全 文 :书不同磷处理下两种生态型粗齿冷水花的
富磷特征及根系形态差异
刘霜1,李廷轩1,戢林1,张树金2
(1.四川农业大学资源与环境学院,四川 成都611130;2.眉山市农业局农业质量检测中心,四川 眉山620020)
摘要:采用水培试验,以矿山生态型和非矿山生态型粗齿冷水花为材料,设置50,100,200,400和800mg/L五个磷
处理,探讨2种生态型粗齿冷水花对磷的富集能力以及根系形态的差异。结果表明,1)随着供磷浓度的增加,2种
生态型粗齿冷水花生物量均呈先增高后降低的趋势,并在磷400mg/L时最大;而不同供磷浓度下,均表现为矿山
生态型生物量高于非矿山生态型。2)2种生态型粗齿冷水花根、茎、叶磷含量随着供磷浓度的增加而增加,且矿山
生态型高于非矿山生态型,其中叶片磷含量最高能达到22.85g/kg。3)在一定范围的高磷水平下,矿山生态型粗
齿冷水花的总根长、根系表面积、根系总体积和侧根数均大于非矿山生态型,而平均直径差异不大。表明高磷条件
下矿山生态型粗齿冷水花具有较好的富磷能力,而良好的根系形态是其富磷的重要特征。
关键词:粗齿冷水花;矿山生态型;富磷特征;根系形态
中图分类号:Q944.3 文献标识码:A 文章编号:10045759(2013)03021107
犇犗犐:10.11686/cyxb20130328
水体富营养化是目前研究的热点环境问题,而地表径流中水溶性磷含量过高则是水体富营养化的主要影响
因子之一[1]。长期以来的不合理施肥和家禽粪便的大量排放是现阶段我国农田土壤磷素大量累积的重要原
因[2]。大量磷素积累于土壤中,会导致土壤径流中磷浓度的上升,从而加速水体富营养化的进程。因此,寻求一
个合理方法来降低磷富集土壤及其地表径流中的磷浓度是治理水体富营养化的途径之一[3]。植物修复技术是一
种新兴的绿色生物技术,相比一般物理和化学方法,具有见效快、成本低且环境友好等优点[4]。利用磷富集植物
来去除土壤或水体中多余的磷具有可能性[3],即将磷含量高和生物量大的植物种植于磷过量的水体或土壤中,利
用植物的生长和吸磷将过剩的磷素转移到植株体内,从而降低水体或土壤磷浓度。富集植物收获之后可作为绿
肥资源施入缺磷土壤中,实现磷素再利用[3,5],部分还可以作为饲草,实现磷素的循环利用。但目前关于磷富集
植物的研究侧重于比较不同植物种类吸收积累磷的差异,对同一植物种类不同生态型的研究还鲜见报道。
根系是土壤和植物的动态界面[6],也是植物从土壤或溶液等外界介质中摄取水分和养分的主要器官,对植物
的生长发育起着极其重要的作用[7,8]。根系的生长与环境中养分的供应密切相关,具有很大的可塑性[9]。根系
形态特征与植物吸收利用土壤养分的效率密切相关,还能反映植物的抗逆能力[10]。目前关于根系形态与磷营养
效率关系研究较多[1113],但是对于根系形态与磷富集植物吸磷能力之间关系的研究还鲜见报道。粗齿冷水花
(犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪)属荨麻科冷水花属,为多年生草本植物,是本研究前期通过对四川省什邡磷矿区优势植物调
查基础上所筛选出来的磷富集植物,其地上部磷含量可达16.23g/kgDW[14],后期土培试验同样证明了其具有
良好的磷富集能力[15]。本研究采用水培试验,以矿区筛选出的粗齿冷水花为研究对象,用非矿区采集的同一植
物种类作为对照,探讨不同生态型粗齿冷水花的富磷能力及其根系形态差异,以期为治理和修复磷富集土壤或水
体提供一定理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试材料为2种生态型粗齿冷水花,其中矿山生态型(miningecotype,ME)采自四川省什邡市磷矿区
第22卷 第3期
Vol.22,No.3
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
211-217
2013年6月
收稿日期:20120724;改回日期:20121024
基金项目:国家自然科学基金(40901138),国家科技支撑计划子课题(2008BAD98B03),四川省科技厅应用基础项目(2010JY0083)和四川省青
年科技基金(06ZQ026020)资助。
作者简介:刘霜(1988),女,四川泸州人,在读硕士。Email:liushuang2159@126.com
通讯作者。Email:litinx@263.net
(104°50′E,30°25′N),非矿山生态型(nonminingecotype,NME)采自雅安市雨城区(102°59′E,29°58′N)。
1.2 试验处理
2种生态型粗齿冷水花幼苗于2011年5月2日采集。将幼苗地上部带回实验室后,摘除所有老叶片,仅留
顶端少许嫩叶(约3片)。在粗齿冷水花顶端以下第3~4个节点下方1cm(生根点)处,用1/1000高锰酸钾溶液
消过毒的单面刀片悬空划切,将切口浸泡于200~250mg/L的生根粉醇溶液(ABT1号)30min后,分株将插穗
插入已消毒的蛭石中进行生根培养。每天浇水1~2次,每周浇1/4改良后的 Hoagland营养液1~2次,以保持
插条正常生长。待其生长20d后,选择生长一致的植株移入2.5L塑料桶中进行水培试验,每盆种4株,用海绵
固定。
水培试验设置5个处理:P50、P100、P200、P400和P800,其浓度分别为50,100,200,400和800mg/L,以纯
磷量表示。营养液为改良后的Hoagland营养液,磷源采用KH2PO4 和NH4H2PO4,并以NH4NO3 和KCl平衡
各处理中氮钾浓度,其他养分配方不变,每3d更换1次。采用完全随机排列,每个处理重复4次。培养期间用
0.1mol/L的HCl或NaOH调节营养液的pH到5~6,并补充适量蒸馏水。植株培养在四川农业大学教学科研
园区有防雨设施的网室中进行,采用自然光照。
取样时间为植物移栽后第30天。植物采收后将植株分为根、茎、叶三部分,先用自来水冲洗干净,再用蒸馏
水润洗,然后用吸水纸擦干,装袋。将根系样品立即进行根系扫描,其余样品在105℃下杀青30min,再将温度降
至75℃烘干至恒重后称重。植物样品用不锈钢粉碎机磨细,过1mm筛备用。
1.3 测定内容与方法
根系形态的测定:根系经数字化扫描后(EpsonperfectionV700photo,Japan),将完整的根系图像存入计算
机,再用配套的根系分析系统软件 WinRHIZO_ProV2007d(RegentInstrumentInc.,Canada)分析根系形态参
数[16]。用根系分析系统进行测定前,先将根放入装有去离子水的无色透明塑料水槽中,用镊子调整根的位置,尽
量避免根系的交叉重叠,再进行图像扫描。
磷的测定采用H2SO4-H2O2 消化—钼锑抗比色法[17]。
1.4 数据分析
统计分析在DPS(6.55)数据处理系统中进行,多重比较采用LSD法,图表制作采用Excel2003。
2 结果与分析
2.1 两种生态型粗齿冷水花生物量和磷含量差异
随着供磷水平的增加,2种生态型粗齿冷水花的茎、叶生物量均呈先增加后降低的趋势,而根系生物量变化
不大(表1)。其中,矿山生态型茎部生物量在P100、P200、P400和P800比P50分别增加31%,69%,123%和
62%,叶片生物量分别增加67%,106%,200%和61%;非矿山生态型茎部生物量仅在P100和P800比P50增加
