论文部分内容阅读
目前,由于过量施磷所引起的农业面源污染问题日益严峻。运用富磷植物提取环境中过量磷是有效措施之一。然而,迄今研究的磷富集植物种类虽多,但磷提取效果不佳,至少需要几十年甚至几百年的时间才能使土壤恢复到正常磷水平。提高现有富磷植物磷富集潜力已成为学者研究的热点。通过施氮肥等农艺措施来增加植株对磷的吸收积累能力在作物生产上已得到广泛应用,在富磷植物上的研究较为缺乏。因此,本文以矿山生态型粗齿冷水花为研究对象,非矿山生态型为对照,通过土培和水培试验,揭示氮处理对矿山生态型粗齿冷水花磷积累特性的影响,主要研究结果如下: (1)随着施氮量增加,粗齿冷水花生物量在140 mg kg-1达最大。粗齿冷水花磷含量、磷富集系数均随施氮量增加而升高,迁移率则无明显变化。矿山与非矿山生态型地上部磷积累量在140 mg kg-1时可达223.73和159.79 mg plant-1。不同施氮量下,矿山生态型地上部磷积累量显著高于非矿山生态型。矿山生态型根际土壤速效磷含量在70、140和210 mg kg-1时明显低于非矿山生态型。随着施氮量增加,矿山生态型根系与地上部酸性磷酸酶活性显著升高,而植酸酶活性先升高后降低,在140 mg kg-1达最大;且矿山生态型根系与地上部酸性磷酸酶、植酸酶活性均显著高于非矿山生态型。 (2)适宜施氮量下,两种生态型粗齿冷水花根、茎、叶干重均随生长期延长显著增加。不同生长期下,矿山生态型茎和叶干重均高于非矿山生态型,但仅在9和11周达显著差异。各器官磷含量则表现为:根>叶>茎;各器官磷含量在两种生态型间无显著差异。矿山生态型地上部磷积累速率在11周达最大,非矿山生态型在13周达最大。矿山生态型与非矿山生态型茎和叶中磷分配比例可达90%。矿山生态型地上部磷积累量随生长期延长显著增加,在11周和13周时的磷积累量可达141.33和165.81 mg plant-1,为非矿山生态型1.28和1.08倍。随着生长期延长,粗齿冷水花地上部无机磷、酯磷、核酸态磷和残余态磷含量均降低,而地下部无机磷、酯磷和残余态磷含量升高,核酸态磷降低。不同生长期下,矿山生态型无机磷含量低于非矿山生态型,其余磷形态均高于非矿山生态型。表明,矿山生态型通过降低地上部无机磷含量,增加体内酯磷、残余态磷和核酸态磷含量,以降低磷在植株体内的移动性,从而减少磷的再利用率,增加植株磷的积累。 (3)适宜施氮量下,随着磷浓度增加,粗齿冷水花磷含量逐渐增加,在800 mgkg-1达峰值。矿山生态型各器官磷含量为5.75~8.25 g kg-1,非矿山生态型为5.21~7.10g kg-1。两种生态型粗齿冷水花磷主要分布于茎和叶中,且矿山生态型茎和叶中磷分配总比例显著高于非矿山生态型。矿山生态型茎、叶磷积累量随着磷浓度增加而升高,在800 mg kg-1达121.04和196.65 mg pot-1,非矿山生态型为105.85和151.84mgpot-1。两种生态型地上部和整株磷提取率、植株有效数和收获潜力均随磷浓度增加而降低,磷移除量和磷去除潜力则显著升高。不同磷处理下,矿山生态型磷移除量、收获潜力和去除潜力均显著高于非矿山生态型,磷提取率、植株有效数则低于非矿山生态型,表明,适宜施氮量下,矿山生态型在不同高磷浓度下的磷去除能力更强。 (4)随着供氮水平增加,粗齿冷水花生物量和磷积累量均在70 mg L-1达最大。不同供氮水平下,矿山生态型地上部生物量和磷积累量均高于非矿山生态型。矿山生态型总根长、根表面积和根体积均随供氮水平增加先升高后降低,比根长则先降低后升高。在≤105 mg L-1时,矿山生态型不同径级根长、根表面积和根体积均高于非矿山生态型。表明,较优的根系形态更有利于矿山生态型粗齿冷水花磷的富集。