高寒草地土壤氮素分布格局及高寒牧草在水培環(huán)境下氮素吸收特征.pdf

1、本研究試圖以青藏高原高寒生態(tài)系統(tǒng)為研究背景，以10種主要高寒禾本科牧草為研究對象，利用植物營養(yǎng)學(xué)的理論知識和穩(wěn)定氮同位素標(biāo)記技術(shù)，分析高寒草甸和人工草地生長季土壤有機(jī)氮和無機(jī)氮庫時空動態(tài)變化特征，量化青藏高原主要禾本科和豆科牧草對無機(jī)氮、可溶性有機(jī)氮的吸收特征，明確高寒牧草氮素吸收策略。本項研究分別在青海省同德牧草良種繁殖場、果洛州瑪沁縣和中國科學(xué)院海北高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)定位站進(jìn)行的。研究結(jié)果如下：
　　1.高寒草甸土壤中最占優(yōu)勢個

2、體游離氨基酸是苯丙氨酸和天冬氨酸，其次是亮氨酸、精氨酸、脯氨酸、組氨酸、谷氨酸、賴氨酸和甘氨酸。它們占總游離氨基酸含量的80-90％；藏嵩草草甸土壤可溶性有機(jī)氮含量（DON）分別在4月初和9月初有兩個高峰，DON含量分別為17.11和25.94 mg kg-1,6月底達(dá)到最低值，DON含量僅為7.63 mg kg-1。矮嵩草草甸土壤可溶性有機(jī)氮高峰分別在4月底和10月初，DON含量分別為23.6和20.36 mg kg-1,6月底達(dá)到最

3、低值含量僅為11.00 mg kg-1。退化矮嵩草草甸土壤可溶性有機(jī)氮季節(jié)動態(tài)與矮嵩草草甸相似，最高值出現(xiàn)在4月27日，DON含量為15.82 mg kg-1,最低值出現(xiàn)在6月底含量僅為5.57 mg kg-1。
　　2.矮嵩草草甸土壤可溶性有機(jī)氮占土壤可溶性總氮的50.01%，土壤銨態(tài)氮占可溶性總氮的49.99%。土壤可溶性氨基酸占土壤可溶性總氮的21.80%，土壤可溶性氨基酸占土壤可溶性有機(jī)氮的43.60%。研究結(jié)果證明：與土

4、壤無機(jī)氮比較，土壤可溶性有機(jī)氮庫和可溶性氨基酸態(tài)氮庫在高寒草甸土壤氮素中占有重要份額，是研究植物對土壤氮素吸收組分中不可或缺的重要組成成分。
　　3.同德暗栗鈣土種植禾本科牧草第一年土壤以硝態(tài)氮為優(yōu)勢，占54-59%，其次為可溶性有機(jī)氮，占22%-29%，銨態(tài)氮最少，僅占17%。從土壤氮素季節(jié)動態(tài)看：一齡人工草地土壤銨態(tài)氮含量隨生長季逐漸增大，9月份最高。土壤硝態(tài)氮在6月份返青期最高，隨生長季顯著下降，土壤可溶性總氮和可溶性有機(jī)氮

5、在返青期和枯黃期較高，生長旺盛期較低。
　　4.果洛州退化地種植禾本科牧草的人工草地土壤氮素季節(jié)變化與同德暗栗鈣土建植的人工草地土壤氮素變化趨勢基本相似，土壤硝態(tài)氮和可溶性有機(jī)氮占優(yōu)勢，分別占49%和43%，銨態(tài)氮最少僅占8%。一齡人工草地隨生長季土壤銨態(tài)氮含量逐漸增大，9月份最高。土壤硝態(tài)氮在7月初期最高，隨生長季顯著下降，土壤可溶性總氮和可溶性有機(jī)氮在生長季初期（7月）最高，隨生長季降低?？梢钥闯觯焊呱讲莸橥林锌扇苄杂袡C(jī)氮是植

6、物可利用氮的重要組成成分，其含量僅次于硝態(tài)氮遠(yuǎn)高于銨態(tài)氮。
　　5.與一齡人工草地相比較，同德單播禾本科牧草生長三年后，土壤中植物可利用氮素迅速下降，尤其是硝態(tài)氮含量下降近5倍，其次銨態(tài)氮下降近3倍，可溶性總氮下降近2.5倍，僅可溶性有機(jī)氮下降不顯著。因此，單播人工草地土壤速效養(yǎng)分尤其是速效氮下降是人工草地生產(chǎn)力難以持續(xù)的主要原因。
　　6.在100 uM氮化合物水培環(huán)境中，10種高寒牧草對三種氮化合物的吸收總量看：老芒麥總

7、15N吸收量為8.108umol15N/g DW，冷地早熟禾總15N吸收量達(dá)到7.973umol15N/g DW，看麥娘總15N吸收量為7.629umol15N/gDW；紫野麥草、中華羊茅、星星草、無芒雀麥和披堿草的總15N吸收量值為5.208-6.528umol15N/g DW。而豆科牧草紅豆草和禾本科牧草西北羊茅的總15N吸收量最低，僅為3.964umol15N/g DW和2.555umol15N/g DW.
　　7.選擇垂穗