适度氮肥预处理缓解干旱对木荷幼苗生长和叶片光合作用的抑制作用

本研究针对全球气候变化背景下干旱和氮沉降对森林动态的影响，探讨了前期氮添加如何调节木荷(Schima superba)幼苗对后续干旱的生理响应。通过设置4个氮水平(NF/LF/MF/HF)和3个干旱梯度(WW/MD/SD)的盆栽实验，发现适度氮肥(MF)通过提高叶片光合速率(Asat)、气孔导度(gs)和抗氧化酶活性，显著缓解了干旱对生物量的限制。该研究为亚热带树种应对气候变化提供了关键生理机制解析，发表于《BMC Plant Biology》。

　　

随着全球气候变化加剧，干旱事件频发与大气氮沉降增加正深刻影响着森林生态系统。木荷作为我国亚热带常绿阔叶林的优势树种，其幼苗建成阶段对水分和养分的敏感性直接关系到群落更新。然而，前期氮添加如何调节树木对后续干旱的响应仍存在争议，特别是不同氮水平对干旱缓解效果的剂量效应机制尚不明确。

四川文理学院达州市大巴山资源开发与生态保护重点实验室联合贵州大学的研究团队，在《BMC Plant Biology》发表了创新性研究成果。通过设计三阶段控制实验：60天氮处理(NF:无氮；LF:50 kg hm^-2 yr^-1；MF:100 kg hm^-2 yr^-1；HF:150 kg hm^-2 yr^-1)、60天吸收期和60天干旱处理(WW:22.4-25.6%土壤含水量；MD:14.4-17.6%；SD:6.4-9.6%)，系统监测了生长参数、气体交换、抗氧化系统和渗透调节物质的变化。研究采用压力室测定叶水势、LI-6400便携式光合仪获取光合参数，并结合分光光度法分析生化指标。

生物量与分配格局

干旱使总生物量(TB)降低19.7%，但MF预处理使MD和SD下的TB降幅分别减少至0%和9.7%。MF通过降低根冠比(R/S)29.5%和提高叶质量比(LMR)30%，优化了碳分配策略。

叶片水势与光合特性

MF使干旱条件下的Ψ_md提升24.9%，气孔导度(g_s)增加59.6%，从而维持Asat在SD下仍比对照高185.7%。结构方程模型显示Ψ_md→g_s→A_sat是关键调控路径。

抗氧化与渗透调节

MF使超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性在MD下提升89.7-113.1%，同时降低丙二醛(MDA)浓度29.5%。可溶性糖(SS)和脯氨酸(PRO)含量分别增加51.9%和37.4%，有效维持细胞渗透平衡。

该研究首次阐明适度氮肥通过"水势-气孔-光合"协同调控和抗氧化防御双重机制缓解干旱胁迫。MF处理下：1) 通过维持较高的Ψ_md(-0.38 MPa)延缓气孔关闭；2) 激活SOD-POD-CAT酶联系统清除H₂O₂；3) 促进SS积累增强保水能力。这一发现为亚热带人工林氮肥管理提供了理论依据，提示在预测气候变化对森林影响时需考虑养分-水分的交互效应。研究同时指出过量氮肥(HF)可能通过加剧活性氧积累抵消其积极作用，这对制定精准施肥策略具有重要指导价值。