呼伦贝尔盐生藜科植物不同器官C、N、P生态化学计量特征及其与土壤因子的关系

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.022

植物研究 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (5): 910-920.doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.05.022

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呼伦贝尔盐生藜科植物不同器官C、N、P生态化学计量特征及其与土壤因子的关系

苏宇航¹^,², 宋晓倩¹^,², 郑晶文¹^,², 张衷华¹^,²(), 唐中华¹^,²

^1.东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室，哈尔滨 150040
^2.东北林业大学化学化工与资源利用学院，哈尔滨 150040

收稿日期:2022-02-15 出版日期:2022-09-20 发布日期:2022-09-15
通讯作者: 张衷华 E-mail:en_cn@126.com
作者简介:苏宇航（1997—），女，硕士研究生，主要从事耐盐植物相关研究。
基金资助:
科技基础资源调查项目(2019FY100500)

Ecological Stoichiometric Characteristics of C, N and P and Their Relationship with Soil Factors from Different Organs of the Halophytic Chenopodiaceae Plants in Hulunbuir

Yuhang SU¹^,², Xiaoqian SONG¹^,², Jingwen ZHENG¹^,², Zhonghua ZHANG¹^,²(), Zhonghua TANG¹^,²

^1.Key Laboratory of Forest Plant Ecology，Ministry of Education，Northeast Forestry University，Harbin 150040
^2.College of Chemistry，Chemical Engineering and Resource Utilization，Northeast Forestry University，Harbin 150040

Received:2022-02-15 Online:2022-09-20 Published:2022-09-15
Contact: Zhonghua ZHANG E-mail:en_cn@126.com
About author:SU Yuhang（1997—），female，master degree student，mainly engaged in research on salt-tolerant plants.
Supported by:
Science and Technology Basic Resources Survey Project(2019FY100500)

摘要/Abstract

摘要：

盐碱土区植物可利用营养匮乏是植物生物量限制的主要因素之一，藜科（Chenopodiaceae）植物是盐碱环境中的最大类群，其整体营养策略对盐碱地育种和农业开发具有重要意义。本研究以呼伦贝尔4种典型盐碱地藜科植物碱蓬（Suaeda glauca）、尖头叶藜（Chenopodium acuminatum）、刺沙蓬（Salsola tragus）、雾冰藜（Bassia dasyphylla）为研究对象，通过分析不同器官C、N、P生态化学计量特征，试图揭示藜科植物C、N、P计量特征共性及其与土壤因子之间的耦合关系。结果显示：①藜科植物茎、叶N/P>16，根N/P<14；各器官C、N含量显著相关，且根C含量>茎C含量>叶C含量，N含量表现为叶N含量>茎N含量>根N含量，表明N元素从根、茎到叶之间具有良好的转移效率。②相对于C元素和N元素，各器官内P元素含量具有最大变异系数，叶P、茎P含量与叶N、根N含量显著正相关，根P含量与叶N、根N含量显著负相关，表明N、P元素在叶和根中具有较强的协调关系。③RDA排序表明土壤P是影响植物叶片化学计量的主要因素，土壤K是茎化学计量变异的主要因素，土壤N是根化学计量变异的主要因素。本研究发现藜科植物通过叶N、叶P积累和N、P协调降低土壤N、P限制的影响，对于盐碱土营养管理具有重要意义。

关键词: 盐碱地, 藜科植物, 生态化学计量, 土壤因子

Abstract:

The lack of available nutrients is one of the main factors limiting the biomass of saline plants， the largest group in the saline environment is Chenopodiaceae plants， and the overall nutritional strategy of Chenopodiaceae plants is of great significance to the breeding in saline-alkali soil and agricultural development. four typical Chenopodiaceae plants in Hulunbuir were used as materials， including Suaeda glauca， Chenopodium acuminatum， Salsola tragus and Bassia dasyphylla. In order to reveal the C， N， P stoichiometric characteristics of Chenopodiaceae plants and the relationship with soil factors， the ecological stoichiometric characteristics of carbon（C）， nitrogen（N） and phosphorus（P） in different organs were analyzed respectively. The results showed： ①Both the stem N/P and leaf N/P of Chenopodiaceae plants were greater than 16， and the root N/P of Chenopodiaceae plants was less than 14； The content of C and N in each organ had a significant correlation， root C content>stem C content>leaf C content， The N content of each organ showed the order of leaf N content>stem N content>root N content， it showed that the N element had a good transfer efficiency from roots， stems to leaves. ②The content variability of C， N and P in various organs was compared， and P had the largest coefficient of variation. There was a significant positive correlation between leaf P and leaf N， stem P content also had a significant positive correlation with leaf N， root N content， and root P content had a significant negative correlation with leaf N and root N content. It indicated that the N and P elements had a strong coordination relationship in leaves and roots. ③The RDA ranking indicated that Soil P was the main factor affecting plant leaf stoichiometry， soil K was the main factor of stem stoichiometry variation， and soil N was the main factor of root stoichiometry variation. This study found that Chenopodiaceae plants promoted the accumulation the coordination of N， P in leaf， and reduced the impact on soil P and N restrictions， and showed great significance to saline-alkaline soil management.

