氮磷添加下新疆野苹果幼苗小枝功能性状的变异特征

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新疆野苹果(Malus sieversii)是第三纪遗存的珍稀濒危野生果树,由于多种因素影响,新疆野苹果自然种群分布面积逐渐下降,野生幼苗更新困难。氮(N)磷(P)添加是生产实践中促进幼苗快速生长的重要措施之一。为探究氮磷添加对野苹果幼苗生长的影响,本研究基于野外控制实验,设置N、P、N20Px(氮浓度固定、磷浓度变化的混施处理)及Nx P4(氮浓度变化、磷浓度固定的混施处理)4个氮磷添加处理,每个处理设置3个浓度梯度,分别为N(N10、N20及N40;数字为浓度,单位为g m-2 yr-1;下同)、P(P2、P4及P8)、N20Px(N20P2、N20P4及N20P8)和Nx P4(N10P4、N20P4及N40P4),每个浓度梯度设置5个重复样方。经过连续4年施肥后,于2020年8月生长旺季进行样品采集,系统对比分析了不同氮磷添加处理下野苹果幼苗小枝功能性状的变异特征。结果表明:(1)对枝叶形态性状分析表明,氮磷混合添加下茎性状指标整体差异显著,而氮磷单独添加下仅部分指标差异显著(P<0.05)。氮添加下枝条长度与其他指标的异速生长关系差异显著,而磷添加下差异不显著;氮磷混合处理下上述异速生长关系呈现共轴漂移现象。N20Px处理下磷添加量与枝叶性状指标具有显著的线性拟合关系(P<0.05)。植物性状网络分析表明,不同氮磷处理下枝叶关键性状存在明显差异,氮磷混合添加下性状网络的稳定性高于氮磷单独添加(图形密度和聚类系数高)。(2)对叶片生理性状分析表明,随养分添加浓度升高,叶片丙二醛含量在氮磷单独处理下呈升高趋势(P<0.05),而在氮磷混合下无显著变化。非结构性碳水化合物含量随养分添加浓度升高显著升高(P<0.05)。野苹果幼苗叶片生理性状与养分添加量之间也存在一定的线性或非线性拟合关系。在植物性状网络中,叶片生理关键性状在不同氮磷处理下各不相同,氮添加下叶片生理性状网络最紧密(图形密度和聚类系数高)。(3)在枝叶化学计量特征方面,叶片碳含量在氮磷单独添加下呈显著降低趋势,而枝、叶磷含量在氮磷混合处理下随养分添加浓度的升高而显著升高(P<0.05)。氮磷混合添加下茎、叶磷含量与氮磷添加浓度之间均存在显著的线性或非线性拟合关系(P<0.05)。在植物性状网络中,不同氮磷处理下枝叶化学计量关键性状在明显不同,氮磷混合处理下网络最复杂、最稳定(具有最高的图形密度和聚类系数)。此外,野苹果幼苗叶片磷重吸收率高于氮重吸收率。(4)土壤理化性质与养分添加浓度的拟合分析表明,全磷、速效磷在P和N20Px处理下呈显著升高的趋势。氮磷混合添加下土壤理化性质与野苹果小枝形态性状的相关性大于氮磷单独处理,枝叶化学计量指标也具有相似特征。(5)综合小枝所有性状分析发现,无论何种处理下,枝叶全部性状组成的性状网络中,形态性状均为关键性状。隶属函数分析表明,在氮磷混合处理下新疆野苹果的综合性能高于氮磷单独处理,其中N10P4在全部12个处理中综合性能最优,N20Px在4类养分添加处理中综合性能最优。综上所述,野苹果幼苗叶片化学计量指标与养分添加浓度之间具有最优的拟合关系,而形态性状能更好地反映野苹果对养分添加的响应,且氮磷混合处理对野苹果综合性能的促进作用大于氮磷单独处理。研究结果为探究如何提高新疆野苹果野外栽种幼苗成活率提供了一定的科学依据。
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