水氮供应对柳枝稷和白羊草生长及种间关系的影响

发布时间：2017-12-16 07:01

  本文关键词：水氮供应对柳枝稷和白羊草生长及种间关系的影响

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【摘要】：土壤水分和氮肥是影响黄土丘陵半干旱区植物生长、分布以及竞争能力的主要因素。在包括氮沉降及降雨格局改变等全球气候变化背景下,通过研究本地种和引进种种间竞争能力及其与水氮供应条件的关系,对预测引进种潜在的生态风险,指导黄土丘陵区植被恢复及草地建设具有重要意义。柳枝稷(Pancium virgatum)为引进的多年生C4禾本科优良牧草,白羊草(Bothriochloa ischaemum)为禾本科多年生的C4草本植物,是黄土丘陵区优良的天然牧草之一。论文以两种禾草为研究对象,采用盆栽控制试验,按照白羊草和柳枝稷株数比设置了7种混播比例组合(12:0,10:2,8:4,6:6,4:8,2:10和0:12),通过设置3个水分供应水平[80%FC(field capacity,田间持水量),60%FC和40%FC]和3个氮素处理(0,0.05 and 0.1g纯N/kg干土),研究了二者光合生理特性、生物量累积和分配以及种间关系对水氮供应条件的响应,主要取得如下结果:1.在柳枝稷分蘖期,随着土壤水分供应水平的降低及干旱胁迫时间的延长,柳枝稷叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率和最大光化学效率均逐渐降低,且施氮处理的降低幅度大于不施氮处理;复水后各处理光合生理生态特征参数均能恢复到原有水平,但低水施氮下复水后的生物量显著低于对照,说明施氮会加重土壤干旱胁迫下柳枝稷的受胁迫程度。2.不同水分供应水平下,白羊草株高、单株生物量均小于柳枝稷,且混播条件下小于单播,柳枝稷则相反;在大多数处理中,白羊草竞争攻击力系数和柳枝稷相对竞争强度均为负值,且随水分供应水平降低而升高,表明水分条件的改善降低了白羊草的相对竞争能力,提高了柳枝稷的相对竞争能力。3.不同水氮供应条件下,柳枝稷叶片净光合速率,水分利用效率和非光化学淬灭系数均高于同条件下的白羊草,而最大光化学效率和光化学淬灭系数均值小于白羊草。混播下柳枝稷的净光合速率值较单播提高,而白羊草相反,表明与白羊草混播下提升了柳枝稷光合能力。4.白羊草株高和单株生物量较单播有所降低,而柳枝稷恰好相反,说明柳枝稷与白羊草混播促进了柳枝稷的生长。在80%FC和60%FC水分供应条件下,施氮可显著提高白羊草和柳枝稷的株高和单株生物量,且柳枝稷的增幅大于白羊草;在40%FC供应条件下,施氮对柳枝稷影响不显著。在不施氮条件下,各混播比例下两草种的总生物量无显著差异;在施氮条件下,均以柳枝稷单播的总生物量显著最高;而两草种生物量水分利用效率最大值为白羊草单播。5.在80%FC和60%FC条件下,随着氮供应水平的增加,白羊草的竞争攻击力系数值和柳枝稷的相对竞争强度值变小,白羊草相对竞争强度值变大;在40%FC水平下,随施氮水平增加,白羊草的竞争攻击力系数值和柳枝稷的相对竞争强度值变大,说明在80%FC和60%FC水平下施氮提高了柳枝稷的种间竞争能力,在40%FC水平下施氮提高了白羊草种间竞争能力。综上所述,水氮供应条件的改变影响了两种禾草的竞争能力。在低水低氮供应条件下,柳枝稷和白羊草种间竞争能力无显著差异。水氮供应条件的改善显著提高了柳枝稷的种间竞争力,说明在全球变化背景下,氮沉降增加和降雨格局的改变,将会影响引进种柳枝稷的生长与竞争能力,提升其扩展的生态风险。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S543.9

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