不同施磷水平对橡胶幼苗光合与生理代谢的影响

1、不同施磷水平对橡胶幼苗光合与生理代谢的影响摘 要 通过盆栽试验研究不同施磷水平对橡胶树幼 苗叶片光合与代谢的影响，为橡胶幼龄胶园施肥量提供科学 依据。以热研 7-33-97 嫁接苗为材料， 设置 5个施磷水平 (不 施磷为对照)对橡胶树幼苗叶片磷含量、光合作用和代谢特 征的影响。结果发现：在土壤施磷水平为 1 000 mg/kg 时， 可以保障橡胶幼苗的正常生长，同时增加光合速率和促进生 理代谢；低浓度施磷水平(w500 mg/kg )时，表现为施磷不足；高浓度施磷水平(2 000 mg/kg )对橡胶幼苗叶片光合 和生理代谢造成抑制作用。关键词 橡胶幼苗 ；施磷 ；光合速率 ；生理代谢 中图

2、分类号 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磷是植物生长发育的必须大量元素之一，在植物的生长 发育中是构成蛋白质的组成成分，也是构成提供生命活动所 需能量ATP和NADP不可缺少的成分。光合作用是植物最基 本的生理过程，磷作为底物或调节物直接参与光合作用的各 个环节 1-2 。研究发现：植物在缺磷条件下，光合速率受到 抑制 3-4 ，可溶性糖合成和运输受到抑制 5 、可溶性蛋白的 合成被抑制 6 ；施磷过多，同样对光合作用起抑制作用，叶 片可溶性蛋白含量也下降 7 。磷素对橡胶树生长也具有非常 重要的作用，供磷不足时，会造成橡胶幼树叶片数量减少， 根系不发达，树围增长慢 8 。不同磷胁迫水

7、平对巴西橡胶树 幼苗生长的影响研究表明，随着营养液磷浓度降低（ P 质量 浓度分别为31 （对照）、10、5、1、0 mg/L）,橡胶树幼苗总 生物量和地上生物量下降，株高、主根长降低，抽叶蓬数减 少；橡胶树的磷含量也随着降低，其中根、茎下降幅度大于 稳定叶、嫩叶 9 。目前国内外橡胶树磷营养性状研究工作主 要局限于磷肥的施用效果和肥料利用率等方面，对橡胶树磷 营养特性还缺乏系统研究。本试验通过不同施磷水平对橡胶 幼苗叶片有关生理指标的影响研究，探讨磷肥对橡胶幼树叶 片生理代谢的作用。1 材料与方法1.1 材料1.1.1 供试材料 试验材料由中国热带农业科学院湛江实验站苗圃提供 的袋装橡胶嫁接

8、苗热研 7-33-97 。1.1.2 试验时间与地点盆栽试验于 2013 年 8 月到 2014 年 6 月在中国热带农业科学院湛江实验站大棚中进行。中国热带农业科学院湛江实 验站位于湛江市霞山区，地处北回归线以南的低纬地区，东经110 4、北纬21 12,属热带和亚热带季风气候， 终年受海洋气候调节，冬无严寒，夏无酷暑；年平均气温23 C, 年平均雨量1 4171 802 mm; 49月为多雨季节，8月雨 量最多； 10月至次年 3月雨量较少，常有旱情出现。夏秋之 间热带风暴和台风较为频繁。 年平均日照时数 1 8172 106 h， 年10C积温8 3098 519C。1.2试验方法1.2

9、.1 试验设计试验采用上口径30 cm、高50 cm的黑色塑料盆为容器，胶园表层土为培养基质（基质养分情况为： pH 4.65，有机质 11.26 g/kg ，全氮 0.62 g/kg ，速效磷 4.587 mg/kg ，速效钾 54.95 mg/kg ）,于2013年10月22日橡胶嫁接苗第一蓬叶稳定时 移栽于桶中， 2013 年 11 月 4 日对移栽后生长正常的苗，进 行不同磷浓度处理。试验采用完全随机设计，设置6个P水平，分别为0、500、 1 000、 2 000、 3 000、 4 000 mg P2O5/kg 土，表示为 P0、P1、P2、P3、P4、P5,以P0为对照，每水平

10、4次重复。试 验处理后分别在第 3蓬叶稳定后（ 2014年 4月 12日）测光 合速率、取样。1.2.2 指标测定光合速率测定是用 LI-COP公司的LI-6400,选用顶蓬稳定 叶片。叶绿素测定用丙酮乙醇比色法。磷含量用钼锑抗比色法测定；可溶性糖用蒽酮法测定； 可溶性蛋白用考马斯亮蓝 G-250 法测定；氨基酸含量用茚三 酮比色法测定。1.2.3 数据统计分析用 Microsoft Office Excel 2003 软件对原始数据进行整理、 计算，用 SAS 9.0软件进行方差分析( Duncan 法多重比较) 。2 结果与分析2.1 不同施磷水平橡胶幼苗叶片磷含量 不同施磷水平橡胶幼苗叶

11、片磷含量见表1。由表 1 可以看出，随着施磷量的增加，橡胶幼苗叶片磷含量增加：施磷 水平为 500、1 000、2 000、3 000 和 4 000 mg/kg 时，叶片磷 含量分别比对照升高了 23.5%、35.3%、58.8%、 135.3%和 241.2%。施磷水平为 0、500 mg/kg 时，橡胶幼苗叶片磷含量 在橡胶树叶片养分诊断指标正常值的下限，处于磷营养缺乏 状况；施磷水平为 1 000 mg/kg 时，叶片磷含量在正常值(0.21%0.23%)的上限；2 000 mg/kg磷水平的处理， 叶 片磷含量表现为磷供应充足。这说明施磷 1 000 mg/kg 时， 橡胶幼苗磷营养

