侯曉娟,余 飛,崔 誠(chéng),李 凱,李 志,張學(xué)玲,郭曉敏,牛德奎

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與藝術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045)

氮素不僅是土壤肥力的重要表征，同時(shí)也是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵因素。大量施用氮肥超出了土壤固氮容量以及植物氮素吸收能力，氮素會(huì)大量淋溶從而污染地下水源和威脅人類(lèi)健康，同時(shí)也造成資源浪費(fèi)[1]。

根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，其形態(tài)特征及時(shí)空分布會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生重要影響[2]，也是影響植物氮素吸收的重要因素[3]。已有研究表明[4]，較大的根系生物量及穿插較深的根系獲取土壤氮素的能力也較強(qiáng)。提高植物根系對(duì)氮素的截獲和吸收能力，不僅可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，同時(shí)也能夠提高氮肥利用效率，避免地下水源的污染。此外，根系的生長(zhǎng)發(fā)育及形態(tài)特征也會(huì)隨土壤生態(tài)因子如土壤水分、土壤養(yǎng)分狀況的變化而變化[5]。在養(yǎng)分脅迫條件下根系形態(tài)的小型化會(huì)導(dǎo)致植物地上部變?nèi)跣?，削弱了?yōu)勢(shì)種的優(yōu)勢(shì)作用，從而發(fā)生退化演替并且被其他物種所替代[6]。Bahman和Jerry[7]的研究指出，氮素缺乏情況下，植物根系會(huì)吸收利用較多的同化產(chǎn)物來(lái)形成較大的根系從而吸收較多的氮素營(yíng)養(yǎng)。在高氮供應(yīng)情況下，根系生物量減少，同時(shí)其向深層土壤穿插的能力也減弱，從而降低對(duì)氮素的吸收利用能力[8]。

武功山山地草甸作為南方陸地生態(tài)系統(tǒng)分布最廣的草地生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型之一，在調(diào)節(jié)物質(zhì)與能量循環(huán)，維護(hù)生態(tài)平衡方面起著重要作用[9]。近年來(lái)由于旅游業(yè)等人為干擾的不斷增加使武功山山地草甸受到嚴(yán)重破壞，退化和破碎化態(tài)勢(shì)日趨嚴(yán)重[10]。目前，對(duì)武功山退化草甸的研究主要集中在植物多樣性、土壤養(yǎng)分時(shí)空變異、土壤碳氮循環(huán)、土壤水文等方面[11-14]，而對(duì)武功山草甸植被根系生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)、分布規(guī)律對(duì)氮素添加的響應(yīng)及其與土壤氮素運(yùn)移之間關(guān)系的研究鮮有報(bào)道。本研究以武功山草甸為研究對(duì)象，擬探討不同施氮水平下土壤氮素在植被生育期內(nèi)變化規(guī)律和施氮對(duì)草甸植被根系生長(zhǎng)及其氮素吸收利用的影響，以期為武功山草甸保護(hù)及恢復(fù)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　研究區(qū)概況

本研究于2016年4-11月在武功山主峰金頂(平地)進(jìn)行。武功山地處江西西部，主峰金頂(27°27′24″ N, 114°10′24″ E)海拔1 900 m。由于旅游業(yè)的開(kāi)發(fā)，金頂草甸被嚴(yán)重踐踏，是草甸退化嚴(yán)重發(fā)展的區(qū)域之一。該區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候，四季分明，年均降水量1 700 mm，主要集中在1-4月，空氣相對(duì)濕度80%左右，年均氣溫14～16 ℃[15]。

研究區(qū)草地類(lèi)型屬于亞熱帶山地草甸，植被覆蓋率達(dá)90%，草地上分布著優(yōu)勢(shì)種芒(Miscanthussinensis)以及伴生種刺芒野古草(Arundinellasetosa)、兩歧飄拂草(Fimbristylisdichotoma)、中華薹草(Carexchinensis)等草種，其中芒相對(duì)蓋度占85%左右。土壤是花崗巖和片麻巖發(fā)育而來(lái)的山地草甸土，質(zhì)地為砂壤土，有機(jī)質(zhì)含量為79.1 g·kg-1，全氮含量為2.64 g·kg-1，堿解氮含量為146 g·kg-1。

