3种豆科树木幼苗生长对不同氮磷浓度的响应及其适应策略

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:seaw2008
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以往研究认为,豆科固氮植物在低氮、高磷环境中更具有竞争优势,但实际上固氮豆科树木在很多土壤氮不足的温带和高海拔的森林中相对来说比较稀少,在土壤氮丰富的热带和低海拔地区比较丰富。这一矛盾的存在,很大程度上是因为豆科植物存在不同的氮磷养分需求和环境条件适应策略决定的。因此,有必要探究不同固氮豆科树种在不同土壤氮磷条件下适应性如何?不同豆科种类对氮需求的差异与否与所生长环境条件的氮磷存在关联?本研究采用大棚盆栽控制试验法,在尖峰岭海拔820 m处,以3种豆科树木为研究对象,以幼苗生长为观测指标,设有5个N梯度(0、75、150、300、600 mg N·kg-1),2个P梯度(0、50 mg P·kg-1),每个处理6个重复,幼苗栽培生长期为9-13个月。试验对象为长脐红豆(Ormosia balansae Drake)、荔枝叶红豆(Ormosia semicastrata Hance f.litchifolia How)、猴耳环(Archidendron clypearia(Jack)I.C.Nielsen),这3种植物对土壤氮的需求在野外表现出从低到高的趋势。主要试验结果如下:(1)氮添加条件下,综合苗高、基径、总叶面积、叶片数、总根长、根表面积、总生物量这7个指标分析,3种树木幼苗均表现为低氮偏好,对中高浓度氮添加的敏感性大小为长脐红豆>猴耳环>荔枝叶红豆;其中总叶面积、叶片数这2个叶片指标对氮肥浓度变化的响应最为敏感,总根长、根表面积这2个根系指标次之。磷添加条件下,长脐红豆和猴耳环幼苗的生长速率为低磷>高磷添加,表明这2个种在幼苗阶段为低氮、低磷需求;荔枝叶红豆在低氮处理下的生长速率为高磷>低磷添加,表现为低氮、高磷需求。(2)随氮浓度的增加,长脐红豆、荔枝叶红豆和猴耳环幼苗根、叶的N:P分别呈先增加后减小、增加、无明显变化的趋势,N:P最小值>16,且磷浓度<1mg·g-1,受磷限制;前两者的N:P值为根>叶,而猴耳环相反。(3)根际和非根际土壤N、P含量变化:随着氮肥添加浓度的增加,长脐红豆、荔枝叶红豆和猴耳环幼苗的根际、非根际土壤p H分别呈减小、增大、减小趋势;有效磷含量变化趋势不明显;铵态氮和硝态氮含量表现为递增的趋势。(4)随氮肥浓度的增加,荔枝叶红豆幼苗根冠比显著增大,长脐红豆和猴耳环则无显著差异,荔枝叶红豆的生物量分配策略可以反映出其对中高浓度氮肥较强的适应能力;三种幼苗的氮、磷素利用效率不是适应中高浓度氮肥的适应策略;从富集率来看,三种幼苗在氮磷添加后均不存在土壤酸化现象,有效磷、铵态氮和硝态氮含量均表现为根际<非根际,根际区不能提供更多氮源,需要补充更多的外源氮。
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