磷是植物生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)元素之一，它既是植物體內許多重要有機化合物的組分，同時又以多種方式參與植物體內各種代謝過程。南亞熱帶地區(qū)通常被認為是磷缺乏的典型區(qū)域，而低土壤磷含量會限制葉細胞的分裂和擴展，降低葉片的光合速率，還可以通過降低根瘤生物量和根瘤菌固氮活性來間接降低豆科植物的固氮能力，迫使植物改變葉片的結構及光合系統(tǒng)以提高其低土壤磷含量下的生存能力。目前對于南亞熱帶常用造林樹種在低土壤磷含量下的葉片氮分配及葉肉細胞導度變化仍不明確。

中國林科院森環(huán)森保所森林修復與逆境生理生態(tài)學科組以南亞熱帶常用造林樹種降香黃檀（Dalbergia odorifera）、格木（Erythrophleum fordii）、紅錐（Castanopsis hystrix）以及西南樺（Betula alnoides）為研究對象，其中降香黃檀和格木為固氮樹種，紅錐以及西南樺為非固氮樹種，設置了高土壤磷、中土壤磷和低土壤磷的生長條件，研究磷缺乏對這些樹種幼苗葉片結構、葉片氮分配策略、葉肉細胞導度和光合能力等的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，土壤磷含量的缺乏顯著降低了所有受試樹種葉片單位面積磷含量，但不同樹種幼苗在磷缺乏脅迫下的生理生態(tài)變化并不一致。低土壤磷處理下降香黃檀和紅錐的光飽和光合速率顯著低于高土壤磷處理，這與其顯著降低的最大羧化速率及電子傳遞速率有關。低土壤磷處理同樣顯著降低了降香黃檀的葉片氮含量、葉肉細胞導度、羧化系統(tǒng)中氮分配比例，降低了紅錐葉片氮含量、葉肉細胞導度、羧化系統(tǒng)及電子傳遞系統(tǒng)中氮分配比例，最終導致兩個樹種光合氮利用效率的降低，而格木及西南樺受低土壤磷脅迫影響相對較小。綜合來看，格木及西南樺對低土壤磷環(huán)境的適應能力更強。本研究為南亞熱帶地區(qū)植樹造林的樹種選擇提供理論依據(jù)。

研究成果以“Variation in leaf N allocation and mesophyll conductance to CO2in four tree species under low soil P stress in subtropical China”為題，于2024年10月發(fā)表在《Acta Physiologiae Plantarum》（JCR 2區(qū)，IF= 2.4）。論文第一作者是中國林科院森環(huán)森保所畢業(yè)博士研究生唐敬超，通訊作者是史作民研究員。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2016YFC0502104-02）、山東省自然科學基金青年項目（ZR2020QC027）以及山東省重點研發(fā)項目（2019GGX101013）的資助。（唐敬超 劉順）