CO2升高和施氮互作对木荷幼苗生理特性的影响

CO2浓度升高与氮(N)沉降增加的交互作用对陆地生态系统的影响已成为全球变化研究的热点.大量研究报道了CO2浓度升高和氮沉降对生态系统的影响,但关于高浓度CO2以及N肥对木本植物的影响研究还很少.该研究拟探讨高浓度CO2和N添加对木荷(Schima superba)幼苗生理特性的影响,以了解木荷幼苗生理生态对未来气候变化的响应机制.利用开顶室气室(open top chambers,OTC)组成的CO2浓度自动调控平台,以一年生木荷幼苗为研究材料,根据联合国政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Chang,IPCC)第五次评估报告预测的未来CO2浓度升高情景,设置550、750、1000μmol·mol?1共3个CO2熏气处理,以自然大气CO2浓度(约400μmol·mol?1,CK)为对照,在每个OTC内设置不施氮(低氮,0 g·m?2·a?1)和施氮(高氮,10 g·m?2·a?1)2个氮肥处理水平,研究CO2浓度升高和施用氮肥及其交互作用对木荷幼苗生理生态特征的影响.结果 表明,(1)除1000μmol·mol?1 CO2处理外,其他CO2处理水平下高氮处理后木荷幼苗叶片光合色素含量较低氮处理显著增加(P<0.05).(2)CO2浓度和施氮对丙二酮(MDA)活力无显著影响,但施氮却抑制了超氧化物岐化酶(SOD)活力(P<0.001).(3)CO2浓度增加对脱落酸(ABA)含量无显著影响,但对生长素(IAA)含量有促进作用(P=0.003),施氮对玉米素(ZR)、赤霉素(GA3)有抑制作用(P<0.001).(4)施氮和CO2浓度升高对植物的总生物量有促进作用.高氮条件下,1000μmol·mol?1 CO2处理木荷幼苗的总生物量较CK处理增加了52.79％(P=0.044).1000μmol·mol?1 CO2处理下,高氮与低氮处理相比,木荷生物量增加了106.38％(P=0.003).大气CO2浓度升高和施氮处理对木荷幼苗叶片的色素、抗氧化系统、激素含量的交互作用不显著,而施氮能显著提高光合色素含量,并显著提高IAA含量,降低ZR含量,且高氮处理下CO2摩尔分数达到1000μmol·mol?1时木荷幼苗生物量显著提高.