氮磷添加和干旱对高寒草甸优势植物叶片化学计量的影响

    目的   全球变化背景下，土壤氮和磷有效性及含水量发生显著变化，进而对植物生长和生理过程产生影响。但是，目前同时考虑土壤氮、磷和水分三因素交互作用对植物生长和生理性状的研究还很少，特别是对高寒草甸植物的研究。本研究旨在揭示氮富集、磷富集、干旱及其交互作用对高寒草甸优势植物生长、叶片氮磷含量及其化学计量的影响，为高寒草甸生态系统管理提供科学依据。    方法   基于川西北高寒草甸氮添加（10 g/（m 2 ·a））、磷添加（10 g/（m 2·a））与干旱（减雨50%）控制实验，通过测定垂穗披碱草、发草和草玉梅地上生物量、叶片氮含量（N）、磷（P）含量以及N:P比例，分析不同处理及其交互作用对3种植物生物量和叶片养分性状的影响。    结果   对于植物生长，氮添加均显著增加3种植物地上生物量，但是磷添加和干旱及不同处理之间的交互作用对植物生物量没有显著影响。对于叶片养分，氮添加显著增加3种植物叶片氮含量和N:P比例，磷添加也增加植物叶片磷含量但降低叶片N:P比例。干旱增加垂穗披碱草与发草的叶片氮含量，对叶片磷含量和N:P比例影响不显著。氮添加与干旱处理之间的交互作用显著增加垂穗披碱草与发草叶片氮含量和N:P比。氮添加与磷添加之间的交互作用对3种植物叶片养分性状没有影响。    结论   本研究表明高寒草甸植物生长和养分性状对养分富集、干旱及其交互作的响应格局存在很大差异。氮输入主要影响植物生长，而氮磷养分和干旱及它们之间复杂的交互作用均改变植物养分和化学计量平衡。这些结果指示出未来需要深入研究高寒草甸植物生理过程对全球变化交互作用的响应机理。      

河道疏浚底泥添加量对土壤理化性质和大豆苗期生长的影响

采用盆栽试验研究添加不同比例(风干底泥∶风干土壤分别为0∶1、1∶1、1∶2、1∶3)河道疏浚底泥对土壤理化性质和大豆苗期生长的影响,以期为河道疏浚底泥的农业利用提供科学依据。结果表明,与未添加河道疏浚底泥处理(对照)相比,添加河道疏浚底泥显著提高了土壤养分含量,其中有机质含量增加了24.3%~100.9%,碱解氮含量增加了20.4%~67.4%,速效磷含量增加了183.5%~433.1%,速效钾含量增加了252.4%~665.2%;同时也显著提高了重金属Cu、Pb、Zn、Cd含量,且当河道疏浚底泥与土壤以1∶1混合时,土壤全Cd含量超过土壤环境质量标准二级标准限值。添加河道疏浚底泥总体上显著提高大豆苗期的株高、地上部生物量、叶绿素含量及地上部分C、N、P含量,且上述指标随河道疏浚底泥施用量的增加先增加后降低,当河道疏浚底泥与土壤添加比例为1∶2时最高,此时株高增加2 cm,地上部生物量增加60.6%,叶绿素a和叶绿素b含量分别增加60%和50.9%,地上部分植株C、N、P含量分别增加22.4%、9.0%、5.0%;当河道疏浚底泥与土壤添加比例增加到1∶1时,上述指标下降,且大豆地上部生物量反而略低于对照。综上,添加河道疏浚底泥能促进大豆生长,但添加比例以1∶2为宜,不宜超过1∶1,以避免重金属大量输入可能引起的土壤污染及对植物生长的胁迫。     

f-liu113@163.com，f-liu113@sohu.com

 采用盆栽试验，研究了石灰性土壤中磷、镉交互作用对菠菜生长的影响。结果表明，磷的添加可减轻镉对菠菜生长的毒害，随着向土壤中添加磷浓度的增加，菠菜叶片中叶绿素含量和菠菜生物量呈先增后降的趋势。当镉浓度相同条件下，随着向土壤中添加磷浓度的升高，菠菜叶片中叶绿素含量和菠菜生物量也呈现先增后降的趋势，其中土壤中磷浓度为150 mg/kg时，菠菜的生物量达到最大，且叶片中叶绿素含量也最高。当向土壤中添加镉浓度为1.5、20 mg/kg时，施磷均明显降低了菠菜植株中镉的含量。研究还发现，植株体内磷、镉的含量与土壤环境中的     

