發(fā)布時間：2021-08-20 15:20

　　為了描述植物響應(yīng)養(yǎng)分異質(zhì)性的普遍規(guī)律,解析造成不同研究間的結(jié)論存在差異可能原因,本研究收集了55篇已發(fā)表的文章進行薈萃分析（meta-analysis）,用以評估植物功能群分類、馴化水平和研究周期對7個有關(guān)植物地上部分和根系生長變量（地上部生物量、根系生物量、根冠比、地上部氮累積量、地上部磷累積量、根長密度和根系覓食精度）響應(yīng)養(yǎng)分異質(zhì)性環(huán)境的影響。分析結(jié)果表明,除了根冠比,養(yǎng)分異質(zhì)性分布對其他6個植物響應(yīng)變量均有正效應(yīng)。根系形態(tài)的改變比率（26.5%～44.1%）顯著高于植物生物量分配（7.3%～13.8%）和地上部養(yǎng)分含量（14.8%～18.0%）。非豆科類雙子葉植物和禾本科植物相比,養(yǎng)分異質(zhì)性分布對豆科根系形態(tài)的改變比率顯著高于禾本科植物,而對植物生物量分配和地上部養(yǎng)分含量沒有顯著的影響。農(nóng)作物與野生植物的生物量和養(yǎng)分累積量對養(yǎng)分異質(zhì)性的響應(yīng)程度相同,但農(nóng)作物具有更高的根系覓食精度。養(yǎng)分異質(zhì)性分布對植物生長響應(yīng)的正效應(yīng)表現(xiàn)出隨研究周期的延長而呈下降的趨勢。 

【文章來源】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2020,54(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

植物功能群，馴化水平和研究周期對地上部(a)和根系生物量(b)以及根冠比(c)響應(yīng)養(yǎng)分異質(zhì)性環(huán)境的效應(yīng)值及9 5%置信區(qū)間(水平橫線)的影響

圖1 植物功能群，馴化水平和研究周期對地上部(a)和根系生物量(b)以及根冠比(c)響應(yīng)養(yǎng)分異質(zhì)性環(huán)境的效應(yīng)值及9 5%置信區(qū)間(水平橫線)的影響3 討論

一般來說,根系在養(yǎng)分斑塊區(qū)增殖,以獲取更多的養(yǎng)分,進而促進植物地上部的生長[3]。本研究結(jié)果顯示,養(yǎng)分斑塊能夠顯著促進禾本科與非固氮雙子葉植物地上部生物量,豆類植物地上部生長和養(yǎng)分的累積對異質(zhì)性養(yǎng)分分布的響應(yīng)并不顯著。雖然豆科植物能夠針對養(yǎng)分斑塊區(qū)的局部信號做出反應(yīng),如增加根系生物量和根長密度,但這些響應(yīng)并沒有促進豆科植物地上部生物量和氮磷累積量,這可能與豆類植物比其他植物更加依賴于根系生理(如通過根瘤固氮,通過分泌較高的根際有機酸陰離子活化磷),而非根系形態(tài)性狀(如根長)從土壤中獲取養(yǎng)分有關(guān)[41],因而根系生物量的增加可能并不能直接促進豆科植物地上的生長及養(yǎng)分的累積[20]。根系在局部的增生是植物對局部養(yǎng)分信號一種相對獨立的響應(yīng),并不完全受到地上部生長的調(diào)控[37]。這種響應(yīng)機制使得植物即使在不缺乏養(yǎng)分的情況下,依然可以通過增加根系生長占據(jù)養(yǎng)分斑塊,避免其他競爭植物對養(yǎng)分的耗竭,這是植物適應(yīng)養(yǎng)分異質(zhì)性環(huán)境的生態(tài)策略。而對于禾本科和非固氮植物來說,根系在養(yǎng)分斑塊的增生是植物獲取養(yǎng)分的最重要的途徑,能夠提高養(yǎng)分利用效率,促進地上部的生長[7]。因此,從植物資源獲取策略的差異性方面考慮,豆科植物地上部對養(yǎng)分空間異質(zhì)性分布的響應(yīng)可能并不像其他物種那樣敏感。本研究中,養(yǎng)分異質(zhì)性分布能顯著提高雙子葉植物和豆科植物的根系生物量。而禾本科植物雖然在養(yǎng)分斑塊區(qū)的根長密度增加幅度很高,但其根系生物量并沒有受到養(yǎng)分異質(zhì)性的影響。這說明禾本科植物在不提高根系生物量和根冠比的情況下可以較好地利用養(yǎng)分斑塊。這是因為須根系的禾本科植物比雙子葉植物有著相對較高的根質(zhì)量分數(shù)和較小的根系直徑[42]。同時,其較細的根系擁有較高的養(yǎng)分吸收速率和比根長,這些特質(zhì)使細根在高效挖掘利用養(yǎng)分斑塊內(nèi)部養(yǎng)分以促進地上部生長扮演了非常重要的角色[31,33,43]。有研究發(fā)現(xiàn)大麥根系在養(yǎng)分斑塊區(qū)增生的同時伴隨著降低根系在非斑塊區(qū)的生長[44],這意味著根系較細的禾本科植物對養(yǎng)分異質(zhì)性響應(yīng)可能具有更強的靈活性,能夠有選擇將根系投入到適合生長的環(huán)境中去,從而減少根系的整體投入。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]土壤養(yǎng)分空間異質(zhì)性與根系覓食作用:從個體到群落[J]. 李洪波,薛慕瑤,林雅茹,申建波.  植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報. 2013(04)



本文編號：3353739