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施肥对日本落叶松细根形态特征及养分含量的影响

于立忠  
【摘要】:细根(周转)是地下生态过程核心,影响森林生态系统生产力的形成。根系生长具有可塑性,细根形态可随外界环境条件改变而变化,同时细根形态变化直接影响养分和水分的吸收利用效率。因此研究养分变化对细根形态指标的影响,能够深入了解各级根序细根形态特征与养分供给之间的关系,有利于从结构上阐述施肥对细根生产、周转、寿命的影响,对于正确认识细根的生理生态功能具有重要意义,有助于科学指导生产实践以提高森林生态系统生产力。 本研究以辽宁东部山区重要用材树种日本落叶松(Larix kaempferi)人工林为研究对象,通过对施肥一年后的细根形态指标分析,探讨施N、P、N+P肥对不同根序细根形态特征指标(生物量、直径、长度、比根长、根长密度、表面积、比表面积、体积、组织密度)的影响,以及不同根序养分(C、N、P、非结构性碳水化合物TNC及C/N、C/P、N/P)变化规律。主要结果如下: (1)细根生物量主要分布于土壤表层(0-10cm)(65~73%),施肥对细根生物量影响不同。施N肥显著降低细根总生物量及各级根序细根生物量,而施P、N+P肥则增加细根总生物量;相关分析表明土壤全N含量及有效N含量与总细根生物量密切相关,而P与细根总生物量的相关性较小。 (2)一级根平均直径(0.29~0.32mm)和平均根长(4.5~6.2mm)最小,五级根平均直径(1.04~1.33mm)和平均根长(70.5~104.4mm)最大;随根序增加细根平均直径和平均根长显著增加;施肥对平均直径、平均根长的影响主要体现在表层一、二级根,对高级根及亚表层各级根序影响均不显著。其中施N肥显著降低了表层一、二级根平均直径,施N、N+P肥显著降低表层一级根平均根长。 (3)表层(0-10cm)各级根序细根根长密度显著高于亚表层,而比根长在不同土壤层次间差异不显著。一级根比根长(49.11~60.39m·g~(-1))和根长密度(表层:6041.20~7753.24m·m~(-3);亚表层:1896.05~3136.88m·m~(-3))最大,五级根的比根长(2.91~4.95m·g~(-1))和根长密度(表层:190.75~373.42m.m~(-3);亚表层:125.00~138.29m·m~(-3))最小,随根序增加根长密度和比根长均显著下降;在各级根序中一级根的总根长最长,占所有五级根序总长度的51~57%,一、二、三级根的总根长占所有五级根序细根总根长的88~94%;除施N肥显著增加表层一级根的比根长外,施肥对各级根序细根比根长、根长密度、累积根长及细根总根长分布规律的影响均不显著。 (4)表层细根数量明显高于亚表层,为亚表层的1.5~3.9倍,施肥降低了表层与亚表层同级根序细根数量比;表层一级根数量最多(11.73×10~5~13.35×10~5n·m~(-2)),五级根数量最少(1937~7229n·m~(-2)),随根序增加细根数量显著减少,一、二级根数量之和占前五级根数量总计的95%以上;施肥对不同根序细根数量及其分布规律的影响没有差别。


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