全 文 ：文章编号:1002-2724(2003)01-0004-02
白榆半同胞家系叶片氮磷钾
含量及其与材积生长相关性的研究
刘　苹 ,孙明高 ,陈吉虎 ,张金凤 ,李国雷
(山东农业大学林学院 ,泰安　271018)
摘要:以 18 个 10年生白榆半同胞家系为材料 ,对其叶片氮(N)、磷(P)、钾(K)的含量及与材积生长之间的相关性进行了研究。
结果发现:N、P、K含量在家系间差异极显著 , 遗传变异系数较高 , 且稳定遗传。N、P、K 之间呈一定的正相关关系 ,与材积呈弱的负相
关。对其可能机理进行了初步探讨。
关键词:白榆;半同胞家系;氮磷钾;材积
中图分类号:S722.3　　　　　　文献标识码:A
　　国内外学者对白榆 Ulmus pumila Linn.主要性状的遗传变异
规律已进行了广泛的研究 ,并在遗传改良方面取得了很大成绩。
在以往的初步研究中我们发现 ,白榆种群间和种群内的叶片在
N、P、K含量方面有较大的差异。这种差异是否有遗传学基础 ,
它与材积生长的相关性及能否做选择的间接指标等问题 , 国内
外文献中均未见有报道。本研究的目的是以 18 个白榆半同胞
家系为材料 ,分析测定其叶片 N、P、K 含量 , 用统计分析的方法
研究其与材积生长性状的相关性及作为间接选择指标的可行
性 ,为白榆生长性状的早期预测与选择提供理论基础和研究方
法。
1　材料与方法
1.1　试验材料
试验对象为 18个白榆半同胞家系。由济宁市林业局种苗
站播种育苗 , 并于 1992 年春季在济宁市金乡县白洼林场造林。
设计采用完全随机区组 , 12 株小区 4行排列 , 3次重复 , 株行距 4
×5m。为了研究方便起见 , 对原有系号重新进行了编号 , 分别
定义为 F1 、F2…F18(表 1)。
收稿日期:2002-10-08
表 1　白榆半同胞家系的编号及名称
编号 系号 编号 系号 编号 系号
F1 乡阳 F7 邓县 F13 太原
F2 82041 F8 82039 F14 82048
F3 2号 F9 6号 F15 1号
F4 11号 F10 8号 F16 82051
F5 8201 F11 10号 F17 82062
F6 82034 F12 8052 F18 8055
1.2　试验方法
白榆半同胞家系叶片N 素含量采用开氏常量定氮法测定;
P、K含量分别采用钼蓝比色法和火焰光度法测定。在试验林内
分别各系号选择平均标准木 , 采用中央断面区分求积式计算材
积。
2　结果与分析
2.1　白榆叶片 N、P、K含量遗传差异及遗传稳定性
实验时 , 分别将各半同胞家系的叶片混匀烘干后取 2 个重
复进行 N、P、K 含量的测定 ,并进行方差分析。 方差分析的结果
见表 2。
　　从以上的分析可以看出 , 花蕾采后切断了营养体向花蕾供
应水分等物质 ,造成水分亏缺 , 代谢失调 ,合成作用减弱 ,细胞失
去代谢补偿的能力 , 使得花蕾内相对含水量降低 , 蛋白质降解 ,
细胞相对透性增加 , 膜脂过氧化作用加强和 MDA 含量增加 , 这
一系列生理变化是启动和加速传统玫瑰花蕾在干藏条件下衰老
的主要原因。低温处理表现出一定的延缓衰老的作用。
参考文献:
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第 1 期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　山东林业科技　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2003年
表 2　白榆半同胞家系叶片 N、P、K 含量方差分析
性状 差异源
平方
和
自由
度 均方 均方比 F0.01
遗传
力
变异系
数(%)
N含量 家系间 7.345 17 0.432 21.47＊＊ 3.16 0.902 19.3
家系内 0.362 18 0.020
P 含量 家系间 0.037 17 0.0022 12.88＊＊ 3.16 0.822 15.0
家系内 0.003 18 0.0002
K含量 家系间 1.152 17 0.068 37.21＊＊ 3.16 0.946 12.4
家系内 0.033 18 0.002
　　由表2 可知 , 叶片N、P、K 百分含量在18 个白榆半同胞家系
间存在极显著差异 , 遗传变异系数较高 , 分别为19.3%、15.0%
和12.4%。 N素含量变异系数最大 , 变幅在1.73%～ 3.45%之
间。含 N 量最高的家系 F14 高出含 N 量最低的家系 F15 近 1
倍 ,比平均含N 量(2.46%)高出约40.2%。 P具有中等的变异系
数 ,含量变幅在 0.15%～ 0.27%之间 , 含 P 量最高的家系是 F5 ,
比含P 量最低的家系 F8 高出 80%, 比平均含 P量(0.21%)高出
约 28.6%。K的含量在 18 个白榆半同胞家系间变异系数最小 ,
含K量最高的家系 F8(1.58%)比含 K 量最低的家系 F13(0.
