朱松梅　趙京東　翟曉宇　黃富權(quán)　宋彥濤

摘 要：氮磷沉降是全球變化研究的熱點(diǎn)問題之一，該研究以內(nèi)蒙古自治區(qū)額爾古納市黑山頭鎮(zhèn)草甸草原優(yōu)勢(shì)種羊草為研究對(duì)象，分析不同濃度氮、磷添加對(duì)羊草葉片葉綠素含量的影響。結(jié)果表明：氮、磷添加當(dāng)年，氮添加對(duì)羊草葉片葉綠素含量有顯著影響，而磷肥和磷肥種類對(duì)羊草葉片葉綠素含量沒有顯著作用，氮肥和磷肥之間沒有顯著的交互作用。氮添加10 g/m2/年和磷添加8 g/m2/年的組合處理羊草的SPAD最高，過高的氮磷添加量則使羊草葉片的SPAD降低。

關(guān)鍵詞：磷添加 葉片性狀 羊草 氮沉降

中圖分類號(hào)：S543.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（b）-0145-02

氮沉降是全球變化的研究熱點(diǎn)之一，不同的氮沉降含量直接影響到土壤中氮素有效性。適量氮沉降能直接增加植物可有效利用氮素，增加葉面積，促進(jìn)光合作用，刺激進(jìn)植物快速生長(zhǎng)，生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力得以提高[1]。但當(dāng)?shù)两颠^高時(shí)，通常又會(huì)使土壤中的活性氮（如氨態(tài)氮和硝態(tài)氮）累積到有害程度，不利于植物生長(zhǎng)，降低多樣性，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)[2]。針對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)不同組織水平對(duì)氮添加的響應(yīng)規(guī)律和機(jī)制，已開展了很多研究，包括氮添加量和添加頻次的研究[3]。伴隨對(duì)氮沉降的研究，對(duì)磷沉降也逐漸受到關(guān)注，但對(duì)磷沉降研究的較少[4]，氮、磷都是植物生長(zhǎng)必須的元素，而且研究表明氮、磷同時(shí)添加對(duì)生態(tài)系統(tǒng)有強(qiáng)的正協(xié)同效應(yīng)[5]。

羊草是歐亞溫帶草原東緣的主要優(yōu)勢(shì)物種，適口性好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，是優(yōu)良的飼草。而葉片中葉綠素含量是反映植物光合作用能力的重要指標(biāo)之一[3]，由于其快捷方便的測(cè)量方式越來越受到科學(xué)家的重視[6]。該研究通過在內(nèi)蒙古自治區(qū)草甸草原區(qū)添加不同量的氮、磷實(shí)驗(yàn)，測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)種—羊草葉片葉綠素含量的變化，探討未來氮、磷沉降增加的條件下羊草光合能力的變化特征，為草地管理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究地點(diǎn)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)額爾古納市黑山頭鎮(zhèn)草甸草原，該區(qū)域?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫在-2.0 ℃～3.0 ℃，年降雨量為200～280 mm，主要集中在夏季，日照時(shí)間為2 500～3 000 h。地帶性植被為草甸草原，主要土壤類型為黑鈣土。

1.2 樣品采集與測(cè)量

實(shí)驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，小區(qū)面積9×9 m2，每2個(gè)小區(qū)間隔1 m過道。在5月份進(jìn)行氮磷添加處理，氮添加為尿素，濃度為0，10 g/m2/年，磷添加分別為磷酸二氫鉀和過磷酸鈣兩種磷肥，濃度為0、2、4、6、8、10 g/m2/年；8月份進(jìn)行測(cè)定，在每個(gè)小區(qū)1×1 m2范圍內(nèi)隨機(jī)選取3株健康的羊草葉片進(jìn)行測(cè)定，每株羊草測(cè)定其一片葉的上中下部位，計(jì)算平均值。葉綠素含量（SPAD）用SPAD502葉綠素測(cè)定儀（日本）測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

應(yīng)用Excel2013和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與三因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

氮添加處理對(duì)羊草葉片葉綠素含量有顯著影響（見表1）；磷添加和磷肥種類及其他們之間的交互作用，對(duì)羊草葉片的葉綠素含量均沒有顯著作用；氮添加與磷添加、氮添加與磷肥種類，及他們?nèi)咧g都沒有顯著的交互作用。

在未添加氮處理（N-）中，添加不同量磷酸二氫鉀和過磷酸鈣處理下羊草葉片SPAD沒有明顯的變化趨勢(shì)，但添加磷酸二氫鉀處理下羊草葉片SPAD值略高于過磷酸鈣處理；在添加氮處理中（N+），羊草葉片SPAD隨著磷酸二氫鉀和過磷酸鈣添加量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。在添加相同量磷肥處理中，無論磷酸二氫鉀還是過磷酸鈣處理，氮添加處理的羊草葉片SPAD高于未添加氮處理，且在6和8 g/m2/年的過磷酸鈣處理中，氮添加處理顯著高于未添加氮處理（見圖1）。

3 結(jié)語(yǔ)

由于人類活動(dòng)導(dǎo)致全球變化的加劇，大氣氮、磷沉降日益加劇，將會(huì)改變土壤中氮磷元素的含量和有效性，改變植物的生長(zhǎng)和其在群落中的地位，進(jìn)而改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。羊草作為歐亞草原帶東緣廣泛分布的物種，葉片葉綠素含量作為植物的重要功能性狀指標(biāo)可以較好地指示其對(duì)氮沉降的響應(yīng)，但對(duì)磷沉降不敏感?？赡苁俏覀儗?shí)驗(yàn)處理的時(shí)間較短，未來還需要更多年的觀測(cè)，從而揭示氮、磷添加對(duì)羊草性狀的重要影響。

參考文獻(xiàn)

[1] Reay，D.S.，F(xiàn).Dentener，P.Smith，J.Grace，and R.A. Feely.Global nitrogen deposition and carbon sinks[J].Nature Geoscience，2008（1）：430-437.

[2] Wei C.Z.，Q.Yu，E.Bai，X.Lü，Q.Li，J.Xia，P. Kardol，W.Liang，Z.Wang，X.Han.Nitrogen deposition weakens plant-microbe interactions in grassland ecosystems[J].Global Change Biology，2013（19）：3688-3697.

[3] 張?jiān)坪＃文铢i，張光明，等.氮沉降強(qiáng)度和頻率對(duì)羊草葉綠素含量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33（21）：6786-6794.

[4] 白雪，程軍回，鄭淑霞，等.典型草原建群種羊草對(duì)氮磷添加的生理生態(tài)響應(yīng)[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，38（2）：103-115.

[5] James J.Elser，Matthew E.S.Bracken，Elsa E.Cleland，et al. Global analysis of nitrogen and phosphorus limitation of primary producers in freshwater， marine and terrestrial ecosystems[J].Ecology Letters，2007，10（12）：1135-1142.

[6] 李輝，白丹，張卓，等.羊草葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2012，28（2）：27-30.