赖帅彬,徐 升,简春霞,陈志飞,周俊杰,杨 全,王 智,,徐炳成,,*

1 西北农林科技大学 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 杨凌 712100 2 吉林农业科技学院, 吉林 132101 3 中国科学院水利部水土保持研究所, 杨凌 712100

近年来,大量矿物燃料燃烧以及农业中氮肥施用等致使大气氮沉降递增[1]。长期氮沉降在消除或缓解氮限制的同时,会造成陆地生态系统转为磷限制或氮磷共同限制[1-3]。氮素是蛋白质、核酸、酶和叶绿素等重要组分,是限制植物光合作用的关键因子[4]。磷是光合过程中核酸、ATP和磷脂等化学物质的主要成分,也是土壤中最易被固定和转化的元素,但即使向土壤中施加磷肥绝大部分会被有机物或金属离子固定,转化成缓效态和难效态,能为植物利用的有效磷非常少[5]。研究表明,氮限制下适宜添加氮能提高植物光能利用效率,促进植物生长和增加地上生物量[6],但当氮素超过某一阈值后,氮添加会转变为抑制植物生长[6-7]。磷素能提高扁豆根瘤固氮菌活性,从而增加叶片氮磷含量和提高光合速率[8]。因此土壤氮磷供应状况会对植物光合生理过程产生影响[9-10]。

不同植物由于其光合途径、养分敏感性和分配策略差异等导致其对氮磷添加响应存在差异[11-13]。光合氮利用效率(PNUE)和光合磷利用效率(PPUE)是表征植物叶片养分利用及光合生理特征的重要参数[14]。一般来说,C4植物的PNUE和PPUE高于C3植物,主要是C4植物的CO2浓缩机制使得1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)周围CO2达到饱和,使其在有效氮磷条件下拥有较高的净光合速率[11]；……