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生理整合提高了毛竹氮素利用率——同位素(15N)评估

2024-08-30
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我院竹类研究所赵建诚博士作为第一作者和第一通讯作者,国际竹藤中心蔡春菊研究员作为共同通讯作者,在TOP期刊一区《Forest Ecology and Management》发表“Physiological integration improves nitrogen use efficiency of moso bamboo: An isotopic (15N) assessment”(生理整合提高了毛竹氮素利用率:同位素(15N)评估)论文。

研究背景

毛竹是典型的克隆植物,各年龄竹株通过地下鞭根系统相互连接,存在生理整合作用。在生产实践中,毛竹林基本采用全林施肥,重点施肥对象不明确,且氮肥施用量大,利用率却很低,肥料浪费、环境恶化等问题严重。前期研究发现,I度竹对氮素的竞争能力较强,其氮素利用率也高于II度和III度竹,但I度竹所吸收的氮素是否包含了通过生理整合作用从II度或III度竹转移来的部分尚不清楚,毛竹氮素生理整合特征及其对氮素利用率的影响尚不明确。

研究方法

该论文针对毛竹林氮肥施用量大、利用率低等问题,围绕化肥减量提效研究方向,采用15N同位素示踪技术,在同质和异质氮素环境下,设置连接和切断处理,追踪15N在母竹和子竹克隆系统间的吸收、转移和分配规律,研究母竹和子竹间的氮素生理整合特征及其对氮素利用率的影响。

研究结果

(1)在同质和异质环境中,均能检测到15N在毛竹克隆分株间的转移,且15N在相连分株间的转移是双向的。

注:红色和蓝色箭头分别指示当将15N-尿素施用到母竹和子竹时的15N移动方向。从上到下的数值(%)分别表示叶、秆和鞭中的15N分配比例。

(2)在同质环境中,生理整合强度相对较低,且毛竹相连分株是自私的。在异质环境中,需求驱动的源-库关系决定了毛竹相连分株间的15N转移,且施肥分株是自私的。

(3)连接处理母竹和子竹克隆系统的氮素利用率显著高于切断处理,生理整合显著提高了毛竹林的氮素利用率。同时,异质环境中的氮素利用率显著高于同质环境中的。


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