87%)高出约81.7%,比平均含 K量(1.29%)高出约 22.5%。综
合来看 ,白榆叶片 N、P、K 含量在 18 个半同胞家系间变动幅度
都很大 ,其中以 N素的含量变化最大。
白榆叶片N 、P、K含量具有很高的遗传力 , 分别为0.902 、0.
822 和 0.946。以 K的遗传力最高 , N 次之 , P最低。 N、P、K 的遗
传力高 , 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　白榆叶片 N、P、K 含量之间的相关性
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 18 个白榆半同胞家系叶片的 N、P、K 含量作了遗
传相关分析 ,结果见表 3。
表 3　白榆叶片 N、P、K之间的相关性
性状 表现型相关 遗传相关 环境相关
N—P 0.2276 0.3017 0.1351
N —K 0.1844 0.1973 0.0288
P—K 0.1099 0.1153 0.0839
由表 3 可知 , 白榆叶片 N、P、K 含量之间都呈正相关关系 ,
其中以N 与 P之间的相关系数最大 , P与 K 之间的相关系数最
小。遗传相关系数均明显大于环境相关系数 ,说明 18 个白榆半
同胞家系叶片的N 、P、K之间存在一定的相关性 , 并且这种相关
性是受遗传基因控制的相关。
2.3　白榆叶片 N、P、K 含量与材积之间的相关性
白榆叶片N 、P、K 含量与材积之间的遗传相关分析。 结果
见表 4。由表 4可得出 , 18 个白榆半同胞家系其材积均与叶片
N、P、K含量呈一定的负相关关系 , 遗传相关系数的绝对值除与
K外 , 都显著大于环境相关系数。
表 4　白榆叶片 N、P、K与材积之间的相关性
性状 表现型相关 遗传相关 环境相关
N—V -0.1470 -0.1548 -0.0070
P—V -0.2178 -0.2403 -0.0072
K—V -0.0563 -0.0578 -0.0602
3　讨论
N、P、K 是一切植物生长所必需的大量营养元素 , 主要存在
于土壤中 ,由根系吸收进入植物体内 ,运输到需要的部位 , 加以
同化 , 以满足植物的需要。 N 是构成蛋白质的主要成分 , 核酸 、
核苷酸 、辅酶 、磷脂 、叶绿素等化合物中都含有 N , 某些植物激
素 、维生素和生物碱等也含有 N。 N 在植物生命活动中占有首
要的地位 , 故又称为生命元素。 P 存在于磷脂 、核酸和核蛋白
中 , 是核苷酸的组成成分 ,在糖类代谢 、蛋白质代谢和脂肪代谢
中起着重要的作用。 K不参与重要有机物的组成 , 主要集中在
植物生命活动最活跃的部位 , 对于参与活体内各种重要反应的
酶起着活化剂的作用 ,是 40多种酶的辅助因子 , 能促进呼吸进
程及核酸和蛋白质的形成 ,对糖类的合成和运输也有影响。
有关 N、P、K 在农作物 、果树等方面的研究报道居多 , 但在
林木上的研究报道还较为少见 。有许多学者曾对施 N 肥 、P肥 、
K肥对林木生长的促进作用作过研究 , 只有姜兴林等对红皮云
杉群体(一年生苗针叶)N、P、K、Mg、Fe、Zn 等矿质营养特征的多
样性做过分析。本研究发现 , 10年生白榆 18 个半同胞家系叶片
的 N、P、K 含量差异极显著 , 遗传变异系数较高 , 且稳定遗传。
初步说明 N、P、K 在白榆不同家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
协调增减。
白榆叶片 N、P、K 含量与材积呈负相关。笔者认为 , 10 年生
白榆生长已逐渐趋于稳定 , 由于株行距是一定的 , 所以限制了根
系生长发育的空间 , 单株之间的根系总量相差不会很大。 而根
系是林木吸收水分及矿质营养的最主要的器官。由于各家系单
株间根系相差不大 , 但生长快的家系 , 树高高 , 胸径大 , 冠幅大 ,
因此在没有外来施肥补充的情况下 ,由于根系吸收的 N 、P、K 的
总量是一定的 , 材积大的家系平均到单株叶片的 N、P、K含量必
然相对较少。因此 , 10年生白榆材积与叶片 N、P、K含量呈现一
定的负相关关系。其具体机理还有待于进一步研究。
关于叶片 N、P、K 含量能否作为白榆半同胞家系选择的有
效间接指标 , 笔者曾将叶片 N、P、K 含量与材积进行了多元线性
回归分析与逐步回归分析 , 但结果发现 , 回归系数与回归方程均
没有达到显著水平。因此 , 可初步得到结论 , 10 年生白榆半同
胞家系叶片的 N、P、K 含量虽与材积之间存在一定的负相关关
系 , 但无明显的相关模式可循 ,建议不要作为白榆早期选择的间
接指标 , 可作为参考指标进行分析。
参考文献:
[ 1] 姜兴林 、高宪林 、李英俊等.红皮云杉群体矿质营养特征的多样性.东北林业大学学报 , 2002　(1)
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2003 年第 1期
总 144 期 　　　　　　　　　　　　　　　
山东林业科技
Shandong Forestry Science and Technology
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