黄土丘陵区代表性乔灌草植物凋落物关键代谢产物释放的室内模拟研究

Indoor Simulating Research of Key Plant Metabolites Release from the Litters of Typical Arboreal,Shrubby and Herbaceous Speciesin the Loess Hilly Region

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摘要凋落物源代谢产物在植物-土壤系统中发挥着重要生态作用,该研究以黄土丘陵区刺槐、油松、沙棘、狗尾草和达乌里胡枝子等5种代表性乔灌草植物的凋落物为研究对象,以土壤混水振荡沉淀后收集上清液的方式提取客土微生物,通过均匀喷施上清液对凋落物进行接种,并在室温(25℃)恒湿(凋落物持水率维持在约100％)条件下进行室内分解模拟,研究该过程中7种代谢产物的降解和释放特征,以期更深入地理解凋落物分解过程及其可能的后续生态学效应,为林草生态系统管理提供依据.结果显示:(1)150 d的分解过程中,5种凋落物的木质素均呈分解前期(0～60 d)少部分降解(＜30％)、后期趋于停滞的趋势;水溶性酚、凝缩单宁和黄酮呈分解前期(0～30 d)快速释放大部分(＞80％)、后期显著减缓的趋势;萜类呈持续释放、甚至在试验后期明显加速的趋势;可溶性糖和氨基酸的释放均呈现在短时间内快速释放、随后缓慢释放的趋势.总体而言,除木质素呈慢速降解状态外,其他代谢产物均呈超速释放状态.(2)7种代谢产物的年降解或释放速率总体均呈现沙棘和刺槐凋落物显著高于达乌里胡枝子、狗尾草和油松凋落物的规律(P＜0.05).(3)木质素、凝缩单宁、萜类和黄酮的年降解或释放速率与其初始含量无显著相关性(P＞0.05),而水溶性酚、可溶性糖和氨基酸的释放速率与其初始含量均呈显著正相关关系(P＜0.05).研究表明,凋落物模拟分解过程中,除木质素呈慢速降解状态外,其他代谢产物均呈超速释放状态;7种代谢产物的年降解或释放速率普遍与凋落物初始氮和磷含量呈显著正相关关系.