磷供应水平与混栽模式对刺槐-西伯利亚桤木相互作用中生长及生理特性的影响

本文系统探讨了低磷（P）胁迫下固氮树种刺槐（Robinia pseudoacacia）与西伯利亚桤木（Alnus hirsuta）混栽的互作效应，揭示了混栽条件下磷有效性对植物生物量、光合作用（CO2/H2O交换）、抗氧化系统（ASA/DHA、GSH/GSSG）及结瘤固氮（N2-fixation）能力的调控机制，为混交林物种选择提供了关键生理生态学依据。

　　

Plant material

本研究于2023年4月中旬至11月中旬在西南大学资源环境学院分子生态生理中心（CMEP）温室（29°49′N, 106°25′E）开展。实验所用刺槐（Robinia pseudoacacia）种子采自山东临沂大青山林场（47°11′N, 127°28′E），西伯利亚桤木（Alnus hirsuta）种子取自黑龙江省哈尔滨市郊实验基地（45°45′N, 126°38′E）。

Effects of P supply and cultivation pattern on leaf and root traits of Robinia

通过偏最小二乘判别分析（PLS-DA）解析磷供应与栽培模式对刺槐生物量（图1a）、叶片与根部水分含量、总蛋白、全碳（C）、全氮（N）、全磷（P_tot）、无机磷（P_i）与有机磷（P_org）含量及化学计量特征的影响。结果显示：单栽条件下，低磷处理显著抑制刺槐生物量积累，引发叶片光合色素降解并降低水分状态；混栽模式下，桤木的存在加剧了刺槐的磷竞争压力，导致其根系形态重构与磷吸收效率下降。

Discussion

本研究揭示低磷供应与混栽模式协同加剧刺槐幼苗的生理胁迫：不仅降低生物量与光合速率，还诱发活性氧（ROS）累积并削弱抗氧化系统（如GR与DHAR酶活性显著抑制）。值得注意的是，即便在桤木尚未形成固氮能力时，其已对刺槐结瘤固氮（N₂-fixation）产生显著抑制（降幅达61.9%），表明地理分布重叠不足以作为混交树种选择的可靠标准。

Conclusions

低磷胁迫下，刺槐-桤木混栽系统呈现显著的种间竞争效应：刺槐的光合性能、固氮能力与抗氧化防御体系均受抑制，且桤木的早期竞争作用独立于其固氮功能。该结果强调需重新评估混交林构建中物种互作的生理机制，后续研究应关注成林阶段桤木结瘤后对刺槐的长期影响。