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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
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。 ![]() View image in article
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。
正文中引用本图/表的段落
很多学者分别将植物需钙量、叶片中钙和镁含量、钙在地上部分及根系中的分布比例、体内的钙含量与土壤的钙含量相关性、叶片中的草酸钙含量等作为确定植物适钙类型的重要指标(屠玉麟, 1995; 周运超, 1997; 汤松波等, 2017; 王江南等, 2018), 并对多种喀斯特植物的适钙类型进行了鉴定和划分。中间型植物叶片的钙和镁含量在1.4%-2.5%之间(周运超, 1997), 钙在地上部分的含量大于根系(王传明和乙引, 2014), 植株的含钙量与土壤中的交换性钙含量表现出正相关关系(姬飞腾等, 2009), 叶片中的钙组分以草酸钙为主(Borer et al., 2012), 喀斯特地区的野生刺梨具有中间型植物的上述主要特征。本研究对贵州野生刺梨资源的分布及生长、结果状况的调查中发现, 在喀斯特地区高钙生境和非喀斯特地区低钙生境中, 都有很多野生刺梨分布, 而且多数植株的生长、结果状况较好(图5)。在过去的研究中发现, 刺梨对钙的需求量并不像嗜钙型和喜钙型植物那么高, 在营养液培养条件下, 刺梨对低钙和高钙介质环境都表现出较强的耐性, 无论在供钙水平极低或极高的培养介质中, 刺梨植株都未死亡, 仍能保持一定的生长量(杨婳若和樊卫国, 2022)。综合本研究和以往的研究结果证明: 刺梨既不属于嗜钙、喜钙型植物, 也不属于嫌钙型植物, 而属于中间型植物, 刺梨对喀斯特地区不同钙生境具有较为广泛的适应性, 这一结论对贵州在喀斯特地区进行刺梨的种植具有重要的指导意义。
本文的其它图/表
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