外源氮和硅添加对毛竹植硅体碳的影响.pdf
《外源氮和硅添加对毛竹植硅体碳的影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《外源氮和硅添加对毛竹植硅体碳的影响.pdf(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、外源氮和硅添加对毛竹植硅体碳的影响杨杰(福建省林业科学研究院国家林业和草原局南方山地用材林培育重点实验室/福建省森林培育与林产品加工利用重点实验室,福建福州350012)摘要:【目的目的】探明植硅体和植硅体碳的形成对外源氮和硅的响应,开展外源氮和硅添加对毛竹 Phyllostachys edulis 植硅体碳碳汇能力的影响研究,以期为竹林碳汇提供理论参考。【方法方法】通过氮 尿素:0(N0)、250(N1)、500(N2)mgkg1 和硅 硅酸钠:0(Si0)、75(Si1)、150(Si2)mgkg1 二因素三水平正交栽培试验,采集毛竹叶、枝、秆、篼和凋落物样品,分析不同处理不同器官植硅体碳
2、质量分数。【结果结果】随着硅添加量的增加毛竹不同器官及凋落物植硅体碳质量分数均呈上升趋势。不同处理叶、枝、秆、篼及凋落物植硅体碳质量分数分别为 3.154.68、2.103.47、0.301.18、1.092.15 和 3.214.63gkg1,均表现为 N2Si2处理植硅体碳质量分数最高,N0Si0处理的植硅体碳质量分数最低。差异显著性分析结果表明:毛竹秆的植硅体碳质量分数在 N0Si1和 N0Si0处理分别与 N2Si2处理间达显著差异(P0.05)。相关性分析结果表明:植硅体碳与硅质量分数之间及植硅体碳与植硅体质量分数之间呈极显著正相关(P0.01),决定系数(R2)分别为 0.4818
3、 和 0.4632。植硅体碳与碳质量分数之间存在极显著负相关(R2=0.3183,P0.01)。【结论结论】外源氮添加有助于毛竹对硅的吸收和有机物质的积累,外源硅添加有助于毛竹植硅体和植硅体碳质量分数的增加以及植硅体碳占碳比例的提高。图 1 表 9 参 36关键词:毛竹;硅;氮;植硅体碳中图分类号:S718.5文献标志码:A文章编号:2095-0756(2024)02-0369-10EffectofNandSiadditiononphytolith-occludedorganiccarboninPhyllostachys edulisYANGJie(The Key Laboratory of
4、Southern Mountain Timber Forest Cultivation for National Forestry and GrasslandAdministration/TheKeyLaboratoryofForestCultivationandForestProductsProcessingandUtilizationofFujianProvince,FujianAcademyofForestrySciences,Fuzhou350012,Fujian,China)Abstract:ObjectiveThisstudyaimstoinvestigatetheresponse
5、ofphytolithandphytolith-occludedorganiccarbon(PhytOC)formationtoexogenousnitrogen(N)andsilicon(Si),andstudytheeffectofexogenousNandSiadditiononPhytOCsequestrationcapacityofPh.edulis.MethodN-SitwofactorthreelevelorthogonalcultivationexperimentwasdesignedCO(NH2)2:0(N0),250(N1),500(N2)mgkg1,Na2SiO3:0(S
6、i0),75(Si1),150(Si2)mgkg1,andsamplesofleaves,branches,culm,culmstumpandlitterwerecollectedtoanalyzePhytOC content in different organs under different treatments.Result With the increase of Si addition,PhytOCcontentofdifferentorgansandlittershowedanupwardtrend.PhytOCcontentsindifferenttreatmentsoflea