黄土高原不同植被带油松人工林生态化学计量特征及其影响因素

为阐明油松人工林生态系统化学计量特征空间差异,分析其随气候因素变化的响应机制,以陕北黄土高原森林带、森林草原带和草原带油松人工林为研究对象,分析叶片、凋落物和土壤C、N、P化学计量特征及其与气候因子的关系。结果表明:1)油松叶片、凋落物C含量以草原带最高,但其土壤C含量最低,叶片与土壤N含量均表现为森林带森林草原带草原带,叶片P含量以森林带最高,但其土壤P含量最低。2)叶片C∶N和C∶P以森林带最低,油松人工林生产力水平随降水梯度的升高而增加;森林草原带叶片N∶P为15.57,植被生长受到N、P元素共同限制,而森林带和草原带叶片N∶P均14,油松生长受到N限制;土壤C∶P表现为森林带森林草原带草原带,森林带P素释放潜力差。3)油松人工林叶片C含量随年均降水量增加而降低,N、P含量情况则相反;年平均降水、气温与土壤C、N含量间存在极显著正相关关系(P0.01),而与土壤P含量间表现为显著负相关(P0.05),气候条件变化对油松人工林生长有着明显的影响。     

黄土高原不同植被带油松人工林生态化学计量特征及其影响因素

为阐明油松人工林生态系统化学计量特征空间差异，分析其随气候因素变化的响应机制,以陕北黄土高原森林带、森林草原带和草原带油松人工林为研究对象，分析叶片、凋落物和土壤C、N、P化学计量特征及其与气候因子的关系。结果表明:1）油松叶片、凋落物C含量以草原带最高，但其土壤C含量最低，叶片与土壤N含量均表现为森林带>森林草原带>草原带，叶片P含量以森林带最高，但其土壤P含量最低。2）叶片C∶N和C∶P以森林带最低，油松人工林生产力水平随降水梯度的升高而增加；森林草原带叶片N∶P为15.57，植被生长受到N、P元素共同限制，而森林带和草原带叶片N∶P均<14，油松生长受到N限制；土壤C∶P表现为森林带>森林草原带>草原带，森林带P素释放潜力差。3）油松人工林叶片C含量随年均降水量增加而降低，N、P含量情况则相反；年平均降水、气温与土壤C、N含量间存在极显著正相关关系 （P<0.01），而与土壤P含量间表现为显著负相关（P<0.05），气候条件变化对油松人工林生长有着明显的影响。     

秦岭山地华山松和锐齿栎典型林分化学计量特征分析

为了解树种和林龄对乔木叶片、枯落物和土壤化学计量特征的影响,以及N、P养分的限制特征,以秦岭山地典型林分华山松和锐齿栎4个龄组的天然林为研究对象,分析了各林分乔木叶片、枯落物和土壤的C、N、P化学计量特征。结果表明:C、N、P含量在2种林分各龄组中表现为叶片枯落物土壤,华山松针叶中C含量高于锐齿栎叶片,而N含量、P含量均低于锐齿栎叶片;树种对植物叶片生态化学计量特征、枯落物的C、N含量及C∶N和N∶P、土壤P含量和N:P有极显著影响,对枯落物和土壤的C∶P有显著影响;林龄对植物叶片和枯落物的C含量有显著影响,对土壤的P含量、C∶P和N∶P有极显著影响;该地区N∶P为7.47~12.50,N成为限制研究区林分正常生长的主要元素。     

