1、DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2022-0202何克燕，王佳豪，张燕，宗嘉婷，孟思宇，段嘉蕾，魏小星.青海扁茎早熟禾形态特征与生物量对磷添加的响应.草业科学,2022,39(11):2414-2423.HE K Y,WANG J H,ZHANG Y,ZONG J T,MENG S Y,DUAN J L,WEI X X.Effects of phosphorous application on themorphologicalcharacteristicsandbiomassyieldofPoa pratensisvar.ancepsQinghai.Pratacul
2、turalScience,2022,39(11):2414-2423.青海扁茎早熟禾形态特征与生物量对磷添加的响应何克燕1，王佳豪1，张燕1，宗嘉婷2，孟思宇1，段嘉蕾1，魏小星1（1.青海大学畜牧兽医科学院/青海省青藏高原优良牧草种质资源利用重点实验室,青海西宁810016；2.甘肃农业大学林学院,甘肃兰州730070）摘要：磷添加可塑造植物的形态特征、促进植物生长发育，这对应用根茎型植物进行天然草地退化修复具有重要意义。青海扁茎早熟禾(Poa pratensisvar.ancepsQinghai)是高寒退化草地恢复的优选根茎型草种，但磷添加对其形态特征及生长发育的影响是否有利于退化草地的治
3、理尚未可知。因此，本研究以青海扁茎早熟禾栽培草地为研究材料，通过 3.6、7.2、10.8、14.4、18.0、21.6kghm26 个磷素添加梯度，探讨磷添加对植株形态、生物量及生物量分配的影响。结果表明：1)磷添加对青海扁茎早熟禾植株的形态特征具有显著影响(P0.05)，植株的生物量随磷素的增加先增加后降低，施磷素 10.8kghm2时，形态指标与生物量表现较好。2)青海扁茎早熟禾株高、叶宽、叶长、叶面积及根分叉数是影响个体生物量的主要因子，对个体生物量的贡献率高达 59%，地上器官对磷添加敏感，可塑性更强。因此，施磷素 10.8kghm2时，青海扁茎早熟禾的植株高度、叶片及根系的生长状况
4、表现较好，总生物量最大，该施磷水平下植株具有较强的抗逆性，这对应用该草种进行退化草地恢复治理具有重要意义。关键词：青海扁茎早熟禾；磷；生物量；生物量分配；可塑性；可塑性指数；形态特征文献标志码：A文章编号：1001-0629(2022)11-2414-10Effects of phosphorous application on the morphological characteristicsand biomass yield of Poa pratensis var.anceps QinghaiHEKeyan1,WANGJiahao1,ZHANGYan1,ZONGJiating2,MENG
5、Siyu1,DUANJialei1,WEIXiaoxing1(1.QinghaiAcademyofAnimalandVeterinaryScience/KeyLaboratoryofSuperiorForageGermplasmintheQinghai-TibetanPlateau,Xining810016,Qinghai,China;2.CollegeofForestry,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,Gansu,China)Abstract:Phosphorusapplicationmayaffectthemorphologicalch
6、aracteristicsofplants,promotetheirgrowth,andincreaseproductivity.Thishasgreatimportancefornaturaldegradedgrasslandrestorationusingrhizomatousplants.Poa pratensisvar.ancepsQinghaiisoneofthebestrhizomatousgrassspeciesfordegradedgrasslandrestorationinalpineregions.However,itremainstobedeterminedwhether
7、theeffectsofphosphorusadditiononthemorphologicalcharacteristicsandgrowthofP.pratensisvar.ancepsQinghaiarebeneficialtothemanagementofdegradedgrassland.Theprimarygoalofthisstudywastoexplorebiomassyieldandmorphologicalcharacteristicsafterapplyingsixdifferentconcentrations(3.6,7.2,收稿日期：2022-03-22接受日期：20
8、22-04-20基金项目：青海省应用基础研究(2020-ZJ-710)；青海省创新平台(2021-ZJ-Y03)；西部之光计划(2021-XBZG-12)；青海省“高端创新人才计划”(2020-PYBJ-84)；国家自然科学基金(31760711)第一作者：何克燕(1996-)，女，甘肃兰州人，在读硕士生，研究方向为牧草育种。E-mail:通信作者：魏小星(1985-)，男，青海互助人，副研究员，硕士，研究方向为牧草育种、抗逆境机理。E-mail:2414-2423草业科学第39卷第11期11/2022PRATACULTURALSCIENCEVol.39,No.11http:/10.8,14.