1.2　研究方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)小區(qū)面積為20 m×20 m，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)不施肥(N0)及施氮量75 kg·hm-2(N1)、150 kg·hm-2(N2)、300 kg·hm-2(N3)4個(gè)處理，3次重復(fù)，各小區(qū)間有3 m的緩沖帶，小區(qū)四角用木樁進(jìn)行標(biāo)記。在2016年4月15日用缺口重耙對(duì)草地進(jìn)行松土處理，耙深4 cm左右，然后將尿素一次性施入土壤中。

1.2.2微根管安裝于2015年10月將長(zhǎng)度80 cm、內(nèi)徑5 cm的微根管以45°傾斜角埋入地下，垂直深度為40 cm，每小區(qū)安裝3根，共計(jì)36根。安裝時(shí)用與微根管直徑相當(dāng)?shù)匿撱@打好孔，將微根管插入，在空隙處填好土壤，防止管壁凝結(jié)水汽造成掃描圖像不清晰。為減少光和熱量對(duì)微根管的影響，安裝后將露出地面的微根管部分用錫箔紙纏繞，頂端加蓋密封，防止灰塵和小動(dòng)物進(jìn)入。在微根管外壁進(jìn)行標(biāo)記，確保每次都能對(duì)同一位置根系進(jìn)行圖像掃描。

1.2.3根系參數(shù)測(cè)定根長(zhǎng)的測(cè)定采用微根管法。2016年5-11月的每月中旬用BTC微根窗根系生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(BTC I-CAP3.0產(chǎn)地：美國(guó) Bartz公司)對(duì)根系進(jìn)行拍攝，然后通過(guò)WinRHIZOTRON MF 2012軟件進(jìn)行根長(zhǎng)分析。同時(shí)，進(jìn)行植被地上部與地下部取樣，測(cè)定植被生物量。根系生物量測(cè)定：分0-20和20-40 cm兩土層用根鉆(根鉆直徑為5 cm)鉆取根樣，每小區(qū)按“S”型均勻布設(shè)5點(diǎn)，相同土層的根樣混合為一個(gè)樣，共計(jì)取樣168個(gè)(4個(gè)處理×3次重復(fù)×2個(gè)土層×7個(gè)月=168個(gè)土樣)。將鉆取的土樣編號(hào)后放入自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行根系清洗，用孔徑0.1 mm的土篩反復(fù)沖洗直至清洗干凈，放入80 ℃烘箱中，烘干24 h到恒重，測(cè)定根系生物量。地上植被生物量的測(cè)定：每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取3個(gè)0.25 m×0.25 m的樣方，然后齊地面刈割樣方內(nèi)草甸植被，每小區(qū)3個(gè)樣方植株樣混合為一個(gè)植株樣，共計(jì)取樣84個(gè)(4個(gè)處理×3次重復(fù)×7個(gè)月=84個(gè)植株樣)。將所取植株樣編號(hào)帶回實(shí)驗(yàn)室105 ℃下殺青0.5 h，70 ℃烘干至恒重，測(cè)定地上部生物量。植株與根系樣品粉碎后采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定植株與根系全氮含量[16]。

1.2.4土樣采集及測(cè)定土壤采樣方法與根系采集方法相同，共計(jì)取樣168個(gè)，同時(shí)測(cè)定土壤容重。將所取土樣帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干，研磨過(guò)0.25 mm篩用于壤養(yǎng)分的測(cè)定。全氮采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定，堿解氮采用堿解氮擴(kuò)散法測(cè)定，土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定[16]。

1.3　數(shù)據(jù)處理

根系氮積累量=根系干重×根系含氮量；

氮素利用率=(施氮區(qū)植株氮素含量-不施氮區(qū)植株氮素含量)/施氮量。

根據(jù)土壤容重及施氮量計(jì)算出各個(gè)處理每立方米土壤中施氮量，進(jìn)行根系參數(shù)(生物量密度與根長(zhǎng)密度)與不同施氮水平的相關(guān)性分析。

所有數(shù)據(jù)通過(guò)Microsoft Excel 2016作圖，用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)土壤氮素、根系及地上部生物量、根長(zhǎng)、氮素積累量、氮素利用率進(jìn)行方差分析，對(duì)施氮量與根系生物量、根長(zhǎng)進(jìn)行回歸分析。

