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细根是树木根系中生命活动最旺盛、周转最快的部分,也是生态系统中物质循环和能量流动的重要因子。细根的能量、物质分配在不同根序、直径间具有差异时,其生产周转和生理生态功能也不尽相同。为最大限度地获取土壤养分资源,细根具有高度的可塑性。细根的颜色变化是发育过程中重要的生物学现象,不同的颜色表征着不同的生长发育阶段。通过研究细根形态和碳氮分配对于施肥的响应,可揭示土壤资源对细根碳氮分配的影响,并对正确认识细根在土壤资源异动时的适应性策略,以及森林生态系统的物质循环和能量流动具有重要意义。因此,本研究以川中丘陵区5年生Ⅰ-107(Populus×euramericana cv。’74/76’)杨树为研究对象,通过施肥(氮肥、复合肥、对照)处理,研究3月施肥后细根生长旺盛期内(5月、7月、9月)根际土壤养分(全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、微生物量碳氮)的变化,不同颜色(白色、黄色、褐色)1级细根形态(直径、比根长、根长密度)、碳氮分配格局(全氮、全碳、非结构性碳、可溶性蛋白)以及7月解剖结构(细根皮层厚度、维管柱直径)对施肥的响应,研究结果如下：(1)施肥处理显著提高根际土壤的全氮和水解氮浓度,不同处理间5月、7月的土壤水解氮浓度差异达到显著水平(P<0.05)；施肥后有效磷含量较对照低,除5月施用复合肥的外,差异均达显著水平(P<0.05)；各处理间的全钾含量差异不显著(P>0.05),而施肥后速效钾含量随着时间的推移差异缩小。5月和7月根际土壤的微生物量碳、氮含量随着对照、氮肥处理、复合肥处理逐渐降低,且施肥处理均与对照差异达到显著水平P<0.05)。(2)除9月复合肥处理外,施肥后1级细根的生物量均较对照低,7月复合肥处理生物量显著低于对照(P<0.05)；1级白色、黄色细根在同一时间内、不同施肥处理间的生物量不同,7月白色、黄色细根的生物量显著高于褐色(P<0.05),褐色细根生物量则在细根生长期内,随着时间的推移逐渐增加；在年生长旺盛期内1级细根生物量呈单峰型,7月含量最高,9月次之。(3)5月和9月施肥处理的1级细根直径均较对照高,其中,5月同一颜色间细根差异达到显著水平(P<0.05)。在7月,除与氮肥处理的白色细根外,对照同一颜色细根直径显著高于施肥处理(P<0.05)。5月对照的褐色和白色细根比根长均显著高于施肥处理褐色和白色细根(P<0.05),而在7月和9月,除7月白色细根外,施肥处理的比根长均显著高于对照(P<0.05)。5月施肥处理黄色细根的比根长显著高于其他颜色细根比根长,而在7月,白色、黄色细根显著高于褐色细根(P<0.05)。与比根长相似,5月对照白色和褐色细根的根长密度较施肥处理高,且对照和氮肥处理间差异达到显著水平(P<0.05)。7月氮肥处理的根长密度显著低于对照(P<0.05),9月施肥处理的根长密度均显著高于对照(P<0.05)。7月施肥处理的黄色和褐色1级细根皮层厚度均较对照高,对照白色细根的皮层厚度较施肥高,且差异达到显著水平(P<0.05)。氮肥处理三种颜色1级细根的维管柱直径均较对照和复合肥处理相应颜色细根大,且除与对照黄色细根差异不显著外(P>0.05),其余均达到显著水平(P<0.05)。(4)在细根生物量和根长密度都较低的5月,细根的有机碳含量较高,而且黄色和褐色细根显著高于白色(P<0.05),但在9月这一差异均不显著(P>0.05)。除5月褐色细根外,细根的全氮浓度也显著高于对照(P<0.05)。随着颜色的加深细根的非结构性碳和可溶性蛋白均逐渐降低,且白色与褐色间差异均达到显著水平(P<0.05),7月和9月同一颜色细根的非结构性碳：对照>氮肥>复合肥,可溶性蛋白含量相反。(5)细根的全氮、有机碳与土壤的水解氮呈显著正相关关系(R2=0.445 R2=0.725P<0.01),可溶性蛋白、非结构性碳与土壤水解氮和土壤有机碳均呈显著负相关关系(R2=-0.677 R2=-0.647 R2=-0.464 R2=-0.655 P<0.05)。根的有机碳与土壤有机碳、土壤全磷呈正相关关系(R2=0.861 R2=0.501 P<0.01),与根际土壤的微生物量碳呈负相关关系(R2=-0.408 P<0.05)。而细根可溶性蛋白与微生物量碳、氮均呈显著正相关关系(R2=0.528 R2=0.692 P<0.01)。作为人工林主要的经营管理措施,施肥可以通过改变土壤有效资源而影响细根的形态生长和生理功能,同样也影响不同颜色细根的生长与分布格局,有关这方面的研究可更深入地揭示细根对施肥的响应机制,科学地经营人工林：(1)不同施肥处理对土壤养分空间异质性和有效性的改变不一致,1级细根通过根系形态可塑性适应土壤养分改变,从而使不同处理的细根形态表现具有差异;(2)施肥可影响植物对地下部分的碳分配格局,从而使植物对地上部分光合有机产物分配到地下部分供根系生长的“源-库”比例做出新的调整；(3)在细根活动旺盛期可通过施肥提供充足的氮源,提高细根的吸收功能和有效养分的利用率；(4)不同的施肥处理对研究对象碳分配于地下不同颜色细根的比例影响不同,对碳固定后分配于碳循环的节点和比例的意义也不同。