巨桉 (Eucalyptus grandis)屬桃金娘科桉屬，原產(chǎn)于澳大利亞，喜光、溫潤(rùn)氣候，生長(zhǎng)迅速，在適宜的生長(zhǎng)條件下，平均每天可長(zhǎng)高3厘米。由于其生長(zhǎng)十分迅速，因此，是世界上主要的人工用材樹(shù)種，在世界適宜氣候區(qū)廣泛種植。在我國(guó)，巨桉廣泛種植于廣西、廣東、四川、云南等省，為我國(guó)提供了一半以上的國(guó)產(chǎn)木質(zhì)原材料。
在全球氣候變化的背景下，氣溫和降水的變化將增加未來(lái)干旱的頻率和強(qiáng)度，從而提高森林的死亡率。全球干旱脅迫的增加可通過(guò)干擾土壤中的養(yǎng)分再分配從而影響林木的生長(zhǎng)和可持續(xù)性。以往的研究探討了養(yǎng)分對(duì)森林樹(shù)種生長(zhǎng)的影響，但很少有研究關(guān)注施肥在樹(shù)種抗旱能力中的作用。
中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所生態(tài)過(guò)程與生物多樣性保育學(xué)科團(tuán)組來(lái)自巴基斯坦的博士研究生Akash Tariq在博士生導(dǎo)師潘開(kāi)文研究員的指導(dǎo)下，研究了兩種水分狀況（水分充足和水分脅迫）和磷施用（有磷和無(wú)磷）對(duì)巨桉形態(tài)和生理生化反應(yīng)的影響。研究表明，干旱對(duì)巨桉生長(zhǎng)和代謝有負(fù)面影響，如形態(tài)特征改變，降低了凈光合速率（Pn）、色素濃度、葉片相對(duì)含水量（LRWCs）和含氮化合物，以及活性氧（ROS）的過(guò)量產(chǎn)生和較高的脂質(zhì)過(guò)氧化。然而，巨桉同時(shí)也表現(xiàn)出有效的抗旱策略，如減少葉面積和蒸騰速率，增加可溶性糖和脯氨酸的積累，以及增強(qiáng)抗氧化酶系統(tǒng)。施磷對(duì)水淹幼苗有促進(jìn)作用，表現(xiàn)為植株生長(zhǎng)和光合作用得到改善，表明巨桉生長(zhǎng)初期對(duì)磷的需求較高。在干旱脅迫下，施磷對(duì)幼苗形態(tài)性狀無(wú)明顯影響，但顯著提高了葉片相對(duì)含水量（LRWCs）、光系統(tǒng)的量子效率II（Fv/Fm）、凈光合速率（Pn）、葉綠素色素、含氮化合物以及減少脂質(zhì)過(guò)氧化。施磷改善了巨桉苗期水分充足條件下的生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)也改變了干旱條件下葉片的一些生理生化過(guò)程，有利于巨桉抗旱。 結(jié)果表明，在應(yīng)對(duì)未來(lái)持續(xù)增加的干旱脅迫下，合理施用磷肥能夠促進(jìn)巨桉生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高，可以提高巨桉的抗旱能力。研究結(jié)果對(duì)巨桉苗木培育、管理，尤其應(yīng)對(duì)干旱脅迫具有十分重要的指導(dǎo)意義。
該研究獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(Grant Nos. 2016YFC0502101，2015BAD07B050304)，國(guó)家自然科學(xué)基金 (Grant Nos. 31370632，31500517)和 CAS-TWAS的資助。近日以Impact of phosphorus application on drought resistant responses of Eucalyptus grandis seedlings為題在線發(fā)表于植物生理生態(tài)期刊Physiologia Plantarum上。
巨桉人工林
施磷對(duì)巨桉抗旱能力的影響