7、ves,branches,culm,culmstump,andlitterwere3.154.68,2.103.47,0.301.18,1.092.15and3.214.63gkg1,respectively,andallshowedthehighestcontentofPhytOCinN2Si2treatmentCO(NH2)2:500mgkg1,Na2SiO3:150mgkg1,whilethelowestcontentofPhytOCinN0Si0treatmentCO(NH2)2:收稿日期:2023-09-07;修回日期:2023-11-29基金项目:福建省自然科学基金资助项目(202
8、0J01091)作者简介:杨杰(ORCID:0000-0002-0837-5451),工程师,从事森林土壤质量与环境研究。E-mail:浙江农林大学学报,2024,41(2):369378Journal of Zhejiang A&F Universitydoi:10.11833/j.issn.2095-0756.202304600 mgkg1,Na2SiO3:0 mgkg1.The results of the difference significance analysis showed that PhytOCcontentshowedsignificantdifferences(P0.0
9、5)betweenN0Si1,N0Si0andN2Si2treatmentsinculms.ThecorrelationanalysisresultsshowedthattherewasahighlysignificantpositivecorrelationbetweenPhytOCandSi(R2=0.4818,P0.01),aswellasbetweenPhytOCandphytolith(R2=0.4632,P0.01).TherewasahighlysignificantnegativecorrelationbetweenPhytOCandC(R2=0.3183,P0.01).Con
10、clusionExogenousNadditioncontributestotheabsorptionofSiandtheaccumulationoforganicmatterinPh.edulis,whileSiadditionhelpstoincreasethecontentofphytolithandPhytOC,aswellastheproportionofPhytOCtoC.Ch,1fig.9tab.36ref.Key words:Phyllostachys edulis;silicon;nitrogen;PhytOC绿色植物通过光合作用固定二氧化碳(CO2)并转变成有机物质的过程被
11、称为植物碳汇12,是降低大气中 CO2浓度最主要的途径。但受到植物呼吸消耗、微生物分解和环境条件变化的影响,绝大部分被固定的碳都无法长期稳定存在1。植硅体(phytolith)是植物在生长过程中,通过根系吸收的无定型硅酸Si(OH)4 经维管束输送后在植物细胞内腔或细胞间隙中形成的硅包碳化合物,几乎存在于所有植物体中,在竹亚科 Bambusoideae 植物中植硅体尤其丰富34。植硅体碳是在植硅体形成过程中被封存于植硅体内的有机碳5,随植物体死亡分解进入土壤后,可以稳定存在数千年甚至上万年之久67,成为陆地土壤长期碳封存的重要机制之一。这种长期的生物地球化学碳封存形式被认为在减少大气 CO2,
12、缓解温室效应方面具有很大的潜力8。毛竹 Phyllostachys edulis 已被证明是一种植硅体碳汇能力很强的植物68,在中国广泛分布。在毛竹的经营管理过程中一直有施用氮肥的习惯,氮肥的施用直接促进毛竹的光合作用,进而提高单位面积毛竹笋材产量。研究表明:在毛竹的生长过程中除了氮素以外,对硅也有很强的富集能力910,而毛竹体内硅、植硅体及植硅体碳的质量分数具有极显著的相关关系11。氮施用后虽然增强了毛竹光合能力12,但对硅的吸收利用以及毛竹植硅体碳汇能力的影响还需进一步探索。本研究以毛竹为研究对象,开展氮、硅二因素三水平栽培试验,采集毛竹不同器官,并测定不同器官硅、植硅体和植硅体碳质量分数