鄱阳湖湿地两种优势植物叶片C、N、P动态特征

2011年2—6月在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区逐月测定了灰化苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)叶片C、N、P含量及其地上生物量，以阐明鄱阳湖湿地优势植物C、N、P含量及化学计量比动态特征与控制因子，探讨湿地养分利用与限制状况。结果表明：1）两种优势植物叶有机碳含量变化范围分别为365.3—386.6 mg/g和352.6—393.2 mg/g，平均值(?标准差)分别为(375.5?17.4) mg/g和(371.7?12.5) mg/g；叶N含量分别为6.96—17.59 mg/g和5.50—20.68 mg/g，平均值分别为(11.35?1.40) mg/g和(11.54?0.84) mg/g；叶P含量变化范围为0.65—2.14 mg/g和0.57—2.25 mg/g，平均含量为(1.56?0.69) mg/g和(1.55?0.68) mg/g。两种植物C:N、C:P、N:P平均值分别为37.65、413.60、9.62和41.05、410.29、9.57，C、N、P及其化学计量比种间差异不显著(P>0.05)。2）气温与地上生物量是N、P及其化学计量比季节变化的主要控制因子，气温和生物量对两种优势植物叶片氮、磷含量的影响要高于对叶有机碳含量的影响。3）植物C:N、C:P与地上生物量变化趋势基本一致，显示N、P养分利用效率随植物的快速生长而提高；根据两种优势植物及土壤N、P含量与化学计量比来判断，研究区植物更多地受氮限制。     

水分胁迫和杀真菌剂对黄顶菊生长和抗旱性的影响

利用盆栽试验研究水分胁迫下AM真菌对黄顶菊生长和抗旱性的影响,揭示黄顶菊入侵过程中的微生物学机制.以苯菌灵为杀真菌剂,在土壤相对含水量为120％、80％、40％和20％条件下,分别设灭菌和不灭菌两种处理.结果表明,水分胁迫显著降低了黄顶菊株高、干重和主根长,而对AM真菌侵染率无显著影响.施用苯菌灵显著降低了菌根侵染率、叶片保水力、保护酶活性、可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高了MDA含量.不灭菌处理下黄顶菊植株对土壤有效N和有效P的利用率较高,且植株全N、P含量显著高于灭菌处理,菌根贡献率随土壤相对含水量降低而逐渐提高,重度胁迫分别是渍水条件下的1.84和1.88倍.土壤水分状况和AM真菌的交互作用对黄顶菊生物量和生理指标影响显著.AM真菌共生能够促进黄顶菊根系对土壤水分和矿质营养吸收,改善植物代谢活动,提高抗旱性.实验结果为黄顶菊合理防控措施的制定提供了依据,同时作为丛枝菌根的基础性研究也具有重要的意义.     

不同肥料处理对尾巨桉土壤和叶片化学计量的影响

以盆栽尾巨桉DH32-29苗木为试验对象,研究不同肥料处理(包衣肥、硫酸肥、蒸气肥及活性肥)对其土壤和叶片C、N、P含量及其化学计量特征的影响。结果表明:不同肥料处理均能明显提高土壤和叶片的C、N、P含量;添加活性肥的3种肥料处理其土壤C和叶片C、N、P含量均分别大于其未添加活性肥的处理,而添加活性肥的土壤N、P含量均小于未添加的;施肥处理的土壤C∶N、C∶P均显著低于对照;施肥处理的叶片C∶N极显著低于对照,N∶P极显著高于对照,各处理之间的叶片C∶N和N∶P比值相对稳定,且施肥处理的叶片N∶P比值较低;相关分析表明,该试验盆栽土壤中C含量与土壤P含量有较弱的负相关性,而与土壤N及其C、N、P化学计量比、叶片C、N、P及其化学计量比均无相关性,土壤N与土壤C∶N相关性显著,土壤N、P、C∶N、C∶P、N∶P、叶片C、N、P及其化学计量之间均存在极显著的相关性。     

