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黄栌(Cotinus coggygria)是我国华北地区以及东北南部干瘠山地造林绿化的优良先锋树种,因其夏季可赏紫烟、秋季可观红叶,具有独特的彩叶树性状,被广泛地应用于风景林营造,成为北方园林绿化或山区绿化的首选树种,也是北京香山红叶、八达岭长城景观的重要组成部分。揭示黄栌对瘠薄环境的适应机制,可为今后黄栌幼苗的合理栽培和管理提供理论指导,对深入理解植物对环境的适应机制具有重要意义。 本研究以黄栌1年生播种苗为研究材料,采用温室盆栽沙培试验,设置五个不同梯度养分供给水平,对黄栌幼苗的生长指标、形态和生物量指标(叶重比、根重比)、功能性状(根冠比、叶面积根表面积比、比叶面积、根系各功能形状指标,不同径级细根的功能形状指标)、各器官养分含量分布等进行分析,研究了不同养分供给条件下不同生长阶段黄栌幼苗养分吸收的规律,系统分析了养分供给对黄栌幼苗生长和生物量分配的影响,不同生长阶段黄栌幼苗的养分吸收和利用动态,以及黄栌幼苗在养分受限环境中的养分吸收对策。结果表明: 1.养分受限的环境条件会抑制黄栌幼苗的生长,提高根冠比,降低其叶面积根表面积比,抑制全株、地上部分、叶片、二级根生物量的积累,增加对一级根生物量的分配,而与茎和二级根生物量的分配关系不大。 2.在生长前期黄栌幼苗一级根的氮和磷浓度显著高于其他器官,叶和茎的钾浓度显著高于各序级根系钾浓度,但在生长末期各器官间氮、磷、钾浓度均差别不大。养分供给降低能显著提高低序级根系的氮、磷、钾含量,以一级根最为显著。养分供给的降低在生长前期对黄栌幼苗叶和茎的氮、磷、钾利用效率有促进作用,但持续的养分限制将明显降低黄栌幼苗叶和茎的氮、磷、钾利用效率。养分供给的降低能显著提高二级根和三级根的氮、磷、钾利用效率,而且养分限制程度越高,利用效率增幅越大,但对一级根氮、磷、钾利用效率有明显抑制作用。 3.养分供给降低能明显抑制黄栌幼苗对叶片和茎的碳分配,而使其更倾向于向根系分配更多的碳。随着幼苗的生长,黄栌幼苗茎、二级根和三级根的碳氮比、碳磷比、氮磷比均呈现下降趋势,以三级根的降幅最为明显,而一级根碳氮比、碳磷比和氦磷比稳步上升,生长初期显著低于其他器官,而在生长末期各器官的碳氮比、碳磷比和氮磷比差异并不显著。黄栌幼苗面对养分供给降低的环境条件,在生长初期迅速提高其茎、一级根和二级根的碳氮比、碳磷比,但随着幼苗的生长这种增幅则不再明显,并且低于养分充足条件。养分供给的降低能明显降低黄栌幼苗三级根的碳氮比、叶片和一级根的碳磷比和氮磷比。 4.不同养分供给处理对黄栌幼苗的比根长、比表面积、根尖数、分枝数、根尖密度、根平均直径、根组织密度和根细度均有极显著影响(p<0.01);在纯沙环境中,黄栌幼苗与比根长、比表面积和根细度变化最为密切;在养分受限制较严重的环境中,黄栌幼苗主要通过改变根长、根表面积、根尖数和分枝数适应环境;养分受限制相对较轻和中等的环境中,幼苗与根尖密度、分枝密度、根平均直径和根体积变化关系最为密切;而在全土环境中,幼苗主要通过根组织密度变化适应环境。养分供给量受限制在一定程度上可明显刺激黄栌幼苗分化直径<1.0 mm的细根、限制直径>1.0 mm根系发育;通过根系形态性状的可塑性反应,养分供给状况变化显著地改变了黄栌幼苗吸收利用养分的对策,从充足养分到养分受限制条件、到养分极度缺乏条件,黄栌幼苗对养分吸收利用的对策从强化就地利用能力,转变到就地吸收利用与扩大吸收范围并重、扩大吸收范围、提高储存与输导能力,最后转变到忍耐对策。