13、,以明确不同器官对外源氮、硅添加的响应,揭示外源氮、硅添加对毛竹植硅体碳汇的影响机理,为提升中国竹林生态系统植硅体碳汇能力提供参考。1试验设计与方法1.1试验设计本研究设计为氮、硅二因素三水平盆栽试验。具体设计见表 1。表1试验设计及氮、硅用量Table1ExperimentaldesignandN,Siapplicationrate处理尿素/(mgkg1)硅酸钠/(mgkg1)处理尿素/(mgkg1)硅酸钠/(mgkg1)处理尿素/(mgkg1)硅酸钠/(mgkg1)N0Si000N1Si02500N2Si05000N0Si1075N1Si125075N2Si150075N0Si20150N
14、1Si2250150N2Si2500150说明:氮和硅用量按照生产上常规施肥量,即尿素750和225kghm2,有效土层深度30cm,容重1.01gcm3计算。试验盆栽栽培于福州市晋安区新店镇福建省林业科学研究院苗圃(260905N,1191703E,海拔为 103.8m)。试验栽培容器长、宽、高分别为 30、20、30cm,距容器底部 2cm 侧面设直径为 0.5cm 的小孔,保证排水通气。栽培用土壤来源于福州市闽侯县三叠井森林公园自然分布毛竹林。挖取土壤前清除地表植被和凋落物,挖取 030cm 土层土壤,挑除石子、动植物残体后于干燥通风处晾干,过 2mm筛后备用。土壤容重为 1.01gcm
15、3,土壤有机质为 20.3gkg1,土壤 pH 为 5.51,土壤碱解氮、有效370浙江农林大学学报2024 年 4 月 20 日磷、速效钾、有效硅质量分数分别为 245.00、2.93、116.60、54.10mgkg1。试验用毛竹苗来源于四川峨眉廷富育苗有限公司培育的毛竹 1 年生袋装实生幼苗,种源为广西桂林。栽培时竹苗呈丛状分生,45 株丛1,蔸部具完整根鞭,苗高 30cm 左右,生长健壮,无病虫害。栽培之前将每片竹叶剪去 60%,以降低蒸腾速率,增加成活率。每盆置风干土 10.0kg,浅栽生长均匀的幼苗 4 株,浇透水,至容器侧面小孔有水溢出,再取 10.0kg风干土均匀铺盖于湿土之上
16、,保湿保水防结块,置于通风防雨透光玻璃温室中培养。栽培期间 17:00 浇水 1 次,浇水量为当地前 10a 平均日降雨量。1.2样品采集竹苗生长的过程中定时定量浇水,分别收集不同处理凋落物,及时烘干储存。毛竹苗生长 2a 后,采用全株采集法采集每盆毛竹样品,清洗干净后分不同器官烘干储存备用。1.3样品分析不同处理和不同器官毛竹样品在分析测定前进行粉碎(0.5mm)。样品植硅体的提取采用微波消解法,之后用 0.8000molL1重铬酸钾溶液对植硅体进行检验,确保植硅体表面有机物质完全被去除,提取后的植硅体于 65 烘箱中烘干 48h,称量13。植硅体碳采用碱溶分光光度法测定14,在样品测定的同
17、时加入植物标准样(GBW07602)对测定的准确性进行检验。每个样品重复 3 次。样品总硅采用偏硼酸锂熔融-比色法测定15,样品碳和氮采用碳氮元素分析仪测定。1.4数据处理与统计使用 SPSS18.0 进行数据统计分析,Duncan 新复极差法测验不同处理的差异显著性,Origin8.5 作图。植硅体质量分数(gkg1)=植硅体质量(g)/样品干质量(kg),植硅体碳质量分数(gkg1)=植硅体碳质量(g)/样品干质量(kg)。2结果与分析2.1毛竹不同器官硅、植硅体、植硅体碳、碳和氮质量分数由表 2 可知:在毛竹不同器官及凋落物中,硅、植硅体和植硅体碳质量分数从高到低依次均为凋落物、叶、枝、
18、篼、秆,变化范围分别为 2.278.4、1.9151.9 和 0.783.93gkg1。与硅、植硅体和植硅体碳不同,碳质量分数在毛竹不同器官及凋落物中从高到低依次为秆、叶、篼、枝、凋落物,变化范围为372.0466.0gkg1。不同器官及凋落物氮质量分数则表现为毛竹叶中最高,为 18.8gkg1,凋落物最低,为 4.4gkg1。差异显著性分析结果表明:凋落物中硅和植硅体质量分数均显著高于其他器官(P0.05),且植硅体质量分数在枝、秆和篼之间均具有显著差异(P0.05),而硅质量分数在枝、秆和篼之间不具有显著差异。与植硅体相似,植硅体碳在枝、秆和篼之间具有显著差异(P0.05),但植硅体碳质量
19、分数在凋落物和叶之间不具有显著差异。碳质量分数除了在叶和篼之间不具有显著差异外,在其他器官及凋落物之间均具有显著差异(P0.05)。氮质量分数在不同器官之间均具有显著差异(P0.05),但在凋落物中没有表现出显著低于枝的现象。表2毛竹不同器官和凋落物硅、植硅体、植硅体碳、碳和氮质量分数Table2ContentofSi,phytolith,PhytOC,CandNindifferentorgansandlitterfallofPh.edulis样品硅/(gkg1)植硅体/(gkg1)植硅体碳/(gkg1)碳/(gkg1)氮/(gkg1)叶26.82.8b42.33.8b3.780.17a452
