施氮及根系分隔處理對(duì)間作尾巨桉和降香黃檀幼苗光合生理特性的影響

廖良寧 湯文艷 潘 婷 龍佳峰 許峻模 朱德意 葉紹明

( 1. 廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西 南寧 530004；2. 湖南中彩生態(tài)環(huán)境科技有限公司，湖南 長沙 410000；3. 廣西壯族自治區(qū)林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)院，廣西 南寧 530004)

氮素作為植物體內(nèi)重要的營養(yǎng)元素，是葉綠素的主要組成成分，直接參與植物細(xì)胞分裂、生理代謝、光合特性以及產(chǎn)量形成[1]，在植物生長過程和光合作用中均起重要作用。植物缺氮會(huì)抑制植物生長發(fā)育，導(dǎo)致葉綠素含量、光合速率及生物量下降[2]。施氮可延長植物生長周期[3]和延緩葉片衰老[4]，有利于提高植物葉面積指數(shù)、葉綠素含量、光能利用率與光合作用效率等，從而促進(jìn)植物生長，增加植物生物量[5-7]。一定程度上，氮素直接決定了光合作用，亦間接決定植物干物質(zhì)累積，尤其時(shí)對(duì)氮素需求量較大的速生樹種生長具有顯著提高作用[8]。但是速生樹種對(duì)氮素的利用率極低，故提高速生樹種對(duì)氮素的利用率是林業(yè)領(lǐng)域重要研究方向。

桉樹(Eucalyptussp.)是中國南方的主要造林樹種之一，廣泛分布于廣西、云南等地，傳統(tǒng)的純林栽培模式下，其氮肥利用效率低，且多代連栽可導(dǎo)致地力衰退等一系列問題[9]。桉樹與豆科樹種混交是解決這些問題的重要手段，如臺(tái)灣相思與桉樹混交改善了土壤結(jié)構(gòu)、微生物生理類群，提高土壤養(yǎng)分的利用率[8]。桉樹與臺(tái)灣相思混交優(yōu)勢(shì)主要通過地上與地下部分的協(xié)同作用，促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，但是該結(jié)果是否也同樣存在于桉樹與其他豆科樹種混交模式中值得進(jìn)一步研究。本研究以尾巨桉(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和降香黃檀(Dallergia odorifera)幼苗為研究對(duì)象，探討了不同氮素水平及根系分隔方式對(duì)尾巨桉與降香黃檀幼苗葉綠素含量、保護(hù)酶活性、光能利用率及光合特性的影響，分析間作體系地上部分資源互補(bǔ)的相關(guān)性，探討氮素與根系分隔對(duì)尾巨桉和降香黃檀間作體系地上部分產(chǎn)生影響的相關(guān)機(jī)制，為營造桉樹混交林提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在廣西大學(xué)林學(xué)院試驗(yàn)基地大棚內(nèi)(108°17′09″E， 22°50′28″N)進(jìn)行，于 2016 年 2 月15日選取3月生的尾巨桉和1年生的降香黃檀進(jìn)行盆栽(口徑40 cm，高45 cm)，設(shè)3種根系分隔模式：1) 不分隔 (T1)，根系互作與種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系同時(shí)存在；2) 30 μm孔徑尼龍網(wǎng)分隔(T2)，存在種間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，但消除根系互作關(guān)系；3) 2 mm厚度塑料分隔模式(T3)，消除種間競(jìng)爭(zhēng)與根系互作關(guān)系，相當(dāng)于單植。其中尼龍網(wǎng)及塑料膜將盆栽從中間平均分隔，保證生長空間一致，種植比例為1∶1。土壤取自良鳳江國家公園馬尾松林中齡林林地 (108°17′24″E， 22°55′48″N)，去除石粒及雜質(zhì)，將其風(fēng)干混勻珍珠巖保持透水性 (m(泥土)∶m(珍珠巖)=34∶1)，裝滿盆缽后共35 kg，其中土壤全氮含量為0.42 mg/g，全磷含量為0.3 mg/g，全鉀含量為11.85 mg/g，硝態(tài)氮含量為0.11 mg/g。設(shè)3個(gè)氮肥水平(氮肥為普通尿素，氮含量46.7%)：分別為不施肥 (N0)、3.0 g/盤 (N1)、6.0 g/盤 (N2)。種植前將1/2的尿素溶于水均勻的施入土壤，苗木定根后將另一半溶于水，用注射法施入土壤。試驗(yàn)過程中嚴(yán)格控水，采用刻度壺進(jìn)行澆水，每盆澆水量一致，且保證其他生長條件一致。每個(gè)處理4次重復(fù)，隨機(jī)排列。