2　結(jié)果與分析

2.1　施氮量對(duì)草甸土壤氮素含量時(shí)空變化的影響

在0-20 cm土層，各施氮處理土壤全氮含量隨時(shí)間的變化均呈先降低后升高的趨勢(shì)。土壤全氮含量在整個(gè)生育期內(nèi)隨著施氮量的增加而增加(圖1)，N0、N1、N2、N3處理全生育期內(nèi)土壤全氮的平均含量分別為2.87、2.89、2.93和2.94 g·kg-1，各處理在整個(gè)生育期內(nèi)全氮含量均無(wú)顯著差異(P>0.05)。在20-40 cm土層，各施氮處理土壤全氮含量隨時(shí)間的變化呈輕微的波動(dòng)趨勢(shì)。N0、N1、N2、N3處理全生育期內(nèi)土壤全氮的平均含量分別為2.35、2.39、2.42和2.41 g·kg-1。與0-20 cm土層相同，各施氮處理在整個(gè)生育期內(nèi)全氮含量也均無(wú)顯著差異。

0-20 cm土層范圍內(nèi)，各處理堿解氮含量在全生育期內(nèi)變化趨勢(shì)與0-20 cm土層全氮相似，即隨著時(shí)間的推移堿解氮呈現(xiàn)先降低后升高的“凹”型趨勢(shì)。在整個(gè)生育期內(nèi)隨著施氮量的增加堿解氮含量呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，其中處理N3>N2>N1>N0(P<0.05)。N0、N1、N2、N3處理全生育期內(nèi)土壤堿解氮的平均含量分別為130、161、178和187 mg·kg-1。在20-40 cm土層范圍內(nèi)，整個(gè)生育期內(nèi)同0-20 cm土層內(nèi)堿解氮變化規(guī)律相似，即隨著施氮水平的提高，堿解氮含量也在逐漸升高，其中N3>N2(P<0.05)，N1>N0(P<0.05)，除11月份外，其余月份N2處理堿解氮含量均顯著高于N1處理。N0、N1、N2、N3處理全生育期內(nèi)20-40 cm土層土壤堿解氮的平均含量分別為159、190、221和261 mg·kg-1。

2.2　施氮量對(duì)根系生物量密度和根長(zhǎng)密度的影響

根系生物量密度隨生育期的推進(jìn)而升高，最高值出現(xiàn)在旺盛生長(zhǎng)期(7-9月)，然后又逐漸下降(圖2)。0-20 cm土層，植被根系生物量密度在整個(gè)生育期內(nèi)總體上隨著施氮量的增加而增加，除了5月外，施氮肥處理植被根系生物量密度顯著高于不施氮處理(P<0.05)。N0、N1、N2、N3處理全生育期內(nèi)植被根系生物量密度的平均值分別為6.28、7.97、10.02和10.27 mg·cm-3，其中N2>N1>N0，3個(gè)處理間差異顯著(P<0.05)，N2處理與N3處理差異不顯著。20-40 cm土層中，根系生物量?jī)H占總根系生物量的17.8%，各處理根系生物量密度極顯著低于0-20 cm土層(P<0.01)，說(shuō)明根系主要分布在0-20 cm土層中，4個(gè)處理全生育期內(nèi)植被根系生物量密度平均值依次為N3(1.98 mg·cm-3)>N2(1.92 mg·cm-3)>N1(1.86 mg·cm-3)>N0(1.75 mg·cm-3)，各處理間差異不顯著(P>0.05)。

根長(zhǎng)密度呈現(xiàn)出與生物量密度相似的變化趨勢(shì)(圖2)，即隨著時(shí)間的變化，根長(zhǎng)密度呈先升高后降低的趨勢(shì)，最高值出現(xiàn)在7～10月。0-20 cm土層范圍內(nèi)，植被根長(zhǎng)密度在整個(gè)生育期內(nèi)總體上隨著施氮量的增加而增加，N0、N1、N2處理中，整個(gè)生育期除了5月份外，根長(zhǎng)密度隨著施氮量的增加顯著升高(P<0.05)，N2與N3處理在整個(gè)生育期內(nèi)根長(zhǎng)密度都沒(méi)有差異(P>0.05)。20-40 cm土層各處理根長(zhǎng)密度均極顯著低于0-20 cm土層(P<0.01)，且此土層范圍內(nèi)根長(zhǎng)密度較小且各處理間均無(wú)顯著差異，說(shuō)明施氮對(duì)0-20 cm土層根系影響較大。

圖1　不同施氮量對(duì)土壤氮素含量時(shí)空分布的影響Fig. 1　Effect of nitrogen application on distribution of spatial and temporal distribution of soil nitrogen content

不同小寫(xiě)字母表示相同月份不同處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments of same month at the 0.05 level; similarly for the following figures and tables.

