印度檀香与降香黄檀互利机制的研究

印度檀香为半寄生树种，需要寄主为其提供养分和水分来促进生长。目前生产上趋向用降香黄檀作为印度檀香的长期寄主，希望它通过固氮作用能促进印度檀香的生长，并期望这种寄生关系在养分和水分转移下产生胁迫，加速降香黄檀心材的形成。本项目以印度檀香-降香黄檀寄生体系为研究对象，通过盆栽试验，测量植株各类生长指标，测定叶片的水势、蒸腾速率、净光合速率、木质部伤流液氨基酸成分，初步证实这种寄生关系能否有效促进印度檀香的生长。利用15N示踪法确定印度檀香-降香黄檀寄生体系中氮素转移的方向、数量，以及固氮作用对氮素转移的影响。通过盆栽和大田试验，分析降香黄檀在受到寄生后，其各器官的生长抑制类物质以及心材中的降香油含量是否产生变化，揭示这种寄生关系能否促进降香黄檀心材的形成。本研究探明印度檀香-降香黄檀混交种植模式的互利机制，有助于推动我国树木寄生关系研究的深入，并为这种混交种植模式的推广提供理论依据。

印度檀香是一种根系半寄生树种，需要通过吸盘连接寄主植物来摄取部分水分、营养物质以及一些有机物质，从而满足其正常的生长需求，因此，选择合适的寄主植物，探明印度檀香与寄主植物间的互利寄生关系，对于印度檀香种植产业的快速发展至关重要。本项目研究以印度檀香与4种华南乡土寄主植物（台湾相思、降香黄檀、重阳木和人面子）的共生体系为研究对象，通过盆栽试验，测定了植物的各类生长指标、营养含量、根系吸收NH4+的电生理学特征、光合产物的交流和分配特征、枝条水势、气体交换参数、木质部伤流液氨基酸成分、叶片脱落酸含量等指标，并应用15N示踪法探明印度檀香-降香黄檀寄生体系中氮素转移的方向、数量，以及固氮作用对氮转移的影响，初步证实了这种印度檀香-降香黄檀这种寄生关系的有效性。本项目研究结果将为我国印度檀香人工林种植过程中寄主植物的筛选、印度檀香-降香黄檀混交种植模式的推广提供可靠的理论依据。项目的主要研究结果如下：(1)综合各类生长指标及营养含量，降香黄檀较其余3种寄主植物更适合用作印度檀香的寄主，无寄主处理的印度檀香生长要优于以非固氮植物为寄主的印度檀香，揭示印度檀香在与不良寄主一起混栽后，反而会减缓其生长;（2）适量水分及氮素供应（70%RWC且300 mg/株施氮量）或者种植寄主有利于檀香根系的生长及其对营养元素的吸收，寄主能促进檀香根系平均直径的增大；（3）高水且高氮(70%RWC且300 mg/株施氮量)不能代替寄主的作用，只有在配置好寄主的前提下，增施氮肥和水分供给才有利于檀香的生长;（4）印度檀香与固氮寄主植物木质部伤流液的氨基酸浓度、成分比例上都较为接近，而与非固氮寄主植物的氨基酸浓度、成分比例上却有所差异，揭示印度檀香能直接从固氮植物中获得不经任何加工的含氮溶质，却仅能从非固氮寄主上获取较少量的含氮溶质;(5)不同处理下，印度檀香的枝条水势差异显著，从小到大分别为：台湾相思<重阳木< 降香黄檀<无寄主<人面子，表明在与不同的寄主植物混栽下，印度檀香枝条水势会受到不同程度的影响;（6）印度檀香-降香黄檀间存在着明显的N源双向转移，两者间的N转移主要方向都是由寄主降香黄檀转移至半寄生植物印度檀香，并且固氮作用明显促进N转移;（7）大田试验中印度檀香与降香黄檀形成寄生关系后,无机N素可以由降香黄檀流向印度檀香，而在试验期内没有观测到无机N素由印度檀香向降香黄檀的流动。