養分回收是植物重要的養分保持策略,對環境變化較為敏感。陸地生態系統中的植物生長和生產力形成普遍受到氮、磷元素可利用性的限制。隨著工業化進程和農業施肥的增加,陸地生態系統接收的大氣氮沉降急劇增加。此外,隨著沙塵天氣的增加,我國一些地區的生態系統接收了來自沙塵中的磷沉降。我們對于氮磷可利用性增加對草地植物養分影響的交互作用尚不清楚。
基于此,沈陽生態所呂曉濤博士等利用在錫林郭勒草原建立的氮磷添加長期控制實驗平臺,研究了氮磷單獨和共同添加對典型草原兩種優勢植物——羊草和大針茅養分回收狀況的影響。研究發現:氮素添加提高了羊草和大針茅兩種優勢植物成熟和枯萎葉片中的氮素含量,降低了葉片枯萎過程中氮素和磷素的回收效率。氮素添加對于植物葉片磷含量的影響則因物種而異。磷素添加對于植物葉片的任何養分指標均無顯著影響。對于整個實驗平臺而言,植物成熟葉片中的氮磷含量無相關關系,但是經過植物枯萎過程中養分回收的發生,枯萎葉片中的氮磷含量緊密耦聯在一起。這些結果說明,草地生態系統中植物對于氮素可利用性的變化更為敏感。更為重要的是,該研究揭示了植物養分回收是植物在養分富集情況下調節體內氮磷元素耦合的重要機制。
以上研究結果發表在Plant and Soil雜志。
Xiao-Tao L *, Sasha Reed, Qiang Yu, Xingguo Han. 2016. Nutrient resorption helps drive intra-specific coupling of foliar nitrogen and phosphorus under nutrient-enriched conditions. Plant and Soil, 398:111-120.