圖2　不同施氮量對(duì)根系生物量密度和根長(zhǎng)密度的影響 Fig. 2　Effect of nitrogen application on biomass density and root length density

2.3　施氮量對(duì)草甸植被根系氮素積累及氮素利用的影響

各施氮處理隨著生育期的推進(jìn)，根系氮素積累量均呈先升高后降低的趨勢(shì)，其中最高值均出現(xiàn)在旺盛生長(zhǎng)期(7-9月)。在整個(gè)生育期內(nèi)，隨著施氮量的增加，氮素積累量均呈升高趨勢(shì)。N0、N1、N2、N3處理全生育期內(nèi)植被根系氮素累積量的平均值依次表現(xiàn)為N3(28.59 kg·hm-2)>N2(27.46 kg·hm-2)>N1(23.32 kg·hm-2)>N0(13.69 kg·hm-2)，其中N0、N1、N23個(gè)處理間差異顯著(P<0.05)，N2與N3處理間差異不顯著(表1)。

各處理隨著生育期的推進(jìn)，植被地上生物量均呈先升高后降低的趨勢(shì)(表2、表3)。在整個(gè)生育期內(nèi)，隨著施氮量的增加，地上生物量呈升高的趨勢(shì)。N0、N1、N2、N3處理全生育期內(nèi)植被地上生物量的平均值依次為N3(1 113.1 g·m-2)>N2(1 086.0 g·m-2)>N1(893.7 g·m-2)>N0(729.2 g·m-2)，其中N0、N1、N23個(gè)處理間差異顯著(P<0.05)。各處理在生育期內(nèi)氮素利用率呈現(xiàn)出先上升后降低的趨勢(shì)，N1、N2、N3處理7、8、9月的氮素平均利用率分別43.6%、40.5%39.0%，顯著高于其他月份(P<0.05)。

表1　不同施氮量對(duì)草甸植被根系生育期氮素積累的影響Table 1　Effect of nitrogen application on nitrogen accumulation of meadow root during growing season　kg·hm-2

表3　不同施氮量對(duì)草甸植被地上氮素利用率的影響Table 3　Effect of nitrogen application on N use efficiency of meadow　%

2.4　根系生物量、根長(zhǎng)與施氮量的關(guān)系

為了探討不同施氮量對(duì)武功山草甸植被根系生長(zhǎng)的影響，本研究采用了線(xiàn)性、對(duì)數(shù)、二次項(xiàng)、復(fù)合、冪、指數(shù)等多種函數(shù)模型，分別對(duì)武功山草甸植被根系參數(shù)(生物量、根長(zhǎng))與施氮量進(jìn)行方程擬合，發(fā)現(xiàn)根系參數(shù)與供氮量呈非線(xiàn)性一元二次回歸關(guān)系，且均達(dá)顯著水平(P<0.05)(表4)。 根系生物量(y)與施氮量(x)的一元二次回歸方程為y=-5.96x2-88.61x+524.14(R2=0.43)，根長(zhǎng)(y)與施氮量(x)的一元二次回歸方程為y=-2.20x2-76.17x+840.58(R2=0.37)。由方程可知，隨著施氮量的增加，根系生物量及根長(zhǎng)均呈先升高后降低的拋物線(xiàn)趨勢(shì)。表明在一定施氮范圍(0-150 kg·hm-2)內(nèi)，氮素能夠促進(jìn)根系生長(zhǎng)；超出一定范圍，氮素可能不影響或者抑制根系的生長(zhǎng)。

表4　根系生物量、根長(zhǎng)與不同供氮量回歸分析Table 4　Regression analysis between different application levels of nitrogen and root biomass/root length

“*”表示差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。

“*” indicate significant difference at 0.05 level.

