氮肥对不同种群紫茎泽兰光合色素含量的影响

韩利红 刘潮 王俊杰

摘要：探讨了加氮处理对７个不同种群的紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）（３个入侵地中国种群，３个原产地墨西哥种群和１个印度种群）叶片叶绿素含量的影响。结果表明，加氮显著提高了所有种群紫茎泽兰光合色素含量水平。种群Ｍ３光合色素含量对氮响应最大，说明该种群可能对高氮生境有更强的适应能力；种群Ｃ３、Ｍ１、Ｍ２、Ｃ１和Ｉ对氮响应适中；种群Ｃ２光合色素含量对氮处理的响应最小，这可能与该种群来源于较低海拔生境有关。

关键词：氮；紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ）；叶绿素含量；种群

中图分类号：Ｑ９４８．１１３；Ｓ４５１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）03－0475-03

Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ

ＨＡＮ Ｌｉ－ｈｏｎｇ，ＬＩＵ Ｃｈａｏ，ＷＡＮＧ Ｊｕｎ－ｊｉｅ

（Ｙｕｎｎａｎ-Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｐｌａｔｅａｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｑｕｊｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｑｕｊｉｎｇ ６５５０１１，Ｙｕｎｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ７ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ （３ ｆｒｏｍ Ｍｅｘｉｃｏ， ３ ｆｒｏｍ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ １ ｆｒｏｍ Ｉｎｄｉａ） ｔｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｉｇｍｅｎｔｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ａｌｌ Ｅ． ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｗｉｔｈｏｕｔ， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ａｌｌ ７ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｔｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ while ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｄｅｇｒｅｅｓ ｗｅｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ． Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ Ｍ３ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇｅｓｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｓ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｉｇｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ． Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ Ｃ３， Ｍ１， Ｍ２， Ｃ１， ａｎｄ Ｉ ｒｅｓｐｏｎｄｅｄ ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ ｔｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ． Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ Ｃ２ ｈａｄ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｎｉｔｒｏｇｅｎ， ｐｒｏｂａｂｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｉｔ ｗａｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗｅｒ ａｌｔｉｔｕｄｅ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｎｉｔｒｏｇｅｎ； Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ； ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ； ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ

植物的生长不仅受到自身遗传物质的控制，还受到众多环境因子，如光、温度、水和土壤营养物质等的影响，资源利用效率对植物的生存、生长和繁殖能力有重要的影响［１，２］。外来入侵生物目前已经遍及全球几乎所有的农业和自然生态系统，并对生态系统的生物多样性和生产力造成了严重的威胁。与本地种相比，外来入侵种一般表现出较高的相对生长速率（ＲＧＲ）、比叶面积（ＳＬＡ）、叶面积比（ＬＡＲ）和可塑性，对环境因子如营养供给、水分、温度和光照等反应的可塑性更高［３－７］。提高资源捕获速率和降低资源捕获成本可能是入侵种获得成功的策略之一。紫茎泽兰（Ｅｕｐａｔｏｒｉｕｍ ａｄｅｎｏｐｈｏｒｕｍ Ｓｐｒｅｎｇｅｌ）是一种具有极强入侵性的杂草，目前的研究多数倾向于探讨其入侵的现状、危害、防治措施以及进化方面的特征［８－１１］，而不同来源种群对不同营养资源水平如氮的响应尚未见报道。王满莲等［１２］报道紫茎泽兰对氮、磷营养的适应范围很广，低氮时，其增加吸收器官的生物量分配，有利于养分吸收；高氮时，更多的生物量被投入同化器官，有利于碳积累。本试验对不同来源紫茎泽兰种群光合色素含量对不同氮肥处理的响应进行比较，以探讨其资源捕获能力的差异。

１材料和方法

１．１试验地点

试验在曲靖市西北郊的曲靖师范学院进行。曲靖市位于北纬２５°０７′－２６°０６′，东经１０３°２９′－１０４°１４′。海拔１ ８５０ ｍ。属北亚热带至中亚热带半湿润山地季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，冬季干旱，夏季多雨，干湿季分明。年均温１４．５ ℃，年降雨量１ ００８．９ ｍｍ，年均日照时间２ ０９６ ｈ。

