松嫩草地羊草养分重吸收对氮磷添加的响应

发布时间：2020-04-07 09:12

【摘要】：近年来,随着科技的进步和工业的飞速发展,化肥大量使用和化石燃料燃烧等人类活动导致大气氮沉降速率急剧增加。氮沉降是当前威胁草地结构、功能和服务的重要全球变化因素之一,同时也影响生态系统其它关键元素(如P)的运移和储存。养分重吸收是植物重要的养分保存策略之一,显著受到与土壤营养水平密切相关的全球变化的影响。目前,有关氮添加对植物养分重吸收的研究较多,但对于多梯度氮磷添加处理的研究较少。本实验以温带草甸草原优势种羊草为研究对象,对样地进行了为期三年(2015~2017)的6个氮梯度(0、2.5、5、10、20、40 g N m~(-2) yr~(-1))和3个磷梯度(0、5、10 g P m~(-2) yr~(-1))及其交互作用实验处理(共18个处理),探讨分析植物群落生物量、土壤与羊草氮磷含量(包括土壤有效养分含量)、氮磷比及养分重吸收对氮、磷素添加的响应特征。主要研究结果如下:(1)氮磷添加均会增加植物地上及地下生物量。随着氮磷添加强度的增加,植物地上生物量呈先增加后趋于稳定的趋势,而地下生物量呈现先增加后降低的趋势。(2)在对照处理下,松嫩草地羊草叶的氮、磷素重吸收效率分别为57.66±1.56%、67.57±1.55%,茎的氮、磷素重吸收效率分别为55.89±2.01%、54.26±2.74%,除羊草茎氮素重吸收效率与全球平均水平相近外,其余氮、磷素重吸收效率均低于全球平均水平。(3)氮添加处理增加成熟植物氮含量,降低氮重吸收效率(NRE)。氮添加导致土壤无机氮含量增加,植物将从土壤中吸收更多的氮,减少通过养分重吸收途径进行元素获取比例。随着氮添加梯度的增加,衰老植物氮含量亦呈增加趋势,即枯落物中氮含量增加,造成通过凋落物途径返还到土壤氮素量的增加。氮添加降低成熟及衰老植物磷含量,增加磷重吸收效率(PRE),说明氮添加在增加生物量的同时,降低了叶片磷含量,生产力限制性因素由氮逐渐转为磷。叶片通过提高磷重吸收效率以提高磷素利用效率。磷添加对成熟、衰老植物氮含量及NRE均无显著性影响。磷添加处理增加成熟叶片磷含量,降低磷素重吸收。成熟植物氮磷含量与各自养分重吸收度、重吸收效率均呈负相关关系。(4)羊草不同器官养分重吸收对氮、磷素添加的响应差异性较小。(5)成熟植物氮磷含量与各自养分重吸收度、重吸收效率均呈负相关关系,进一步证明植物养分重吸收受植物养分状况影响。总的来说,在土壤养分含量丰富的环境中,植物更多地依靠从土壤中吸收养分,减少对通过养分重吸收途径进行元素获取的比例。在养分充足的环境中,植物从土壤中吸收养分所消耗的能量相对于养分重吸收而言较少。本研究结果进一步加深了我们对草地生态系统过程及功能的维持机制及其对全球变化响应机制的理解,为揭示全球变化背景下草地生物地球化学循环机理及草地适应性管理提供了重要的科学依据。
【图文】：

模型图,重吸收,植物养分,控制概念

(Amber & Han Y. H. Chen, 2015）养分重吸收的控制概念模型onceptual model of controls of nutrient resorption in plants.状活型间的养分重吸收环过程包括养分通过生物（生物固氮）或非生物（氮沉降壤或者通过土壤母质的风化进入土壤（如磷元素）、植物物的形成和分解（即养分重吸收、枯落物分解）、养分在转移以及从土壤中流失（淋溶和气体交换作用）等过程分循环的重要环节，能够提高养分利用效率，是植物养分8; 49]。养分重吸收可减小植物对外界养分吸收的依赖性[35;贫瘠的环境中仍能生存。另外，植物养分重吸收直接决定并且会对掉落物的分解速率产生间接影响[51-53]。已有研

研究思路

究思路2 The flow chart of research ideas.目的及意义草地资源丰富，是欧亚草原的重要部分，草地面积占有量居世界国土面积的 40%[96-98]。目前，我国氮沉降速率急剧增加，对我生较大影响[5]。同时，人类活动也在大幅度改变全球磷循环；，全球范围内土壤中磷累积量至少增加了 75%[23]。氮磷的增态系统的养分供应状况，进而影响植被组成，同时也影响植物进一步对生物地球化学循环产生影响[71]。松嫩草地位于我国欧亚草原的最东端，受氮沉降的影响高于其它草地类型，因此嫩草地植物的影响具有重要作用。因此，本研究以温带草甸草，，对样地进行了为期三年（2015 年始）的多梯度氮、磷添加探讨分析植物群落生物量、土壤与羊草氮磷含量（包括土壤有
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S543.9

【参考文献】