1.2 測(cè)定方法

于2016年8月13日—8月14日的晴朗天氣，使用Li-3000C葉面積儀(Li-Cor公司，美國)測(cè)定尾巨桉與降香黃檀幼苗葉面積指數(shù)，采用Li-6400便攜式儀光合測(cè)定系統(tǒng)分析儀(Li-Cor公司，美國) 對(duì)苗木生長良好的葉片進(jìn)行定時(shí)(每日9：00—11：30)、定位測(cè)定凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)。每個(gè)重復(fù)測(cè)定8片葉。2016年8月15日采用IMAGING-PAM(上海澤泉科技股份有限公司，中國)對(duì)尾巨桉與降香黃檀幼苗進(jìn)行葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定，測(cè)定前將幼苗進(jìn)行暗處理30 min，F(xiàn)v/Fm模式下測(cè)定光系統(tǒng)II (PS II) 的實(shí)際光化學(xué)量子效率(Y(II)) 、PS II處調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量(Y(NPQ))、光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)、非光化學(xué)淬滅系數(shù)(qN)和相對(duì)電子傳遞速率(ETR)，每個(gè)處理測(cè)定重復(fù)5次。選取新鮮葉片測(cè)定相關(guān)生理指標(biāo)，采用丙酮—乙醇混合提取法測(cè)定葉片葉綠素含量，采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖 (SS) 含量，分別采用NBT光化還原法、紫外吸收法以及俞創(chuàng)木酚法測(cè)定植物超氧化物歧化酶 (SOD)活性、過氧化氫酶 (CAT) 活性和過氧化物酶 (POD) 活性[10]。光合及生理指標(biāo)測(cè)定完畢后，將苗木按根、莖、葉收集，置于70 ℃烘箱中烘干至恒重并稱量各部位干物質(zhì)積累量。

1.3 分析方法

對(duì)測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析，描述性統(tǒng)計(jì)包括平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等，分別采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)法和levene檢驗(yàn)法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行正態(tài)分布假設(shè)檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn)，若指標(biāo)符合正態(tài)分布且方差齊性的假設(shè)成立，則進(jìn)行方差分析和多重比較(LSD)。數(shù)據(jù)分析和圖形制作分別通過SPSS 19.0和Sigmaplot 10.0完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素水平與根系分隔處理對(duì)幼苗葉面積指數(shù)的影響

氮素水平與根系分隔處理尾巨桉與降香黃檀幼苗葉面積指數(shù)差異見圖1。由圖1可知，施氮顯著提高了尾巨桉與降香黃檀葉面積(P＜0.05)。在T1模式下，施氮顯著增加尾巨桉與降香黃檀幼苗葉片比葉重 (P＜0.05)。N2顯著提高了T2、T3的葉片比葉重(P＜0.05)。不同根系分隔處理，尾巨桉葉面積變化規(guī)律表現(xiàn)為T1＞T3＞T2，降香黃檀則表現(xiàn)為T3＞T1＞T2；尾巨桉比葉重以T1比葉重最大，降香黃檀則是T3最高。尾巨桉幼苗葉片葉面積與比葉重均以T1N2處理組合最佳，降香黃檀則是T3N2組合最佳。說明施氮促進(jìn)尾巨桉與降香黃檀葉幼苗葉片面積指數(shù)的增長，但不同根系分隔對(duì)2個(gè)樹種葉面積指數(shù)產(chǎn)生的影響不同。