8%和15%,叶片生物量则分别增加67%,80%,213%和53%。可见,2种生态型茎、叶生物量在P400时相对
P50增幅最大,其次是P200,即P400时2种生态型粗齿冷水花茎、叶生物量最大。
同一磷处理下,2种生态型粗齿冷水花根、茎、叶生物量差异明显,且均为矿山生态型大于非矿山生态型。其
中,矿山生态型根系生物量在P50、P100、P200、P400和P800分别是非矿山生态型的1.20,1.75,1.60,1.75和
1.20倍,茎生物量分别是非矿山生态型的1.00,1.21,2.00,2.23和1.40倍,叶片生物量分别是非矿山生态型的
1.20,1.20,1.37,1.15和1.26倍。可见,2种生态型根和茎生物量在P400时差异最大,叶片生物量在P200时
差异最大。即当供磷处理为P200和P400时,2种生态型粗齿冷水花长势最好,且矿山生态型和非矿山生态型长
势差异最大。
随着供磷水平的增加,2种生态型粗齿冷水花的根、茎、叶磷含量均呈增加趋势(表2)。其中,矿山生态型根
系磷含量在P100、P200、P400和P800比P50分别增加38%,37%,70%和75%,茎部磷含量比P50分别增加
16%,17%,21%和71%,叶片磷含量比P50分别增加-1%,1%,111%和288%。可见,2种生态型根、茎、叶磷
含量在P800时相对P50增幅最大,其次是P400,即P800时2种生态型粗齿冷水花根、茎、叶磷含量最高。
212 ACTAPRATACULTURAESINICA(2013) Vol.22,No.3
表1 不同磷处理对2种生态型粗齿冷水花不同部位生物量的影响
犜犪犫犾犲1 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘狋狉犲犪狋犿犲狀狋狅狀犱狉狔狑犲犻犵犺狋犻狀狋犺犲狋犻狊狊狌犲狊狅犳狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪 g/株PlantDW
磷处理Phosphorus
treatment
根 Root
矿山生态型 ME 非矿山生态型NME
茎Stem
矿山生态型 ME 非矿山生态型NME
叶Leaf
矿山生态型 ME 非矿山生态型NME
P50 0.06±0.02a 0.05±0.02a 0.13±0.05c 0.13±0.02a 0.18±0.07c 0.15±0.03b
P100 0.07±0.02a 0.04±0.01a 0.17±0.04bc 0.14±0.03a 0.30±0.04bc 0.25±0.02b
P200 0.08±0.03a 0.05±0.01a 0.22±0.01ab 0.13±0.04a 0.37±0.12ab 0.27±0.03b
P400 0.07±0.02a 0.04±0.02a 0.29±0.07a 0.13±0.00a 0.54±0.02a 0.47±0.25a
P800 0.06±0.02a 0.05±0.02a 0.21±0.01b 0.15±0.01a 0.29±0.00bc 0.23±0.06b
注:同列不同的小写字母表示不同磷处理下差异显著(犘<0.05),表示不同生态型差异显著(犘<0.05)。下同。
Note:Meanvalueslabeledwithdifferentlettersinthesamecolumnaresignificantlydifferent(犘<0.05)atdifferentPconcentrationsinsolution.
meanssignificantlydifferent(犘<0.05)atdifferentecotypesatthesamePconcentration.Thesamebelow.