Influence of P and Cd Interaction on Spinach Growth and Uptake P and Cd in Calcareous Soil

采用盆栽试验,研究了石灰性土壤中磷、镉交互作用对菠菜生长的影响。结果表明,磷的添加可减轻镉对菠菜生长的毒害,随着向土壤中添加磷浓度的增加,菠菜叶片中叶绿素含量和菠菜生物量呈先增后降的趋势。当镉浓度相同条件下,随着向土壤中添加磷浓度的升高,菠菜叶片中叶绿素含量和菠菜生物量也呈现先增后降的趋势,其中土壤中磷浓度为150mg/kg时,菠菜的生物量达到最大,且叶片中叶绿素含量也最高。当向土壤中添加镉浓度为1.5、20mg/kg时,施磷均明显降低了菠菜植株中镉的含量。研究还发现,植株体内磷、镉的含量与土壤环境中的磷、镉浓度呈显著正相关关系。     

外来植物黄顶菊（Flaveria bidentis）在棉田的发生规律及其生长特性研究

黄顶菊为外来潜在的危险植物,可能对入侵地造成严重的生态灾难,被称为＂生态杀手＂。棉田是黄顶菊较容易侵入的农田之一。了解棉田黄顶菊的发生动态和生长特性,对研究黄顶菊的入侵和生态适应性具有重要意义。每7 d调查1次棉田黄顶菊的萌发数量和株数,每14 d调查1次生长特性,对棉田黄顶菊的种子萌发、密度变化以及黄顶菊的生物量、株高和叶片数等生长特性进行了研究,以探明黄顶菊在棉田的发生规律和生长特性,旨为黄顶菊的综合防治提供理论依据。结果表明：播种后21 d内萌发并成长为成株的黄顶菊数量占最终株数的92.9%;播种后22～69 d种子基本不再萌发;播种后第70 d受到土壤湿度迅速增加的影响,种子大量萌发,但此时萌发的黄顶菊幼苗受到群落环境的影响会在出苗后14 d内死亡,对最终密度没有显著影响。黄顶菊的生物量和株高大部分是在出苗56 d以后形成的,其中,生物量增加了84.1%,株高增加了65.3%;而叶片数大部分是在出苗后56 d内形成的,该期形成的叶片数占最多叶片数的57.9%。可选择种植苗期生长迅速的高秆植物并适当密植或者使用其他替代植物组合来抑制黄顶菊的生长,对其进行生态防治。对黄顶菊发生严重的地块,可轮作花生、大豆、玉米等作物,以便于化学防除。     

丛枝菌根真菌共生对石漠化生境白枪杆生长及光合特性的影响

  目的  探究石漠化生境丛枝菌根真菌共生对白枪杆Fraxinus malacophylla生长及光合特征的影响,为植被恢复选取优势菌种提供参考。  方法  设置摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae+农林生物肥(MN)、幼套近明球囊霉Claroideoglomus etunicatum+农林生物肥(YN)、根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices+农林生物肥(GN)、农林生物肥(ck)共4个处理,测定不同处理下白枪杆生长(树高、胸径、根和叶生物量、叶面积、叶片色素及叶绿素)及光合特征(净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳摩尔分数、蒸腾速率、水分利用效率等)的变化。  结果  ①接种丛枝菌根真菌显著促进了白枪杆的生长与叶、根生物量积累(P＜0.05)。②接种摩西斗管囊霉和根内根孢囊霉显著提高了白枪杆叶绿素a、叶绿素b、叶黄素的相对含量(P＜0.05),提升率达6%~67%。③接种丛枝菌根真菌显著提高了白枪杆的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与水分利用效率(P＜0.05),显著降低了胞间二氧化碳摩尔分数(P＜0.05)。④主成分分析表明:气孔导度、树高、叶黄素是提高净光合速率的主控因子,平均贡献率达45.81%,叶绿素b、生物量和总叶绿素的影响次之。  结论  丛枝菌根真菌共生主要通过促进植株生长、光合色素含量,显著提高白枪杆净光合速率,其中摩西斗管囊霉为最优菌种。图5表2参33     

