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异质性供氮环境下杉木、马尾松、木荷氮素吸收偏好及其根系觅氮策略

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[目的]林木可吸收利用土壤中的NH4+-N和NO3--N存在很大的空间异质性,不同树种具有不同的N素吸收偏好和根系觅N策略.研究亚热带主要针叶树种杉木、马尾松和阔叶树种木荷的N素吸收偏好及异质N环境中的根系形态特征和苗木生长,为揭示3个树种的N素营养性状遗传特性提供参考,对营造针阔混交林、提高林地N素利用效率和生产力具有重要理论价值.[方法]以杉木、马尾松和木荷幼苗为研究对象,采用自主研发的异质养分环境根箱培养系统,构建不同N素形态(NH4+-N和NO3-N)和浓度配比的4个供N处理(NH4+∶NO3-为10∶0和0∶10的高异质性、8∶2和2∶8的中异质性、6∶4和4∶6的低异质性、5∶5和5∶5的同质性),分析3个树种根系生长与形态特征、苗木生长和生物量.[结果]1)异质性供N处理下,杉木在NO3-N斑块中的根长、根表面积和根生物量均显著大于NH4+-N斑块中的值,而马尾松和木荷则是NH4+-N斑块中的值大于NO3--N斑块中的值;杉木根系平均直径NO3--N斑块中的小于NH4+-N斑块中的值,而马尾松和木荷根系平均直径为NO3--N大于NH4+-N斑块中的值,3个树种根系特征参数在同质供N处理下的2个斑块间无显著差异.总根长、根表而积和根生物量均表现为:同质＜低异质＜中异质＜高异质,高异质性供N处理下根系生物量比其他3个处理分别高7.96％～20.15％、3.47％～19.07％、4.49％～ 9.08％.2)3个树种苗高、地径、总生物量表现为:低异质＞同质＞中异质＞高异质,生物量在低异质性供N处理下比其他3个处理分别高5.40％～33.67％、7.61％ ～31.24％和11.32％ ～36.61％,根冠比在高异质供N处理下相比同质供N处理下的提高58.47％ ～92.68％.[结论]在同质供N的理想环境中,杉木、马尾松和木荷的根系生长无显著的N素吸收偏好性.但在NO3-N和NH4+-N的异质性供N环境下,杉木偏向于在NO3-N的斑块中生长更多更细长的根系,而马尾松和木荷则偏向于在NH4+-N斑块中生长更多更细长的根系.3个树种根长、表面积和生物量随着异质供N性的程度提高而增大,但根系平均直径越小,且N异质性程度越大越不利于苗木生长和生物量的累积.
Nitrogen Uptake Preference of Cunninghamia lanceolata, Pinus massoniana, and Schima superba under Heterogeneous Nitrogen Supply Environment and their Root Foraging Strategies

闫小莉、胡文佳、马远帆、霍昱帆、王拓、马祥庆

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福建农林大学林学院 福州 350002

东北师范大学 长春130042

根系形态 氮素吸收偏好 觅氮策略 杉木 马尾松 木荷

国家自然科学基金

31700557

2020

林业科学
中国林学会

林业科学

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子：1.272
ISSN：1001-7488
年,卷(期)：2020.56(2)
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