表2 不同磷处理对2种生态型粗齿冷水花各部位磷含量的影响
犜犪犫犾犲2 犈犳犳犲犮狋狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘狋狉犲犪狋犿犲狀狋狅狀狋犺犲犘犮狅狀犮犲狀狋狉犪狋犻狅狀犻狀狋犺犲狋犻狊狊狌犲狊狅犳狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪 g/kg
磷处理Phosphorus
treatment
根 Root
矿山生态型 ME 非矿山生态型NME
茎Stem
矿山生态型 ME 非矿山生态型NME
叶Leaf
矿山生态型 ME 非矿山生态型NME
P50 9.22±1.18b 9.04±1.24a 6.91±0.51b 4.81±0.51c 5.89±0.79c 5.87±0.93b
P100 12.70±5.63ab 9.21±1.48a 8.00±1.19b 5.27±1.70c 5.80±0.50c 6.19±0.63b
P200 12.68±0.75ab 10.86±0.83a 8.09±1.19b 6.30±0.69bc 5.91±0.55c 7.53±1.06b
P400 15.64±6.24a 11.76±1.67a 8.39±0.93b 7.90±0.62b 12.40±1.34b 10.01±0.92a
P800 16.10±4.08a 12.36±2.18a 11.81±1.61a 10.59±3.15a 22.85±4.11a 10.69±2.20a
不同供磷水平下,矿山生态型粗齿冷水花体内磷
图1 不同磷处理下2种生态型粗齿冷水花的总根长
犉犻犵.1 犜狅狋犪犾狉狅狅狋犾犲狀犵狋犺犻狀狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪
狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘狋狉犲犪狋犿犲狀狋
不同的小写字母表示不同磷处理下差异显著(犘<0.05),表示不同
生态型差异显著(犘<0.05)。下同。Meanvalueslabeledwithdifferent
lettersaresignificantlydifferent(犘<0.05)atdifferentPconcentrations
insolution. meanssignificantlydifferent(犘<0.05)atdifferenteco
typesatthesamePconcentration.Thesamebelow.
含量为5.89~22.85g/kg,而非矿山生态型为4.81~
16.10g/kg。同一磷处理下,2种生态型根、茎、叶磷
含量差异明显,且均为矿山生态型大于非矿山生态型。
其中,矿山生态型根系磷含量在 P50、P100、P200、
P400和 P800分别是非矿山生态型的1.02,1.38,
1.17,1.33和1.30倍,茎磷含量分别是非矿山生态型
的1.44,1.52,1.29,1.06和1.12倍,叶片磷含量分别
是非矿山生态型的1.01,0.94,0.78,1.24和2.14倍。
可见,2种生态型粗齿冷水花的根和茎磷含量在P100
时差异最大,而叶片磷含量在P800时差异最大,其次
是P400。
2.2 两种生态型粗齿冷水花根系形态特征差异
根系长度可以反映根系与土壤的接触面积,也能
反映其在土壤中的伸展空间[18,19],在植物获取磷素方
面起着重要作用。同一磷处理下,2种生态型粗齿冷
水花总根长差异明显,且均为矿山生态型大于非矿山
生态型(图1)。其中,矿山生态型总根长在P50、P100、P200、P400和P800分别是非矿山生态型的1.15,1.36,
1.49,1.40和1.06倍。随着供磷水平的增加,矿山生态型总根长呈先增加后减小的趋势,在P100、P200、P400和
P800时,为P50的1.01,1.16,1.22和0.96倍;非矿山生态型则呈先减小后增大的趋势,为P50的0.86,0.90,
312第22卷第3期 草业学报2013年
1.00和1.04倍。可见,适当高磷处理可以促进矿山生态型粗齿冷水花根系长度的生长,但对非矿山生态型的促
进作用不明显,甚至还有可能限制其根系长度的生长。
根系表面积是植物吸收营养的重要决定因子,表面积越大,根系与环境介质中的营养元素接触的机会就越
多,故而吸收养分的能力就越强[20]。同一磷处理下,2种生态型粗齿冷水花根系表面积差异明显(图2)。其中,
矿山生态型在P100、P200、P400和P800时,根系表面积为非矿山生态型的1.32,1.26,1.52和1.02倍。随着供
