磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一，它既是植物体内许多重要有机化合物的组分，同时又以多种方式参与植物体内各种代谢过程。南亚热带地区通常被认为是磷缺乏的典型区域，而低土壤磷含量会限制叶细胞的分裂和扩展，降低叶片的光合速率，还可以通过降低根瘤生物量和根瘤菌固氮活性来间接降低豆科植物的固氮能力，迫使植物改变叶片的结构及光合系统以提高其低土壤磷含量下的生存能力。目前对于南亚热带常用造林树种在低土壤磷含量下的叶片氮分配及叶肉细胞导度变化仍不明确。
中国林科院森环森保所森林修复与逆境生理生态学科组以南亚热带常用造林树种降香黄檀（Dalbergia odorifera）、格木（Erythrophleum fordii）、红锥（Castanopsis hystrix）以及西南桦（Betula alnoides）为研究对象，其中降香黄檀和格木为固氮树种，红锥以及西南桦为非固氮树种，设置了高土壤磷、中土壤磷和低土壤磷的生长条件，研究磷缺乏对这些树种幼苗叶片结构、叶片氮分配策略、叶肉细胞导度和光合能力等的影响。
研究发现，土壤磷含量的缺乏显著降低了所有受试树种叶片单位面积磷含量，但不同树种幼苗在磷缺乏胁迫下的生理生态变化并不一致。低土壤磷处理下降香黄檀和红锥的光饱和光合速率显著低于高土壤磷处理，这与其显著降低的最大羧化速率及电子传递速率有关。低土壤磷处理同样显著降低了降香黄檀的叶片氮含量、叶肉细胞导度、羧化系统中氮分配比例，降低了红锥叶片氮含量、叶肉细胞导度、羧化系统及电子传递系统中氮分配比例，最终导致两个树种光合氮利用效率的降低，而格木及西南桦受低土壤磷胁迫影响相对较小。综合来看，格木及西南桦对低土壤磷环境的适应能力更强。本研究为南亚热带地区植树造林的树种选择提供理论依据。
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”为题，于2024年10月发表在《Acta Physiologiae Plantarum》（JCR 2区，IF= 2.4）。论文第一作者是中国林科院森环森保所毕业博士研究生唐敬超，通讯作者是史作民研究员。该研究得到了国家重点研发计划（2016YFC0502104-02）、山东省自然科学基金青年项目（ZR2020QC027）以及山东省重点研发项目（2019GGX101013）的资助。（唐敬超 刘顺）
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