Key words: saline-alkali land, Chenopodiaceae, ecological stoichiometry, soil factors

中图分类号:

Q948.12

苏宇航, 宋晓倩, 郑晶文, 张衷华, 唐中华. 呼伦贝尔盐生藜科植物不同器官C、N、P生态化学计量特征及其与土壤因子的关系[J]. 植物研究, 2022, 42(5): 910-920.

Yuhang SU, Xiaoqian SONG, Jingwen ZHENG, Zhonghua ZHANG, Zhonghua TANG. Ecological Stoichiometric Characteristics of C, N and P and Their Relationship with Soil Factors from Different Organs of the Halophytic Chenopodiaceae Plants in Hulunbuir[J]. Bulletin of Botanical Research, 2022, 42(5): 910-920.

图/表 9

表1

表2

表3

表4

表5

表6

图1

表7

表8

参考文献 30

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器官 Organ	样本量 Number of samples	C		N		P		C/N		C/P		N/P
器官 Organ	样本量 Number of samples	测量值 Value	CV	测量值 Value	CV	测量值 Value	CV	测量值 Value	CV	测量值 Value	CV	测量值 Value	CV
叶Leaf	24	301.81±42.91c	0.14	19.68±1.35a	0.06	1.00±0.38a	0.37	15.39±2.38c	0.15	334.04±103.99b	0.31	21.79±6.11a	0.28
茎Stem	24	337.97±36.98b	0.11	14.54±1.63b	0.11	0.95±0.28a	0.29	23.58±4.02b	0.17	377.61±84.44b	0.22	16.32±4.07b	0.25
根Root	24	421.36±52.05a	0.12	10.57±1.73c	0.16	0.94±0.29a	0.30	41.69±12.23a	0.29	485.88±151.64a	0.31	12.59±5.65c	0.45

器官 Organ		叶Leaf			茎Stem			根Root
器官 Organ		C	N	P	C	N	P	C	N	P
叶Leaf	C	1.000
	N	0.155	1.000
	P	0.195	0.484**	1.000
茎Stem	C	0.956**	0.181	0.250	1.000
	N	0.019	0.303	0.286	-0.067	1.000
	P	0.241	0.566**	0.282	0.272	0.297	1.000
根Root	C	0.656*	-0.176	0.159	0.665*	-0.099	-0.092	1.000
	N	-0.291	0.667**	0.263	-0.181	0.209	0.598**	-0.566**	1.000
	P	0.003	-0.494*	-0.496*	-0.018	-0.489	-0.405*	0.041	-0.427*	1.000
叶Leaf	C/N	0.895**	-0.303	-0.014	0.883**	-0.137	-0.018	0.736**	-0.593*	0.184
	C/P	0.324	-0.304	-0.835**	0.303	-0.255	-0.176	0.066	-0.333	0.458
	N/P	-0.198	-0.193	-0.933**	-0.217	-0.157	-0.224	-0.353	-0.052	0.426
茎Stem	C/N	0.628*	-0.069	-0.065	0.713**	-0.739**	0.003	0.492*	-0.251	0.345
	C/P	0.239	-0.521*	-0.123	0.238	-0.158	-0.824**	0.502*	-0.718**	0.295
	N/P	-0.257	-0.447*	-0.145	-0.326	-0.299	-0803**	0.073	-0.510*	0.112
根Root	C/N	0.481	-0.520**	-0.035	0.408*	-0.052	-0.399	0.818**	-0.915**	0.230
	C/P	0.314	0.576**	0.605**	0.355	0.420	0.584**	0.249	0.354	-0.859^**
	N/P	-0.013	0.724**	0.521**	0.056	0.432	0.724**	-0.255	0.768**	-0.810^**

