不同基因型棉花根際過程對磷肥響應特征的研究.pdf

1、根際是作物與土壤環(huán)境相互作用的場所，是作物吸收土壤水分及養(yǎng)分的必經(jīng)之地。尤其是對于土壤中移動性弱的磷素來說，根際過程是作物提高土壤磷素利用效率的重要因素。本研究從根系形態(tài)變化的角度闡明磷高效基因型棉花對低磷脅迫的響應特征及適應機理，揭示膜下滴灌土壤供磷強度協(xié)調棉花根系直接吸磷途徑過程的機制，為篩選適應膜下滴灌土壤磷分布格局的根形態(tài)和生理特征的高效型棉花品種提供理論依據(jù)。先以5個不同基因型棉花品種為材料，通過盆栽試驗進行不同磷效率基因型棉

2、花根系在磷脅迫和適磷條件下的差異比較;然后采用根箱模擬滴灌試驗，設5個不同供磷強度，比較不同磷效率基因型棉花在不同施磷水平下根際特征差異，確定棉花根系協(xié)調磷效率最大的土壤適宜供磷強度;最后在根箱試驗的基礎上，通過田間試驗，針對根系形態(tài)特征指標，進一步驗證。得出主要結果如下:
　　(1)盆栽試驗:低磷脅迫(LP)下，各基因型棉花各器官及整株生物量，植株磷、氮、鉀素的累積量，棉花功能葉中SPAD值，以及棉花根系根長、根表面積、根體積參

3、數(shù)較適磷條件(HP)顯著降低;在LP條件下，磷高效基因型棉花XH18、CCRI-42、XLZ19各生理及根系總參數(shù)指標顯著高于磷低效XLZ13和XLZ17，且比根長以及細根比例顯著大于磷低效基因型，而平均根系直徑顯著低于磷低效;各基因型棉花根系形態(tài)動態(tài)變化表現(xiàn)為，LP條件下，磷高效基因型棉花和磷低效分別在出苗后45d和75d開始呈快速增長的過程，說明在低磷脅迫環(huán)境中，磷高效基因型棉花根系對磷素反應更為敏感;主成分分析表明，不同施磷水平下

4、，棉花總根長、總根表面積、總根體積、中根長、粗根長是磷效率基因型差異最顯著的指標，也是影響棉花吸磷量的重要指標;多元回歸分析表明，不同施磷水平下，影響棉花吸磷量的根系參數(shù)有所不同。綜上，磷高效基因型棉花可較大幅度增加細根比例，降低根系總體細度，促使比根長增加，提高根系的構建效率，以適應低磷脅迫。
　　(2)根箱試驗:隨著施磷量的增加，棉花植株的生物量、磷含量、磷濃度及棉花功能葉中SPAD值均呈先增加后減小的趨勢。棉花植株磷素利用效

5、率隨著施磷量的增加逐漸降低，P200處理趨于平穩(wěn)。在0～100mg/kg施磷范圍內，XLZ19基因型棉花各生長指標均顯著優(yōu)于XLZ13; XLZ19和XLZ13基因型棉花根系形態(tài)參數(shù)隨著施磷量的增加呈先增加后減小的趨勢。在不施磷(P0)和低磷條件下(P50)，XLZ19基因型棉花根系參數(shù)優(yōu)于XLZ13。磷脅迫(P0和P50)處理較適磷(P100)處理相比，細根所占比例顯著增加，且XLZ19基因型棉花細根比例增加幅度大于XLZ13;根際土

6、壤磷含量越低時，棉花根際土壤酸性磷酸酶活性越大，且XLZ19基因型棉花表現(xiàn)更為明顯?？傊酌{迫和過量的施磷均會影響棉花的生理特征和根際特征。XLZ19基因型棉花較XLZ13基因型而言，能大幅度增加植株磷利用效率及根系的細根比例，以更多的吸收土壤中的磷素，從而積累更多的生物量，以更好的適應低磷脅迫環(huán)境。
　　(3)田間試驗:棉花根系總根長、根表面積和根體積隨著施磷量的增加整體趨于先增加后減小的趨勢，P150供磷水平下達到最大值。X

7、LZ50基因型棉花整層根系各參數(shù)在各施磷水平下均大于XLZ13，且在蕾期時達到顯著性差異;蕾期時，XLZ50基因型棉花在不同施磷水平下，各直徑范圍內根長普遍大于XLZ13。而在花鈴期時，XLZ50基因型棉花在P0、P75、P150三個磷水平下，中根長顯著高于XLZ13。綜上，在缺磷和過量施磷水平下，均會不同程度的影響棉花根系形態(tài)。磷高效基因型棉花在低磷脅迫下根系參數(shù)優(yōu)于磷低效，這與盆栽試驗和根箱試驗結果相一致。
　　總之，棉花的根