圖1 氮素水平與根系分隔處理尾巨桉與降香黃檀幼苗葉面積指數(shù)差異Fig. 1 Differences in leaf area of E. urophylla × E.grandis and D. odorifera under different nitrogen levels and root partition treatments

2.2 氮素水平與根系分隔處理對(duì)幼苗葉綠素含量的影響

氮素水平與根系分隔處理尾巨桉與降香黃檀葉綠素含量差異見表1。由表1可知，隨著氮素水平增加，尾巨桉和降香黃檀的葉綠素a、葉綠素b與葉綠素總含量呈遞增趨勢(shì)變化。尾巨桉T1的葉綠素含量均高于T2與T3，同一氮素尾巨桉葉片葉綠素a含量無顯著差異，但N2水平下，T1顯著高于T2和T3(P＜0.05)。葉綠素b含量在不同施氮水平處理中，T1顯著高于T2和T3(P＜0.05)。尾巨桉葉綠素含量以T1N2最高，比N0提高39.13%。降香黃檀則以T3N2的數(shù)值最大，比N0提高19.63%，分別比 N2水平的 T2與 T1高 21.88%、18.90%。

2.3 氮素水平與根系分隔對(duì)葉片光能利用的影響

2.3.1 不同處理對(duì)幼苗葉片Y(II)和Y(NPQ)的影響

施氮與根系分隔對(duì)尾巨桉與降香黃檀葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響見表2。由表2可知，施氮處理提高尾巨桉與降香黃檀幼苗Y(II)，但降香黃檀N1與N0差異不顯著，整體表現(xiàn)為N2＞N1＞N0。N0的根系分隔對(duì)尾巨桉及降香黃檀的Y(II)和Y(NPQ)影響均不顯著，尾巨桉N1、N2水平T1Y(II)顯著高于T2和T3(P＜0.05)；降香黃檀N1水平下T3與T1的Y(II)值顯著高于N0和N2(P＜0.05)。尾巨桉與降香黃檀幼苗Y(NPQ)在同一氮素水平不同模式處理差異不顯著。說明施氮對(duì)Y(II)和Y(NPQ)的影響較大，但不同分隔模式對(duì)此影響較小。

表1 氮素水平與根系分隔處理尾巨桉與降香黃檀葉綠素含量差異Table 1 Differences in chlorophyll content of E. urophylla × E. grandis and D. odorifera under nitrogen levels and root partition treatments mg/g

表2 施氮與根系分隔對(duì)尾巨桉與降香黃檀葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響Table 2 Effects of nitrogen levels and root partition treatments on chlorophyll fluorescence parameters of E. urophylla × E. grandis and D. odorifera leaves

2.3.2 不同處理對(duì)幼苗葉片qP、qN和ETR的影響

由表2可知，施氮顯著提高尾巨桉幼苗的qP、qN，N2顯著提高降香黃檀qN(P＜0.05)。大部分施氮處理顯著提高尾巨桉與降香黃檀ETR (P＜0.05)，但N1、N2差異較小。根系分隔對(duì)ETR影響也較小，對(duì)尾巨桉qP和qN的影響均不顯著；但降香黃檀T3優(yōu)于T1與T2。兩者交互作用對(duì)尾巨桉與降香黃檀光能利用影響不顯著。

