施氮和干旱对杉木和青冈幼苗生物量及根系形态的影响

作者：高歌; 葛晓改; 周君刚; 周本智; 李正才^*; 杨南

来源：生态环境学报, 2022, 31(12): 2292-2301.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2022.12.003

• 杉木
• 青冈
• 氮肥
• 干旱
• 生物量
• 根系形态

探究氮素添加后不同亚热带树种生物量和根系形态对干旱的响应特征，为干旱下植物幼苗的水肥管理和抗旱能力的提升提供理论依据。试验选取杉木(Cunninghamia lanceolata)和青冈(Cyclobalanopsis glauca)为研究对象，设置未施氮(N0,0 mg·kg-1，以N计，下同)和施氮(N1,100 mg·kg-1)2个氮处理及正常水分(CK,80%—85%FC)、中度干旱(MD,50%—55%FC)和重度干旱(SD,30%—35%FC)3个土壤水分梯度，氮处理结束后于8月中旬展开水分控制试验，干旱60 d后进行破坏性采样，测定和分析两树种生物量及根系形态特征。结果显示，施氮促进了相同干旱水平下杉木和青冈地上部生物量的积累，并促使重度干旱下(N1SD)青冈的根干质量(31.7%)和总生物量(17.5%)显著增加(P<0.05)，但对干旱下(N1MD和N1SD)杉木根干质量和总生物量表现为抑制作用；施氮改变了干旱下青冈和杉木的生物量分配格局，不同水分条件下青冈生物量分配对氮素的响应有所不同，且中度干旱下氮肥作用效果更强，氮添加促使相同干旱组杉木的茎生物量比、叶生物量比及茎叶比增加，而根生物量比(19.4%和30.0%)、比根长(39.8%和28.5%)和根冠比(28.3%和38.1%)均显著降低(P<0.05)；施氮显著抑制了干旱组(N1MD和N1SD)杉木各径级根长、根表面积和根体积(P<0.05)，这种抑制作用在中度干旱时更为强烈，而氮素对重度干旱下青冈根系生长及形态的影响较大且表现为正效应。研究表明，干旱下杉木和青冈在生物量积累与分配和根系形态方面对氮素添加表现出不同的利用策略，适量的氮素在一定程度上能够促使青冈幼苗抵御重度干旱的威胁，尽管施氮对干旱胁迫下杉木幼苗的生长无促进效果，但幼苗期的杉木亦能通过权衡地上及地下的生物量分配以缓解干旱胁迫对自身的伤害。

• 单位
  中国林业科学研究院亚热带林业研究所; 南京林业大学