塔克拉玛干沙漠腹地人工植被及土壤CNP的化学计量特征

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学。极端环境中进行植物叶片与土壤中营养元素含量及变化研究,对于揭示植物对营养元素的需要和当地土壤的养分供给能力,以及植物对环境的适应与反馈能力具有十分重要的意义。以塔克拉玛干沙漠腹地塔中植物园生长良好的25种人工植被及其生境为研究对象,运用方差分析、相关分析综合研究植物叶片及土壤的化学计量特征及其相互关系。结果显示:塔克拉玛干沙漠腹地25种人工植被叶片C、N、P的平均含量分别为(386.7±46.6)、(24.7±8.1)和(1.8±0.78) mg/g;叶片C:N、C:P及 N:P分别为(17.5±6.7)、(249.2±102.8)、(15.0±5.6)。其中豆科植物N含量极显著高于非豆科植物(P<0.001)。不同生活型植物的C、N、P含量均存在显著差异,C、N、P含量在3种生活型的大小顺序为草本>灌木>乔木。C:N和N:P在不同生活型植物间不存在显著差异(P>0.05),而乔木和灌木的C:P显著高于草本植物(P< 0.05)。相关分析表明植物的叶片C:N、C:P都与相应的N、P含量呈现极显著负相关性(P<0.001),而叶片N含量与P含量的变化并不相关(P> 0.05)。土壤C、N、P养分元素含量远低于全国的平均水平,尤其是N含量(<0.2 mg/g);土壤C与N存在着极显著的正相关关系(P<0.01),而C与P、N与P间的相关性并不显著(P>0.05)。以上研究结果表明,受极端环境的限制,塔克拉玛干沙漠人工植被植物对养分元素的利用效率显著低于全国陆地植物的平均水平,不同科和不同生活型功能群植物对环境的适应能力显著不同,表现出显著的养分适应策略差异性。     

温室番茄植株养分和光合对水肥耦合的响应及其与产量关系

【目的】探究水肥耦合对番茄植株养分吸收和光合参数的影响及其相互关系,为西北温室番茄科学水肥管理提供理论依据。【方法】通过日光温室番茄试验,基于水分蒸发量设置3个灌水量：1.00E（W1）、0.75E（W2）、0.50E（W3）和3个施肥水平（N-P₂O₅-K₂O）：高肥320-160-320 kg?hm ^-2（F1）、中肥240-120-240 kg?hm ^-2（F2）和低肥160-80-160 kg?hm ^-2（F3）,以当地常规灌水施肥为对照（CK）。 【结果】结果表明,不同水肥处理对番茄叶面积指数（LAI）和叶绿素含量影响显著（P<0.05）,均随灌水施肥量的增加而增加。LAI在成熟采摘期达最大,而叶绿素含量随植株生长先增加后降低,果实膨大期达到最大。叶片N、P、K含量呈N>K>P,分别在22.83—47.20、4.45—7.08和22.00—34.92 g?kg ^-1间变化,提高灌水量与施肥量利于提高叶片养分含量、植株养分累积及养分向果实的转移,W1F1处理下叶片N、P、K含量及植株N、K和果实养分累积量均达到最大（除51 d叶片N和89 d叶片P含量外）。灌水和施肥对植株净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）影响显著（P<0.05）,适当增加灌水量与施肥量,能够提高植株Pn、Gs、Tr。整个生育期W1F1处理下Pn最大,而Tr在CK下最大（90 d除外）。在成熟采摘期水胁迫显著降低了Pn,而在W1水平继续灌水对提高Pn、Gs、Tr不明显。番茄各生育期叶片N、P、K含量与叶绿素含量和Pn均呈显著正相关关系,植株和果实养分累积量与净光合速率和产量均呈显著正相关关系。 【结论】综合考虑叶面积指数、叶绿素含量、光合参数、植株养分吸收累积及最终产量,W1F1处理（灌水量1.0E,施肥量N-P₂O₅-K₂O 320-160-320 kg?hm ^-2）为最优灌水施肥组合。     

