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

1、細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，細根具有高度的可塑性。細根的顏色變化是發(fā)育過程中重要的生物學現(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根碳氮分配的影響，并對正確認識細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、復合肥、對照）處理，研究3月施肥后細根生長旺盛期內(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月施用復合肥的外，差異均達顯著水平(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、、復合肥處理逐漸降低，且施肥處理均與對照差異達到顯著水平(P＜0.05)。
　　(2)除9月復合肥處理外，施肥后1級細根的生物量均較對照低，7月復合肥處理生物量顯著低于對照(P＜0.05）;1級白色、黃色細根在同一時間內(nèi)、不同施肥處理間的生物量不同，7月白色、黃色細根的生物量顯著高于褐色(P＜0.05)，褐色細根生物量則在細根生長期內(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級細根直徑均較對照高，其中，5月同一顏色間細根差異達到顯著水平(P＜0.05）。在7月，除與氮肥處理的白色細根外，對照同一顏色細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根比根長均顯著高于施肥處理褐色和白色細根(P＜0.05)，而在7月和9月，除7月白色細根外，施肥處理的比根長均顯著高于對照(P＜0.05）。5月施肥處理黃色細根的比根長顯著高于其他顏色細根比根長，而在7月，白色、黃色細

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

7、根大，且除與對照黃色細根差異不顯著外（P＞0.05），其余均達到顯著水平(P＜0.05)。
　　(4)在細根生物量和根長密度都較低的5月，細根的有機碳含量較高，而且黃色和褐色細根顯著高于白色(P＜0.05)，但在9月這一差異均不顯著(P＞0.05)。除5月褐色細根外，細根的全氮濃度也顯著高于對照(P＜0.05）。隨著顏色的加深細根的非結(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到顯著水平(P＜0.05)，7月和9月同一顏

8、色細根的非結(jié)構(gòu)性碳:對照＞氮肥＞復合肥，可溶性蛋白含量相反。
　　(5)細根的全氮、有機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碳均呈顯著負相關(guān)關(guān)系（R2=-0.677 R2=-0.647 R2=-0.464 R2=-0.655 P＜0.05）。根的有機碳與土壤有機碳、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相關(guān)關(guān)系(R2=-0.408 P＜0.05)。而細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根的形態(tài)生長和生理功能，同樣也影響不同顏色細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根對施肥的響應(yīng)機制，科學地經(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