9、4,18.0,and21.6kgha1)ofphosphorusfertilizer.WefoundthatphosphorusadditionhadasignificanteffectonthemorphologicalcharacteristicsofP.pratensisvar.ancepsQinghai.Plantbiomassfirstincreasedandthendecreasedwithincreasingamountsofphosphorusaddition,whilemorphologicalindicesandbiomasswerebestat10.8kgha1.Plan
10、theight,leafwidth,leaflength,leafarea,androotbifurcationwerethemainfactorsaffectingthebiomassofindividualP.pratensisvar.ancepsQinghaiplants,andthesefactorscontributedto59%ofindividualbiomassvariation.Above-groundorgansweresensitivetophosphorusadditionandhadstrongerplasticity.Therefore,P.pratensisvar
11、.ancepsQinghaishowedthegreatestplantheight,leafandrootgrowth,andtotalbiomassataphosphorusfertilizerconcentrationof10.8kgha1.Thus,the plant had strong resistance to stress at this phosphorous level.This has great significance for the restoration andmanagementofdegradedgrasslandwiththisgrassspecies.Ke
12、ywords:Poa pratensis var.anceps Qinghai;phosphorus;biomass;biomass allocation;plasticity;plasticity index;morphologicalcharacteristicsCorresponding author:WEIXiaoxingE-mail:青藏高原是我国重要的生态屏障1。由于受全球气候变化和超载过牧等因素的影响，青藏高原高寒草地退化严重2，严重影响生态安全以及社会经济的可持续发展。应用根茎型草种建植栽培草地是高寒退化草地恢复治理较有效的方法3。青海扁茎早熟禾(Poa pratensisva
13、r.ancepsQinghai)是青藏高原地区驯化选育的首个根茎型牧草，其抗寒耐旱能力强、固土保水能力强，特别是根茎繁殖迅速、根系扩展能力强，是高寒退化草地恢复与重建的先锋草种4-5，近年来在“三江源退化草地治理”、“祁连山流域退化草地恢复治理”等工程中被大面积推广应用，治理效果获得了普遍的认可。磷作为植物生长发育不可或缺的大量元素之一6，也成为限制植物生长的主要因素之一，有效的施磷能够改变植物形态特征、促进植物生长、增强抗逆性。青藏高原由于气候寒冷，土壤原生矿物的分化过程更加缓慢7，土壤中磷素普遍缺乏。土壤缺磷会导致植物萎蔫，植物生长发育过程减缓，植株的分枝减少，植株叶和茎的颜色在缺磷时也会
14、由绿色转变成紫红色，成熟延迟8。有研究表明，增施磷肥显著提高了高羊茅(Fescue arundinacea)9和老芒麦(Elymus sibiricus)10的分蘖数和种子产量；有效改善了羊草(Leymus chinensis)的生长指标，在一定程度上提高了羊草对不良环境的耐受性11。一般而言，磷的缺失也会导致植物幼芽生长受到抑制以及各种代谢过程发生变化12。人工施磷可促进植物生长发育，提高植物的抗逆性13。目前，关于磷添加对早熟禾影响的研究主要集中在增产14、抗病15、根茎扩张16和养分吸收17等方面，关于早熟禾形态特征与生物量对磷素响应的研究较少，磷添加对早熟禾形态特征和生物量的影响尚不清
15、楚。为此，通过研究 6 个不同磷添加水平对青海扁茎早熟禾形态及生物量的影响，以期为利用根茎型禾草治理青藏高原退化草地提供科学数据支撑。1 材料与方法 1.1 试验地概况试验地位于青海省海北州西海镇多年生牧草试验站，海拔 3156m，地理位置为 364929.7N，1014526.6E。年平均气温 0.5，年降水量 369.1mm，主要集中在 7 月9 月，年蒸发量 1400mm，年日照时数 2980h，平均无霜期 93d 左右，土壤类型为栗钙土18。速效钾含量为 168.2mgkg1，速效磷含量为 2.2mgkg1，030cm 层土壤有机质含量为32.48gkg1，全氮含量为 1.56gkg1
16、，全磷含量为1.39gkg1。1.2 试验设计2019 年在建植 5 龄的青海扁茎早熟禾栽培草地上设置 6 个磷添加水平，分别为 3.6、7.2、10.8、14.4、18.0、21.6kghm2，分别标记为 P1、P2、P3、P4、P5、P6，以 不 施 磷 为 对 照(CK)。所 施 磷 为 过 磷 酸 钙(P2O5，12%)。采用完全随机区组设计，3 次重复，小区面积为 3m9m，小区间隔 0.3m，保护行为 1m。2019 年 7 月 20 日，在青海扁茎早熟禾开花期的下雨天将过磷酸钙一次性人工均匀撒施于试验小区。第11期何克燕等：青海扁茎早熟禾形态特征与生物量对磷添加的响应2415http:/ 1.3 测定指标与方法2019 年 8 月 10 号花期结束，在各处理小区内随机选取 3 个 50cm50cm 样方，用于调查青海扁茎早熟禾生物量。各处理小区中随机选取 3 个样方，共取 21 个样方。通过钢卷尺测量青海扁茎早熟禾的自然高度，随后齐地刈割。将青海扁茎早熟禾的地上样品带回实验室，将茎(叶鞘部分并入茎)、叶和穗分开。所有植物样品先在105 烘箱中杀青30min，然后在75条件
