论文部分内容阅读
随着农业生产中磷肥需求量的逐年增加,可开采磷矿资源的加速耗竭,缺磷已成为限制我国及世界作物产量的重要因素之一。排根形成和有机酸等磷活化物质的分泌能促进植物高效吸收和利用根际固定态磷,是植物适应低(有效)磷胁迫的一种重要生理机制,但二者常因体内磷水平的提高而受到反馈抑制。如果植物吸收所增加的磷能快速同化为有机物,通过促进植株生长而降低体内磷的相对含量,可能维持较高的排根发生、磷吸收速率以及产量水平。本研究采用营养液培养,以Lupinus albus L.,Lupinus atlanticus L.和Lupinus micranthus L.为材料,探讨了持续不同供磷水平下三个品种羽扇豆的不同生长速率和植株磷素状况对排根形成的影响,揭示了三者之间的关系和在羽扇豆中的遗传差异性;以及L.albus在同一供磷水平不同日长处理下所形成的不同生长速率和植株磷素状况对排根形成的影响及其关系,旨在为进一步阐明排根形成机理提供理论支持,以及未来羽扇豆科和其它排根作物在农业生产上的应用提供理论指导。主要结果如下:
1、溶液培养持续不同磷浓度供应(1、10、50、150μM P)时,三个品种羽扇豆的相对生长速率大小依次为:L.atlanticus>L.albus>L.micranthus。介质磷浓度为1μM的处理诱导三个品种羽扇豆形成排根,其中以L.micranthus吸收和积累磷的量为最多,其次是L.albus,L.atlanticus。随着磷处理浓度的升高,三个品种羽扇豆排根形成均有减少。10μM磷浓度下L.atlanticus排根的形成已受到明显抑制,急剧减少;L.albus排根的形成随着介质磷浓度的升高(10-150μM)逐步受到抑制,缓慢减少。这表明当介质磷浓度大于10μM时,这两个品种植物体内可能存在磷诱导排根形成的调节系统。另一方面,尽管L.micranthus体内磷含量较高而且出现了明显的磷中害症状,L.micranthus在高磷环境中仍能形成少量排根,暗示了其排根形成可能存在一个不同于与其它两品种的与植株体内磷水平无关的调控体系。
2、介质供磷量为10μM条件下,不同日长处理(12、9、6h/d)的L.albus在29 d到36 d苗龄期间的相对生长速率分别为0.17、0.15和0.12 mg g-1 d-1,29 d苗龄时L.albus的植株叶片磷含量分别为3.4、3.9和8.4 mg g-1干重。短日长处里的植株生长较慢但体内磷浓度却很较高,其排根的形成和有机酸的分泌量明显减少——排根占根系干重的比例从37%降低到5%;根系的有机酸分泌量从25μmol g-1根干重减少到1μmol g-1根干重。研究结果表明,L. albus排根的形成及其分泌的磷活化活性物质有机酸的量主要受植物体内磷水平,尤其是地上部磷浓度的调节,而与植株生长速率和植物对磷的吸收无关。在种植排根作物时,很有必要运用适当的田间管理措施减少其它限制对作物生长的因素,使植株维持较低的磷水平并促进排根形成及其活性,以有效利用排根高效吸收和利用磷机制,提高磷肥利用效率。