适宜施氮量对粗齿冷水花根际微域土壤磷组分及磷酸酶活性的影响
生态型,1材料与方法,1供试材料,2试验设计与处理,3样品采集与制备,4测定项目及方法,5数据处理,2结果与分析,1高磷条件下适宜施氮量对粗齿冷水花生物量,磷含量和磷积累量的影响,2高磷条件下适宜施氮
张明华,李金星,戴文颖,李廷轩,叶代桦*(1 四川农业大学资源学院,四川成都 611130;2 四川省生态环境科学研究院,四川成都 610000;3 成都环境创新科技有限公司,四川成都 610000)
利用植物修复技术提取土壤过剩磷能有效防控磷流失,降低磷素非点源污染风险。然而,现有的磷富集植物普遍生物量小、磷积累量较低,对土壤过剩磷的提取能力有限[1]。研究表明,适宜施氮量能提高植物对磷的吸收积累能力,减少土壤对磷的固定[2–3]。施氮亦可显著提高狗牙草 (Cynodon dactylon)[1]、百喜草 (Paspalum natatum)[4]、水蓼 (Polygonum hydropiper)[5]等磷富集植物的生物量和磷含量,有效降低表层土壤过剩的磷。目前,关于施氮促进磷富集植物磷吸收积累能力的研究较多,但相关机理研究缺乏。
土壤磷组分可全面表征土壤磷素状况,磷组分之间的转化直接影响磷的有效性,根际土壤磷有效性高低对植物磷的吸收积累能力影响较大,H2OP和NaHCO3-P是植物有效性高的磷组分,NaOHP为中活性磷组分,而HCl-P和残渣态磷的植物有效性较低[6–7]。植物主要吸收利用土壤H2O-P和NaHCO3-Pi (Pi,无机磷),对其他磷组分的利用能力较弱[7]。水稻在生长发育中根际土壤H2O-P和NaHCO3-Pi均有明显的亏缺现象[8],油菜在生长后期根际土壤NaHCO3-Pi含量也明显降低[9]。施氮也能改变土壤磷的有效性,从而影响植物对磷的吸收效率[10–11]。土壤有机磷(Po)组分通常需矿化分解成有效性更高的磷组分才能被植物吸收利用。磷酸酶在土壤有机磷的矿化过程中扮演重要角色,其活性增加可促进土壤有机磷水解,为植物提供更多可利用性无机磷[12–14]。因此,研究植物根际土壤磷组分和土壤磷酸酶活性的变化,对明晰施氮促进磷富集植物提取土壤过剩磷具有重要意义。
前期研究发现,粗齿冷水花 (Pilea sinofasciata)具有良好的磷富集能力,且矿山生态型磷积累能力强于非矿山生态型;高磷800 mg/kg条件下,施氮140 mg/kg可显著提高矿山生态型粗齿冷水花磷积累量[15],为适宜施氮量。然而,适宜施氮处理下,粗齿冷水花根际土壤磷组分及磷酸酶活性的变化特征及其与磷富集的关系尚不清楚。基于此,本研究以磷富集植物粗齿冷水花为研究对象,采用多隔层根箱土培试验,探讨适宜施氮处理下两种生态型粗齿冷水花根际微域土壤磷组分和磷酸酶活性的变化,以期完善适宜施氮促进磷富集植物的富磷机理,为后期合理利用粗齿冷水花提取土壤过剩磷提供理论依据 ......
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