干旱胁迫下AM真菌对丹参生长和养分含量的影响

以非灭菌土(农田土∶沙=2∶1)为生长基质,采用盆栽试验,研究了在土壤相对含水量为75%、50%和25%条件下接种 AM真菌对丹参(Salvia miltiorrhiza Bge.)生长和养分含量的影响.结果表明:干旱胁迫显著抑制了菌根侵染率并降低了植株生物量.不同土壤含水量下,接种 AM 真菌提高了丹参根系菌根侵染率...     

镉胁迫下柳枝稷的生理响应及耐镉性

为探明柳枝稷(Panicum virgatum L.)在镉(Cd)胁迫下的生理变化与耐性,选取柳枝稷低地型品种Alamo以改良Hoagland营养液培养,用CdCl_2 0μmol/L(CK)、5μmol/L、10μmol/L、20μmol/L和30μmol/L胁迫2周后收苗,测定柳枝稷株高、根长、含水量、生物量和叶绿素含量,并进行相关性分析。结果表明:随Cd浓度增加柳枝稷植株的增高、根系伸长及根含水量呈下降趋势;与CK相比,当Cd浓度在10μmol/L及其以上时,根系伸长和根含水量显著(P0.05)下降;Cd浓度在20μmol/L及其以上时,植株增高显著降低;生物量、茎叶含水量与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量各处理间差异不显著(P0.05);Cd浓度与柳枝稷植株的增高、根系伸长、根含水量、茎叶含水量呈显著或极显著负相关,与生物量呈正相关但不显著。Alamo对Cd胁迫具有一定的耐性。     

高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征

运用历史资料与实地调查相结合的方法,以多元数量统计为手段确定采样地点,以空间尺度代替时间尺度,确定演替系列,以生态化学计量学为基础探讨了高寒矮嵩草草甸退化演替系列氮(N)磷(P)含量及化学计量学特征,发现:1)高寒矮嵩草草甸土壤全量N、P含量随退化演替程度的加深而呈倒"V"字形变化趋势,速效N、P含量随退化程度的加深呈降低趋势,但土壤草甸全量及速效N/P化学计量学特征则呈现降低趋势;2)地上植物N/P化学计量学特征在整个退化演替过程没有明显的差异。说明高寒矮嵩草群落退化改变了土壤中全量及速效N、P的积累和分解速率,打破了土壤系统养分平衡模式,但并没有明显改变植物地上部分整体的N/P化学计量学特征,因此在退化演替过程中植物N/P比为草地退化诊断的惰性指标;土壤N/P化学计量学特征变化同草地退化演替过程具有较好的同步性,其对草地退化演替的敏感性较高,有可能成为未来草地退化诊断的生态指示指标。     

土壤营养因子对地果叶部性状的影响

[目的]对地果植株的叶部性状与主要土壤生态因子进行相关性分析。[方法]在对野生地果进行野外调查的基础上,研究了土壤生态因子（水分、N、P、K、有机C）对地果叶部性状的影响。[结果]土壤含水量对地果单叶面积、叶片数量有显著影响。随着土壤含水量上升,地果叶片变长、变宽,单叶面积增加而叶片数减少,茎节长度增加。土壤N和有机C含量对地果叶部性状的影响不显著,其中土壤N含量与叶片数量呈不显著负相关,与茎节长度呈不显著的正相关,表明地果具有耐贫瘠的特点。地果对土壤P的耐性较高,随土壤P量增加,单叶面积减小而叶片数量增加。地果对土壤K含量不敏感。[结论]该研究为人工栽培地果时土壤条件的控制提供参考。