3　討論

3.1　施氮對(duì)土壤氮素的影響

隨著草甸的退化，草甸土壤養(yǎng)分也會(huì)存在不同程度的流失[17]，在土壤中施加氮肥能夠補(bǔ)充流失的氮素，有利于維持土壤肥力，防止草甸土壤退化[18-20]。高中超等[21]在施肥對(duì)退化草原土壤理化性質(zhì)影響的研究中指出,施用氮肥后，土壤全量養(yǎng)分有所提高，草地生產(chǎn)力也隨之提高。郭永盛等[22]研究發(fā)現(xiàn)，施用氮肥，可以增加土壤中的速效養(yǎng)分，提高了嚴(yán)重退化草地的土壤肥力[20]。本研究結(jié)果表明，施用氮肥后，土壤中堿解氮含量顯著增加。此外，許多研究[23-26]表明,根系的存在會(huì)影響?zhàn)B分在土壤中的分布情況。本研究中，各處理土壤堿解氮含量在0-20 cm土層內(nèi)隨著時(shí)間的推移均呈現(xiàn)出先降低后升高的“凹”型趨勢(shì)，7-9月降到最低，顯著低于其他月份(P<0.05)，可能是由于植被在該時(shí)期處于旺盛生長(zhǎng)期，根系需從土壤中吸收大量的養(yǎng)分供給地上植被，從而導(dǎo)致土壤中氮素的減少。在20-40 cm土層，各處理土壤全氮及堿解氮含量月份間差異不顯著，可能有兩方面原因：一是地表枯落物輸入土壤中的有機(jī)質(zhì)及氮素等營(yíng)養(yǎng)主要集中在表土層(0-20 cm)，對(duì)更深土層(20-40 cm)養(yǎng)分積累與分配影響不大；二是根系主要分布在0-20 cm土層，根系分泌物以及根系通過(guò)周轉(zhuǎn)進(jìn)入到土壤中的養(yǎng)分主要集中在該土層，而對(duì)20-40 cm土層影響較小。

3.2　施氮對(duì)草甸植被根系的影響

根系與土壤是一個(gè)相互作用的共同體，根系參數(shù)的變化與土壤養(yǎng)分的變化是相輔相成的[27]。研究表明，氮素對(duì)植物根系生長(zhǎng)的影響可能表現(xiàn)為兩方面的作用：促進(jìn)或者抑制作用，研究對(duì)象、研究方法、研究條件的不同使研究結(jié)果各異[28]。劉曉靜等[29]研究氮素對(duì)紫花苜蓿(Medicagosativa)根系形態(tài)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，施氮能夠顯著增加紫花苜蓿苗期根系生物量，并且與所施氮肥濃度正相關(guān)。秦潔等[30]的研究表明，隨著氮素供應(yīng)濃度的增加，退化草地大針茅(Stipagrandis)根系根長(zhǎng)、根表面積、根體積以及根系深度均明顯增加。姜琳琳等[31]研究氮素對(duì)玉米(Zeamays)根系形態(tài)及吸收的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，低氮(0.08～0.8 mol·L-1)水平下氮素對(duì)根系生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，隨著氮素水平的進(jìn)一步提高，反而會(huì)抑制根系的生長(zhǎng)。曹文俠等[32]研究施氮對(duì)高寒草甸草原植物根系的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，施氮增加了0-20 cm土層根系生物量，而對(duì)20 cm以下土層根系生物量沒(méi)有顯著影響，這與本研究結(jié)果一致。本研究表明，0-20 cm土層根系生物量密度與根長(zhǎng)密度均隨著施肥量的增加而增加，即N3>N2>N1>N0，其中，N0、N1、N23個(gè)處理間差異顯著(P<0.05)，N3與N2間差異不顯著，說(shuō)明在0-150 kg·hm-2施氮范圍內(nèi)，氮素對(duì)根系的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，超過(guò)了這個(gè)施氮范圍，對(duì)根系的生長(zhǎng)就不會(huì)產(chǎn)生顯著影響。20-40 cm土層中整個(gè)生育期內(nèi)各處理根系參數(shù)差異不顯著，說(shuō)明施氮肥主要對(duì)0-20 cm土層根系的影響較大。

