黄土丘陵区退耕草地群落优势种生理与生长对氮磷添加的响应

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kashiyo
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外源添加氮磷是草地管理的主要措施之一。研究不同氮磷添加下退耕草地群落优势种的生理与生长响应,对揭示氮磷添加对草地群落物种多样性及稳定性的影响具有重要意义,也可为退耕草地恢复过程中的施肥管理与调控提供科学依据。论文以黄土丘陵区退耕草地群落典型优势种白羊草(Bothriochloa ischaemum)、长芒草(Stipa bungeana)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为研究对象,测定和分析了不同氮磷(N:0,50,100 kg N·hm-2·a-1;P:0,40,80 kg P2O5·hm-2·a-1)添加处理下三种植物叶片光合和荧光参数、叶片功能性状和地上生物量等。主要取得如下结果:(1)单独氮添加下,三优势种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUEi)、气孔限制值(Ls)和相对叶绿素含量(SPAD)和光系统Ⅱ(PSⅡ)活性高于或显著高于未施肥处理。白羊草和达乌里胡枝子的光合氮利用效率(PNUE)和光合磷利用效率(PPUE)以及长芒草的PPUE增加显著。单独磷添加下,三优势种的SPAD值以及达乌里胡枝子的Pn、WUEi、Ls和PNUE较未施肥显著增加。三优势种的Pn均与PSⅡ最大光化学效率及叶片氮含量呈显著正相关关系,长芒草和达乌里胡枝子的Pn与PSⅡ潜在活性和叶片磷含量呈显著正相关关系。50 kg N·hm-2·a-1处理下,施磷后达乌里胡枝子的Pn以及三个优势种的PNUE显著增加,在80 kg P2O5·hm-2·a-1处理下达到最大值;100 kg N·hm-2·a-1处理下,施磷后达乌里胡枝子的Pn和PNUE均显著增加,白羊草PPUE和长芒草的PNUE的仅在40 kg P2O5·hm-2·a-1处理下显著增加。(2)与未施肥相比,单独氮添加后白羊草比叶面积仅在50 kg N·hm-2·a-1增加了13.3%,叶片干物质含量分别减小了8.5%(50 kg N·hm-2·a-1)和3.1%(100 kg N·hm-2·a-1);长芒草和达乌里胡枝子的比叶面积分别增加了80.9%、6.7%和11.3%、16.1%,叶片干物质含量分别减小了9.2%、4.4%和10.5%、16.4%。白羊草和长芒草的叶片氮含量分别增加了28.7%、27.9%和121.7%、212.4%,达乌里胡枝子叶片磷含量增加4.8%和36.4%,长芒草的叶片磷含量降低了47.5%和16.8%。单独磷添加下,三个优势种比叶面积和叶片氮含量增加,两禾本科叶片磷含量增加,白羊草和达乌里胡枝子叶片干物质含量以及达乌里胡枝子的叶片磷含量降低。在50和100 kg N·hm-2·a-1处理下,施磷后两禾本科植物叶片磷含量增加,达乌里胡枝子比叶面积增加和叶片干物质减小。(3)单独氮添加下,白羊草地上部分生物量在50和100 kg N·hm-2·a-1处理下分别为未施肥处理的1.26和1.68倍,长芒草仅在50 kg N·hm-2·a-1处理下显著增加。单独磷添加下,达乌里胡枝子地上部分生物量在40和80 kg P2O5·hm-2·a-1处理下分别为未施肥处理的24.7和21.4倍。相比单独氮或磷添加,氮磷配施下退耕草地群落具有更高地上生物量。综合表明,50 kg N·hm-2·a-1和80 kg P2O5·hm-2·a-1是提高三优势种光合能力、光合养分利用效率及草地群落地上生物量的合适配比施肥量。
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