2.4 氮素水平與根系分隔對(duì)幼苗光合特性的影響

2.4.1 不同處理對(duì)幼苗葉片Pn的影響

氮素水平與根系分隔尾巨桉和降香黃檀Pn差異見圖2。由圖2可知，尾巨桉和降香黃檀的凈光合速率隨氮素水平的增加而增加。氮肥顯著提高3種栽培模式的尾巨桉Pn(P＜0.05)，T1表現(xiàn)最好。N0水平下，3種間作模式Pn差異不顯著，N1、N2水平下T1顯著高于T2與T3(P＜0.05)。T1N2的Pn最高，比N0提高20.93%。降香黃檀T3的Pn在不同氮素水平均顯著高于T1與T2(P＜0.05)，其中N2的Pn最高，比N0提高71.06%。T1與施氮均能促進(jìn)桉樹幼苗葉片Pn，但降香黃檀在T3條件下Pn最大。

圖2 氮素水平與根系分隔對(duì)尾巨桉和降香黃檀Pn差異Fig. 2 Differences in Pn of E. urophylla × E.grandis and D. odorifera under nitrogen levels and root partition treatments

2.4.2 不同處理對(duì)幼苗葉片Gs的影響

氮素水平與根系分隔處理尾巨桉和降香黃檀Gs差異見圖3。

圖3 氮素水平與根系分隔處理尾巨桉和降香黃檀Gs差異Fig. 3 Differences in Gs of E. urophylla × E. grandis and D. odorifera under nitrogen levels and root partition treatments

由圖3可知，施肥能顯著提高尾巨桉與降香黃檀的氣孔導(dǎo)度。T1模式下，尾巨桉與降香黃檀的Gs在不同氮素水平處理均顯著高于T3與T2(P＜0.05)，尤其在N0條件下差異最大，尾巨桉T1分別比T2和T3高37.04%和60.87%，降香黃檀T1均比T2與T3高出20.00%。2種不同樹種均以T1模式N1水平的Gs值最高。說明尾巨桉與降香黃檀間作互惠互利，起到生態(tài)位互補(bǔ)作用。

2.4.3 不同分隔模式和施肥處理下幼苗Ci的變化

氮素水平與根系分隔處理尾巨桉和降香黃檀Ci差異見圖4。由圖4可知，幼苗Ci與Pn、GS的變化趨勢(shì)相反，隨著施氮水平的增加，尾巨桉與降香黃檀Ci顯著降低 (P＜0.05)。在不同氮素處理?xiàng)l件下，尾巨桉均以T3最大，分別高于T2與T1的N05.98%和15.07%，差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。降香黃檀N0與N1水平均以T2最高，N2水平以T1間作模式最高，與T2模式差異顯著 (P＜0.05)，但與T3差異不顯著。降香黃檀幼苗葉片GS最大的為T2模式N0，分別比T1與T3提高7.25%和7.60%。

圖4 氮素水平與根系分隔處理尾巨桉和降香黃檀Ci差異Fig. 4 Differences in Ci of E. urophylla × E. grandis and D. odorifera under nitrogen levels and root partition treatments

2.4.4 不同分隔模式和施肥處理下幼苗Tr的變化

氮素水平與根系分隔處理尾巨桉和降香黃檀Tr差異見圖5。由圖5可知，在不同間作模式處理中，施氮能顯著提高尾巨桉和降香黃檀的Tr(P＜0.05)。同一氮素水平處理的T1模式下，尾巨桉的Tr均顯著高于T3與T2(P＜0.05)，尾巨桉以T1N2處理的Tr最大，比N0高47.34%，且分別比T2與T3的同一氮素水平提高3.05%和35.12%。降香黃檀在N0表現(xiàn)為T1顯著高于T2與T3(P＜0.05)。N1、N2水平則以T3最高。表明施氮可以顯著提高兩不同樹種蒸騰速率。而在施肥情況下，不隔間作提高了桉樹的Tr，但降低了降香黃檀Tr。

圖5 氮素水平與根系分隔處理尾巨桉和降香黃檀Tr差異Fig. 5 Differences in Tr of E. urophylla × E. grandis and D. odorifera under nitrogen levels and root partition treatments

