【摘 要】
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植物叶片养分回收是多年生植物在养分贫瘠等逆境胁迫下重要的养分保存策略,研究荒漠植物的养分回收特征对理解荒漠生态系统的养分利用和养分循环有重要意义。本文以阿拉善盟吉兰泰盐湖周边4种不同立地类型下生长的荒漠植物为研究对象,通过野外调查及室内实验,对荒漠植物叶片的含水量、比叶面积、干物质量等7个叶片水分与功能性状指标,以及有机碳、N、P、K等7种养分元素回收特征进行测定,明确反映植物适应严酷环境的典型叶
【基金项目】
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国家重点研发计划“绿洲、盐碱湖区沙害防治关键技术研究与示范”(2016YFC0501003);
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植物叶片养分回收是多年生植物在养分贫瘠等逆境胁迫下重要的养分保存策略,研究荒漠植物的养分回收特征对理解荒漠生态系统的养分利用和养分循环有重要意义。本文以阿拉善盟吉兰泰盐湖周边4种不同立地类型下生长的荒漠植物为研究对象,通过野外调查及室内实验,对荒漠植物叶片的含水量、比叶面积、干物质量等7个叶片水分与功能性状指标,以及有机碳、N、P、K等7种养分元素回收特征进行测定,明确反映植物适应严酷环境的典型叶片功能性状,分析荒漠植物叶片功能性状与养分回收特征之间的相关关系;结合土壤基底条件,探究植物的养分回收特征对干旱环境的适应策略。主要研究结论如下:(1)在干旱生态系统中,18种植物均存在不同程度的水分亏缺。砾质荒漠生长的红砂比叶面积低至0.410 m2·kg-1,半固定沙垄生长的沙拐枣叶干物质量达到0.350 g·g-1。植物通过高的干物质量和低的比叶面积、叶片含水量和叶片肉质化程度来适应贫瘠环境、保持养分。在实践中可将这些指标相结合作为荒漠植物筛选的主要性状特征。(2)本研究18种植物叶片的N、K、Ca、Mg、Na元素平均含量分别为18.840g·kg-1、12.236 g·kg-1、15.367 g·kg-1、10.588 g·kg-1、48.599 g·kg-1,均高于全球陆生植物平均水平,说明荒漠植物通过高水平的养分含量贮存水分并能保证正常生理功能。(3)荒漠植物叶片N、P呈回收趋势,平均回收效率分别为15.704%、20.746%,回收潜力低于全球水平;由于干旱、高盐等环境因素对养分回收过程不同程度的抑制作用,导致K、Ca、Mg、Na在衰老叶片中累积。植物通过回收或累积的方式调节植物体内养分元素平衡,减少离子毒害作用。(4)比叶面积高的植物生长速率高,其叶片N、P、K回收效率也较高,易取得竞争优势;叶片厚度大、叶片含水量高的植物,其Ca、Mg回收效率高,以调节植物细胞水分平衡。荒漠植物衰老叶片中P、K、Mg含量比成熟叶片增长的快,随着成熟叶片养分含量的增加,其回收效率降低。(5)叶片养分回收效率随表层土壤(0—20 cm)速效磷含量增加而降低,而当20—40 cm土层速效氮含量高时,N、K、P回收效率增高。叶片养分回收效率易受速效养分含量影响,Ca元素回收效率受土壤理化性质影响显著。
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