20、4b18.80.9a枝6.70.3c22.11.0c2.840.19b4391c5.80.3d秆2.20.1c1.90.1e0.780.10d4661a7.70.6c篼5.20.4c11.70.8d1.550.13c4482b11.80.3b凋落物78.42.8a151.93.4a3.930.15a3724d4.40.2d说明:数据为平均值标准误。不同小写字母表示不同器官间差异显著(P0.05)。2.2不同处理硅、植硅体、植硅体碳、碳和氮质量分数由表 3 可知:毛竹叶、枝、秆、篼硅质量分数均表现为 N0Si2处理最高,分别为 42.2、8.4、2.9 和第 41 卷第 2 期杨杰:外源氮和硅添
21、加对毛竹植硅体碳的影响3716.6gkg1,处理 N2Si0最低,分别为 18.4、5.6、1.8 和 3.5gkg1。差异显著性分析结果表明:N0Si2和N0Si1处理叶硅质量分数显著高于除 N0Si0处理以外的所有处理(P0.05),而枝、秆和篼硅质量分数在不同处理之间均无显著差异。与叶、枝、秆、篼不同,凋落物硅质量分数表现为 N2Si2处理最高,为91.8gkg1,在 N0Si0处理中最低,仅为 60.9gkg1。差异显著性分析结果表明:N2Si2处理中硅质量分数显著高于 N0Si1和 N0Si0处理(P0.05),凋落物硅质量分数在其他处理间均不具有显著差异。表3各处理毛竹不同器官和凋
22、落物硅质量分数Table3ContentsofSiindifferentorgansandlitterfallofPh.edulisunderdifferenttreatments处理各处理毛竹不同部位硅质量分数/(gkg1)叶枝秆篼凋落物N0Si033.14.7ab6.13.0a2.31.0a3.70.7a60.95.3cN0Si136.52.8a6.80.4a2.30.4a5.71.6a74.12.2bcN0Si242.22.1a8.40.3a2.90.2a6.60.3a78.97.0abN1Si020.02.5c5.92.8a2.00.5a3.50.8a77.02.1abN1Si124.
23、32.4bc6.20.5a2.10.5a5.40.2a77.22.9abN1Si224.41.2bc8.01.1a2.50.6a6.30.1a79.21.7abN2Si018.43.8c5.61.5a1.80.2a3.50.7a80.30.3abN2Si120.31.5c5.90.2a1.90.4a5.62.2a86.11.7abN2Si221.91.9c7.50.9a2.40.2a6.30.8a91.89.3a说明:数据为平均值标准误。不同小写字母表示不同处理间差异显著(P0.05)。由表 4 可知:随着硅添加量的增加,大部分处理植硅体质量分数呈增加的趋势。具体来看,不同处理毛竹叶植硅体质量
24、分数为 30.359.5gkg1,其中 N0Si2处理叶植硅体质量分数最高,N2Si0处理最低。N2Si2处理枝植硅体质量分数最高,为 26.6gkg1,N1Si0处理最低,仅为 18.6gkg1。不同处理秆和篼植硅体质量分数变化规律较为一致,均表现为 N2Si2处理最高,分别为 2.2 和 14.9gkg1,N0Si0处理最低,分别为 1.6 和 9.1gkg1。N0Si2处理凋落物植硅体质量分数最高,为 169.5gkg1,比 N1Si0处理高24.3%。差异显著性分析结果表明:仅叶中植硅体质量分数在 N0Si0、N0Si1、N0Si2处理与其他处理间具有显著差异(P0.05)。表4各处理
25、毛竹不同器官和凋落物植硅体质量分数Table4ContentsofphytolithindifferentorgansandlitterfallofPh.edulisunderdifferenttreatments处理各处理毛竹不同部位植硅体质量分数/(gkg1)叶枝秆篼凋落物N0Si051.87.8a19.83.3a1.60.1a9.12.8a156.623.0aN0Si159.22.3a20.64.0a1.90.4a9.50.2a160.810.4aN0Si259.52.8a24.24.3a2.00.2a14.04.7a169.53.8aN1Si035.41.2b18.62.4a1.80.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 外源氮 添加 毛竹 植硅体碳 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。