12、需求得到满足。2.2 不同施磷水平橡胶幼苗叶绿素含量和光合速率由表 1 可知，不同施磷水平对橡胶幼苗光合速率和叶绿 素含量的影响不同，随着施磷量的增加，光合速率先下降后 上升。与对照相比， 500 和 1 000 mg/kg 处理对光合速率和 叶绿素含量没有明显的影响， 2 000 mg/kg 处理下叶绿素含量 和光合速率极显著下降了 19.80%和 23.45%；与 2 000 mg/kg 相比， 3 000 mg/kg 时光合速率和叶绿素含量有所回升， 可依 然比对照显著下降；施磷在 4 000 mg/kg 时，叶绿素含量和 光合速率与对照没有显著差异。总的来看， 1 000 mg/kg

13、虽然和对照之间差异不显著， 叶 绿素和光合作用分别比对照升高了 10.15%和 7.66%，2 000 mg/kg 水平对橡胶幼苗光合速率有明显的抑制作用， 2 000 mg/kg 时叶绿素含量和光合速率随着施磷的增加而增大。2.3 不同施磷水平叶片可溶性糖含量 可溶性糖是光合作用的最初产物，也是新陈代谢的基础 物质。不同施磷水平橡胶幼苗叶片可溶性糖含量见表2。由表 2 可知，叶片可溶性糖含量随着施磷量的增加呈现出先下 降后上升的趋势，同光合速率变化趋势一致。2 000 mg/kg处理使叶片可溶性糖含量达到最低值，比对照极显著下降了 21.47%，其它处理均同对照没有差异。2.4 不同施磷水平

14、叶片可溶性蛋白含量由表 2 可知，在不同施磷水平下，叶片随施磷量的增加 先下降后上升，施磷水平为 2 000 mg/kg 时降到最低点，比 对照下降了 40.46%，3 000、4 000 mg/kg 水平下，可溶性蛋 白上升趋势明显， 4 000 mg/kg 水平比对照上升了 30.06%， 达到试验处理中含量最大值。2.5 不同施磷水平叶片氨基酸含量由表 2 可知，在橡胶幼苗叶片中，氨基酸含量变化趋势 同可溶性糖、蛋白质，叶片先下降后上升。 叶片在 2 000 mg/kg 处理下降到最小值，比对照下降了42.19%，在 3 000、 4 000mg/kg 时含量达到稳定，与对照差异不显著。

15、3 讨论 磷是植物生长的必需营养元素，是植物体的组成成分， 在物质代谢、酶活性调节、信号传导及光合和呼吸作用等方 面都起着极为重要的作用。光合作用为植物生长发育和物质 代谢提供了原料和能量。磷在植物的光合作用、呼吸作用和 生理生化调节过程中起着重要作用 5 。低磷条件使植株吸磷 量减少，细胞内磷浓度降低，导致光合速率下降；高磷条件 下，叶片中的磷含量上升，光合作用下降明显10 。可见不论是缺磷还是磷过量均会抑制光合作用。本试验同样发现， 磷对橡胶树幼苗生长发育起着重要的作用，直接影响着橡胶 幼苗的光合作用和生理代谢。根据橡胶树叶片营养诊断指标：大田叶片磷含量正常值为干重的0.21%0.23%,

16、小苗叶片磷含量正常值可能比大田 的高些。按照叶片诊断指标来看，不施磷和 500 mg/kg 条件 下表现为缺磷， 从 1 000 mg/kg 磷肥供应正常， 而 2 000、3 000、4 000 mg/kg 供磷过量。从磷对橡胶幼苗叶片光合作用来看： 500 和 1 000 mg/kg 与对照差异不显著， 1 000 mg/kg 时，光合作用和叶绿素均高 于对照； 2 000 mg/kg 时，明显使光合速率下降， 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 )处理澳洲坚果叶片的净光合速率分别下 降了 0.34%，

17、 18.29%和 28.98%，缺磷条件下叶片的净光合速 率下降幅度最大，与低磷处理和高磷处理的差异显著 10 。 因此，叶片中磷作为光合作用的基质，其平衡程度决定着的 光合速率快慢。本研究表明，施磷水平为 1 000 mg/kg 时， 橡胶树幼苗叶片中可溶性糖和蛋白含量略低于对照，究其原 因可能是施磷促进了橡胶树光合产物累积由叶部向茎部和 根部转移，这与刘俊良等施磷 1 000 mg/kg 显著促进橡胶树 吸收根数量、 总长度、 根表面积效应相一致 11 ；而在 2 000 mg/kg 水平下，叶片中可溶性糖和蛋白、氨基酸含量都达到 最低值，可以推断出橡胶幼苗叶片生理代谢在2 000 mg/

18、kg施磷浓度下受到严重抑制。 综合不同施磷水平橡胶 幼苗叶片磷含量、光合作用和代谢特征的研究，在施磷为 1 000 mg/kg 可以保障橡胶幼苗的正常生长、提高光合速率和 生理代谢； 大于 1 000 mg/kg 时(特别是 2000 mg/kg 水平)， 对橡胶幼苗叶片光合和生理代谢造成严重抑制作用，这为橡 胶树幼苗期磷肥施用量提供科学依据。参考文献1 潘晓华， 石庆华， 郭进耀， 等 . 无机磷对植物叶片光 合作用的影响及其机理的研究进展 J. 植物营养与肥料学报， 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， 陈屏昭， 张良诚， 等. 不同供磷水平对温州 蜜柑叶片光合