密度對樂昌含笑幼苗養(yǎng)分積累的影響

列志旸， 李 潔， 周彤彤， 薛 立

( 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院, 廣東 廣州 510642)

密度對樂昌含笑幼苗養(yǎng)分積累的影響

列志旸， 李 潔， 周彤彤， 薛 立

( 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院, 廣東 廣州 510642)

以1年生樂昌含笑(Micheliachapensis)實生苗為試驗材料，采用盆栽法，在美植袋中分別種植1、2、4、8株幼苗(密度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ)，研究密度對樂昌含笑幼苗N、P和K養(yǎng)分含量和貯量的影響。結(jié)果表明： 不同密度樂昌含笑各器官對養(yǎng)分富集的能力均為K>N>P。樂昌含笑幼苗的N含量在各器官為葉>根>枝>干的規(guī)律；P和K含量在密度Ⅳ下分別為枝>根>干>葉和根>葉>枝>干，其余密度為葉>根>枝>干。樂昌含笑幼苗的N、P和K貯量隨密度增大而增加，且根的養(yǎng)分貯量最大，枝的最小。

樂昌含笑； 密度； 養(yǎng)分

密度制約是自然植物種群普遍存在的特征，與植物所必需的光照、水分和養(yǎng)分等環(huán)境資源的可用水平密切相關(guān)[1-2]，影響著植物生長、形態(tài)和存活。密度對種群個體數(shù)量和生長的調(diào)控可以維持種群對資源的合理利用，保持種群的穩(wěn)定性[3]。由于植物生長資源的強制分配，種植密度能引起植物個體間的相互作用，密度增加導(dǎo)致植物種內(nèi)競爭產(chǎn)生[4]，引起植物形態(tài)特征及生長特性的改變[1,5]，進而對個體資源進行重新劃分[6]，影響?zhàn)B分積累與分配 。

植物個體各器官內(nèi)的養(yǎng)分含量和貯量及分配直接影響林木生長、森林的養(yǎng)分循環(huán)和土壤肥力[7-8]。養(yǎng)分元素的積累與分配過程也是群落中最為基本的生態(tài)學(xué)過程之一，也是群落系統(tǒng)內(nèi)養(yǎng)分收支水平的一個重要指標[9]，群落的密度與群落的養(yǎng)分資源的利用密切相關(guān)[10]。國內(nèi)對速生林的養(yǎng)分含量和貯量有較多的研究[11-16]，但鮮有密度對幼苗養(yǎng)分影響的研究。

樂昌含笑(Micheliachapensis)為木蘭科含笑屬常綠喬木，枝葉茂盛，樹形美觀，生長迅速，材質(zhì)優(yōu)良，對土壤的適應(yīng)性較廣，是熱帶、亞熱帶地區(qū)常綠闊葉林重要的經(jīng)濟用材和觀賞樹種。目前對樂昌含笑的研究主要集中在遺傳多樣性[17]、繁殖育苗[18]、群落格局[19]、土壤肥力[20]和生長競爭[21]方面，尚未見到密度對樂昌含笑幼苗養(yǎng)分影響的報道。本研究以1年生樂昌含笑實生苗為試驗材料，采用盆栽法，研究密度對樂昌含笑幼苗N、P和K養(yǎng)分含量和貯量的影響，以期為樂昌含笑幼苗的培育提供參考。

1 試驗地概況

試驗地位于廣州市華南農(nóng)業(yè)大學(xué)躍進北苗圃，地處東經(jīng)113°21′，北緯23°09′。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，全年平均氣溫為21.9 ℃，平均相對濕度77%，年均降雨量1899.8 mm，降水多集中在4—10月。試驗地環(huán)境光線充足，適合幼苗的生長。試驗研究及指標測定在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院森林培育實驗室完成。

2 試驗材料與方法

2.1試驗材料

以廣東省國森苗圃所提供的樂昌含笑1年生實生苗為試驗材料，以1∶1的腐殖質(zhì)土與黃土為基質(zhì)，種植于直徑35 cm，深30 cm的無紡布美植袋中。幼苗設(shè)置4個種植密度，即在美植袋中分別種植1、2、4、8株幼苗(密度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ)，4個密度分別為10、20、40、80株/m2。試驗開始時幼苗的地徑、苗高和冠幅分別為0.57±0.07、38.99±4.34和16.83±4.81 cm。

2.2試驗方法

2013年12月測量樂昌含笑幼苗各器官密度的生物量(見表1)，將已測定各器官干質(zhì)量后的樣品充分粉碎混合，把幼苗各器官分別取10 g樣品用于養(yǎng)分分析。N用重鉻酸鉀—濃硫酸消化后以半微量凱氏法測定，P、K分析待測液用H2SO4—H2O2消煮后，試液中的P用鉬蘭比色法，K用火焰光度法[22]。每個樣品做三次重復(fù)，結(jié)果取重復(fù)測定的算術(shù)平均值。

表1 不同密度樂昌含笑各器官的生物量Tab 1 OrganbiomassofMicheliachapensiswithdifferentdensities(g/m2)密度干枝葉根合計密度Ⅰ1041458126302密度Ⅱ1892174243504密度Ⅲ3443192417862密度Ⅳ479241374941072

2.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件和SAS 9.3軟件對植物生物量和植物器官養(yǎng)分含量進行常規(guī)統(tǒng)計分析。

