减量施肥对冬小麦休闲期农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响

【目的】分析减量施肥对冬小麦休闲期农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响,旨在为化肥农药“双减”政策产生的生态环境效应科学评价提供参考。【方法】以陕西杨凌曹新庄试验地冬小麦肥料试验为基础,设置不施肥（CK）、减量施肥（氮（N）、磷(P₂O₅)用量分别为165和122 kg/hm²）和常规施肥（N、P₂O₅用量分别为220和160 kg/hm²）3个处理,测定不同处理小麦产量及夏季休闲期农田杂草的生物量、株高、盖度、多度、频度、丰富度,以及藜、狗尾草和马唐的有机碳、全氮、全磷含量,计算植物多样性指标及生态化学计量比（C/N、C/P、N/P）,研究减量施肥对农田杂草物种多样性及生态化学计量特征的影响。【结果】与对照相比,减量施肥和常规施肥处理均对冬小麦休闲期农田杂草的生物量、株高、盖度、多度、频度有明显影响,冬小麦籽粒产量和杂草生物量增加;施肥处理藜和地锦草的株高和生物量均显著增加,其他农田杂草的株高和生物量总体降低。与对照相比,施肥处理苋的有机碳含量以及藜、狗尾草、马唐和葎草的全氮含量均显著增加,藜、马唐全磷含量显著降低。相较于常规施肥,减量施肥处理狗尾草全磷含量显著降低。与对照相比,减量施肥和常规施肥处理藜、狗尾草和马唐氮磷比和碳磷比总体显著增加,碳氮比显著降低。相对于常规施肥处理,减量施肥处理缓解了藜和马唐氮磷比的增加幅度。与对照相比,施肥处理的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Margalef丰富度指数均显著降低;与减量施肥处理相比,常规施肥处理Pielou均匀度指数与丰富度显著降低。植物β多样性指数表明,常规施肥对小区植物多样性的影响最大。【结论】减量施肥和常规施肥处理冬小麦休闲期农田杂草的物种多样性均明显降低,但减量施肥处理缓解了常规施肥对农田杂草生物多样性和生态化学计量特征的影响。     

桉树不同成熟度叶片营养元素内循环特征

揭示桉树人工林不同成熟度的叶片器官所需营养元素变化以及土壤肥力对其影响,对于桉树营林和科学施肥具有重要的生产指导意义。选取广西隆安县小林镇和田东县思林镇的桉树2代萌芽林作为研究对象,测定两个人工林嫩叶、成熟叶、黄叶的C、N、P、K、B、Ca、Mg以及土壤C、N、P、K、Ca、Mg元素含量,并进行相关分析。结果表明,植物叶片的N、P、K、Mg营养元素转移规律是黄叶向成熟叶和嫩叶转移,但C、Ca、B营养元素则是随着叶片的生长发育逐渐积累,黄叶中含量最高,说明施肥时应关注Ca、B元素的持续和有效供给。两片人工林都表现出类似的规律,说明土壤肥力的差异不影响桉树人工林叶片营养元素的内循环规律。桉树嫩叶营养元素含量及其生态化学计量比学特征具有与成熟叶和黄叶不同的表征,在营养物质研究中应予以足够重视。     

菜园土壤不同施肥模式下小青菜生长和品质及其生态化学计量学特征

利用盆栽试验研究了不同施肥处理对小青菜生长和品质的影响,并在此基础上利用生态化学计量学方法研究了小青菜生长和品质与其生态化学计量学特征之间的相关关系。结果表明在盆栽的条件下施氮量为180kg/hm2是小青菜生长较为合适的水平,能达到节氮保产的效果。在氮水平为180kg/hm2下,有机无机肥配施模式1(含有氨基酸肥料)提高了小青菜地上部的生长、碳浓度、光合速率、可溶性总糖、蔗糖、游离氨基酸含量和根系鲜重,且这些指标与其地上部C/N(碳氮比)和C/P(碳磷比)之间存在显著正相关关系,而与施肥模式中C/N和C/P之间存在正相关趋势,但相关关系不显著。此外,有机无机肥配施模式1降低了小青菜的地上部硝酸盐含量,且该指标与其地上部和施肥模式中N/P(氮磷比)、C/N、C/P和P/K(磷钾比)之间均不存在相关关系。因此,有机无机肥配施模式1促进了小青菜地上部和根系生长,提高了光合速率,改善了小青菜地上部的品质,是一种科学的施肥措施。     

