首页 理论教育不同植物器官中营养元素分布与生物量分配相关性的研究成果

不同植物器官中营养元素分布与生物量分配相关性的研究成果

【摘要】:可见,随着干旱加剧,植物器官中营养元素含量的分布具有明显的分化格局。本研究结果与此相符,4 种植物不同器官N 含量和P 含量都存在显著的正相关关系,但N 与N ∶P之间的相关性存在不一致,可能与物种间差异有关。物种间不同在于干旱胁迫降低了甘草、牛枝子和短花针茅的P 含量,提高了蒙古冰草的P含量。

植物叶片的营养元素特征会对植物生物量的分配产生影响(Müller et al.,2000;肖遥等,2014),研究认为,低的叶片N 含量会使植物的根冠比增大,影响地上生物量的积累(Hermans et al.,2006;Grechi et al.,2007),而高的叶片N 含量能够促进光合作用,增加光合产物积累,降低R/S,会使分配到地上生物量的比例增加(Andrews et al.,2006;Hikosaka and Osone,2009)。植物的营养元素与生理代谢活动紧密相关(Rivas-Ubach et al.,2012),张雪妮等(2018)研究认为,随着土壤水盐含量降低,荒漠植物会表现出光捕捉元素(C、N、P)与代谢维持元素(K、Ca、Na、Mg)之间权衡加剧的资源策略,也就是说植物会选择保持光合生产还是维持生长代谢来增强抗逆性。

本研究中,4 种植物的AGB、BGB 及R/S 与叶片和根部的N、P、K 含量具有显著相关关系,其中甘草的AGB、BGB 与叶片和根部的N含量均具有显著负相关关系,说明甘草器官生物量的分配与N 含量形成负反馈,干旱胁迫增大了甘草的R/S,降低了根的N 含量,增强了抗旱能力,减少了AGB,但叶N 含量增加,能够保持一定的光合生产,这一结果表明甘草面对干旱胁迫时既能保持一定的光合生产还能维持生长代谢来增强抗旱性。牛枝子的AGB 与叶N 含量显著正相关,BGB与叶N 含量显著负相关,R/S 与叶N 含量显著负相关,与根N 含量显著正相关,说明牛枝子不同胁迫期通过调节根和叶的N 含量,促进地上光合生产,同时增加R/S 促进根系生长以利于对水分和养分的吸收来维持正常的生理代谢,这是一种倾向于通过维持生理代谢而保持光合活性的资源利用策略。短花针茅的地上、地下生物量与叶N 含量显著负相关,表明短花针茅应对干旱胁迫时主要通过叶片高N 含量促进光合作用,增加地上生物量的积累,是一种倾向于保持光合生产的资源利用策略。而蒙古冰草地上、地下生物量与叶N 含量显著正相关,与根N 含量显著负相关,R/S 与根K 含量显著正相关,表明蒙古冰草在养分吸收与分配上存在一定的差异,可能蒙古冰草在干旱胁迫压力下以调整根部对水分和养分的吸收利用来维持代谢活性,同时增强光合活性保持一定的光合生产,这也是一种兼顾型的资源利用方式。可见,随着干旱加剧,植物器官中营养元素含量的分布具有明显的分化格局。(www.chuimin.cn)

植物成熟叶中P 含量一般会随N 含量的增加而增加,且N 含量和P含量有显著的正相关性(杨惠敏等,2011)。本研究结果与此相符,4 种植物不同器官N 含量和P 含量都存在显著的正相关关系,但N 与N ∶P之间的相关性存在不一致,可能与物种间差异有关。物种间不同在于干旱胁迫降低了甘草、牛枝子和短花针茅的P 含量,提高了蒙古冰草的P含量。牛枝子、短花针茅和蒙古冰草的K 含量与生物量及N、P 含量存在一定的相关关系,表明K 元素在植物耐受干旱胁迫中发挥了重要作用,可能通过含量变化而调节对养分和水分的吸收与利用,从而增加植物的耐旱性或水分吸收能力。