磷水平的增加,矿山生态型根系表面积呈先增加后减小的趋势,在P100、P200、P400和P800时比P50分别增加
102%,145%,155%和86%;非矿山生态型根系表面积趋于平稳趋势,处理之间的差异均不显著。可见,适当的
提高供磷水平可以促进矿山生态型粗齿冷水花根系表面积的增加,但对非矿山生态型作用不明显。
在同一供磷水平下,粗齿冷水花根系直径没有表现出显著的生态型差异(图3)。各个磷处理下,矿山生态型
仅在P200处理下,植物根系直径显著大于非矿山生态型。随着供磷水平的增加,矿山生态型根系平均直径并未
呈现显著的变化;非矿山生态型的变化也趋于平稳。可见,适当的增加磷处理对矿山生态型粗齿冷水花根系直径
生长的促进作用并不明显,生态型之间的差异也并未体现在根系直径的生长上。
图2 不同磷处理下2种生态型粗齿冷水花的根系表面积
犉犻犵.2 犜狅狋犪犾犚狅狅狋狊狌狉犳犪犮犲犻狀狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪
狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘狋狉犲犪狋犿犲狀狋
图3 不同磷处理下2种生态型粗齿冷水花的根系平均直径
犉犻犵.3 犃狏犲狉犪犵犲狉狅狅狋犱犻犪犿犲狋犲狉犻狀狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪
狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘狋狉犲犪狋犿犲狀狋
根系体积的大小影响根系对养分和水分的吸收。同一磷处理下,2种生态型粗齿冷水花总体积差异明显,且
均为矿山生态型大于非矿山生态型(图4)。其中,矿山生态型总体积在P50、P100、P200、P400和P800分别是非
矿山生态型的1.39,1.49,1.71,1.69和1.12倍。随着供磷水平的增加,矿山生态型的总体积呈先增加后减小的
趋势,在P100、P200、P400和P800时比P50分别增加25%,62%,35%和7%;非矿山生态型呈先减小后增大的
趋势,分别为P50的0.86,0.90,1.00,1.04倍。可见,适当高磷处理可以促进矿山生态型粗齿冷水花根系体积的
增加,促进了根系的生长,但对非矿山生态型根系体积的促进作用不明显。
植物侧根的形成对于养分和水分的吸收具有重要作用,侧根数也是衡量植物根系特性的一项重要指标。同
一磷处理下,2种生态型粗齿冷水花侧根数差异明显(图5)。其中,矿山生态型侧根数在P50、P100、P200、P400
和P800分别是非矿山生态型的0.91,1.03,1.37,1.36和1.12倍。随着供磷水平的增加,矿山生态型侧根数呈
先增加后减少的趋势,在P100、P200、P400和P800时比P50分别增加9%,38%,33%和1%;非矿山生态型则侧
根数逐渐减少。可见,适当高磷处理可以促进矿山生态型粗齿冷水花侧根发育,而磷浓度的增加却抑制了非矿山
生态型侧根的生长。
3 讨论
3.1 磷处理对2种生态型粗齿冷水花富磷能力的影响
磷是植物生长必需的营养元素之一,环境中磷的浓度对植物磷的吸收和累积影响较大。据报道,在一定的供
磷浓度范围内,作物产量随着供磷量的增加而提高,但超过这个范围,过高的供磷量会造成植物对磷的需求过剩,
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出现生长受到抑制的现象[21]。本研究表明,随着供磷浓度的增加,2种生态型粗齿冷水花茎、叶生物量均呈先增
加后降低的趋势,并在P400时生物量最大。随着供磷浓度的增加,2种生态型粗齿冷水花各部位磷含量逐渐增
加,这与水稻(犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪)[22]和玉米[23](犣犲犪犿犪狔狊)等的研究相同,即高磷条件下显著增强了2种生态型磷的
吸收能力。而同一供磷水平下,矿山生态型粗齿冷水花生物量和磷含量均高于非矿山生态型,说明矿山生态型对
磷的吸收能力较强。由于长期受到不同环境的影响,植物在生态适应过程中,会发生不同差异和分化,形成了在
生态学上具有差异和异地性的种群,即为不同的生态型[24]。在本研究中,采自于什邡市磷矿区的矿山生态型由
于长期生长在土壤含磷量高的磷矿区,已经形成了种内的分化定型,以适应高磷胁迫,而采自于雅安市雨城区的
非矿山生态型抵抗高磷胁迫的能力较差,致使2种生态型粗齿冷水花富磷能力之间的显著差异。
图4 不同磷处理下2种生态型粗齿冷水花的根系总体积
