土壤氮磷添加下豆科草本植物生物固氮与磷获取策略的权衡机制

• 作者: 李强 黄迎新 周道玮 丛山
• 来源期刊: 植物生态学报
• 关键词: 氮固定 磷活化 豆科饲草 根际 根瘤 共生
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文|Research Articles
• 页码范围: 286-297
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.17521/cjpe.2020.0241

摘要

豆科草本植物固氮是陆地生态系统重要的自然氮输入方式,影响着草地生产的经济性和可持续性.为探讨氮磷交互作用影响豆科草本植物生物固氮率的潜在生理生态机制,该研究选取8种豆科草本植物分别种植在对照、氮肥添加、磷肥添加和氮磷耦合添加处理的土壤中,进行野外盆栽实验.测定了初花期植物生物量和营养含量、根部碳水化合物含量、根际pH、根际柠檬酸含量、根际有效磷含量、植物根瘤生物量、磷含量及其生物固氮率.主要结果:依赖于豆科物种,氮添加显著促进了豆科草本植物根际磷的活化,降低了根生物量分配以及根系非结构性碳水化合物含量.在两种磷添加处理下,氮添加导致8种豆科草本植物根瘤生物量平均下降27％-36％,生物固氮率平均下降20％-33％.磷添加降低了根际的磷活化,但促进了豆科草本植物根系发育和非结构性碳水化合物的积累.在施氮和不施氮条件下,磷添加分别使8种豆科草本植物的生物固氮率提高了45％-69％和0-47％.氮添加降低豆科草本植物生物固氮率,其原因是氮添加提高了植物磷需求,为活化更多磷,豆科草本植物降低根系生物量和根系非结构性碳水化合物的含量,导致根瘤发育受到限制.在氮添加的同时进行磷添加,能够改善土壤氮磷平衡,促进根系生长和非结构性碳水化合物积累,缓解了增氮对生物固氮的抑制作用.