林业科学

作者：王凯1,张大鹏1,宋立宁2,吕林有3,刘建华3

单位：1. 辽宁工程技术大学环境科学与工程学院 阜新 1230002. 中国科学院沈阳应用生态研究所 沈阳 1100163. 辽宁省沙地治理与利用研究所 阜新 123000

关键词：水氮交互,异速生长关系,化学计量,养分限制,C:N:P

基金：国家自然科学基金项目(31400613);国家自然科学基金项目(41701325);国家自然科学基金项目(31770757);辽宁省"兴辽英才计划"项目(XLYC1807017);辽宁省教育厅服务地方项目(LJ2017FBL005)

目的: 研究榆树幼苗C、N、P分配格局对氮沉降和降水增加的响应特征，为明确榆树对水氮环境变化的适应策略、培育高质量苗木提供参考。方法: 2015年4月末，将榆树幼苗(株高37.76 cm，茎粗0.44 cm)盆栽于风沙土(全C、N、P含量分别为4.52、0.31和0.11 g·kg-1)中。采用两因素(氮素和水分)随机区组设计，设置4个施氮处理梯度(施不施氮及添加5、10和15 g N·m-2a-1)以及3个水分处理水平(自然降水、自然降水增加50%和增加100%)，分析不同水氮处理下榆树幼苗叶、枝、茎、粗根和细根的C、N、P含量及计量比变化特征，探讨C、N、P元素含量的稳定性及其异速生长关系。结果: 施氮和增加降水对榆树幼苗不同器官N、P含量及比值均具有显著交互作用。随着施氮量增加，叶和细根C含量增加，枝、茎和粗根C含量保持稳定；各器官N含量及N：P升高，C：N降低；叶和茎P含量降低，叶、茎和细根C：P增加。随着降水增加，叶和细根C含量下降，枝、茎和粗根C含量保持稳定；枝和茎P含量下降，C：P和N：P上升。而在不同氮沉降水平下，降水增加对各元素分配影响不同。当不施氮时，随着降水增加，叶N含量及N：P增加，C：N下降；叶、粗根和细根P含量先增加后减少，C：P先降低后升高；细根N：P先增加后降低。当施氮量为15 g N·m-2a-1时，随着降水增加，叶N含量下降，C：N增加，N：P无显著变化；叶、粗根和细根P含量下降，C：P增加；细根N：P逐渐增加。水氮添加处理下，幼苗C含量顺序为茎、枝和粗根>叶和细根，N和P含量顺序为叶>细根>枝、茎和粗根。各器官元素含量及比值的变异系数不同，C含量变异系数为叶和细根>枝、茎和粗根；N含量变异系数在叶和粗根中最大，在细根中最小；P含量变异系数在茎中最大，在叶中最小；C：N变异系数为粗根>叶、枝和茎>细根，C：P和N：P变异系数为茎>粗根和细根>叶和枝；且各器官N：P变异系数均高于N、P含量变异系数。幼苗叶、枝、粗根和细根中C与N含量具有显著异速生长关系，C与P含量在叶和粗根中呈显著负相关。各器官N与P含量间均呈显著负相关，异速生长指数在-0.534~-1.224之间。结论: 氮沉降可提高榆树幼苗叶和细根C含量、各器官N含量及N：P、叶、茎和细根C：P，降低叶和茎P含量、各器官C：N。降水增加可提高枝和茎C：P和N：P，降低叶和细根C含量、枝和茎P含量，同时N利用效率降低，P利用效率提高。N含量稳定性在细根中最强，P含量和N：P稳定性在叶中最强，N和P含量稳定性在各器官中均高于N：P。

来源：2020年第3期

《林业科学》期刊编辑部

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