磷素是植物生长必需的大量营养元素之一,参与植物体内生物合成与运输、物质新陈代谢等生理过程,直接影响植物的生长发育。植物从土壤中吸收的磷素主要是有效磷,我国南方土壤有效磷含量较低,无法满足植物的生长需要,而且土壤磷在土壤环境中呈高度异质性。植物为了生长,需要从土壤中寻觅汲取更多的养分资源,形成了一定的“觅养”行为。植物觅磷行为是揭示植物低磷环境下生存的重要理论之一,因此这一研究成为植物学理论研究的热点。类芦(Neyraudia reynaudiana)是我国南方水土流失区优良的先锋草种,具有抗逆性强、生态幅广等优良性状,在水土保持、水源涵养、边坡治理、土壤污染修复治理等方面发挥着重要作用。目前,对类芦的研究主要集中在抗逆性及生态应用等方面。类芦在环境条件极其恶劣,养分极其缺乏的土壤中能够生长,是类芦长期进化过程中形成的适应特性,可能存在特殊的觅养机制,而类芦是如何从异质养分环境中寻觅汲取养分尚不清楚。鉴于此,本文以我国南方植被恢复先锋植物类芦为试验材料,构建磷素养分斑块大小、斑块间距的磷素养分异质环境,进行类芦觅磷过程的动态砂培试验,研究类芦在异质磷环境下的形态学和生理学特征变化规律,揭示类芦觅磷的形态生理学机制,为植物高效利用土壤磷素养分资源提供科学依据。主要研究结果如下:(1)类芦对磷素养分斑块大小的形态学响应策略:植株供磷水平相同时,不同处理时期的苗高、处理中后期的地径与各器官生物量及处理后期根系形态(根长、根表面积、根体积、根平均直径)在大斑块中最大,中斑块次之,小斑块最小。处理中后期的分蘖数、叶片数在磷素养分大斑块中最高。此外,类芦在各处理时期的根表面积及处理中后期的根长、根体积整体表现为高磷斑块大于缺磷或低磷斑块。(2)类芦对磷素养分斑块大小的生理学响应策略:随着时间至处理后期,类芦叶绿素a、叶绿素总量在磷素养分大斑块中最高,各器官磷素含量则在磷素养分小斑块中最高。各时期磷素分配量整体表现为大斑块>中斑块>小斑块,叶片MDA含量、根系酸性磷酸酶含量在磷素养分大斑块中最高。此外,植株供磷水平相同时,处理前期,类芦磷素含量在茎、叶片中较高,处理中期在叶片中较高,处理后期为叶片>根系>茎,而各时期类芦磷素分配量为叶片>茎>根系。(3)类芦对磷素养分斑块间距的形态学响应策略:原先环境缺磷,近距离低磷斑块和远距离高磷斑块处理时(T13),处理前中期,类芦根长、根表面积、根平均直径在近距离低磷斑块中较高,处理后期则在远距离高磷斑块中较高;各时期的根体积在远距离高磷斑块中较高。原先环境缺磷条件,近距离高磷斑块和远距离高磷斑块处理时(T14),各时期类芦根长在远距离高磷斑块中较高,根平均直径在近距离高磷斑块中较大。原先环境低磷条件,近距离高磷斑块和远距离高磷斑块处理时(T15),各时期类芦根长、根表面积、根体积和根平均直径均在近距离高磷斑块较高。此外,各处理类芦根系生物量在各时期均低于茎、叶片生物量。(4)类芦对磷素养分斑块间距的生理学响应策略:处理中后期,T13、T14处理根系酸性磷酸酶含量在远距离高磷斑块中较高,T15处理根系酸性磷酸酶含量在近距离高磷斑块中较高;类芦各器官磷含量在T14、T15中较高。各时期各器官磷素分配量在T14或T15处理中较高。此外,处理前期,类芦磷素含量在根系中最低,磷素分配量为根系<茎<叶片;处理中期,类芦磷素含量、磷素分配量均在根系中最高;处理后期,类芦磷素含量为茎<叶片<根系,磷素分配量在叶片中最高。