刺梨的适钙类型及对高钙生境的适应性 植物生态学报    2022, 46 (12): 1562-1572.   DOI: 10.17521/cjpe.2022.0172

表1 喀斯特地区野生刺梨立地土壤的pH和交换性钙、镁的含量(n = 50)

正文中引用本图/表的段落

刺梨(Rosa roxburghii)是原产中国西南地区的特色经济树种, 贵州将其作为喀斯特山区重点发展的果树。迄今, 刺梨能否适应喀斯特地区高钙生境尚不清楚。明确刺梨的适钙类型及其对高钙生境的适应性, 旨在为刺梨种植区域的确定提供科学依据。该研究对贵州喀斯特地区不同钙生境下50个野生刺梨植株的不同器官和立地土壤进行取样, 测定土壤的pH、交换性钙、镁含量和植株不同器官中总钙、草酸钙及叶中的钙和镁的含量, 明确不同器官中草酸钙含量占总钙含量的比例, 分析土壤交换性钙、镁含量与不同器官总钙、叶片钙和镁含量的相关性关系, 观察低钙和高钙生境下不同器官中及叶表面草酸钙晶体的分布。对土壤的分析结果表明: 喀斯特地区野生刺梨立地土壤的pH高, 交换性钙、镁的含量高且差异大。在不同钙生境下, 野生刺梨不同器官中的总钙含量与土壤中交换性钙含量呈显著正相关关系, 叶片中总钙和镁的含量与土壤中交换性钙、镁含量的相关性也是如此。刺梨枝、叶是富集钙最多的器官, 根和果实中钙的含量相对较少, 所有样本叶片中总钙和镁的含量在1.71%-2.73%之间, 枝和叶中草酸钙含量占总钙含量的比例分别为55.81%和52.76%, 而根和果实中只占29.34%和34.30%。在高钙生境中, 野生刺梨枝、叶中和叶片气孔边缘有大量草酸钙棱晶, 果实中有少量针晶; 而在低钙生境中, 野生刺梨的根和果实中及叶片气孔边缘均无草酸钙晶体分布。该研究明确了刺梨的适钙类型属于中间型, 对喀斯特地区不同钙生境均有较强的适应性, 枝、叶中大量储存草酸钙和通过叶片气孔排钙的生理特性, 对降低刺梨体内钙离子浓度和缓解高钙胁迫对自身的伤害具有重要作用。研究结果对喀斯特地区刺梨种植区域的确定具有重要指导意义。

在本研究取样的50个野生刺梨立地土壤中, pH范围在4.73-8.58之间(表1), 平均值为7.28, 变异系数为14.77%, 其中属于酸性、微酸性、中性、碱性和强碱性的立地土壤分别为5、7、8、29和1个, 土壤中交换性钙含量范围在406.41-9 425.98 mg·kg-1之间, 平均值为3 839.36 mg·kg-1, 交换性镁含量范围在23.04-1 354.48 mg·kg-1之间, 平均值为315.01 mg·kg-1, 土壤交换性钙、镁的变异系数分别为60.59%、97.80%。对照全国第二次土壤普查对土壤交换性钙、镁含量的分级指标(魏守兴等, 2013; 黄雁飞等, 2018), 本研究取样土壤中交换性钙、镁含量多数在高量或过量的范围内, 说明贵州喀斯特地区野生刺梨的立地土壤pH和钙、镁含量普遍较高, 且差异大。

本文的其它图/表

• 表2 喀斯特地区野生刺梨根、枝、叶、果实中的总钙含量范围、变异系数及分布特征
  
• 图1 喀斯特地区50株野生刺梨叶片中钙和镁的含量(平均值±标准差)。
  
• 图2 喀斯特地区野生刺梨叶片中钙和镁的含量与土壤中交换性钙和镁含量的相关性(n = 50)。**, p < 0.01。
  
• 图3 喀斯特地区野生刺梨枝、叶、果实、根中的总钙含量与土壤中交换性钙含量的相关性。*, p < 0.05; **, p < 0.01。
  
• 表3 喀斯特地区野生刺梨根、枝、叶、果实中的草酸钙含量范围、变异系数及其占各自总钙含量的百分比
  
• 表4 不同钙生境中土壤的交换性钙含量和野生刺梨植株不同器官中的总钙及草酸钙含量(平均值±标准差)
  
• 图4 分别生长在两种钙生境中野生刺梨器官中及叶片气孔边缘的草酸钙晶体观察结果。A-F, 土壤交换性钙含量为5 938.12 mg·kg^-1的高钙生境中野生刺梨不同器官内及叶面的草酸钙晶体观察结果。A, 叶片组织中的草酸钙棱晶。B, 枝韧皮部中的草酸钙棱晶。C, 果实组织中的草酸钙针晶。D, 根组织中没有草酸钙晶体。E, 气孔边缘的草酸钙堆积体。F, 气孔外的草酸钙棱晶。G-L, 土壤交换性钙含量为406.41 mg·kg^-1的低钙生境中野生刺梨不同器官内及叶面的草酸钙晶体观察结果。G, 叶片组织中的草酸钙棱晶。H, 枝韧皮部中的草酸钙棱晶。I, 果实组织无草酸钙晶体。J, 根组织中无草酸钙晶体。K, 气孔周边无草酸钙堆积体。L, 在叶片表面及气孔周边无草酸钙晶体。
  
• 图5 两种钙生境中的野生刺梨。左: 生长在pH 5.02、交换性钙含量为432 mg·kg^-1的酸性黄壤中的野生刺梨, 植株周边生长有较多的酸性指示植物。右: 生长在pH 8.24、交换性钙含量为6 631 mg·kg^-1的碱性石灰土中的野生刺梨。