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西南喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤化学计量特征

胡琪娟, 盛茂银, 殷婕, 白义鑫

植物生态学报 2020, 44 (9): 962-972. DOI: 10.17521/cjpe.2020.0083

摘要（1003）

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为了解西南喀斯特石漠化适生植物构树(Broussonetia papyrifera)对贫瘠土壤养分环境的适应策略, 及其细根、根际土壤的化学计量特征对石漠化等级的响应, 该研究以西南喀斯特石漠化环境适生植物构树为研究对象, 运用生态化学计量学方法, 开展不同等级石漠化环境构树细根、根际土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全钙(Ca)及全镁(Mg)养分含量特征及C、N、P化学计量特征研究。结果表明, 除Ca含量外, 喀斯特石漠化环境适生植物构树细根、根际土壤的养分含量均处于较低水平; 细根N:P为12.59, 表明构树生长受N和P共同限制; 随着石漠化等级的增加, 细根C、N含量和C:N、C:P呈先降后升的变化趋势, K、P含量是则表现为先升后降, Ca、Mg含量和N:P无明显变化规律; 不同等级石漠化环境中的构树根际土壤N、P、K、Ca含量呈不同的变化趋势, 而C、Mg含量及C、N、P化学计量特征的变化较不显著; 细根与根际土壤的化学计量特征之间存在显著的相关性, 二者的C、P、Ca、Mg含量、C:N、C:P分别对应呈显著正相关关系, 而N含量呈极显著负相关关系; 细根的K含量则较为稳定, 几乎不受根际土壤养分的影响。

项目 Item	RS C	RS N	RS P	RS K	RS Ca	RS Mg	RS C:N	RS C:P	RS N:P
FR C	0.542^**	0.295^**	0.039	-0.153	-0.313^**	-0.510	0.480^**	0.467^**	0.148
FR N	-0.261^**	-0.380^**	-0.215^*	-0.004	-0.045	-0.144	-0.146	-0.092	0.033
FR P	-0.231^**	-0.176^*	0.198^*	0.181^*	0.142	0.018	-0.191^*	-0.438^**	-0.399^**
FR K	-0.143	-0.190	0.079	0.117	0.064	-0.037	-0.055	-0.174^*	-0.193^*
FR Ca	0.080	0.133	0.208^*	0.150	0.207^*	0.356^**	0.037	-0.154	-0.190^*
FR Mg	-0.034	0.021	0.084	-0.254^**	0.105	0.188^*	-0.117	-0.160^*	-0.078
FR C:N	0.467^**	0.373^**	0.122	-0.132	-0.142	0.001	0.368^**	0.342^**	0.081
FR C:P	0.413^**	0.226^**	-0.154	-0.251^*	-0.191^*	-0.045	0.381^**	0.548^**	0.361^**
FR N:P	-0.051	-0.231^**	-0.448^**	-0.155	-0.136	-0.145	0.048	0.346^**	0.459^**

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表4 细根(FR)与根际土壤(RS)的养分含量及C、N、P计量特征的相关系数

正文中引用本图/表的段落

细根与根际土的采集分别参照完整土块法和抖土法(Guo et al., 2004; 罗艳和樊卫国, 2014; 陈晓萍等, 2018)。首先, 按东南、西南、北3个不同方位在树冠内, 距构树基部1.5 m范围内将凋落物清理干净, 利用平板利铲随机挖取3个20 cm × 20 cm × 20 cm的土块, 从土块中选取植物根系中直径较小的根系, 利用抖土法抖落根系表面的较大颗粒土和杂质, 采集附着于根际表面4 mm以内的根际土(高雨秋等, 2019)。将每株构树基部不同位置所采得的样品混合后, 分别装进贴有标签的密封袋中带回实验室。于实验室内, 先将根系表面残留的根际土轻轻刮下放入对应的密封袋中, 并用自来水充分冲洗根系, 后用蒸馏水洗去根系上的细小泥沙, 然后依据Casper和Jackson (1997)的划分依据, 仔细选取直径小于2 mm的根系, 即为细根。细根样品与根际土壤样品各153个。洗净的细根样品置于烘箱中105 ℃杀青30 min后调至60 ℃烘干至恒质量, 用LMP-800A高速粉碎机(永康市石柱铂欧五金厂, 永康, 中国)粉碎, 过0.149 mm筛。根际土壤自然晾干1个月, 除去其中的动植物残体, 用石磨棒研磨后过0.149 mm筛, 用以化学分析。

对构树细根与根际土壤的养分含量及化学计量比做Pearson相关分析(表4), 结果表明, 细根与根际土壤的养分含量及计量比间存在密切的相关性, 其中, 细根C、P含量和C:P与根际土壤养分含量及C、N、P计量比的相关关系显著(p < 0.05)。细根C含量与根际土壤C、N、Ca含量及C:N、C:P呈极显著相关关系(p < 0.01)。细根P含量与根际土壤C含量、C:P及N:P呈极显著相关关系(p < 0.01), 与根际土壤N、P、K含量及C:N呈显著相关关系(p < 0.05)。细根C:P与根际土壤C、N含量及C:N、C:P、N:P呈极显著相关关系(p < 0.01), 与根际土壤K、Ca含量呈显著相关关系(p < 0.05)。而细根K含量与根际土壤养分含量及计量比间的相关关系较不显著, 细根K含量仅与根际土壤C:P、N:P呈显著相关关系(p < 0.05)。除细根N含量与根际土壤N含量呈显著负相关关系(p < 0.05)、细根K含量与根际土壤K含量不相关外, 细根与根际土壤中相对应的养分含量及化学计量比之间均呈极显著(p < 0.01)或显著正相关关系(p < 0.05)。此外, 细根C:N、C:P主要受根际土壤C含量的影响, 为显著正相关关系(p < 0.05)。细根N:P主要受根际土壤P含量的影响, 为显著负相关关系(p < 0.05)。

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