根间相互作用对玉米与马铃薯响应异质氮的调控

近年研究表明养分异质促进植物多样性与群落生产力的正相关性。然而,相关的促进机制还很不清楚。以农田生态系统下作物多样性群体(玉米马铃薯间作体系)为例,在盆栽条件下采用控释性氮肥构建养分异质性,通过目标植物法设计根间作用处理,探讨根系的觅养行为,植株个体生长和总生产力对土壤氮空间分布和根间作用的响应特征。结果表明:根间作用提高作物的觅养精确度(f=3.017,p=0.094),在异质性条件下马铃薯的根冠比增加(p=0.001),而玉米的根冠比则不论在均质性还是异质性条件下均显著降低(f=4.781,p=0.039);氮异质性显著地提高在根间作用下两作物的生物量生产(p=0.021),明显增加总生产力ler(landequivalentratio)(f=4.171,p=0.064),显著地降低相对关系指数rii(relativeinteractionindex)值(f=5.636,p=0.026),显著降低玉米的根冠比(f=4.273,p=0.049),增加根间作用下马铃薯的根冠比,而在无竞争下则降低。上述结果说明,非资源性的根间作用激发玉米和马铃薯对异质性氮的觅养能力,这可能是为什么异质性养分环境促进植物多样性与群体生产力正向关系的重要原因;结果还表明觅养能力的激发主要来自非资源性的根间作用机制,因此本研究验证了植物对异质性养分和竞争者的协同响应理论。而有关的非资源性根间作用机制,例如种间识别作用等值得进一步深入探讨。