犉犻犵.4 犜狅狋犪犾狉狅狅狋狏狅犾狌犿犲犻狀狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪
狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘狋狉犲犪狋犿犲狀狋
图5 不同磷处理下2种生态型粗齿冷水花的侧根数
犉犻犵.5 犔犪狋犲狉犪犾狉狅狅狋狀狌犿犫犲狉犻狀狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪
狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋犘狋狉犲犪狋犿犲狀狋
本研究中矿山生态型粗齿冷水花磷含量最高能达到22.85g/kgDW,其磷含量高于一年生黑麦草(犔狅犾犻狌犿
犿狌犾狋犻犳犾狅狉狌犿)、黄南瓜(犆狌犮狌狉犫犻狋犪狆犲狆狅var.犿犲犾狅狆犲狆狅)和向日葵(犎犲犾犻犪狀狋犺狌狊犪狀狀狌狊)等磷富集植物[2529],表明矿
山生态型具有较高的富磷能力。前期研究表明矿山生态型粗齿冷水花对富磷土壤有较高的修复能力[14,15],加之
粗齿冷水花为多年生植物,可以重复收割,并广泛分布于路边、河边和山坡等地方,具有生物量大,易于栽培,较强
的适应能力等优点,因而,矿山生态型粗齿冷水花具有磷富集植物的优势。另外,粗齿冷水花收割之后除了可以
作为绿肥资源外,还可以作为饲草,实现磷素的循环利用。
3.2 2种生态型粗齿冷水花的形态特征
随着供磷水平的增加,矿山生态型粗齿冷水花的总根长、根系表面积、根系总体积和侧根数均呈先增加后减
小的趋势,这是由于磷素对植物根系发育产生“低促高抑”现象,P200和P400为矿山生态型根系发育的最佳浓
度。而非矿山生态型的根系表面积和根系总体积均未呈显著性变化,侧根数则逐渐减少,而总根长却在P100~
P800时缓慢增加,这可能是由于供磷浓度的增加抑制非矿山生态型侧根的发育,从而促进了植物根长的伸长。
有研究表示水稻在缺磷时通过增强侧根的发育[30],来增强适应低磷条件,本试验条件为正常供磷至高磷条件,所
以非矿山生态型侧根发育受到抑制,从而从另一方面增长了根系长度,进而导致非矿山生态型侧根数减少,总根
长在P100~P800时缓慢增加的现象发生。
在低磷处理下,磷高效品种的根系适应性强,根系通过增加根长、根系表面积、根体积、根直径、总根毛数来增
强对土壤中磷素的吸收[31]。水稻、玉米和大豆(犌犾狔犮犻狀犲犿犪狓)等作物的磷高效品种对磷的吸收和利用能力强也
与其根系形态明显相关[32,33]。矿山生态型的总根长、根系表面积、根系总体积和侧根数均高于非矿山生态型(图
1~5),说明矿山生态型的富磷能力与其根系形态的关系极为密切,表明矿山生态型粗齿冷水花具有较强的发根
能力,这种发根优势增强了植物对磷的吸收积累能力,故而导致了2种生态型在富磷能力上的差异。
512第22卷第3期 草业学报2013年
4 结论
1)矿山生态型粗齿冷水花在同一处理下根、茎、叶生物量均高于非矿山生态型,表现出了对高磷浓度较强的
耐受能力。随着磷处理的增加,矿山生态型茎部和叶片生物量均呈先增加后减小的趋势。非矿山生态型叶片生
物量变化趋势与矿山生态型一致。
2)2种生态型粗齿冷水花根、茎、叶磷含量均随着磷浓度的增加而增加,且矿山生态型显著高于非矿山生态
型;矿山生态型茎部和叶片中的磷含量最高分别达到11.81和22.85g/kgDW,非矿山为10.59和10.69g/kg
DW,表明矿山生态型具有更强的吸收积累磷的能力。
3)随着供磷浓度的增加,矿山生态型粗齿冷水花的根系长度、体积、表面积和侧根数呈先增加后减小的趋势,
而非矿山生态型变化趋势不明显。矿山生态型总根长、根系总表面积、根系总体积和侧根数大于非矿山生态型,
而根系平均直径与非矿山生态型之间差异不大。
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犘犺狅狊狆犺狅狉狌狊犪犮犮狌犿狌犾犪狋犻狅狀犪狀犱狉狅狅狋犿狅狉狆犺狅犾狅犵犻犮犪犾犱犻犳犳犲狉犲狀犮犲狅犳狋狑狅犲犮狅狋狔狆犲狊狅犳
犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪犵狉狅狑狀犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋狆犺狅狊狆犺狅狉狌狊狋狉犲犪狋犿犲狀狋狊
LIUShuang1,LITingxuan1,JILin1,ZHANGShujin2
(1.ColegeofResourcesandEnvironmentalScience,SichuanAgricultureUniversity,Chengdu611130,
