天然草原三种类型植物对低磷环境的适应能力及适应策略研究

发布时间：2017-08-19 11:12

  本文关键词：天然草原三种类型植物对低磷环境的适应能力及适应策略研究

  更多相关文章： 土壤供磷能力 根冠比 磷素利用效率 适应能力

【摘要】：由于气候变化和不合理利用,中国北方天然草原退化严重,土壤肥力下降,其中,土壤有效磷含量呈降低趋势,加之近几年氮沉降加剧,使得磷元素成为制约天然草原生产力的重要因素之一。土壤磷元素的缺乏不仅影响草原植物生长发育,降低草原生态系统第一性生产力,而且也可能因为不同类型植物对土壤供磷能力的差异性响应而成为天然草原植被演替的影响因素之一。本试验选择典型草原优势植物羊草(Leymus chinensis)、退化指示植物星毛委陵菜(Potentilla acaulis)、偶见种扁蓿豆(Medicago ruthenicus)进行不同类型草原植物对土壤低磷环境的适应能力及适应策略的研究,以期揭示土壤有效磷在天然草原植被演替过程中的驱动作用。本试验于2015年在中国农业科学院草原研究所沙尔沁基地温室进行。试验选取有效磷长期严重缺乏的土壤(有效磷含量仅为3.00mg P2O5·kg-1),设置0,30,90,180 mg P2O5·Kg-1四个磷肥添加梯度,以形成四种具有不同供磷能力的土壤。供试材料选取羊草、星毛委陵菜、扁蓿豆三种植物,将植物分别种植在装有不同供磷能力土壤的花盆中,每个处理六个重复。待植物的生长末期,测定植物的各形态、生物量、磷含量指标,并采集根际和非根际土壤,进行pH、酸性磷酸酶活性、有效磷含量的测定。研究结果如下:(1)羊草和星毛委陵菜均对土壤供磷能力表现出一定的响应,而扁蓿豆对土壤供磷能力的响应不敏感。羊草地上干重、根干重、总干重的磷效率分别为69.5%,38.3%,56.5%,星毛委陵菜分别为59.1%,54.1%,59.1%,扁蓿豆分别为82.4%,81.4%,85.5%。羊草总干重在磷添加量为0 mg P2O5·kg-1与磷添加量30,90,180 mg P2O5·kg-1时存在显著差异,在磷添加量30,90 mg P2O5·kg-1时与磷添加量180 mg P2O5·kg-1时差异显著,而星毛委陵菜总干重只有在磷添加量为0mg P2O5·kg-1时与其他处理差异显著,扁蓿豆总干重在四个处理间没有显著性差异。结果表明,从总干重来说,羊草对土壤供磷能力的敏感性〉星毛委陵菜〉扁蓿豆,羊草和星毛委陵菜对土壤供磷能力的差异性响应可能是天然草原植被演替的驱动机制之一。(2)羊草不同形态指标对土壤不同供磷能力表现出明显的差异性。土壤不同供磷能力基本同等幅度地改变了扁蓿豆、星毛委陵菜的叶长、叶宽等植株个体的各形态性状。土壤供磷能力明显改变了羊草的叶片和植株形态,但对扁蓿豆和星毛委陵菜叶片和植株形态影响较小。结果表明,从叶片和植株形态上来讲,羊草对土壤供磷能力的敏感性表现为羊草〉星毛委陵菜和扁蓿豆。(3)羊草、星毛委陵菜和扁蓿豆三种植物的根冠比均随着土壤供磷能力的增强呈先增大后减小的变化,三种植物的磷素利用效率均随着土壤供磷能力的增强而减小。三种植物的根际酸性磷酸酶活性不随土壤供磷能力的变化发生明显变化。结果表明,三种植物均以改变光合产物在地上与地下的分配及磷素利用效率作为适应低磷环境的策略。(4)羊草根冠比和磷素利用效率显著大于星毛委陵菜和扁蓿豆,且羊草根冠比及磷素利用效率对土壤供磷能力最为敏感。结合根际土壤有效磷、pH、酸性磷酸酶活性的分析表明,羊草和星毛委陵菜在光合产物分配、磷素利用效率及对土壤磷素的吸收上的差异可能是天然草原植被退化演替的作用机制之一。
【关键词】：土壤供磷能力 根冠比 磷素利用效率 适应能力
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 英文缩略表10-11
• 第一章 引言11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 天然草原土壤养分研究现状11-13
• 1.3 羊草、星毛委陵菜及扁蓿豆的研究现状13-14
• 1.4 研究目的与意义14-15
• 1.5 研究内容15-16
• 第二章 材料与方法16-18
• 2.1 试验地点与材料16
• 2.2 试验设计16
• 2.3 样品采集与数据测定16-17
• 2.3.1 植物样品的采集与测定16-17
• 2.3.2 土壤样品的采集与测定17
• 2.3.3 数据分析中各指标的计算方法17
• 2.4 数据分析17-18
• 第三章 植物生物量累积及形态对土壤供磷能力的响应18-26
• 3.1 植物生物量累积在不同处理间的差异18-19
• 3.2 植物形态对土壤供磷能力的响应19-20
• 3.3 植物个体生物量累积与形态性状间的相关性分析20-24
• 3.4 讨论24-26
• 第四章 植物对低磷环境的适应策略研究26-34
• 4.1 植物生物量累积与植物、土壤指标的相关分析26-27
• 4.2 三种植物根冠比和磷素利用效率对土壤供磷能力的响应27-28
• 4.3 根际和非根际土壤有效磷含量的比较28-29
• 4.4 根际和非根际土壤pH的比较29-31
• 4.5 根际和非根际土壤酸性磷酸酶活性的比较31-32
• 4.6 讨论32-34
• 第五章 各性状指标在植物间的比较分析34-38
• 5.1 植物间根冠比和磷素利用率的比较34
• 5.2 植物间根际和非根际土壤有效磷含量、PH、酸性磷酸酶活性比较34-35
• 5.3 植物间E(OlsenP)、E(pH)、E(Ea)的比较35-37
• 5.4 讨论37-38
• 第六章 结论38-39
• 参考文献39-43
• 致谢43

【参考文献】

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本文编号：700378