2.4.5 光合作用指標(biāo)方差分析

根系分隔與施氮的條件下幼苗光合作用指標(biāo)方差分析結(jié)果見表3。由表3可知，施氮對(duì)尾巨桉和降香黃檀光合作用的影響是顯著的 (P＜0.05)。而根系分隔對(duì)尾巨桉光合作用各指標(biāo)的影響也達(dá)到了顯著水平 (P＜0.05)，但是對(duì)降香黃檀的Gs和Ci的影響不顯著。同時(shí)根系分隔與施氮交互作用對(duì)光合作用的影響也不顯著。

2.5 不同處理下幼苗可溶性糖含量的變化

施氮與根系分隔處理尾巨桉與降香黃檀SS含量差異見圖6。由圖6可知，施氮顯著提高桉樹與降香黃檀幼苗SS含量，但T3下N1、N0水平無顯著差異。對(duì)比不同根系分隔處理，尾巨桉幼苗均以T1含量最高，施氮處理時(shí)顯著高于其他2種種植模式(P＜0.05)，T1的N2水平SS含量最高，比N0提高8.17%，比N2水平T2、T3分別提高了5.15%和6.74%；但降香黃檀則以T3種植模式顯著優(yōu)于T1與T2(P＜0.05)。說明T1間作與施氮對(duì)尾巨桉SS含量具有顯著提升作用，但T1抑制降香黃檀SS的產(chǎn)生。

表3 根系分隔與施氮的條件下幼苗光合作用指標(biāo)方差分析Table 3 Variance analysis of the photosynthetic characteristics index of seedling under nitrogen levels and root partition treatments

圖6 施氮與根系分隔處理尾巨桉與降香黃檀SS含量差異Fig. 6 Difference in SS content of E.urophylla × E.grandis and D.odorifera under nitrogen levels and root partition treatments

2.6 尾巨桉與降香黃檀葉片保護(hù)酶活性變化

不同氮素水平與根系分隔模式對(duì)尾巨桉與降香黃檀葉片保護(hù)酶活性的影響見表4。由表4可知，尾巨桉與降香黃檀葉片SOD、POD以及CAT活性因氮素水平與根系分隔不同而差異顯著(P＜0.05)，均表現(xiàn)為N2＞N1＞N0。不同根系分隔處理，尾巨桉和降香黃檀幼苗葉片保護(hù)酶活性變化與葉綠素含量、碳水化合物等指標(biāo)變化基本一致，尾巨桉以T1優(yōu)于T2和T3，降香黃檀則以T3最優(yōu)，T1次之，T2最差。但根系分隔與施氮交互作用對(duì)保護(hù)酶活性的影響不顯著，見表5。

2.7 氮素水平與根系分隔對(duì)幼苗干物質(zhì)積累的影響

氮素是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，施氮與根系分隔處理尾巨桉與降香黃檀干物質(zhì)積累量差異見圖7。

由圖7可知，施氮顯著提高尾巨桉與降香黃檀幼苗的干物質(zhì)積累量 (P＜0.05)。對(duì)比不同根系分隔處理，尾巨桉幼苗均為T1含量高于其余2種間作模式，其中N2水平的干物質(zhì)積累量最高，比N0顯著提高55.0% (P＜0.05)，比相同氮素水平的T2、T3間作模式分別提高了5.2%和13.3%；而同一施氮水平下，降香黃檀T3間作模式的干物質(zhì)積累量顯著高于T1和T2(P＜0.05)。

表4 不同氮素水平與根系分隔模式對(duì)尾巨桉與降香黃檀葉片保護(hù)酶活性的影響Table 4 Effects of nitrogen levels and root partition treatments on activities of protective enzyme in E. urophylla × E.s grandis and D. odorifera leaves U/(min·g）

表5 根系分隔與施氮的條件下幼苗保護(hù)酶活性方差分析Table 5 Variance analysis of protective enzyme activity of seedlings under nitrogen levels and root partition treatments

