论文部分内容阅读
长期不合理的磷肥施用造成了我国农田土壤磷素过量累积，尤其在菜园土壤上。土壤磷素含量过高可导致水体富营养化等环境问题，也威胁到植物的生长，导致农产品产量和品质的下降，同时也影响植物多样性。然而，高磷对植物胁迫的研究较少受到重视，磷毒害症状不明确，毒害机制尚不清楚。鉴于磷毒害是高磷直接作用还是磷诱导其他养分不平衡导致的是揭示磷毒害机理的关键所在，本文采用土壤培养、盆栽和水培等方法，以磷高累积植物-黄瓜为材料，系统研究高磷胁迫对植物生长、养分吸收、转运和分配的影响，探讨高磷胁迫条件下黄瓜的响应机制，为磷毒害研究和植物养分管理提供有益参考。主要研究内容和结果如下：
1、不同磷水平对土壤理化性质的动态影响
通过土壤培养试验，以石灰性潮土为材料，设置5个施磷水平(0、100、300、600和1000 mg kg-1)，分三个时期(7天、15天和30天)取样，研究了不同磷水平对菜园土壤理化性质的动态影响，结果显示：1)随磷水平的增加，土壤pH显著降低，Olsen-P显著增加，水溶性钾略有降低，水溶性钙和镁显著降低，DTPA提取态微量元素在初期降低，后期增加；2)随时间的延长，土壤pH和Olsen-P逐渐降低，后期趋于稳定；水溶性钾没变化，而水溶性钙和镁则有所增加；低磷处理DTPA提取态微量元素基本不变，而高磷处理增加。
2、高磷对黄瓜生长和地上部养分积累的影响
采用盆栽试验，在高磷土壤上种植20个黄瓜品种，筛选出磷累积能力差异最大的两个品种，同时探讨了不同磷水平对黄瓜生长和地上部养分积累的影响，结果显示：
1)高磷促进多数黄瓜品种生长，津园8号和新世纪花青吊瓜分别是磷累积能力最强和最弱的品种。高磷时，两个品种的体内磷含量和磷总量分别为：15.3g kg-1、185 mg plant-1和9.06 g kg-1、83.1 mg plant-1；
2)两个黄瓜品种的生长对不同磷水平的响应趋势一致。高磷没有抑制黄瓜生长，反而有2个生长促进的施磷区间；
3)两个黄瓜品种地上部各养分含量对不同磷水平的响应趋势也一致。随磷水平的增加，磷和锰含量不断增加，钙含量不断降低，镁含量先降低后增加，钾、铜和锌含量对磷的响应缺乏梯度效应，但相对于低施磷水平，高施磷导致它们含量增加；
4)两个品种间除了地上部磷和锰含量有显著差别外，其他养分差别不大；津园8号磷含量高而锰含量低，新世纪花青吊瓜恰好相反。
3、高磷对养分转运和分配的影响
通过水培试验，研究了黄瓜磷毒害的典型症状和高磷对养分在黄瓜不同器官分配的影响，结果显示：
1)黄瓜磷毒害的典型症状是初期发生在老叶，沿叶脉凸起、黄化且有光泽，严重时老叶火烧状枯死，幼叶叶脉间失绿；
2)黄瓜根茎叶磷含量随磷水平升高而增加，各器官钾和铜含量随磷水平升高而降低，其它养分元素(如钙、镁、锰和锌)含量在最低和最高磷水平时受到影响；
3)高磷不影响养分元素(钾、镁、锰和铁)在黄瓜子叶和叶位间的分配趋势；
4)高磷导致所有养分(磷、钾、钙、镁、铜、锰、铁和锌)在叶脉和叶肉间的含量比降低。
5)高磷导致叶片中P/Cu、P/Mn、P/Fe和P/Zn比值增加，而K/Ca、Fe/Mn比值降低；
6)高磷降低木质部汁液的收集量，导致除钾外的其它元素浓度显著增加，但各养分的总量，除磷和铜基本不变外，其它养分都显著降低。
4、高磷和其他养分胁迫对黄瓜生长和体内磷含量的影响
通过水培试验，比较了高磷和其他养分胁迫对黄瓜生长和体内磷含量的影响，结果显示：
1)缺钾、缺钙、缺镁、缺铁、缺铜和锰毒害的症状与磷毒害症状不同，高磷胁迫主要是磷的作用；
2)高磷、缺镁和缺铁都显著增加黄瓜叶片中磷含量，镁和铁缺乏对磷毒害的发生和程度会有重要影响，但不是磷毒害的主因。
综上所述，高磷诱导缺素不是磷毒害的主要机制或根本原因，高磷对水分传输的干扰可能对磷毒害产生有重要作用。由于磷与养分之间关系复杂，两者间的不仅存在直接的化学作用，而且在植物的生理代谢、生化过程和基因水平上具有交互作用，因此磷毒害机制的揭示尚需更多的研究。