寒温带林区植物氮营养的多元化与土壤氮有效性的综合评价

As the object of the major brown conifer woodland soil in Chinese cool temperature zone, it is systemic studied that soil organic nitrogen source such as free-amino-acids, and the bulk, dynamic and some others related factors of soil mineral nitrogen. To study the mycorrhizal and non-mycorrhizal roots on the effects of absorbing and using mineral and organic nitrogen in soil solution, and others nitrogen nutrient efficiency, the experiments are conducted on the object of the main forest cultivars, Laricx gmelinii、Betula platyphylla、Pinus pumila and under story shrub rhododendron，Rhododendron parvifolium、Ledum palustre、Vaccinium vitis-idaea in Chinese cool temperature zone. However, the character is also investigated how the roots of forest and shrub absorb the organic nitrogen added actually in forest ecosystem. We would want to estimate synthetically the availability of soil nitrogen, calculate the direct contribution of organic nitrogen to the forest nitrogen nutrition, and as a result, establish a technology for application. The study is good for exploiting the knowledge of forest soil agrology and forest nutriology, and has the double meanings of theoretical and realism on forest ecology and cultivation.

以我国寒温带林区的主要森林土壤棕色针叶林土为对象，系统地研究土壤中有机氮源（各种游离氨基酸等）及矿质氮源（NH4+/ NO3-）库的大小、动态及其相关因素；以我国寒温带林区的主要森林树种兴安落叶松、白桦、偃松及主要林下灌木杜鹃、杜香、越橘等为对象，研究实验条件下树种（幼苗）的菌根化和非菌根化根系对溶液中矿质氮源、有机氮源的吸收、利用及各种氮源的营养效应，研究现实森林生态系统内林木、灌木根系对加入到土壤中的有机氮源物质的吸收特征。从土壤、树种、生态系统三个层面，综合评价土壤氮的有效性，估算有机氮源对森林氮营养的直接贡献率，并提出相应的应用技术。项目有助于森林土壤学和林木营养学知识创新，具有森林生态学理论意义和森林培育学现实意义。

氮素是植物生长发育的重要元素。对于植物氮营养的认识,已不仅限于无机氮。国外研究指出寒冷地区的植物偏好有机氮。我国寒温带林区的棕色针叶林土具有典型的低温、高有机质、高有机氮等特征,这预示着该生态系统中植物有机氮营养的潜在重要性。.以寒温带林区的土壤为研究对象，研究了偃松林、杜鹃-白桦林、杜鹃-落叶松、杜香-落叶松林下土壤中氮库的大小、动态及相关因素；以该林区的主要森林树种落叶松为对象，研究了不同形态氮对其幼苗生长状况、营养效应、同化酶活性的影响及氨基酸吸收动力学特征、根系的菌根化和非菌根化对氨基酸吸收特性的影响。野外检验了共存树种从土壤中吸收无机及有机氮源等。.土壤中存在可观的游离氨基酸，其含量占可溶性总氮的3.74％-5.18％，为铵态氮量的近一倍。生长季土壤游离氨基酸含量为13.49-77.64 μg N/g，表现为杜鹃-白桦林>杜鹃-落叶松林>杜香-落叶松林>偃松林；四种林型间土壤的氨基酸总量7月份变化最大、6月次之、8月最低；游离氨基酸含量均表现出凋落物层>0-5 cm 矿质土层>5-20 cm 矿质土层。.树种可通过主动吸收直接吸收分子态氨基酸。在系列供试浓度梯度氨基酸溶液中，随着溶液浓度的增加，幼苗对氨基酸吸收量逐渐增大，当溶液中氨基酸浓度为500-1000μmol/L时，落叶松幼苗的吸收基本达到最大值。当超过250 μmol/L时，添加的NH4+对幼苗吸收氨基酸有明显的促进作用。菌根化根系的幼苗具有更好的生长效果，使植株根、茎、叶中的氮素养分基本平衡。.应用同位素13C、15N双标记技术，探究了植被对无机和有机氮的吸收，寒温带森林生态系统中植被可直接吸收完整形态的有机氮。8月份生态系统内主要植被根系直接吸收了超过50%以上完整形态的甘氨酸。.了解有机氮源对林木氮营养的直接贡献，可制定更全面、确切的土壤氮素养分有效性评价指标。结合“13C-15N野外示踪研究”，可检验不同树种对有机氮源直接吸收利用能力及对有机、矿质氮源相对利用能力，可广泛用于研究森林群落内树种间的氮源生态位分化机制，具有重要的生态学价值和意义。