氮沉降和生物炭添加对毛竹生理特性的影响

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为探讨氮沉降和生物炭添加对不同年龄毛竹叶片生理特征的影响,本文研究了4个氮沉降水平(0 kg·hm-2·a-1,N0;30 kg·hm-2·a-1,N30;60 kg·hm-2·a-1,N60;90kg·hm-2·a-1,N90)和3种不同强度(0 t·hm-2,BC0;20 t·hm-2,BC20;40 t·hm-2,BC40)生物炭处理对不同年龄毛竹光合特性和生态化学计量特征的影响。主要研究结果:(1)氮沉降显著增加了1龄、2龄、3龄和5龄毛竹叶片的最大净光合速率(Pmax)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),显著降低了1龄、3龄和5龄毛竹的叶片实际量子产量Y(Ⅱ)以及2龄竹新叶的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)和Y(Ⅱ),对各个年龄毛竹叶片的叶绿素相对含量(SPAD)无显著影响。但是,氮沉降显著增加了1龄、3龄和5龄毛竹的叶片氮(N)含量以及1龄竹的叶片磷(P)含量;随着氮沉降强度的增加,1龄、3龄和5龄毛竹的叶片碳(C)含量和可溶性蛋白含量、3龄和5龄竹的叶片N、P含量以及1龄竹的C:N、N:P和C:P均呈现出先增加后降低的趋势,而且同时在低氮(N30)处理下显著增加并且达到最大值。(2)生物炭添加显著促进了2龄竹新老叶的Pmax,同时提高了新叶的Tr及老叶的Fv/F0、Fv/Fm和Y(Ⅱ),显著降低了老叶的Ci,而对新老叶的Gs和叶绿素含量影响不显著。(3)氮沉降与生物炭添加的复合作用除对2龄竹老叶Gs的影响不显著外,对其他光合和荧光叶绿素参数的影响均达到极显著水平。与不添加生物炭相比(BC0),N30处理下添加生物炭的老叶Pmax显著降低,N60和N90处理下添加生物炭的老叶及N30和N90处理下添加生物炭的新叶Pmax显著增加;N30处理下施加BC20生物炭的老叶及中氮(N60)处理下施加BC20生物炭的新老叶叶绿素含量均显著降低;N60处理下添加生物炭,2龄竹新老叶的Fv/Fm,Fv/F0和Y(Ⅱ)均显著增加,而N90处理下添加生物炭,毛竹新老叶的Fv/Fm、Fv/F0和qN均显著降低。(4)与1龄竹相比,3龄竹和5龄竹叶片的Pmax、Gs、Tr、非光化学淬灭系数(qN)、N和P含量显著降低,而3龄竹和5龄竹叶片的叶绿素含量、叶片N:P和C:P显著增加。由此认为,氮沉降促进了毛竹的光合速率,但是长期高浓度的氮沉降会对毛竹的光系统Ⅱ产生一定伤害,而氮沉降背景下添加生物炭有利于毛竹叶片的光合固碳能力。因此,大气氮沉降背景下,添加生物炭有利于提高毛竹生产力。
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