１．２试验材料及处理

选择７个不同的紫茎泽兰种群，于２００８年３月左右采集种子。原产地（墨西哥）种群３个，中国种群３个，印度种群１个（表１）。２００８年７月１日沙床育苗，１０月７～１１日进行移栽，选取高１０ ｃｍ左右植株移栽于花盆（土沙体积比为２∶１）中，每盆１株。设２个处理组，Ａ组不施肥，Ｂ组于２００９年５月１９日第一次施肥，施肥标准为每千克土壤０．３ ｇ尿素，水溶液浇施，每１０ ｄ施１次，共施３次，每个种群每处理２０株。于２００９年９月１９日采集各处理的健康成熟叶片，按章家恩［１３］的方法测定叶片光合色素含量。

１．３数据处理

用统计软件ＳＰＳＳ １３．０进行数据分析及不同处理间的单因素方差分析（Ｏｎｅ－Ｗａｙ ＡＮＯＶＡ）、ＳＮＫ多重比较。

２结果和分析

７个种群紫茎泽兰加氮处理后各种光合色素的含量均显著高于未加氮处理（表２）。从叶绿素ａ含量来看，未加氮处理中种群Ｃ２和Ｉ显著高于其他种群；加氮处理中种群Ｍ３最高，Ｍ１最低。从叶绿素ｂ含量来看，未加氮处理中种群Ｃ３最高，Ｍ３最低；加氮处理中种群Ｃ３含量最高，Ｃ１最低。从总叶绿素含量来看，未加氮处理中种群Ｃ２最高，Ｍ３含量最低；加氮处理后种群Ｍ３最高，Ｃ１和Ｍ１显著低于其他种群。从类胡萝素含量来看，未加氮处理中种群Ｉ最高，Ｍ１最低；加氮处理中种群Ｍ３和Ｉ最高，Ｃ１最低。

不同种群对氮响应程度不同，种群Ｍ３光合色素含量对氮响应最大，其加氮处理后各类光合色素含量相对未加氮处理的增加率最大，远远高于其他种群，说明该种群可能对高氮生境有更强的适应能力。高氮条件下较高的光合色素含量能显著提高其光合能力，具有更大的资源捕获能力。种群Ｃ３、Ｍ１、Ｍ２、Ｃ１和Ｉ对氮响应适中。不同氮处理间种群Ｃ２总叶绿素含量变化最小，这可能与该种群来源于较低海拔生境有关。已有研究表明，高海拔种源种群在高海拔样地比低海拔种源种群在局域适应性上具有更高的适合度［１４，１５］，与本研究中种群Ｃ２对氮的响应较弱的结果一致。

３讨论与结论

研究生态因子对物种入侵的促进和抑制作用，从而采取相应的对策对这些生态因子进行干涉，可以最终达到限制外来物种入侵的目的。土壤是影响植物生存的重要生态因子之一，而氮是土壤组成的重要物质，也是植物生长的重要限制因子［９］，其在决定群落的可入侵性过程中具有重要作用。土壤中较高的氮素水平可提高植物的光合色素含量、最大净光合速率、相对生长速率和总生物量等生长参数。相对于本地植物而言，入侵植物偏好肥沃生境，土壤中氮含量的提高进一步提高了群落的可入侵性［１１］。本试验探讨了紫茎泽兰在无氮处理和施氮处理下叶绿素含量的变化。加氮显著提高了所有种群紫茎泽兰光合色素含量，说明７个种群紫茎泽兰均对氮有响应，土壤中含氮量的提高有可能促进紫茎泽兰的入侵。

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（责任编辑向闱）

收稿日期：２０１１－０７－１３

基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目（２０１１Ｙ００９，２０１０Ｃ０２３）；曲靖师范学院校级科研基金项目（２００９ＱＮ０２０）；曲靖师范学院生物多样性

保护科技创新团队专项基金

作者简介：韩利红（１９８１－），女，河北栾城人，讲师，硕士，主要从事外来植物入侵生理生态学研究工作，（电话）０８７４－８９９８６２７（电子信箱）

ｈａｎｌｉｈｏｎｇ１５＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ。