太行山南麓荆条对土壤养分异质性适应特征

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本研究采取野外采样调查和田间盆栽试验相结合的方法,对太行山南麓地区荆条灌木(Vitex negundo L.var.)在不同生长阶段适应土壤养分异质性的策略进行研究,分析了太行山野外土壤养分异质性差异程度,并且对荆条根部养分特征、根系特征、光合指标和叶片酶活性指标进行分析,以此探究不同龄级荆条在土壤养分异质性空间中的适应特征。通过田间盆栽试验对野外荆条适应土壤养分异质性特征进行验证,以及通过氮磷不同组合模式对荆条根部土壤进行添加,进一步探索荆条对不同类型养分斑块的适应策略。主要有以下结论:(1)太行山南麓地区土壤养分异质性巨大,异质性程度表现为裸露地>荆条冠幅内垂直土层>荆条冠幅内土壤表层。荆条根部土壤养分含量在不同土层间表现为表层土>中层土>底层土。有机质含量最高值出现在龄级4中,氮磷含量最高值出现在龄级2和龄级3中。(2)荆条根部土壤氮磷养分含量和根系特征指标(细根生物量、根长密度、根表面积密度、根体积密度)呈显著的正相关关系,并且大量的荆条根系聚集在土壤表层。荆条叶片光合指标(胞间CO2浓度、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)总体呈现中间龄级高、两侧龄级低的特点。叶片过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)在荆条中间龄级活性较高,丙二醛(MDA)含量呈现中间龄级低、两侧龄级高的特点。(3)在盆栽验证实验中,氮磷同施处理长势最好;施氮在株高、基径、叶厚度方面生长状况好于施磷处理;施磷处理在叶面积和叶片数指标上优于施氮处理。在时间因素上表现为以90天为分界点,90天之前各生长指标增长较快;90天之后各指标生长速度放缓。(4)氮磷同施处理在各光合指标间表现出明显的优势;施氮处理光合指标普遍高于施磷处理;施磷处理对荆条光合指标的作用时期晚于施氮处理,截止到收获日期,施磷处理在胞间CO2浓度和蒸腾速率指标上超越施氮处理。叶片过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性随着培育时间而升高,在120天增长趋于平缓;丙二醛含量随着育苗时间的延长呈先下降后升高的趋势。施氮处理和氮磷同施处理对荆条叶片过氧化物酶活性影响显著。(5)盆栽实验中,氮磷同施处理根系指标显著高于其他处理;施氮处理比施磷处理更能够提高根系生物量和根体积密度,施磷处理能够更好地促进根长的增生;空白处理的荆条各根系指标显著低于其他处理。
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