白榆无性系叶片n、p、k含量的测定及其相关性分析

白榆无性系叶片n、p、k含量的测定及其相关性分析

白牙是中国的一种古老的本土树种。国内外学者对白牙的遗传变异规律进行了广泛的研究，并在遗传改良方面取得了巨大成功。在以往的初步研究中，白牙组和群的叶片在氮、磷、钾含量方面存在较大差异。如果这种差异具有遗传基础，是否与物质生长密切相关，以及是否可以通过间接指标来选择。关于n、p、k的研究报道较多，国外文献中也报道较少。关于n、p、k的研究报道主要是关于农业、果树、蔬菜等，而关于树木的研究报道则很少。许多科学家在n、p和k肥料的使用方面研究了树木生长的促进作用。只有姜兴林和其他红皮云杉（1年生苗针）的氮、磷、钾、镁、fe、zn等矿质养分特征的多样性。本研究的目的是使用20个10年前的白牙无性系材料来分析和测量叶片的氮、磷、钾含量，并将其用作统计分析方法进行研究。1材料和方法1.1无性系材料来源试验对象为20个白榆无性系.1990年春季选择白榆亲本73002、73008、73009、74001、8024、8045、抗13、抗14、保13、东8等10个材料,在兖州市良种繁育圃内进行室内切枝杂交,得控制杂交组合种子并播种育苗.其中编号为19、20的无性系亲本未经杂交,直接由亲本获得种子并育苗.1990年底根据1年生苗的生长表现,从中选出20个优良单株,1991年底将它们分别育成无性系.1992年春季在济宁市金乡县白洼林场造林,使用袋接繁殖形成的1年生苗营造成无性系测定林.各无性系来源见表1.设计采用完全随机区组,6株小区单行排列,3次重复,株行距4m×5m.1.2测试方法1.2.1u3000叶片全氮的测定采用凯氏常量定氮法测定.在CuSO4的催化下,用浓硫酸消煮分解白榆叶片烘干样品(0.11g左右),使其中所含的氮转化为氨,与硫酸结合生成硫酸铵,然后加碱蒸馏,使氨吸收在硼酸溶液中,用标准酸滴定之.叶片全氮(%)=(V-V0)×CH×0.014/M×100式中,V为滴定样品所需的标准酸的体积(mL),V0为滴定空白所需的标准酸的体积(mL),CH为1/2H2SO4标准溶液的浓度(mol/L),M为烘干样品的质量(g),0.014为每毫摩尔氮原子的质量(g).1.2.2叶片全钾、k含量、k含量用浓硝酸消煮分解白榆叶片烘干样品(0.50g左右),采用钼蓝比色法测定叶片P含量,火焰光度法测定叶片K含量.叶片全磷(%)=待测液P含量×(V/W)×(V2/V1)×10-4式中,W为样品重(g),V为定容的溶液体积(100mL),V1为吸收滤液体积(2.5mL),V2为显色的溶液体积(50mL).待测液P含量(mg/L)由标准曲线y=1.4501x(r2=0.9983)得出,其中x代表880nm波长下溶液的吸光值.叶片全钾(%)=待测液K含量×分取倍数×(V/W)×10-1式中,W为样品重(g),V为定容的溶液体积(100mL).待测液K含量(mg/L)由标准曲线y=1.0077x-3.7495(r2=0.9973)得出,其中x代表溶液的燃烧值.1.2.3统计分析方法采用国际标准软件SAS进行数据处理与统计分析.2结果与分析实验时,分别将每个无性系的叶片混匀烘干后取3个重复进行N、P、K含量的测定,同时计算各无性系的平均材积,结果见表2.2.1白榆无性系间的遗传多样性分析就20个白榆无性系叶片的N、P、K含量进行方差分析.先将N、P、K的百分含量进行反正弦转换(单位:(°),见表3),然后进行方差分析.同时计算重复力和变异系数,结果见表4.由表4可知,叶片N、P、K百分含量在20个白榆无性系间存在极显著差异,变异系数较高,分别为12.2%、20.8%和11.6%.P素含量变异系数最大,变幅在0.11%～0.28%之间.含P量最高的6号无性系高出含P量最低的4号无性系近2.5倍,比平均含P量(0.20%)高出40.0%.N具有中等的变异系数,含量变幅在2.01%～3.13%之间,含N量最高的无性系是6号,比含N量最低的无性系7号高出近1.6倍,比平均含N量(2.41%)高出约29.9%.K的百分含量在20个白榆无性系间变异系数最小,含K量最高的无性系11号(1.66%)比含K量最低的无性系5号(0.95%)高出约1.8倍,比平均含K量(1.42%)高出约16.9%.综合来看,白榆叶片N、P、K含量在20个无性系间变动幅度都很大,其中以P素的含量变化最大.白榆无性系叶片N、P、K含量具有很高的重复力,均达到0.97以上,分别为0.977、0.977和0.980.以K的重复力最高,N与P稍次之,具有相同的重复力.N、P、K的重复力高,说明N、P、K是白榆稳定遗传的性状,受基因控制的程度强,受环境的影响较弱,对其研究具有一定的意义.2.2白榆无性系叶片养分与n、p、k含量间的相关性N、P、K都是植物生长所必需的元素.为了研究它们之间的相互关系,对20个白榆无性系叶片的N、P、K含量作了相关分析,结果见表5.由表5可知,白榆无性系叶片N、P、K含量之间都呈正相关关系,N与P之间的相关系数最大(0.46744),P与K之间的相关系数居中(0.35475),N与K之间的相关系数最小(0.29644).其中N与P之间的相关性达到显著水平,说明N、P、K之间以N与P的相关关系最为密切.2.3相关系数的分析白榆叶片N、P、K含量与材积之间的相关分析,结果见表5.由表5可得出,20个白榆无性系其材积均与叶片N、P、K含量呈一定的正相关关系.材积与N的相关系数最高,达到极显著水平;与P的相关系数次之,亦达到显著水平;与K的相关系数没有达到显著水平.同时对材积与叶片N、P、K含量进行了多元线性回归分析,得回归方程Y=-0.09627+0.12609X1+0.32755X2-0.05053X3式中,Y代表材积,X1代表N的百分含量,X2代表P的百分含量,X3代表K的百分含量.回归方程达到了显著水平,但只有与N的回归系数达到显著水平,进一步说明材积与N含量之间相关性最强.3叶片养分含量与材积的关系本研究发现,10年生白榆20个无性系叶片的N、P、K含量差异极显著,变异系数较高,重复力达0.97以上.初步说明N、P、K在白榆不同无性系之间遗传变异规律明显,可对其进行进一步的研究.N、P、K之间呈一定的正相关关系,这或许因N、P都是一些重要化合物的组分,K对发挥许多重要的生理功能具有重要的作用,它们之间可能具有一定的比例,需相互协调增长来解释.10年生白榆无性系叶片N、P、K含量与材积呈正相关.笔者认为,N、P、K3种元素都是植物生长所必需的大量营养元素,它们对树体的生长起着极为重要的作用.叶片N、P、K含量越高,说明树体吸收代谢N、P、K的能力越强,生长快,树高,胸径大,材积也就大.尤其是N元素,是植物生命活动中最重要的元素,与树木的生长关系应更为密切.本研究中得出,10年生白榆无性系材积与叶片中N的含量相关性最强,充分说明了N元素的重要性.其具体机理还有待于进一步研究.树体材积的积累是一个非常复杂的过程,是基因型、营养吸收、环境因子等一系列因素共同作用的结果.基于本试验仅对白榆N、P、K等营养元素的吸收利用情况作