圖7 施氮與根系分隔處理尾巨桉與降香黃檀干物質(zhì)積累量差異Fig. 7 Differences in dry matter accumulation of E. urophylla × E. grandis and D. odorifera under nitrogen levels and root partition treatments

3 結(jié)論與討論

1) 氮素與根系分隔模式對(duì)葉面積與葉綠素含量的影響。葉片是植物進(jìn)行生理代謝的重要器官，具有較強(qiáng)的可塑性和變異性，光合色素含量是植物光合作用的基礎(chǔ)，葉綠素的減少會(huì)導(dǎo)致光合速率的降低[11]，影響植物光合作用。氮素是葉綠素的主要組成成分，且大部分存在于葉綠體中[12]，氮素含量的增加可促進(jìn)葉綠素含量相應(yīng)提高[13]，如施氮可顯著提高小麥 (Triticum aestirum)[14]、甘藍(lán) (Brassica oleracea)[15]、楊樹 (Populussp.)[8]等不同植物葉綠素含量。本試驗(yàn)中，施氮顯著提高了尾巨桉與降香黃檀葉面積指數(shù)和葉綠素含量，且隨著氮素水平增加而增加，說明氮素可提高葉片質(zhì)量和葉綠素含量。在不同根系分隔模式處理中，尾巨桉葉面積指數(shù)和葉綠素含量以T1最優(yōu)，T2次之，T3最差，但降香黃檀以T3最好，T1次之，T2最差。出現(xiàn)這一現(xiàn)象可能是由于T1間作系統(tǒng)中，尾巨桉在競(jìng)爭(zhēng)體系中處于優(yōu)勢(shì)地位，能更有效地吸收土壤養(yǎng)分，故而T1與T2體系葉面積指數(shù)均優(yōu)于T3；其次是根系互作體系對(duì)尾巨桉具有促進(jìn)作用，增加尾巨桉養(yǎng)分空間生態(tài)位，提高其對(duì)氮素的吸收，從而提高其葉面積、比葉重和葉綠素含量。降香黃檀則以T3最優(yōu)，這可能是塑料膜隔消除尾巨桉與降香黃檀種間競(jìng)爭(zhēng)，降香黃檀幼苗能更有效吸收土壤營養(yǎng)成分。但相比較T2，T1降香黃檀葉面積指數(shù)及其比重較大，推斷可能是T1間作體系中根系互作對(duì)降香黃檀也存在一定促進(jìn)作用，尾巨桉吸收大量養(yǎng)分，進(jìn)一步刺激降香黃檀生物固氮，更大程度促進(jìn)降香黃檀對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用。根系互作中既相互競(jìng)爭(zhēng)又相互協(xié)調(diào)的關(guān)系，尾巨桉在競(jìng)爭(zhēng)作用中占優(yōu)勢(shì)地位，促進(jìn)尾巨桉對(duì)養(yǎng)分的吸收。

2) 施氮與根系分隔模式對(duì)葉片保護(hù)酶活性的影響。植物生長過程中體內(nèi)釋放有害物質(zhì)活性氧，破壞植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能，造成植物細(xì)胞死亡，其代謝失衡引起植物衰老[16]。植物受脅迫時(shí)會(huì)形成相應(yīng)的抗氧化酶保護(hù)系統(tǒng)，包括POD、CAT和SOD是植物保護(hù)系統(tǒng)的主要成分[17]。抗氧化酶POD、CAT的活性均具有清除植物體內(nèi)歧化反應(yīng)生成的H2O2的功能，與SOD協(xié)同作用維持體內(nèi)活性氧代謝平衡，從而降低植物衰老進(jìn)程[18]。根系分隔對(duì)尾巨桉與降香黃檀幼苗保護(hù)酶活性的影響有所差異，不同根系分隔模式，尾巨桉保護(hù)結(jié)構(gòu)功能以 T1＞T2＞T3，降香黃檀則以 T3＞T1＞T2，出現(xiàn)不同變化規(guī)律。這可能是由于T1模式促進(jìn)養(yǎng)分的吸收，增強(qiáng)其抗性。這與前人研究間作提高植物吸收養(yǎng)分，改變植物碳氮代謝，提高植物對(duì)環(huán)境脅迫的抗性結(jié)果一致[19]。

