高寒草甸植物叶片钾含量对多种养分添加的响应及机理

[目的]钾是植物体内含量仅次于氮的大量元素,对于维持植物生长和适应低温环境具有重要的意义.近期研究表明植物生长受到多种养分的共同限制,而本研究旨在揭示植物叶片钾含量对钾、氮、磷养分添加及其交互作用的响应及机理.[方法]以川西北高寒草甸为研究对象,开展钾、氮、磷添加及交互控制试验,以揭示高寒草甸优势植物叶片钾对多种养分及其交互作用的响应及机理.[结果]本研究发现钾、氮、磷3种养分添加对4种植物(垂穗披碱草、发草、无脉薹草、草玉梅)的叶片钾含量均不存在显著的交互作用.单独磷添加不影响植物叶片钾,钾添加促进无脉薹草和草玉梅叶片钾含量,而氮添加均促进4种植物的叶片钾.尽管氮添加产生的直接效应(土壤有效氮增加)对部分植物叶片钾有显著影响,但是氮添加处理下叶片钾含量的增加主要是由氮添加的间接作用驱动的,即氮添加显著增加植物群落生物量,进而由于遮荫作用降低土壤温度,而结果表明较低土壤温度一致地增加了所有植物的叶片钾含量.与钾、磷养分相比,氮添加对植物叶片钾含量的影响更大.[结论]不同于传统观点认为土壤养分是主要影响植物叶片钾的因素,本研究发现氮添加引发的间接作用(土壤温度降低)是驱动养分富集背景下叶片钾含量变化的主要机理.该研究结果指示出高寒草甸植物由于长期受到低温胁迫,其钾利用策略可能与低温适应性密切相关.