刺萼龙葵(Solanum rostratum Dunal.)是科尔沁沙地危害最为严重的入侵杂草之一,近年来在当地快速传播蔓延,严重威胁当地农牧业安全,有研究表明,随着全球气候变化和陆地生态系统氮沉降的加剧,促使了许多入侵植物扩散,但氮沉降背景下刺萼龙葵的生长和生理特性尚不清楚。为探究入侵植物刺萼龙葵在模拟氮沉降作用下的表型特征和生理特性,本试验设置2种氮沉降形态(铵态氮((NH4)2SO4),记为A;硝态氮(NaNO3),记为B)和4种氮沉降水平(0、4、8、10g·(m2·a)-1,记为1、2、3、4),测定刺萼龙葵各生育时期表型特征和生理特性的变化,结果表明: 1.刺萼龙葵苗期的株高不受氮沉降影响;所有氮沉降处理均降低了刺萼龙葵苗期的主根粗和主茎粗,且主根粗在A4B1水平最小,为0.74mm;主茎粗在A4B2水平最小,为1.04mm;所有氮沉降处理均增大了刺萼龙葵苗期的比叶面积,且A3B2水平最大,为23748.41mm2·g-1。硝态氮处理的A3B1水平促进了刺萼龙葵苗期的生物量积累和分配,而二者交互作用的A4B4水平会减小刺萼龙葵苗期的生物量积累和分配。A4B4水平下刺萼龙葵苗期形态指标、生物量和生物量分配指标PPI(表型可塑性指数)均较大,硝态氮处理的A1B3提高了刺萼龙葵苗期抗氧化酶和氮代谢酶活性PPI,具有较强的表型可塑性。A2B4水平提高了刺萼龙葵苗期抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和氮代谢酶活性,降低了MDA(丙二醛)含量,增强了刺萼龙葵苗期抗胁迫的能力。 2.所有氮处理均提高了刺萼龙葵盛花期株高、主根粗和主茎粗,二者交互作用的A3B2水平下刺萼龙葵盛花期比叶面积最大,为2372.98mm2·g-1。A2B3水平下刺萼龙葵盛花期生物量积累和分配较多,生长发育良好,有利于其扩散蔓延。在不同氮处理下刺萼龙葵盛花期PPI表现出不同的变化,二者交互作用的A2B3水平下刺萼龙葵盛花期形态指标PPI和铵态氮处理的A2B1水平下生物量指标和生物量分配指标PPI均较大,A3B2水平下刺萼龙葵盛花期抗氧化酶活性PPI较大,MDA含量PPI较小,A2B2水平下刺萼龙葵盛花期渗透调节物质含量和氮代谢酶活性均较大。A4B2和A4B3水平增强了刺萼龙葵盛花期抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和氮代谢酶活性,且MDA含量较低,使刺萼龙葵能不断适应环境变化以保持其生存能力和入侵性。 3.所有氮处理均使刺萼龙葵果实成熟期的株高、主根粗和主茎粗增大,株高在A2B2水平、主根粗和主茎粗在A2B4水平最大,分别为57.53cm、7.74mm、7.41mm,A4B4水平下刺萼龙葵果实成熟期比叶面积最大,为2086.20mm2·g-1,A4B4水平也有利于刺萼龙葵果实成熟期生物量的积累和分配,刺萼龙葵果实成熟期在养分丰富的环境中,促进了其养分吸收能力,从而增强自身的竞争能力。硝态氮处理的A1B3水平增大了刺萼龙葵果实成熟期形态指标PPI,二者交互作用的A2B2水平下刺萼龙葵果实成熟期生物量和生物量分配指标PPI较大,A4B4水平下刺萼龙葵果实成熟期抗氧化酶和氮代谢酶活性PPI均较大,A3B3水平增大了刺萼龙葵果实成熟期渗透调节物质含量PPI。铵态氮处理的A3B1水平下刺萼龙葵果实成熟期抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和氮代谢酶活性有不同程度的提高作用,提高了保护酶的活性,进一步提高其抗逆性。