氮硅添加对青藏高原高寒草甸土壤氮矿化的影响

为了解全球气候变化背景下氮沉降对土壤氮矿化的影响及硅添加对土壤氮矿化的促进作用, 该试验设置不同浓度的氮肥单独添加(0、20、40、60 g·m ^-2, 分别为对照CK、N20、N40、N60)以及与硅肥配施(硅酸4 g·m ^-2, Si4), 测定不同处理下0-20、20-40、40-60 cm土层土壤硝态氮含量、铵态氮含量、净硝化速率、净氨化速率以及净矿化速率。结果显示: (1)单独添加氮肥, 各土层土壤硝态氮和铵态氮含量均随处理浓度的增加而增加, 0-20 cm土层N20、N40、N60处理下土壤硝态氮和铵态氮分别较CK增加63.48%、126.04%、247.03%和80.66%、152.52%、244.56%; 随着土层深度增加, 土壤硝态氮、铵态氮含量均有下降, 20-40、40-60 cm土层较0-20 cm土层硝态氮含量分别平均减少53.90%、76.05%, 铵态氮含量分别平均减少48.62%、68.23%。(2)土壤净硝化速率、净氨化速率及净矿化速率随着氮肥浓度增加均呈上升趋势。相同氮肥添加浓度下, 土壤净硝化速率、净氨化速率和净矿化速率随着土层深度增加逐渐下降(除CK外)。(3)与单独添加氮肥比较, 氮硅肥配施, 土壤氮含量有显著提高, 在0-20 cm土层硝态氮和铵态氮较CK分别增加98.78%、192.62%、330.16%和99.96%、195.82%、306.32%, 20-40、40-60 cm土层也有类似趋势。同时, 氮硅配施促进了土壤氮矿化行为, 在0-20 cm土层, N60Si4处理下的土壤净硝化速率、净氨化速率较单独施氮时分别增加35.88%、27.41%。以上结果表明, 与单独氮肥添加相比, 氮硅配施不但能提高土壤氮含量, 而且能促进土壤氮的矿化作用, 对大气氮沉降有一定的缓解作用。     

氮磷硅添加对青藏高原高寒草甸垂穗披碱草叶片碳氮磷的影响

以甘南高寒草甸常见牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,比较不同氮磷硅添加下,垂穗披碱草叶片对元素添加的反应。研究发现:氮添加显著提高土壤中硝态氮和铵态氮的含量;磷添加提高了土壤中全磷和速效磷的含量;高浓度的硅单独、硅与氮或磷混合可提高土壤中硝态氮的含量或全磷和速效磷的含量;氮和磷单独添加分别能提高垂穗披碱草叶片全氮和全磷含量,高浓度的硅单独、硅与氮或磷混合添加都能提高垂穗披碱草叶片全氮和全磷的含量。就硅元素而言,高浓度的硅添加,硅与氮或磷混合添加能提高土壤硝态氮、全磷和速效磷的含量,促进垂穗披碱草对土壤中氮磷的吸收,从而使植物叶片中氮磷的含量增加。     

氮肥添加对青藏高原高寒草甸6个群落优势种生态化学计量学特征的影响

以青藏高原高寒草甸为研究对象,通过人工氮肥添加试验,研究6个群落优势种在不同施氮(N)水平下叶片碳(C)、N、磷(P)元素含量的变化以及生态化学计量学特征。结果表明:自然条件下,6个物种叶片N、P质量浓度存在显著的差异,表现为:黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)最高,为24.5和2.51 g·kg–1,其叶片N含量低于而P含量高于我国其他草地的豆科植物;其余5个物种叶片N、P质量浓度分别为11.5–18.1和1.49–1.72 g·kg–1,嵩草(Kobresia myosuroides)叶片N含量最低,垂穗披碱草(Elymus nutans)叶片P含量最低,与我国其他区域的研究结果相比,其叶片N和P含量均低于我国其他草地非豆科植物。随氮素添加量的增大,6种群落优势种叶片的C和P含量保持不变;其他5种植物叶片N含量显著增加,黄花棘豆叶片N含量保持不变。未添加氮肥时,6种植物叶片N:P为7.3–11.2,说明该区植物生长更多地受N限制。随N添加量的增加,除黄花棘豆外,其他5种植物叶片N:P大于16,表现为植物生长受P限制。综合研究表明,青藏草原高寒草甸植物叶片N含量较低,植物受N影响显著,但不同物种对N的添加反应不同,豆科植物黄花棘豆叶片对N添加不敏感,其他5个物种叶片全N含量随着N添加量的升高而增加,该研究结果可为高寒草甸科学施肥提供理论依据。     

遮荫处理对秋枫幼苗生理生态特性的影响

为了解遮荫对秋枫(Bischofia javanica)幼苗生长的影响,对夏季1年生秋枫幼苗在4种遮荫(透光率分别为自然光的100%、41.3%、14.6%和3.6%)处理150 d后的生理指标变化进行了研究。结果表明,1年生秋枫幼苗的光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)随着遮荫程度加重而减小,表观量子效率(AQY)则增大,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO_2浓度(Ci)的日变化表明秋枫有明显的"午休"现象,遮荫引起光合速率降低的主要原因是非气孔限制,而全光照条件下则是气孔限制。叶绿素、可溶性糖含量随遮荫程度的增大呈先升后降的变化趋势;相对电导率、丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)活性则呈先降后升的趋势,以41.3%透光率的最小;可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性随遮荫程度的增大而降低。因此,秋枫幼苗主要通过提高Pn、抗氧化酶活性(SOD和CAT)、叶绿素含量,降低LSP、LCP和Rd,增大AQY来提高弱光利用能力;适度遮荫(41.3%NS)更有利于1年生秋枫幼苗在夏季的生长。