China;2.AgriculturalQualityInspectionandTestingCenter,Meishan
AgriculturalBureau,Meishan620020,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Elevatedphosphorus(P)concentrationsinsurfacerunofffromPenrichedagriculturalsoilshavebeen
commonlyconsideredanimportantcauseoftheeutrophicationoffreshwaterbodies.Plantassistedapproaches
haveproveneffectiveinamelioratingtheecologicalhazardsofexcessivesoilP.Ahydroponicexperimentwas
carriedouttoinvestigatethephosphorus(P)accumulationandrootmorphologicaldifferenceofthetwoeco
typesof犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪grownunderfive(0,100,200,400and800mg/L)Plevels.Thebiomassofthe
miningecotype(ME)of犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪wassignificantlyhigherthanthatofthenonminingecotype(NME).
BiomassesofbothecotypesinitialyincreasedbutthendecreasedwithincreasedPconcentration.Thehighest
biomass(400mg/L)andPconcentrationsofroot,stem,andleafofbothecotypesincreasedwithPconcentra
tion.PconcentrationoftheMEwashigherthanthatoftheNMEandpeakedat22.85g/kg.Totalroot
length,totalrootsurfacearea,totalrootvolumeandnumberoflateralrootsoftheMEwerehigherthanthose
oftheNME.WithanincreaseinPconcentration,totalrootlength,totalrootsurfacearea,totalrootvolume
andnumberoflateralrootsoftheMEinitialyincreasedbutthendecreased.Theaveragerootdiametersofthe
MEandNMEwerenotsignificantlydifferentathighPlevels,andthedifferencebetweenecotypeswasnotsig
nificant.Theseresultsindicatethatoveral,MEhasbetterPaccumulationthanNMEandbetterrootmorpho
logicalcharacteristicssuchastotalrootlength,totalrootsurfacearea,totalrootvolumeandnumberoflateral
roots,featuresthatareimportantforahighPuptakeability.ItconfirmedthattheMEecotypeof犘.狊犻狀狅犳犪狊犮犻
犪狋犪hassuperiorefficiencyforremovingPfromhydroponicconditionsandcouldbeapotentialchoiceforclean
ingPfromcontaminatedwater.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犘犻犾犲犪狊犻狀狅犳犪狊犮犻犪狋犪;ecotypes;phosphorusconcentration;rootmorphology
712第22卷第3期 草业学报2013年