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不同氮添加水平和铵硝态氮配比环境下木荷幼苗光合及叶绿素荧光特性
闫小莉, 刘贵梅, 李小玉, 江宇翔, 全小强, 王燕茹, 曲鲁平, 汤行昊
植物生态学报    2025, 49 (4): 624-637.   DOI: 10.17521/cjpe.2024.0379
摘要   (210 HTML24 PDF(pc) (2160KB)(87)  

土壤氮(N)变化加剧的背景下研究不同N添加水平和铵硝态N配比的栽培环境对亚热带主要树种木荷(Schima superba)幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响和生长差异, 可明确木荷幼苗光合生理及其生长对不同N养分环境的短期响应机制。该研究以一年生木荷实生苗为对象, 设置低N、中N、高N (0.5、1.0、2.0 mmol·L-1) 3个N添加水平, 10:0、8:2、6:4、5:5、4:6、2:8、0:10 7个铵硝态N配比的21个实验处理组, 盆栽砂培营养液处理180天后测定其光合参数、叶绿素荧光参数、叶绿素含量、生物量和根冠比。结果表明: (1)在高N和中N水平下, 木荷幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素总量(叶绿素a + b)、地上生物量和总生物量均是铵硝态N配比为4:6时最高, 而低N水平下为10:0配比时最高; 地下生物量在高N水平下为4:6配比最高, 中N和低N水平下则均为6:4配比最高, 而根冠比在高N和中N水平下均是10:0配比最高, 低N水平下则是6:4配比最高。(2)木荷幼苗的PnGsTr、叶绿素总量、地上生物量和总生物量除10:0配比外, 其余6个配比下均为高N添加水平最高; 水分利用效率、地下生物量、根冠比则整体表现为低N水平最高。(3)木荷幼苗叶片的荧光强度在高N水平下更强, 在低N水平的4:6配比下显著较其他配比处理下降, 中N水平下0:10配比的OJIP曲线偏离程度最大。低N水平下10:0、0:10、8:2、2:8配比的J-I段, 中N水平下0:10、8:2、2:8、4:6配比的O-J和J-I段, 高N水平下0:10、2:8、6:4配比的J-I段和0:10、4:6配比的I-P段的荧光值均有所升高。3个N水平下OJIP曲线偏离程度差异不明显且均未对最大荧光产生影响, 表明本研究模拟的低N添加水平(即N胁迫)和铵硝态N高度非均衡分配(10:0和0:10)的栽培环境对木荷幼苗生长未造成胁迫。整体上, 适量的N添加和适宜的铵硝态N配比的栽培环境能优化木荷幼苗光系统II反应中心的能量利用, 可有效提高木荷幼苗光合能力并促进地上部分生长和生物量积累。在低N添加下木荷通过增强根系的生长来获取更多的营养物质供其生长发育所需, 但光合能力较弱且总生物量积累少。


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图4 不同氮添加水平和铵硝态氮配比下木荷幼苗的叶绿素荧光参数比较雷达图。LN、MN、HN, 氮添加水平分别为0.5、1.0、2.0 mmol·L-1。荧光参数同表1
正文中引用本图/表的段落
以3个N添加水平的5:5配比为对照分别绘制雷达图, 3个N添加水平处理下的能量分配参数的值均在0.6-1.3之间(图4)。单位叶截面中, ABS/CSm、DIo/CSm、TRo/CSm和ETo/CSm在10:0、0:10、8:2、2:8配比下整体表现为低N水平处理的最高, 高N水平次之, 中N水平最低, 而在6:4和4:6配比下表现则互为相反, 分别为低N >中N >高N和高N >中N >低N。在单位反应中心方面, ABS/RC、DIo/RC、ETo/RC、TRo/RC在10:0配比下高N水平明显较中N和低N水平处理高, 表现为高N >中N >低N, 在0:10配比下则表现为中N >高N >低N, 而在8:2、2:8、6:4、4:6配比下均为中N水平处理的最高, 低N水平次之, 高N水平最低。性能指数方面, 在10:0配比下高N水平处理的PIabs明显比中N和低N水平降低, 在8:2、6:4配比下则与之相反, 而在0:10、2:8、4:6配比下中N水平处理的PIabs明显比高N和低N水平降低。
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