摘要：采用两因素随机区组设计,设置了5个水分梯度,即40%(W_1)、50%(W_2)、60%(W_3)、80%(W_4)、100%(W_5)的土壤田间持水量(FC)和3个施氮梯度,即模拟氮沉降施加0(对照,N_0)、20(N_1)、40(N_2)g N m^(-2)a^(-1)的硝酸铵,研究了水-氮耦合效应对川西亚高山主要阔叶树种红桦(Betula albosinensis)幼苗根系生理活性的影响及根系在土壤水、氮胁迫下的生理调控机制。结果表明:1)随土壤含水量降低,根系活力和根系呼吸速率显著降低,膜脂过氧化产物(丙二醛)、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖)含量及抗氧化物酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶)活性显著升高。2)水-氮耦合效应对红桦幼苗根系生理特征影响显著:施氮(N_1和N_2)在土壤水分良好(W_4和W_5)时使根系活力和根系呼吸速率显著升高,而在土壤水分不足(W_1和W_2)时显著降低了根系活力和根系呼吸速率;且在水分不足时,施氮浓度越大根系活力、MDA含量、脯氨酸及可溶性蛋白质含量变化越显著;在W_3条件下,只有N_1对根系生理功能促进作用显著。3)根系活力和根系呼吸速率与丙二醛含量呈显著负相关性。因此,一定范围内的氮沉降在土壤水分状况良好时对植物根系生理特征具有显著正效应,而在土壤水分不足时则使根系细胞膜系统受损,抑制根系生理活性,但根系可通过增加渗透调节物质含量和增强抗氧化物酶活性来抵御一定范围的环境胁迫。

摘要：在全球大气氮沉降日益加剧的背景下,研究川西亚高山地区主要阔叶树种红桦(Betual albo-sinensis)幼苗在不同水、氮供应下的形态变化和生理机制,以了解该区主要植被的生长特性,并可为森林生态系统的恢复重建提供一定的科学依据.采用两因素随机区组试验设计,设置5个水分梯度,即40%(W1)、50%(W2)、60%(W3)、80%(W4)、100%(W5)的土壤田间持水量(FC)和3个施氮梯度,即模拟氮沉降施加N 0(N0)、20(N1)、40(N2)g m-2 a-1的硝酸铵.结果显示:土壤水分和氮素及二者交互作用对生长和生理特征均具有显著(P<0.001)影响.表现为:1)幼苗生长(株高和基径)、叶片碳同化特征(最大净光合速率、叶绿素含量和叶片氮含量)及根系生理特征[呼吸速率、NH+4和NO-3净吸收速率及根系硝酸还原酶(NR)活性]均随土壤水分增加而增大,且在土壤水分为W4和W5时达到最大.根冠比的变化呈相反趋势.2)施氮在土壤水分不足(W1和W2)时除对基径、NO-3净吸收速率和NR活性无影响外,显著抑制了红桦株高及叶片和根系生理特征.而在水分充足(W4和W5)时,除N2在土壤水分W4时对叶片生理特征和根系呼吸速率无影响外,对红桦的生长和根系生理特征有显著的促进作用,且N1效果更显著.在W3时两种施氮浓度效果不同:N1对红桦的生长和相关生理特性具有促进作用而N2呈抑制作用(除对根系NH+4和NO-3净吸收速率及NR活性无影响外).根冠比变化呈相反趋势.3)根系离子(NH+4和NO-3)净吸收速率与根系呼吸速率和叶片氮含量呈极显著正相关.本研究表明,土壤水分和氮素供应对植物的影响存在显著的耦合效应,当土壤水分不足时施氮不利于红桦幼苗生长,而适量的施氮在水分充足时有利于生长.对于供试土壤以及本试验设置的水、氮梯度而言,土壤含水量为80%田间持水量,施加N 20 g m-2 a-1更适宜红桦幼苗生长.