不同N、P添加水平对黄顶菊叶片化学计量特征的影响

黄顶菊(Flaveria bidentis)为新入侵我国的一种恶性杂草,研究其化学计量特征可以了解入侵植物在不同环境中的生存和适应策略.通过网室盆栽控制试验,研究了土壤N、P添加对黄顶菊植株生长、N、P化学计量特征和叶绿素含量的影响.结果表明,土壤N、P添加比例相同条件下,养分水平对叶片N:P的影响显着;随着N、P添加量的增加,叶片N:P比显着下降,地上生物量较对照均显着增加,其中高N素比例对叶片N:P影响最大,当叶片N:P比>21.24时,植株生长速率较低,符合生长速率假说.土壤N和叶片N含量与黄顶菊叶片叶绿素含量成正相关,黄顶菊叶片N(P)含量和地上生物量均随着土壤N(P)含量的增加呈现先增加后下降趋势.黄顶菊叶片N:P<20.86为N限制,叶片N:P>21.24为P限制.     

黑果枸杞茎叶生长及其生态化学计量特征对灌水施肥的响应

在石羊河中游田间条件下,通过灌水和施肥调节黑果枸杞生长。测定不同时期黑果枸杞茎、叶生长量及其化学计量学特征变化,分析器官水平生长速率与化学计量学特征的关系,验证生态化学计量学理论"生长速率假说"。灌水施肥显著促进了茎长、基径和叶片长、宽及叶干重的生长(P<0.05),而茎长、基径、叶面积和叶干重的相对生长速率与对照之间无显著差异。各处理下黑果枸杞新梢C含量及C∶N、C∶P随生育期进程呈增加趋势,而N、P及N∶P呈降低趋势;灌水和施肥处理后茎C含量及C∶N、C∶P、N∶P低于对照,茎N、P含量高于对照。各处理叶片C、N、P含量在生育期内呈降低趋势,而C∶N、C∶P及N∶P呈增加趋势;灌水和施肥后叶片C含量及C∶N、C∶P、N∶P低于对照,叶片N、P含量高于对照。茎C含量及C∶N、C∶P显著高于叶片(P<0.05),而N、P含量及N∶P显著低于叶片(P<0.05)。生长速率假说认为,生物个体的生长速率与体内的N∶P、C∶P具有负相关关系,与N、P含量呈显著的正相关关系。各处理黑果枸杞茎、叶的生长速率与其N、P含量及C∶P、N∶P总体相关性不显著。表明施肥灌水调节下黑果枸杞茎叶生长及化学计量学特征不支持生长速率假说。     

不同利用方式下草地优势植物的生态化学计量特征

在内蒙古温带草原围封、放牧和割草3种不同利用方式下,测定了大针茅、冷蒿和羊草3种优势种植物的化学计量元素,探讨了草地不同利用方式下优势种植物的化学计量特征响应机制。结果表明,3种优势种植物的C、N、P含量及其计量比在不同利用方式下均有明显的季节变化;不同利用方式、不同物种以及二者的交互作用均对N、P含量及C∶N、C∶P和N∶P有显著的影响,其中,C含量比较稳定,不同的利用方式对其无显著影响,N含量在整个生长季内总体呈下降趋势,放牧样地3种植物叶片的N、P含量均高于割草和围封样地,说明放牧增加了植物N、P的含量。植物生长普遍受到N的限制,土壤养分特征在不同利用方式间也存在一定的差异,围封样地表现为更加缺N,而放牧样地更加缺P。放牧样地有机质、C、N和P含量均高于割草和围封样地,说明适度放牧能提高土壤养分的含量,有利于植物的生长。     

闽江河口区稻田土壤和植物的C、N、P含量及其生态化学计量比

选取闽江河口区稻田为研究区域,对土壤和植物的C、N、P含量及其生态化学计量比进行测定和分析。研究表明：土壤C、N、P元素的变化范围分别为5.72-13.41、0.47-0.82和0.33-0.89 mg.g-1,平均值分别为9.50、0.62和0.56 mg.g-1,其C与N、C与P、N与P的比值分别为12.18-16...     

