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版纳植物园揭示胶林复合生态系统土壤磷组分动态特征

发布时间:2018-01-04来源:西双版纳热带植物园点击量:417
磷(P)是植物生长发育必需的营养元素之一,加快土壤P的转化效率,对维持或提高农林复合生态系统生产力起重要作用。然而,P在土壤中移动性差,容易被固定,导致施加P肥后植物年利用率仅为10-15%,既造成资源的浪费又给环境带来负面影响。在高度风化的土壤(如热带红壤)中,由于无机磷(Pi)的可利用性有限,使有机磷(Po)组分的转变较大程度上影响着植物P的供应水平。尽管针对不同土地利用方式的土壤P生物有效性及组分已有研究,但目前尚缺乏对农林系统P组分动态的定量研究,这影响对土壤P整体转化过程的理解,因此需要进一步完善。

  基于此,中国科学院西双版纳热带植物园农林复合生态系统研究组助理研究员刘成刚等,深入研究幼林和成熟橡胶林间作固氮植物后土壤P组分季节变化及其主要影响因子。结果表明,多数P组分在不同的土壤深度呈现明显的季节变化,其中雾凉季最高(如5-60cm活性部分,30-60cm非活性部分及总Pi和Po)。幼林间作增加了0-60cm土层resin-Pi浓度,但分别降低了0-30cm NaHCO3可提取P、HCl-Pi和residual-Po。相比之下,成熟林间作对各种P组分几乎无影响。有趣的是,两种间作条件下residual-Po均在土壤最深层累积。此外,各种P组分(NaOH0.1-Pi除外)均随着年龄的增长而下降。除植物需求外,这些变化还受土壤条件(如水分、温度、pH和微生物活性)的季节动态以及枯枝落叶和根系残留物返回量的影响。幼林间作在一定程度上降低了总P储量,但成熟林间作恰好相反。土壤P库的消耗并不能被传统的施肥措施所补偿,因此应加强林地内凋落物的保护。从长远来看,成熟橡胶林间作固氮植物似乎比幼林间作系统在维持P的可持续性和高生产力方面更为有效。研究建议,今后应使用同位素和核磁共振技术加强基于物种的环境变化对土壤P动态的影响机制。


  胶林复合系统磷组分动态变化示意图


  土壤磷组分连续提取及分离方案

  相关研究成果以Phosphorous fractions in soils of rubber-based agroforestry systems: Influence of season, management and stand age为题,发表在Science of The Total Environment上。研究工作得到了国家自然科学基金、中科院西部青年学者B类、云南省自然科学基金重点项目、中科院重点项目等的资助。

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