不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例對鹽地堿蓬生長的影響

張安峰,劉曉玲，張建霞

（1.山東黃河三角洲國家級自然保護區(qū)管理局，山東 東營257091；2.中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所，山東 煙臺264003）

黃河三角洲地區(qū)隨著人口劇增以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，生活污水、工農(nóng)業(yè)廢水排放量增大，使其濕地水體中氮磷含量增加，加劇了富營養(yǎng)化程度，濱海濕地退化趨勢明顯[1]。而氮磷營養(yǎng)元素作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中兩個關(guān)鍵的限制營養(yǎng)元素，其供應(yīng)比例的改變將會對植物的生長、發(fā)育以及繁殖產(chǎn)生重要的影響[2]。

鹽地堿蓬是黃河三角洲濕地中廣泛分布的鹽生植物，其具有很強的耐鹽能力。通過對鹽地堿蓬的種植，能夠減少裸露的鹽堿荒灘，降低當(dāng)?shù)赝寥利}度，提高土壤中有機質(zhì)及總氮的含量，鹽地堿蓬也因此成為改善濱海鹽堿地生態(tài)環(huán)境的優(yōu)勢草種，對鹽地生態(tài)的保持和重建具有重要意義[3,4]。

本研究以鹽地堿蓬作為研究對象，通過野外控制試驗，設(shè)置不同氮磷添加比例，分析不同生長時段鹽地堿蓬株高、基徑和生物量的變化，探討不同氮磷供應(yīng)比例對鹽地堿蓬生長的影響，以期為黃河三角洲濱海濕地的管理和保護提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗依托中國科學(xué)院濱海濕地生態(tài)試驗站的水位模擬控制試驗平臺進行（37°45′52″N,118°58′52″E）。試驗站位于黃河三角洲國家級自然保護區(qū)大汶流管理站附近，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫11.7～12.6℃，年平均日照時數(shù)達2590～2830小時，全年中無霜期為211天。年平均降水量為530～630mm，其中70%分布在夏季，平均蒸騰量為750～2400mm。植物物種組成以耐鹽植物為主，優(yōu)勢種主要包括鹽地堿蓬、蘆葦和檉柳等。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)置 5：1、 15：1 和 45：1 三個氮磷供應(yīng)比例，分別代表氮限制、氮磷均衡供應(yīng)和磷限制條件，同時設(shè)置對照組。為消除地下水位對植物生長的影響，本試驗將各處理的地下水位控制在-50cm。各供應(yīng)比例的氮磷供應(yīng)量如表1所示，試驗中氮通過NH4NO3添加，磷通過KH2PO4添加。試驗用鹽地堿蓬于2014年5月下旬育苗，6月下旬選擇長勢一致的幼苗移栽至控制池，栽植株行距約為25cm*25cm。緩苗結(jié)束后，于7月4日進行氮磷添加處理，按表1中供應(yīng)量將肥料溶解于15L水中，用噴霧器均勻噴灑于控制池中，對照組噴灑等量水分。每個處理中隨機選擇15株幼苗進行標(biāo)記，開始試驗處理時測量其株高、基徑，并于7月28日、8月23日、9月23日進行重復(fù)測定。10月上旬生長季結(jié)束將植物整株收獲，測定其生物量。

表1 不同氮磷供應(yīng)比例下氮、磷供應(yīng)量

1.3 植物生長特征測定

株高：植物基部到主莖頂部之間的距離。用卷尺進行測量。

基徑：植株根莖處的直徑。用游標(biāo)卡尺測量。

相對生長速率：本研究是針對鹽地堿蓬株高及基徑測定的相對生長速率，即分析單位時間內(nèi)株高和基徑的增加量。

生物量：鹽地堿蓬整個植株的干重。將生長季末采集的植物整株樣品于烘箱內(nèi)80℃烘干至恒重，稱量測得其生物量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 16.0對各處理的株高、基徑和生物量進行單因素方差分析，檢驗處理之間的差異，顯著性水平為0.05。數(shù)據(jù)分析前進行正態(tài)分布及方差齊次性檢驗，以符合數(shù)據(jù)分析要求。運用Origin 9.0軟件進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例對鹽地堿蓬株高及基徑的影響

