不同氮磷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)比例對(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)的影響

張安峰,劉曉玲，張建霞

（1.山東黃河三角洲國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，山東 東營(yíng)257091；2.中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所，山東 煙臺(tái)264003）

黃河三角洲地區(qū)隨著人口劇增以及經(jīng)濟(jì)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(yíng)養(yǎng)化程度，濱海濕地退化趨勢(shì)明顯[1]。而氮磷營(yíng)養(yǎng)元素作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中兩個(gè)關(guān)鍵的限制營(yíng)養(yǎng)元素，其供應(yīng)比例的改變將會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)、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(qiáng)的耐鹽能力。通過(guò)對(duì)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(jī)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(shì)草種，對(duì)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(duì)象，通過(guò)野外控制試驗(yàn)，設(shè)置不同氮磷添加比例，分析不同生長(zhǎng)時(shí)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(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)的影響，以期為黃河三角洲濱海濕地的管理和保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)依托中國(guó)科學(xué)院濱海濕地生態(tài)試驗(yàn)站的水位模擬控制試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行（37°45′52″N,118°58′52″E）。試驗(yàn)站位于黃河三角洲國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)大汶流管理站附近，屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫11.7～12.6℃，年平均日照時(shí)數(shù)達(dá)2590～2830小時(shí)，全年中無(wú)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(shì)種主要包括鹽地堿蓬、蘆葦和檉柳等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置 5：1、 15：1 和 45：1 三個(gè)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(shí)設(shè)置對(duì)照組。為消除地下水位對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，本試驗(yàn)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(yàn)中氮通過(guò)NH4NO3添加，磷通過(guò)KH2PO4添加。試驗(yàn)用鹽地堿蓬于2014年5月下旬育苗，6月下旬選擇長(zhǎng)勢(shì)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(jìn)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(duì)照組噴灑等量水分。每個(gè)處理中隨機(jī)選擇15株幼苗進(jìn)行標(biāo)記，開(kāi)始試驗(yàn)處理時(shí)測(cè)量其株高、基徑，并于7月28日、8月23日、9月23日進(jìn)行重復(fù)測(cè)定。10月上旬生長(zhǎng)季結(jié)束將植物整株收獲，測(cè)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(zhǎng)特征測(cè)定

株高：植物基部到主莖頂部之間的距離。用卷尺進(jìn)行測(cè)量。

基徑：植株根莖處的直徑。用游標(biāo)卡尺測(cè)量。

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

生物量：鹽地堿蓬整個(gè)植株的干重。將生長(zhǎng)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(cè)得其生物量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

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

2 結(jié)果與分析

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

鹽地堿蓬基徑在不同氮磷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)比例處理下無(wú)顯著差異（P＞0.05），7月28日之后測(cè)得數(shù)據(jù)顯示施肥促進(jìn)了鹽地堿蓬基徑的增長(zhǎng)，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(cè)得數(shù)據(jù)顯示各處理下株高無(wú)顯著差異（P＞0.05），8月23日之后測(cè)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(shuō)明此氮磷供應(yīng)比例更利于鹽地堿蓬株高的生長(zhǎng)。

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

2.2 不同氮磷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)比例對(duì)鹽地堿蓬相對(duì)生長(zhǎng)速率的影響

施肥處理下，鹽地堿蓬株高和基徑的相對(duì)生長(zhǎng)速率均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（圖2、圖3），在8月 23日-9月23日期間已接近零增長(zhǎng)，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(dá)到生長(zhǎng)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(zhǎng)，基徑在7月28日-8月23日期間相對(duì)生長(zhǎng)速率已較低。

圖2 不同氮磷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)比例對(duì)鹽地堿蓬株高相對(duì)生長(zhǎng)速率的影響

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

圖3 不同氮磷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)比例對(duì)鹽地堿蓬基徑相對(duì)生長(zhǎng)速率的影響

表2 不同氮磷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)比例處理下鹽地堿蓬相對(duì)生長(zhǎng)速率

2.3 不同氮磷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)比例對(duì)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(yàn)區(qū)域磷對(duì)鹽地堿蓬生物量積累的影響大于氮。

圖4 不同氮磷營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)比例對(duì)鹽地堿蓬生物量的影響

3 討論與結(jié)論

氮磷營(yíng)養(yǎng)元素作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中兩個(gè)關(guān)鍵的限制營(yíng)養(yǎng)元素，其供應(yīng)比例的改變將會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)、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(zhǎng)狀況的差異，可以指示植物的生長(zhǎng)限制類型是氮限制還是磷限制，因此通過(guò)施肥試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)土壤供應(yīng)不同氮磷營(yíng)養(yǎng)比例的肥料，可以作為研究試驗(yàn)區(qū)植物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)鹽限制情況最直接有效的方法。

王界平等[5]通過(guò)施加氮磷肥研究其對(duì)鹽地堿蓬生長(zhǎng)的影響得出，在鹽化土壤中施加氮肥能明顯促進(jìn)鹽地堿蓬的生長(zhǎng)，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(duì)鹽地堿蓬的生長(zhǎng)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(duì)生長(zhǎng)速率均為最大值，表明磷素對(duì)黃河三角洲濱海濕地鹽地堿蓬基徑和株高增長(zhǎng)的促進(jìn)作用大于氮素的影響。另有研究表明[6～12]，對(duì)鹽堿地上生長(zhǎng)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(jìn)而降低鹽分脅迫對(duì)植物的危害，最終促進(jìn)植物生長(zhǎng)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(zhǎng)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(yàn)結(jié)果，黃河三角洲非潮汐濕地鹽地堿蓬生長(zhǎng)的限制因子可能為磷元素。