Page 92 - 《广西植物》2023年第12期
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2 2 5 8 广 西 植 物 43 卷
配及氮在植物体内运输途径等方面都存在差异 科 123 属 高 等 植 物ꎬ 共 208 种ꎮ 其 中ꎬ 以 藜 科
(叶晶等ꎬ2015ꎻ孙丹宇ꎬ2019)ꎮ 关于豆科植物氮 ( Chenopodiaceae ) ( 24 属 53 种 )、 十 字 花 科
素吸收利用及氮素分配的研究大多集中于农业生 (Brassicaceae)(16 属 22 种)、菊科(Asteraceae) (15
态系 统 和 森 林 生 态 系 统 ( 安 慧ꎬ 2008ꎻ 刘 焕 鲜ꎬ 属 20 种)、豆科 ( Fabeceae) ( 8 属 18 种)、 禾本科
2013)ꎬ但有关荒漠区豆科植物对不同形态氮吸 (Poaceae)(12 属 13 种)、蓼科(Polygonaceae) (3 属
收、分配的研究偏少ꎮ 11 种)、蒺藜科(Zygophyllaceae) (4 属 8 种) 和柽柳
Zhuang 等(2020)研究发现ꎬ在古尔班通古特沙 科(Tamaricaceae)(2 属 8 种) 最为丰富ꎬ共含 84 属
漠中ꎬ不同生活型的非豆科草本植物对不同形态氮 153 种ꎬ分别约占沙漠植物总属数的 68%和总种数
素的利用具有偏好性ꎬ这种偏好性在客观上减少了 的 74%(张立运和陈昌笃ꎬ 2002)ꎮ 古尔班通古特沙
植物之间 资 源 利 用 的 竞 争 性ꎮ 庄 伟 伟 和 侯 宝 林 漠中的 18 种豆科植物对沙地土壤系统养分的稳定
(2021)研究发现ꎬ在古尔班通古特沙漠生态系统 和平衡具有重要的生态价值ꎮ
中ꎬ4 种短命生活型非豆科草本植物对氮素的吸收 本研究依托课题组与中国科学院新疆生态与
能力存在差异和多元化的特点ꎬ并且均可吸收土壤 地理研究所在古尔班通古特沙漠南缘建立的准噶
中的可溶性的有机态氮源ꎮ 在氮素匮乏的古尔班 尔荒漠生态系统长期监测样地(86°13′ E、44°40′
通古特沙漠典型温带荒漠生态系统中ꎬ豆科植物各 N)ꎬ样地中具有完善的长期气象和土壤理化性质
器官对不同形态氮素是否具有吸收和分配特征ꎮ 检测体系ꎮ 2021 年 4 月ꎬ选择植被覆盖较均一且
我们提出假设:该区豆科植物各器官对不同形态氮 地势平坦区ꎬ分别设定 4 个 10 m × 10 m 的大样
素具有不同的氮素吸收和分配特征ꎬ并对不同氮源 方ꎬ每个大样方相隔 60 m 以上ꎬ相当于 4 个重复ꎮ
有偏好吸收性ꎮ 因此ꎬ本研究选择这一典型的温带 表 1 为 5 月份实验期间样地土壤的养分状况ꎮ
荒漠作为实验区ꎬ以两种常见豆科植物弯花黄芪
(Astragalus flexus)和镰荚黄芪(A. arpilobus) 作为研 表 1 古尔班通古特沙漠样地土壤的养分状况
究对象ꎬ通过 N 同位素示踪技术研究不同形态氮 (n = 4ꎬ 平均值±标准差)
15
素对不同生活型豆科植物氮素吸收和利用的策略ꎬ Table 1 Sample area soil nutrient status of
以期为豆科植物的氮素吸收偏好性提供理论基础ꎬ Gurbantunggut Desert (n = 4ꎬ x±s)
加深对荒漠生态系统氮素循环的认识、维持氮素平 土壤深度
衡ꎬ为新疆干旱、半干旱区域豆科植物氮素利用和 土壤组成成分含量 Soil depth (cm)
Soil composition content
0 ~ 5 5~ 15
可持续发展提供依据ꎮ
土壤有机碳 0.543±0.076a 0.432±0.029b
1 材料与方法 Soil organic C (gkg )
 ̄1
总氮 0.172±0.031a 0.074±0.025b
 ̄1
Total nitrogen (gkg )
1.1 研究区域与样地概况 铵态氮 12.533±0.964a 9.287 0.878b
 ̄1
Ammonia nitrogen (μgg )
研究区位于欧亚大陆腹地(84°31′—90°00′ E、
硝态氮 25.387±1.589a 20.086±0.457b
44°11′—46°20′ Nꎬ海拔 300 ~ 600 m)ꎬ其面积约为 Nitrate nitrogen (μgg )
 ̄1
4.88×10 km ꎬ是我国最大的固定半固定沙漠ꎮ 年 有机氮 15.667±0.635a 11.286±1.285b
4
2
 ̄1
Organic N (μgg )
均降水量 79 mmꎬ其春季降水量较高ꎬ占全年降水量
注: 同行不同小写字母表示土层间存在显著性差异 ( P <
的 47.6%ꎮ 年均气温 7.3 ℃ꎬ年蒸发量达 2 607 mm
0.05)ꎮ
(周宏飞ꎬ2010)ꎮ 降水集中在 4 月和 7 月之间ꎬ其
Note: Different lowercase letters indicate significant differences
他月份的降水量少ꎬ冬季使沙漠表面通常覆盖 20 between the two layers (P<0.05).
cm 厚的雪ꎬ这种降水-温度-时间模式使草本植物
在春夏繁茂(Wang et al.ꎬ 2006)ꎮ 试验区ꎬ0 ~15 cm 1.2 植物的选择
土层土壤的 pH 值范围为 8.31±0.04(依里帆艾克 在选定的大样方内ꎬ选取弯花黄芪和镰荚黄
拜尔江等ꎬ2022)ꎻ0 ~ 20 cm 土层土壤自然含水率为 芪单一植物群落ꎬ每种植物设好 32 个 50 cm × 50
3  ̄3
0.061(cm cm )(董义阳等ꎬ2017)ꎮ 该沙漠有 30 cm 的小样方ꎬ共取 64 株植物ꎮ 按 2 个土壤深度、4