环境地球化学国家重点实验室知识库

喀斯特地区土壤中的硝态氮占主导地位，但土壤中的硝态氮含量存在时间和空间上的异质性。因此，种植在喀斯特地区的桑树幼苗可能会遭受低氮胁迫。为了给种植在喀斯特地区的桑树幼苗提供科学的无机氮管理，该研究以桑树幼苗为材料，采用水培试验，以改进的霍格兰（Hoagland）营养液为培养基质，以δ¹⁵N值为22.35‰的硝酸钠提供唯一氮源，设置3个硝态氮浓度梯度(0.5、2.0、8.0 mmol·L^-1),测定桑树幼苗的光合特征以及叶、茎和根的干重、碳含量、氮含量和δ¹⁵N值，分析不同供氮水平下桑树幼苗的生理响应，通过整个植株尺度的稳定氮同位素分馏值评估桑树幼苗的氮需求与氮供应的关系，通过植株的氮积累量与碳积累量研究碳氮耦合关系。结果表明：（1）当硝态氮浓度在0.5、2.0 mmol·L^-1时，增加硝态氮的浓度能显著提高桑树幼苗的叶绿素含量和净光合速率，进而显著促进生物量的积累。然而，当硝态氮浓度超过2.0 mmol·L^-1时，更多的硝态氮供应(8.0 mmol·L^-1)并没有带来叶绿素含量、净光合速率和生物量的显著增加。（2）增加硝态氮的供应量能促进桑树幼苗的氮同化，桑树幼苗的氮积累量随着硝态氮供应量的增加而逐渐增加，然而，桑树幼苗的碳积累量在硝态氮浓度为2.0 mmol·L^-1和8.0 mmol·L^-1时无明显变化。（3）桑树幼苗的硝态氮同化产物的稳定氮同位素分馏值在硝态氮浓度为2.0 mmol·L^-1时达到最小。综上所述，硝态氮浓度为2.0 mmol·L^-1时的无机氮供应量接近桑树幼苗的无机氮需求量，外部氮供应量与植株氮需求量接近平衡意味着植物体内的碳氮代谢能够有效协调，进而实现了碳氮同化产物的同步增长。