Ⅰ-107楊樹1級細(xì)根形態(tài)及碳氮分配格局對施肥的響應(yīng).pdf

1、細(xì)根是樹木根系中生命活動最旺盛、周轉(zhuǎn)最快的部分，也是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的重要因子。細(xì)根的能量、物質(zhì)分配在不同根序、直徑間具有差異時，其生產(chǎn)周轉(zhuǎn)和生理生態(tài)功能也不盡相同。為最大限度地獲取土壤養(yǎng)分資源，細(xì)根具有高度的可塑性。細(xì)根的顏色變化是發(fā)育過程中重要的生物學(xué)現(xiàn)象，不同的顏色表征著不同的生長發(fā)育階段。通過研究細(xì)根形態(tài)和碳氮分配對于施肥的響應(yīng)，可揭示土壤資源對細(xì)根碳氮分配的影響，并對正確認(rèn)識細(xì)根在土壤資源異動時的適應(yīng)性策略，以及森

2、林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動具有重要意義。因此，本研究以川中丘陵區(qū)5年生(Ⅰ)-107(Populus×euramericanacv.‘74/76')楊樹為研究對象，通過施肥（氮肥、復(fù)合肥、對照）處理，研究3月施肥后細(xì)根生長旺盛期內(nèi)（5月、7月、9月）根際土壤養(yǎng)分（全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀、微生物量碳氮）的變化，不同顏色（白色、黃色、褐色）1級細(xì)根形態(tài)（直徑、比根長、根長密度）、碳氮分配格局（全氮、全碳、非結(jié)構(gòu)性碳、可

3、溶性蛋白）以及7月解剖結(jié)構(gòu)（細(xì)根皮層厚度、維管柱直徑）對施肥的響應(yīng)，研究結(jié)果如下:
　　(1)施肥處理顯著提高根際土壤的全氮和水解氮濃度，不同處理間5月、7月的土壤水解氮濃度差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）;施肥后有效磷含量較對照低，除5月施用復(fù)合肥的外，差異均達(dá)顯著水平(P＜0.05）;各處理間的全鉀含量差異不顯著(P＞0.05），而施肥后速效鉀含量隨著時間的推移差異縮小。5月和7月根際土壤的微生物量碳、氮含量隨著對照、氮肥處理

4、、復(fù)合肥處理逐漸降低，且施肥處理均與對照差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。
　　(2)除9月復(fù)合肥處理外，施肥后1級細(xì)根的生物量均較對照低，7月復(fù)合肥處理生物量顯著低于對照(P＜0.05）;1級白色、黃色細(xì)根在同一時間內(nèi)、不同施肥處理間的生物量不同，7月白色、黃色細(xì)根的生物量顯著高于褐色(P＜0.05)，褐色細(xì)根生物量則在細(xì)根生長期內(nèi)，隨著時間的推移逐漸增加;在年生長旺盛期內(nèi)1級細(xì)根生物量呈單峰型，7月含量最高，9月次之。

5、　　(3)5月和9月施肥處理的1級細(xì)根直徑均較對照高，其中，5月同一顏色間細(xì)根差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05）。在7月，除與氮肥處理的白色細(xì)根外，對照同一顏色細(xì)根直徑顯著高于施肥處理(P＜0.05）。5月對照的褐色和白色細(xì)根比根長均顯著高于施肥處理褐色和白色細(xì)根(P＜0.05)，而在7月和9月，除7月白色細(xì)根外，施肥處理的比根長均顯著高于對照(P＜0.05）。5月施肥處理黃色細(xì)根的比根長顯著高于其他顏色細(xì)根比根長，而在7月，白色、黃色細(xì)

6、根顯著高于褐色細(xì)根(P＜0.05)。與比根長相似，5月對照白色和褐色細(xì)根的根長密度較施肥處理高，且對照和氮肥處理間差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。7月氮肥處理的根長密度顯著低于對照(P＜0.05)，9月施肥處理的根長密度均顯著高于對照（P＜0.05）。7月施肥處理的黃色和褐色1級細(xì)根皮層厚度均較對照高，對照白色細(xì)根的皮層厚度較施肥高，且差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。氮肥處理三種顏色1級細(xì)根的維管柱直徑均較對照和復(fù)合肥處理相應(yīng)顏色細(xì)

7、根大，且除與對照黃色細(xì)根差異不顯著外（P＞0.05），其余均達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。
　　(4)在細(xì)根生物量和根長密度都較低的5月，細(xì)根的有機(jī)碳含量較高，而且黃色和褐色細(xì)根顯著高于白色(P＜0.05)，但在9月這一差異均不顯著(P＞0.05)。除5月褐色細(xì)根外，細(xì)根的全氮濃度也顯著高于對照(P＜0.05）。隨著顏色的加深細(xì)根的非結(jié)構(gòu)性碳和可溶性蛋白均逐漸降低，且白色與褐色間差異均達(dá)到顯著水平(P＜0.05)，7月和9月同一顏

8、色細(xì)根的非結(jié)構(gòu)性碳:對照＞氮肥＞復(fù)合肥，可溶性蛋白含量相反。
　　(5)細(xì)根的全氮、有機(jī)碳與土壤的水解氮呈顯著正相關(guān)關(guān)系(R2=0.445 R2=0.725P＜0.01)，可溶性蛋白、非結(jié)構(gòu)性碳與土壤水解氮和土壤有機(jī)碳均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（R2=-0.677 R2=-0.647 R2=-0.464 R2=-0.655 P＜0.05）。根的有機(jī)碳與土壤有機(jī)碳、土壤全磷呈正相關(guān)關(guān)系(R2=0.861 R2=0.501 P＜0.01)，與

9、根際土壤的微生物量碳呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(R2=-0.408 P＜0.05)。而細(xì)根可溶性蛋白與微生物量碳、氮均呈顯著正相關(guān)關(guān)系(R2=0.528 R2=0.692 P＜0.01)。
　　作為人工林主要的經(jīng)營管理措施，施肥可以通過改變土壤有效資源而影響細(xì)根的形態(tài)生長和生理功能，同樣也影響不同顏色細(xì)根的生長與分布格局，有關(guān)這方面的研究可更深入地揭示細(xì)根對施肥的響應(yīng)機(jī)制，科學(xué)地經(jīng)營人工林:(1)不同施肥處理對土壤養(yǎng)分空間異質(zhì)性和有效性的改變不