外源养分对麻栎细根生长形态及氮磷含量的影响

【目的】研究添加外源养分对麻栎细根生长特征、形态特征和养分特征的影响,探讨细根在不同富养斑块的觅养特征,为研究细根养分捕获策略提供理论支撑。【方法】以林龄约30年的麻栎为研究对象,采用原位根系生长袋法,设置对照(CK)、氮添加(N)、磷添加(P)、多养分添加(NPK)、凋落物添加(F)共5个处理,探究细根生长特征(细根生物量、总根长)和形态特征(平均直径、比根长、组织密度、比表面积、分枝比、分枝强度)以及细根中N、P含量对养分添加的响应规律。【结果】(1)与CK相比,NPK处理麻栎1~3级细根的总根长及生物量均显著增加(P<0.05);而N处理总根长和生物量均表现出降低趋势,但差异并未达到显著水平(P>0.05)。(2)不同外源养分对麻栎细根形态特征的影响并不一致。与CK相比,P、NPK、F处理总体使麻栎细根直径减小,而N处理使3级根直径显著增加(P<0.05),细根的组织密度、比根长和比表面积对4种养分添加处理响应并不敏感。与CK相比,P、NPK和F处理对细根分枝比和分枝强度无显著影响(P>0.05),但N处理使2~3级细根的分枝比和分枝强度显著增加(P<0.05)。(3)N、P、NPK、F 4个处理细根的N含量均高于CK,其中N、NPK处理与CK之间均存在显著差异(P<0.05),较CK增幅分别为102.3%和77.0%;N及F处理细根P含量与CK之间无显著差异(P>0.05),但NPK和P处理细根的P含量均较CK显著增加(P<0.05),其中以NPK处理最高,较CK的增幅为128.8%。【结论】同时增加土壤N、P养分时,麻栎通过增殖根长和细根生物量来获取更多的养分,而将N、P肥单独作为外源养分添加时,麻栎则通过改变细根形态特征来提高对土壤养分的吸收能力,添加凋落物对麻栎细根生长形态特征无明显影响,可知麻栎对不同类型外源养分具有不同的吸收策略。

外源性养分对土壤碳氮储量及阳春砂养分吸收效率的影响

【目的】基于橡胶-阳春砂生态系统,探究外源养分对林下土壤环境及作物养分转化的影响。【方法】设不施肥(CK)、施农家肥(M)、施化肥(F)、施有机肥+无机肥(O+C)4个处理,连续2年进行养分输入,分析土壤碳氮储量的变化以及影响阳春砂养分吸收效率的主要因素。【结果】自然生长条件下土壤碳、氮储存量和输出量随阳春砂种植年限发生了不同的变化,其中不施肥对照2019年土壤碳、氮储量分别比2017年下降4.08%、3.57%,植物样地上部分碳、氮储量分别显著增加32.03%、40.20%,地下部分碳、氮储量分别显著增加35.47%、42.58%。外源养分的输入加快了作物养分吸收和土壤碳氮固化,与CK相比,M、F、O+C处理总生物量增加显著,增幅分别为5.52%、9.61%和11.89%;M、O+C处理土壤碳储量分别提高9.90%和12.72%,土壤氮储量分别提高2.75%和4.09%,差异显著;O+C处理对土壤养分转化吸收的影响最为明显,土壤碳、氮输出量均表现为O+C>F>M>CK,土壤碳、氮固化量均表现为O+C>M>F>CK。【结论】阳春砂长期林下栽培会造成土壤固有的碳氮储量下降,输入外源养分能有效提升土壤碳氮储量和作物养分吸收效率,维持土壤碳氮库容平衡,其中有机物质起主要促进作用。

外源氮、磷、硫养分添加对凋落物腐殖质化的影响

土壤重组有机质(HFOM,heavy fraction organic matter)即腐殖质,是以芳香族物质为主的、结构复杂、性质稳定的高分子化合物,是凋落物分解转化的最终产物。设计氮、磷、硫等养分添加的森林凋落物腐殖质化的土壤实验。结果表明:(1)森林土壤HFOM与凋落物均具有较稳定的C/N/P/S比率,凋落物富含碳,HFOM与凋落物中碳、氮、磷和硫元素的比率并不相同;(2)HFOM中碳含量随外源氮、磷和硫元素添加量的增加而增加,碳与氮、硫的相关性高于碳与磷的相关性;(3)外源养分添加对微生物量影响显著。无养分添加时,微生物量碳为418mg·kg-1。1倍养分处理后增加至883mg·kg-1,2倍养分处理后增加至1 360mg·kg-1。(4)外源养分添加提高了凋落物的腐殖质化率。无养分添加时腐殖质化率为1.9%~4.9%。添加1倍养分后为6.8%~14.7%,添加2倍养分后为12.6%~19.8%。

籽粒大小、养分含量对苗期玉米的养分敏感性及生长的影响

采用砂培培养的方法,以16个玉米杂交种为供试材料,研究粒重、籽粒中贮存的氮磷钾养分含量和贮量对干物质及养分在苗期玉米根、茎、叶中的分配和养分敏感性的影响。结果表明,籽粒养分贮量与苗期无外源养分供应(对照)条件下玉米根、茎、叶的生物量均存在显著的正相关关系(氮贮量与叶片生物量的相关关系除外)。与对照相比,供应外源养分提高了苗期玉米的生物量,但明显降低了其根冠比,且在降低根、茎、叶生物量的变异系数的同时,明显提高了根冠比的极差和变异系数(二者的增高幅度分别高达80.8%和118.2%)。供应外源养分对提高苗期玉米的植株及其根、茎、叶钾含量的效应较氮和磷含量明显,但却明显降低钾含量的变异系数,并以叶的变异系数的降低幅度最大。与此不同,供应外源养分同时提高苗期玉米植株及根、茎、叶的含氮量及其变异系数,且以根系含氮量的变异系数增高最明显。此外,与对照相比,供应外源养分还可明显提高玉米的根系含磷量,且除了根系外,植株及茎和叶含磷量的变异系数均呈升高趋势;但无论有无外源养分,根系含磷量的变异系数始终明显高于茎和叶。在幼苗生长过程中,籽粒中养分的耗竭速率从快到慢依次为:钾、氮、磷。通过对籽粒和幼苗生长的相关性状进行聚类分析发现,在供试玉米品种中,国审对照品种郑单958与其他15个品种存在明显的差异:外源养分对郑单958的根冠比、根系含氮量和含钾量的影响相对最低;且郑单958籽粒中的氮和钾的耗竭百分比以及在供应外源养分后,新增氮和磷的累积量也均为最低,仅新增钾的累积量略高于农大108。这些特性可能是郑单958具有生态广适性的主要原因。