3.3　施氮對(duì)草甸植被根系氮素吸收的影響

根系是植被營(yíng)養(yǎng)元素吸收和存儲(chǔ)以及物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化的重要器官。施氮不僅影響了根系形態(tài)特征及在土壤中的分布情況，同時(shí)也影響了根系對(duì)養(yǎng)分的吸收能力。在適宜的范圍內(nèi)施加氮肥能夠促進(jìn)根系發(fā)育，增加根系與土壤的接觸面積，有利于根系對(duì)氮素的高效吸收[31]。劉曉靜等[29]的研究表明，紫花苜蓿苗期施氮能夠增加根系對(duì)養(yǎng)分的吸收能力。王樹(shù)起等[33]在研究施氮對(duì)大豆(Glycinemax)根系形態(tài)及氮素吸收累積的影響中表明，適量施氮對(duì)大豆根系氮素積累有明顯的促進(jìn)作用。石祖梁等[34]在不同施氮量對(duì)小麥(Triticumaestivum)根系生長(zhǎng)及對(duì)氮素利用的影響研究中發(fā)現(xiàn)，在小麥全生育期隨著施氮量的增加小麥氮素累積量也隨之增加。本研究結(jié)果表明，在整個(gè)生育期內(nèi)草甸植被根系氮素積累量隨著施氮量的增加而升高，其中N0、N1、N2處理間差異顯著(P<0.05)，N2與N3處理差異不顯著，說(shuō)明在0～150 kg·hm-2的施氮范圍，增施氮肥有利于根系對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)的吸收，一旦超出了根系對(duì)氮素的固持能力，施氮并不能起到促進(jìn)根系吸收的作用，這與王樹(shù)起等[33]對(duì)大豆根系的研究結(jié)果類(lèi)似。在整個(gè)生育期內(nèi)各處理氮素累積量最大值出現(xiàn)在7～9月，可能與草甸植被在這段時(shí)間處在旺盛生長(zhǎng)階段需吸收大量養(yǎng)分來(lái)滿(mǎn)足地上部對(duì)養(yǎng)分的需求有關(guān)。

作為氮素吸收的主要器官，根系的形態(tài)特征和時(shí)空分布是植物能否高效利用氮素營(yíng)養(yǎng)的關(guān)鍵因素[35]。Sattelmacher[36]的刺激模型表明，在低氮脅迫下，根系的形態(tài)及分布將成為其吸收氮素的限制因子，在極低氮濃度下，根系通過(guò)擴(kuò)大在土層中的分布來(lái)滿(mǎn)足植物對(duì)氮素的需求。Ladha等[37]認(rèn)為，根系形態(tài)是水稻高效吸收的物質(zhì)基礎(chǔ)，水稻通過(guò)發(fā)育良好的根系形態(tài)來(lái)提高植被氮素含量及累積量，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氮素的高效利用。根系參數(shù)是植被根系形態(tài)特征及在土層中分布狀況的重要表征，因此這些參數(shù)對(duì)施氮量變化的響應(yīng)非常重要。本研究對(duì)根系生物量、根長(zhǎng)與供氮量的相關(guān)性研究表明，根系生物量及根長(zhǎng)與供氮量能夠很好的進(jìn)行一元二次非線(xiàn)性方程擬合(P<0.05)，方程表明，隨著施氮量的增加，根系參數(shù)呈先升高后降低的拋物線(xiàn)趨勢(shì)，可以推斷在適宜施氮范圍內(nèi)，氮素能夠促進(jìn)根系生長(zhǎng)，超出此范圍，氮素可能不影響或者抑制根系的生長(zhǎng)。

4　結(jié)論

1)土壤堿解氮含量隨著施氮量的增加而增加，各處理土壤堿解氮含量隨時(shí)間呈先升高后降低的趨勢(shì)，在7-9月降到最低值。2)施氮主要對(duì)0-20 cm土層根系產(chǎn)生影響，隨著施氮量的增加，根系生物量密度、根長(zhǎng)密度呈升高的趨勢(shì)。3)在0～150 kg·hm-2施氮范圍內(nèi)，根系對(duì)氮素的吸收隨著施氮量的增加而顯著增加(P<0.05)，超出此閾值，施加氮素不會(huì)對(duì)根系吸收產(chǎn)生顯著影響。