	器官 Organ	土壤因子 Soil factors
	器官 Organ	pH	Ece	C （g·kg^-1）	N （g·kg^-1）	P （g·kg^-1）	C/N	C/P	N/P	K （g·kg^-1）	Na （g·kg^-1）
C	叶Leaf	0.381	0.182	-0.309	-0.551	0.357	0.534	-0.809**	-0.844**	-0.547	-0.133
	茎Stem	0.420	0.117	-0.296	-0.488	0.359	0.458	-0.798**	-0.823**	-0.485	-0.163
	根Root	0.206	0.666*	-0.384	-0.609*	0.234	0.563	-0.687*	-0.703*	-0.192	0.178
N	叶Leaf	-0.019	0.149	0.116	0.227	0.462	-0.295	-0.243	-0.210	-0.098	0.022
	茎Stem	0.328	0.072	0.552	0.318	0.309	-0.014	0.076	0.082	0.141	0.600*
	根Root	-0.239	-0.035	0.315	0.578*	0.178	-0.684*	-0.190	0.247	0.071	0.024
P	叶Leaf	0.623*	0.250	0.179	0.202	0.977**	-0.185	-0.560	-0.480	-0.023	0.347
	茎Stem	0.232	0.035	0.035	-0.040	0.323	0.097	0.398	0.375	-0.595*	0.053
	根Root	-0.305	-0.146	-0.493	-0.435	-0.529	0.211	0.151	0.110	-0.150	-0.490
C/N	叶Leaf	0.391	0.101	-0.337	-0.621*	0.138	0.643*	-0.660*	-0.707*	-0.454	-0.126
	茎Stem	0.032	-0.010	-0.606*	-0.505	-0.008	0.294	-0.568	0.588*	-0.446	-0.578*
	根Root	0.381	0.284	-0.318	-0.620*	0.056	0.716*	-0.438	-0.477	-0.097	0.142
C/P	叶Leaf	-0.414	-0.256	-0.261	-0.384	-0.727**	0.385	0.173	0.078	-0.243	-0.453
	茎Stem	0.129	0.125	-0.035	-0.176	-0.100	0.357	-0.017	-0.044	0.449	0.127
	根Root	0.449	0.316	0.267	0.188	0.666*	-0.098	-0.515	-0.468	-0.046	0.441
N/P	叶Leaf	-0.680*	-0.348	-0.096	-0.069	-0.911**	0.069	0.622*	0.544	0.047	-0.414
	茎Stem	0.025	0.059	0.332	0.204	-0.170	0.104	0.448	0.434	0.715**	0.423
	根Root	0.241	0.048	0.396	0.482	0.522	-0.450	-0.178	-0.116	0.010	0.294

土壤因子 Soil factors	叶 Leaf			茎 Stem			根 Root
土壤因子 Soil factors	解释率 Explains /%	F	P	解释率 Explains /%	F	P	解释率 Explains /%	F	P
pH	28.7	4.0	0.040	2.6	0.3	0.820	9.2	1.0	0.424
EC	5.9	0.6	0.564	0.8	<0.1	0.934	7.0	0.8	0.450
C	5.8	0.6	0.500	11.5	1.3	0.266	14.9	1.8	0.198
N	13.0	1.5	0.222	9.8	1.1	0.382	25.5	3.4	0.042
P	55.6	12.5	0.002	6.9	0.7	0.504	18.0	2.2	0.146
C/N	12.3	1.4	0.250	6.9	0.7	0.516	24.1	3.2	0.062
C/P	26.0	3.5	0.040	19.2	2.4	0.114	13.9	1.6	0.194
N/P	22.5	2.9	0.064	19.3	2.4	0.126	13.6	1.6	0.254
K	6.1	0.7	0.522	30.3	4.3	0.012	1.1	0.1	0.936
Na	13.9	1.6	0.206	12.2	1.4	0.264	11.3	1.3	0.308

区域/植物种类 Region/plant species		器官 Organ	C （g·kg^-1）	N （g·kg^-1）	P （g·kg^-1）	C/N	C/P	N/P	参考文献 References
藜科植物	本研究 This study	叶Leaf	301.81	19.68	1.00	15.39	334.04	21.79	本研究
		茎Stem	337.97	14.54	0.95	23.58	377.61	16.32
		根Root	421.36	10.57	0.94	41.69	485.88	12.59
	全国平均 Average in China	叶Leaf	436.80	14.14	1.21	30.90	393.50	12.70	［16］
		茎Stem	448.30	3.04	0.31	147.50	1446.10	9.80
		根Root	418.20	4.85	0.47	86.20	889.80	10.30
	全球平均 Global average	叶Leaf	464.00	17.66	1.58	22.50	232.00	13.07	［9-10］
中国湿地植物 wetland plants in China		叶Leaf		16.07	1.85			8.67	［17］
荒漠植物 Desert plants		叶Leaf	451.65	16.98	1.08	29.83	577.68	19.34	［18］
荒漠植物 Desert plants		根Root	443.62	7.44	1.06	59.64	418.91	7.02	［19］
滨海藜科植物 Chenopodiaceae in coastal wetlands		叶Leaf	230.16	14.87	1.52	16.25	159.62	10.02	［6］
滦河口湿地藜科植物 Chenopodiaceae in luanhe estuary wetland		叶Leaf	212.40	9.68	0.86	22.03	249.88	11.33	［7］
新疆藜科植物 Chenopodiaceae in Xinjiang		叶Leaf	336.63	22.51	2.02	17.54	430.08	24.64	［8］
禾本科盐生植物 Gramineae halophytes		叶Leaf	433.39	18.80	0.95	23.93	475.04	20.76	［13］

呼伦贝尔盐生藜科植物不同器官C、N、P生态化学计量特征及其与土壤因子的关系

Ecological Stoichiometric Characteristics of C, N and P and Their Relationship with Soil Factors from Different Organs of the Halophytic Chenopodiaceae Plants in Hulunbuir

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