鹽地堿蓬基徑在不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例處理下無顯著差異（P＞0.05），7月28日之后測得數(shù)據(jù)顯示施肥促進了鹽地堿蓬基徑的增長，后期低氮磷比處理下鹽地堿蓬的基徑值高于其它處理比例（圖1A）。7月4日測得數(shù)據(jù)顯示各處理下株高無顯著差異（P＞0.05），8月23日之后測得數(shù)據(jù)顯示低氮磷比處理下鹽地堿蓬的株高值最大且明顯高于其他供應(yīng)比例（圖1B），說明此氮磷供應(yīng)比例更利于鹽地堿蓬株高的生長。

圖1 不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例對鹽地堿蓬株高及基徑的影響

2.2 不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例對鹽地堿蓬相對生長速率的影響

施肥處理下，鹽地堿蓬株高和基徑的相對生長速率均呈現(xiàn)下降趨勢（圖2、圖3），在8月 23日-9月23日期間已接近零增長，表明在此階段株高和基徑基本保持不變，即在8月23日已達到生長最大值。而未施肥處理下，株高在8月23日-9月23日仍在增長，基徑在7月28日-8月23日期間相對生長速率已較低。

圖2 不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例對鹽地堿蓬株高相對生長速率的影響

比較鹽地堿蓬株高和基徑的相對生長速率發(fā)現(xiàn)（表2），在低氮磷比處理下二者相對生長速率均為最大值，說明此氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例能明顯促進鹽地堿蓬的生長。

圖3 不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例對鹽地堿蓬基徑相對生長速率的影響

表2 不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例處理下鹽地堿蓬相對生長速率

2.3 不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例對鹽地堿蓬生物量的影響

不同氮磷供應(yīng)比例下鹽地堿蓬的生物量值均高于未施肥處理（圖4），其中以5：1供應(yīng)比例下鹽地堿蓬生物量最高，并且與未施肥處理相比存在顯著差異（P＜0.05），這表明在試驗區(qū)域磷對鹽地堿蓬生物量積累的影響大于氮。

圖4 不同氮磷營養(yǎng)供應(yīng)比例對鹽地堿蓬生物量的影響

3 討論與結(jié)論

氮磷營養(yǎng)元素作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中兩個關(guān)鍵的限制營養(yǎng)元素，其供應(yīng)比例的改變將會對植物的生長、發(fā)育以及繁殖產(chǎn)生重要的影響。植物在不同氮磷供應(yīng)比例下生長狀況的差異，可以指示植物的生長限制類型是氮限制還是磷限制，因此通過施肥試驗對試驗土壤供應(yīng)不同氮磷營養(yǎng)比例的肥料，可以作為研究試驗區(qū)植物生長營養(yǎng)鹽限制情況最直接有效的方法。

王界平等[5]通過施加氮磷肥研究其對鹽地堿蓬生長的影響得出，在鹽化土壤中施加氮肥能明顯促進鹽地堿蓬的生長，并且氮肥的施加顯著提高了株高和生物量，而磷肥的施加對鹽地堿蓬的生長影響不明顯。但本研究中，在低氮磷比處理下株高和基徑的相對生長速率均為最大值，表明磷素對黃河三角洲濱海濕地鹽地堿蓬基徑和株高增長的促進作用大于氮素的影響。另有研究表明[6～12]，對鹽堿地上生長的鹽生或非鹽生植物施加氮磷肥，可以使植物體中氮磷養(yǎng)分含量發(fā)生明顯改善，能使植物滲透調(diào)節(jié)能力明顯提高并使其抵抗鹽脅迫的能力增加，進而降低鹽分脅迫對植物的危害，最終促進植物生長發(fā)育、提高植物產(chǎn)量。本研究結(jié)果與之一致，施肥提高了鹽地堿蓬生物量，其中氮磷供應(yīng)比例為 5：1及15：1 處理下生物量顯著增加（P＜0.05），且以低供應(yīng)比例處理下生物量值最高，即氮限制供應(yīng)條件更利于鹽地堿蓬生物量的積累。

黃河三角洲潮灘濕地地區(qū)，不同生長環(huán)境下鹽地堿蓬氮磷養(yǎng)分限制類型的研究指出，中潮灘地區(qū)主要為氮限制，低潮灘地區(qū)為氮磷共同限制但主要為磷限制[13]。而依據(jù)本試驗結(jié)果，黃河三角洲非潮汐濕地鹽地堿蓬生長的限制因子可能為磷元素。