紫色土丘陵坡地不同恢复阶段土壤生态化学计量特征

采用空间序列代替时间序列的方法,对湖南省衡阳市紫色土丘陵坡地不同恢复阶段(包括前期(Ⅰ)、中前期(Ⅱ)、中后期(Ⅲ)和后期(Ⅳ))不同土层(包括0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm 与0～100 cm土层)的土壤生态化学计量特征进行研究。结果表明：(1)随着植被恢复的进行,每个恢复阶段各土层土壤有机碳含量先升后降,呈现出倒“U”形规律,TN和TP的含量显著减小(P＜0.05),具有明显的“表聚性”, 每土层的4个恢复阶段的SOC的大小具有“波动性”,差异具有显著性(P＜0.05),TN和TP的含量的大小顺序均为：后期(Ⅳ)＞中后期(Ⅲ)＞中前期(Ⅱ)＞前期(Ⅰ),其差异达显著水平(P＜0.05);(2)随着植恢复的进行, 0～100 cm土壤SOC、TN和TP显著增加(P＜0.05), C/N、C/P和N/P显著减小(P＜0.05);(3)相关分析说明： C/N与SOC、SER呈极显著正相关(P＜0.01),与TN、TP、SWC、SBD呈极显著负相关(P＜0.01);C/P与SOC呈极显著正相关(P＜0.01),与SWC、SBD呈极显著负相关(P＜0.01);N/P与SOC、TN、TP、pH值呈显著或极显著正相关(P＜0.05或P＜0.01),与SBD、SER呈极显著负相关(P＜0.01)。研究结果说明,在植被恢复过程中,植被对土壤中N和P两种元素的需求相一致。     

外源碳氮对植物生态化学计量特征的影响研究进展

为了了解全球二氧化碳（CO2）浓度升高和人为N沉降加重的环境条件对植物养分状况的影响,笔者分析了森林植物的碳（C）、氮（N）、磷（P）含量以及生态化学计量比对于外源C、N及其交互作用响应的国内外文献数据。分析结果表明：1）CO2浓度升高将提高植物对C的吸收,降低植物N含量,导致植物的C：N在大部分试验中表现为增加趋势,外源C、N对植物P含量的影响结果不一,从而使N：P在不同的试验中结果不同;2）短期人为N沉降会增加植物的C、N含量,降低P含量,植物的C：N有所降低,而N：P却呈升高趋势;3）在CO2和N沉降二者交互作用下,植物N、P含量及其化学计量比的变化可能会出现“中和反应”,在不同的试验可能会表现出升高、降低或不变的趋势。CO2浓度升高和大气N沉降加重呈现出越来越明显的趋势,对生态系统结构和功能的影响也逐渐成为国内外生态学家研究的热点。本研究可为深入探讨外源C、N增加条件下的生态系统养分循环和生态化学计量特征提供参考依据,以便更好的提出CO2浓度升高和N沉降加重的大气背景下植物生长的应对策略。     

氮添加对天山高寒草原土壤酶活性和酶化学计量特征的影响

为探究氮添加对高寒草原生态系统土壤酶活性的影响,于2018年在中国科学院巴音布鲁克草原生态系统研究站,选择4个氮添加水平(对照,N0,0 kg·hm^-2·a^-1;低氮,N1,10 kg·hm^-2·a^-1;中氮,N3,30 kg·hm^-2·a^-1;高氮,N9,90 kg·hm^-2·a^-1),开展土壤酶活性对氮添加响应的研究,分析土壤酶活性对氮添加的响应特点,土壤酶化学计量比以及土壤酶活性与土壤环境因子的关系。结果表明:与对照相比,氮添加在N3水平显著增加β-1,4葡萄糖苷酶(βG)、β-D-纤维二糖水解酶(CBH)和β-1,4木糖苷酶(βX)酶活性(P<0.05),N1和N3水平显著增加碱性磷酸酶(AKP)活性(P<0.05),N3水平显著降低多酚氧化酶(PPO)活性(P<0.05),氮添加对亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性影响不显著,N3水平下显著增加N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性(P<0.05)。相关分析表明,8种土壤酶活性均与土壤有机碳(SOC、NAG除外)和总磷(TP)显著相关,与土壤总氮(TN)不相关。研究区土壤酶活性C∶N∶P化学计量比为1∶1∶1.2,与全球生态系统的土壤酶活性C∶N∶P的比值1∶1∶1相偏离,表明该研究区土壤微生物生长受磷素限制。冗余分析(RDA)进一步揭示出土壤有机碳和土壤全磷含量是影响土壤酶活性的主要因子。