植被冠层氨释放及其对草地氨挥发贡献与源解析

摘要

为原位监测不同植被的草地土壤与冠层氨挥发,并考察不同植被冠层氨释放的生理机制及其对草地氨挥发的贡献,本研究选择3个品种(麦冬、高羊茅和狗牙根),每个品种设置3个施肥处理(不施氮、30 g·m^(-2)缓释尿素和30 g·m^(-2)尿素)。采用泵吸式便携氨气探测仪原位监测土壤和冠层氨挥发,采用酶联免疫法测定叶片的乙醇酸氧化酶(GO)、甘氨酸脱羧酶(GDC)、谷氨酰胺合成酶(GS)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)等酶活性。结果表明:3种草地的土壤、冠层和草地的周年氨挥发量分别为2.8~135.3, 1.6~101.6、4.4~236.9 kg·hm^(-2)·a^(-1)。施用氮肥显著增加了土壤和冠层的氨挥发,狗牙根对氮肥的响应大于麦冬和高羊茅。在测定周期内冠层氨为净释放,冠层氨释放量占草地总氨挥发量的37%~39%;C3和C4植物冠层氨通量均受苯丙氨酸解氨酶和质外体pH的显著正向影响(P<0.05),C4草地还受甘氨酸脱羧酶显著负向调控(P<0.05)。草地土壤氨挥发主要受铵态氮的控制(P<0.05)。研究表明,冠层氨释放是草地氨挥发的重要来源,C3和C4植物冠层氨来源均与苯丙氨酸代谢途径有关,C4植物光呼吸和氮同化途径负向调控冠层氨挥发,C3植物的光呼吸通过苯丙氨酸代谢途径间接影响冠层氨释放。