条件下，1.0 mg·kg-1的磷浓度最适合橡胶幼苗根系生长，过高或过低都不利于根系的生长发育。
　　试验数据的方差分析和多重比较结果见表2、表3，可以看出：T2与T4、T5、CK、T6之间差异达到极显著水准，与T1、T3之间差异达到显著水准。即在营养液培养条件下T2是最适合橡胶幼苗根系生长的磷浓度，T1、T3次之，也属于适合根系生长的范围。在本试验最高磷浓度T6处理下，橡胶幼苗根系平均生长量仅为对照的90.9%，但与对照间差异不显著。
　　2.2 不同浓度磷肥处理对橡胶幼苗根系生物量的影响
　　从图2可以看出，不同浓度磷处理对橡胶幼苗根系主根干重影响没有表现出规律性，从0 mg·kg-1到
　　2 mg·kg-1先呈下降趋势，0.375 g下降到0.225 g，减幅为40%，随后升高，在8 mg·kg-1处理时达到主根烘干重的最高峰，增幅为对照的15%;而侧根在各个磷浓度下干物重变化不大，分析主要原因是侧根在营养液培养下含水量大，烘干后的干物质量极少。
　　3 讨论与结论
　　营养液中磷肥对根系生物量及根长的影响，可能因试验时间的长短不同而得出不同的结论。短期缺磷常增加根重及根长[8]，长期缺磷则降低根重及根长[9]。本幼苗磷肥试验属于一个短期研究，在营养液培养条件下，磷肥没有受到介质的固定，橡胶幼苗根系在很低浓度下就可以正常生长，其中伸长和增重作用分别以1 mg·kg-1和8 mg·kg-1处理效果最好，16 mg·kg-1和2 mg·kg-1处理最差，未随浓度变化而呈现规律性。另外，在低磷情况下，橡胶幼苗主根生物量增加，但随磷肥浓度提高而减少，在2 mg·kg-1处理下达到最低;而后再随着磷的增加生物量又提高。可能是这些生长在低磷营养液中的根系，提供了缺磷胁迫的信号，诱导了地上部同化物向根系的分配，促进了橡胶幼苗根系的生长，这也许就是橡胶幼苗根系对低磷环境的生理适应机理，但这个诱导作用会随着磷浓度的增加而逐渐消失。在到达较高磷浓度时，磷肥主要表现出对根系的促进作用，使其生物量得到增加。
　　参考文献：
　　[1] 左天觉著，朱尊权等译.烟草的生产、生理和生物化学[M].上海：上海远东出版社，1993.
　　[2] 王羽.橡胶幼苗吸磷特性的初步研究[D].海口：海南大学，2010.
　　[3] Anuradha M， Narayanan A . Promotion of root elongation by phosphorus deficiency[J]. Plant and Soil， 1991， 136（2）： 273-275.
　　[4] Lisa CW， Sebastien PCR， Alasrair HF， et al. Phosphate avail ability regulates root system architecture in Arabidopsis[J]. Plant physoil， 2001， 126： 875-822.
　　[5] 滕天廣.橡胶树根系-磷肥的耦合效应研究[J].中国热带农业，2018（1）：49-53.
　　[6] 李秋杰，张竹南.不同营养液对鹅掌柴生长的影响[J].长江大学学报（自科版），2017，14（18）：18-21.
　　[7] 张磊，刘景辉，徐胜涛，等.植物生长营养液对干旱复水马铃薯根系及光合特性的影响[J].灌溉排水学报，2013，32（2）：104-106.
　　[8] Anghinoni I， Barber S A. Phosphorus influx and growth charac-teristics of com roots as influenced by phosphorus supply[J]. Agron. J.， 2001， 72： 685-688.
　　[9] Mollier A， Pellerin S. Maize root system growth and development as influenced by phosphorus deficiency[J]. J. Exp. Bot.， 1999， 50： 487-497.
　　（责任编辑：丁志祥）
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