3) 施氮與根系分隔模式對(duì)葉片光能利用效率的影響。葉綠素?zé)晒鈪?shù)是植物利用光能主要參照指標(biāo)，決定光合機(jī)構(gòu)容量與性能[20]，氮素缺乏明顯降低了植物Y(II)、qP、qN和ETR，添加氮素將會(huì)刺激植物該指標(biāo)的增加，提高尾巨桉與降香黃檀幼苗PS II反應(yīng)中心的實(shí)際量子產(chǎn)量和提高光合相關(guān)電子傳遞能力，但降低了Y(NPQ)。與施氮對(duì)旱地小麥灌漿期葉綠素?zé)晒鈪?shù)影響時(shí)得出結(jié)論一致，施氮提高光能轉(zhuǎn)換效率、qP和qN，提高光合電子傳遞能力[21]。有研究指出外源NO可以穩(wěn)定干旱水稻PSII反應(yīng)中心的結(jié)構(gòu)和功能，增加其光能利用[22]，CK對(duì)不同種植模式尾巨桉幼苗葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)表現(xiàn)無顯著差異，N1、N2水平T1處理的Y(II)均顯著高于T2與T3，但其他各處理間大部分無顯著差異。這可能是由于施氮與T1間作協(xié)同作用顯著增加了尾巨桉幼苗葉片葉綠素含量，從而促進(jìn)葉片對(duì)電子光能傳遞與捕捉，提高植株光合作用。有研究指出豆科與非豆科作物間作時(shí)，存在豆科向非豆科氮素轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，促進(jìn)非豆科作物生長生理特征[23]。本試驗(yàn)不同間作根系分隔模式中，尾巨桉以T1模式為最優(yōu)，但降香黃檀則以T3最好，這可能是由于尾巨桉與降香黃檀根系互作時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)作用中尾巨桉處于優(yōu)勢(shì)地位，氮素由豆科樹種向尾巨桉轉(zhuǎn)移，提高尾巨桉氮素吸收量，通過增加葉片面積指數(shù)及葉綠素a含量等提高其對(duì)光能吸收與傳遞。

