增温对长白山苔原仙女木叶片化学计量学影响的研究(3)

曾有实验研究植物叶片在不同生长时期的N、P、K含量的变化,全N百分比含量的测定采用靛酚蓝比色法,全P百分比含量的测定采用了钼锑抗比色法,全K百分


曾有实验研究植物叶片在不同生长时期的N、P、K含量的变化,全N百分比含量的测定采用靛酚蓝比色法,全P百分比含量的测定采用了钼锑抗比色法,全K百分比含量采用火焰光度计测定。例如五味子叶片在整个生长期对N元素的吸收量最高,其次是K元素,P元素最低,叶片中N、K的含量在叶片扩张期相对较高,从开花期到衰老期逐渐趋于平缓;P元素的含量在叶片扩张期和果实发育晚期到果实成熟早期相对较高,并在果实成熟末期急剧下降,由此可见,不同的生长季节也会在一定程度上影响植物叶片中的N、P、K含量[18、19]。因此本实验采集了2015年和2016年7、8、9月份,即生命活动较旺盛时期的仙女木叶片来进行研究,增加了实验的可行性。

在长白山苔原带,采用开顶箱被动增温方式,获取连续两个生长季、不同处理以及不同月份仙女木叶片,对不同处理条件下、不同时期叶片的氮、磷、钾含量进行测定,并分析化学计量学指标,研究变暖对仙女木叶片氮、磷、钾含量的动态影响,以及化学计量学的动态变化。

1.2研究目的与意义

研究增温对长白山苔原仙女木叶片化学计量学的影响,对于揭示温度对植物叶片养分的吸收及其自身养分含量的变化,尤其对长期处于低温条件下的苔原植物的影响具有重要意义,也可为在全球气候变暖这个大环境下合理培植和保护高山苔原地域植物从而防止其退化提供理论基础,同时也为气候学和地质学的相关研究提供更为科学的依据.

2实验方法

2.1研究区概况

本实验研究的原材料采集自吉林省长白山国家自然保护区苔原生态系统(127.67°-128.27°E,41.58°-42.42°N,海拔2028m),当地终年低温,气候为为苔原-冰缘型,年平均气温只有-7.3°C,冬季时间很长,寒凉而干燥,积雪时间达6个月以上;夏季短暂,凉爽而潮湿,年平均降水量1400-1800mm,降水量主要集中在6-9月,全年多云多雾[20]。东亚仙女木为当地苔原生态系统的主要优势物种之一,其在当地的平均覆盖度高达56%[21]。

2.2实验材料

在吉林省长白山国家自然保护区苔原地区设立了开顶箱实验样地和对照试验样地,分别于2015年7月、8月、9月和2016年7月、8月、9月,即该植物连续两年的生长季内,在开顶箱和对照样地内各自采集足够量的仙女木植物叶片,采集回来后立即进行杀青并烘干,用粉碎机制成粉状,再次烘干后放置在干燥处待用。

2.3N、P、K含量测定

2.3.1全N含量测定——靛酚蓝比色法

测定步骤:

①将消煮好的待测液,用水定容到50ml容量瓶;

②从定容好的样液中吸取2ml溶液于50ml容量瓶中,加水稀释到20ml左右;

③加入1滴0.05%甲基红,此时溶液应呈淡红色;

④用1mol/L氢氧化钠溶液将溶液调至无色;

⑤用移液枪在溶液中加入5ml1%酚溶液及5ml次氯酸钠碱性溶液,摇匀;

⑥在室温条件下放置1h后加入1ml掩蔽剂以溶解可能生成的沉淀;

⑦用水定容至50ml;

⑧用1cm光径比色皿在分光光度计上625nm波长处进行比色测定,以空白对照溶液为参比液调零点,依次读取吸收值;

⑨在工作曲线上查出显色液的Nppm数值;

⑩根据全N百分比含量计算公式计算得出仙女木叶片N百分比含量。

注:24h内比色稳定。

2.3.2全P含量测定——钼锑钪比色法

操作步骤:

①吸取10ml消煮好的待测样液液(含P5-25ug)于50ml容量瓶中;

②用蒸馏水稀释至15~20ml;

③加二硝基酚指示剂1滴,再用2mol/LNaOH溶液讲稀释液慢慢调至黄色;

④用0.5mol/LH2SO4溶液调节pH至溶液刚呈微黄色,摇匀;

⑤加入钼锑抗显色剂5ml至稀释液中,摇匀后用水定容;