内蒙古典型草原优势种冷蒿和克氏针茅对土壤低磷环境适应策略的比较

Abstract

为探究典型草原植物长期共存的生理生态机制,以典型草原的优势物种克氏针茅(Stipa krylovii)和冷蒿(Artemisia frigida)为材料,采用基质培养方法,通过比较不同供磷浓度对二者生物量、根系形态、质子分泌、酸性磷酸酶和有机酸分泌以及磷吸收利用效率的影响,探讨克氏针茅和冷蒿对土壤磷缺乏的适应策略。研究结果表明:冷蒿主要通过根系分泌酸性磷酸酶和酸化根际来适应低磷环境;而克氏针茅主要是通过根系分泌有机酸(主要是苹果酸)来适应土壤磷缺乏。在低磷条件下,克氏针茅和冷蒿的磷吸收效率没有显著差异,但克氏针茅的磷利用效率显著高于冷蒿。随着供磷浓度增加,二者的磷吸收速率增加,磷利用效率降低。在生物量、地上部分性状以及根系生长方面,克氏针茅和冷蒿对磷供给的响应都表现先增长后降低的趋势;克氏针茅的生物量在外源供0.25 mmol·L–1磷时达到最大,而冷蒿的生物量在外源供0.50 mmol·L–1磷时达到最大,表明冷蒿对磷的生理需求高于克氏针茅。因此,克氏针茅和冷蒿具备各自不同的适应土壤有效磷缺乏的生理策略,这可能是它们在土壤贫瘠的温带典型草原长期共存的重要机制