4) 施氮與根系分隔模式對(duì)葉片光合特性的影響。光合作用是植物生長的必需過程，是植物一系列代謝反應(yīng)的總和。植物通過Pn、Tr、Gs、Ci和水分利用效率(WUE)等指標(biāo)反映其光合特性[24]。光合作用受CO2濃度、干旱、光照強(qiáng)度、光質(zhì)、溫度、葉綠素含量、生長期鹽堿度和營養(yǎng)元素等不同因子直接影響[25-30]，尤其是氮素的缺乏對(duì)其具有較為直接性的影響。前人研究認(rèn)為，施氮增加降香黃檀容器苗[31]、雷竹(Phyllostachys preacox)幼苗[32]以及巨桉(Eucalyptus grandis)[33]等Pn、Tr和Gs，但降低Ci。本試驗(yàn)研究得出結(jié)論與其一致，施氮可提高尾巨桉與降香黃檀Pn、Gs、Tr，降低葉片Ci。但也有研究指出，米槁(Cinnamomum migao)Ci隨著氮素水平增加而增大[34]，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其相反，可能是由于本實(shí)驗(yàn)施氮增加Gs，促進(jìn)CO2進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)供給光合作用，降低了Ci。豆科與非豆科植物間作處理時(shí)2個(gè)物種變化趨勢(shì)一致，如玉米 (zea mays) 與花生 (Arachis hypogaea) 間作光合特性影響的研究表明間作光合指標(biāo)高于單植[35]，研究玉米與苜蓿 (Medicago sativa) 間作則認(rèn)為間作降低玉米及苜蓿凈光合速率[36]，本研究與前人結(jié)果有所不一致。尾巨桉與降香黃檀間作處理中各光合特性各指標(biāo)與其相關(guān)生理指標(biāo)變化一致，互作促進(jìn)了尾巨桉的光合作用，但對(duì)降香黃檀起抑制作用。這也說明植物葉片生理代謝與光合能力有較強(qiáng)相關(guān)性[37]。出現(xiàn)2種植物光合作用變化趨勢(shì)不一樣的現(xiàn)象可能存在2種機(jī)制，機(jī)制一：豆科植物向非豆科植物轉(zhuǎn)移氮素，促進(jìn)非豆科植物的生長，同時(shí)刺激豆科植物提高生物固氮效率；機(jī)制二：尾巨桉與降香黃檀根系互作導(dǎo)致尾巨桉分泌一些未知物質(zhì)，抑制降香黃檀的生長。尾巨桉在間植系統(tǒng)中可能響應(yīng)機(jī)制一，但降香黃檀可能同時(shí)響應(yīng)機(jī)制一與機(jī)制二。T1與T2間作氮素發(fā)生氮素轉(zhuǎn)移促進(jìn)尾巨桉的生理代謝與光合作用，T3消減氮素轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，利于降香黃檀吸收土壤氮素營養(yǎng)，提高生理代謝，增強(qiáng)光合作用，同時(shí)尾巨桉分泌的某些物質(zhì)透過尼龍網(wǎng)抑制降香黃檀生長，導(dǎo)致T2處理生長較差，抑制其光合作用。

5) 施氮與根系分隔模式對(duì)葉片SS含量的影響。SS是植物的主要營養(yǎng)物質(zhì)，是植物體內(nèi)大分子物質(zhì)的基礎(chǔ)，是光合作用的產(chǎn)物，也是碳水化合物代謝和貯藏的場(chǎng)所，在碳代謝過程發(fā)揮重要的作用[16]。葉片中的SS含量主要用于滿足自身的生長消耗，過剩的則運(yùn)輸?shù)礁o中以淀粉形式儲(chǔ)存[8]。本試驗(yàn)得出施氮顯著提尾巨桉與降香黃檀幼苗葉片SS含量，與前人研究結(jié)果基本一致。表明施氮能夠刺激植株的細(xì)胞生理功能，達(dá)到一定活躍值從而促進(jìn)植株的增長，增加植物生理代謝。不同根系分隔模式處理，尾巨桉與降香黃檀SS含量與葉綠素含量及光合作用表現(xiàn)基本一致。原因可能是SS是光合作用產(chǎn)物，其含量與光合作用強(qiáng)弱具有正向關(guān)系，尾巨桉不隔間作光合能力強(qiáng)于其他2種根系分隔模式，故SS含量較多，而降香黃檀則是塑料膜隔無競(jìng)爭(zhēng)作用處理含量最高。這可能是根系互作對(duì)地下部分養(yǎng)分生態(tài)位的擴(kuò)展具有一定的作用，促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)能力較強(qiáng)的尾巨桉生理代謝與光合作用，抑制了降香黃檀。

通過盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，施氮有益于尾巨桉和降香黃檀生理代謝和光合作用的增強(qiáng)，但由于尾巨桉在間作體系中占優(yōu)勢(shì)地位，所以根系分隔處理對(duì)尾巨桉和降香黃檀生理生長的影響不一致。在根系互作的情況下，尾巨桉的干物質(zhì)積累顯著高于單植處理。由試驗(yàn)結(jié)果得出高氮水平不隔間作模式最佳，即合理施氮與根系互作同時(shí)存在對(duì)尾巨桉的生理生長方面具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用，引入具有生物固氮的樹種進(jìn)行混交是解決桉樹多代連栽引起環(huán)境問題的有效途徑。