3 結(jié)果與分析

3.1各密度幼苗器官的養(yǎng)分含量

由表2可知，樂昌含笑幼苗各個密度不同器官的N含量在各器官分配情況排序都是葉>根>枝>干，密度Ⅰ、Ⅱ和密度Ⅲ的 P的分配情況排序均為枝>根>葉>干，K為葉>根>枝>干；密度Ⅳ的P含量為枝>根>干>葉，K含量為根>葉>枝>干。各密度的養(yǎng)分總含量均為葉>根>枝>干。

各密度樂昌含笑所有器官的N含量按養(yǎng)分大小排序為密度Ⅲ>密度Ⅳ>密度Ⅰ>密度Ⅱ，P含量為密度Ⅳ>密度Ⅰ>密度Ⅱ >密度Ⅲ，K含量為密度Ⅱ>密度Ⅰ>密度Ⅲ>密度Ⅳ。養(yǎng)分總含量為密度Ⅱ>密度Ⅰ>密度Ⅲ>密度Ⅳ。密度Ⅱ下樂昌含笑幼林的養(yǎng)分總含量最高，達到67 g/kg。

3.2各密度幼苗器官的養(yǎng)分貯量

樂昌含笑的N和K貯量(積累量)在密度I和II下排序為根>葉>干>枝，在密度Ⅲ和Ⅳ時為根>干>葉>枝， P貯量在四個密度下均為根>干>葉>枝(P<0.05) (見表3)。在不同密度林分中，樂昌含笑器官總貯量均為K>N>P。

林分的養(yǎng)分貯量是養(yǎng)分含量和生物量乘積。密度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的樂昌含笑幼林的元素總貯量分別為5.05、9.02、13.24和14.71 g /m2，即林分養(yǎng)分元素貯量隨密度的增加而增加。各密度樂昌含笑N養(yǎng)分總貯量隨密度增大而增加(1.63～5.58 g /m2)，除密度Ⅳ的枝N貯量(0.13 g /m2)低于密度Ⅲ(0.18 g /m2)外，其余各密度均隨密度增大而增加；不同密度樂昌含笑的P養(yǎng)分總貯量(0.35～1.34 g /m2)和各器官的P貯量均隨密度增大而增加；K養(yǎng)分的總貯量隨密度增大而增加(3.07～7.79 g /m2)，且根的K貯量隨密度增大而增加，干的K貯量為密度Ⅲ>密度Ⅳ>密度Ⅱ>密度Ⅰ，枝和葉的貯量均為密度Ⅲ>密度Ⅱ>密度Ⅳ>密度Ⅰ。

表3 樂昌含笑幼苗各器官的養(yǎng)分貯量(g/m2)和分配比例(%)Tab 3 Nutrientstorage(g/m2)anddistributionratio(%)(mean+standarddeviation)ofvariousorgansofMicheliachapensiswithdifferentdensities密度器官NPK合計干0 30(18)0 09(25 7)0 38(12) 0 77(15 2)枝0 06(4)0 02(5 7)0 10(3) 0 18(3 6)密度Ⅰ葉0 49(30)0 05(14 3)0 99(32) 1 53(30 3)根0 78(48)0 19(54 3)1 60(52) 2 57(50 9)合計1 63(100%)0 35(100%)3 07(100%) 5 05(100%)干0 43(16)0 16(26)0 76(13) 1 35(15 0)密度Ⅱ枝0 10(4)0 03(6)0 15(3) 0 28(3 1)葉0 62(24)0 07(11)1 26(22) 1 95(21 6)根1 47(56)0 35(57)3 62(62) 5 44(60 3)合計2 62(100%)0 61(100%)5 79(100%) 9 02(100%)干1 18(26)0 30(33)1 59(20) 3 07(23 2)密度Ⅲ枝0 18(4)0 04(5)0 22(3) 0 44(3 3)葉0 84(18)0 09(10)1 36(18) 2 29(17 3)根2 36(52)0 48(53)4 60(59) 7 44(56 2)合計4 56(100%)0 92(100%)7 76(100%)13 24(100%)干1 35(24)0 51(38)1 43(18) 3 29(22 4)密度Ⅳ枝0 13(2)0 05(4)0 14(2) 0 32(2 2)葉1 31(23)0 13(10)1 16(15) 2 6(17 7)根2 79(50)0 65(49)5 06(65) 8 5(57 7)合計5 58(100%)1 34(100%)7 79(100%)14 71(100%)

4 討論與結(jié)論

4.1密度對幼苗器官的養(yǎng)分含量的影響

密度的差異導(dǎo)致植株吸收利用所在空間中的礦質(zhì)營養(yǎng)的競爭壓力的不同，因而不同密度會導(dǎo)致植物營養(yǎng)的吸收和分配存在差異[23]。不同密度樂昌含笑各器官對養(yǎng)分富集的能力均為K>N>P，其中各密度的N在葉中含量最高，P在枝中含量高，K在葉和根中含量高，除了密度IV的P含量，N、P、K均在干中最小。這說明葉對N、P和 K富集能力最強，干對各養(yǎng)分的富集能力最弱。主要是因為葉片是林木進行光合作用合成有機物質(zhì)的重要器官，其生長周期短，在植物生長過程中代謝旺盛，含有多種酶，而N是各種酶的組成成分[10]，因而葉片養(yǎng)分豐富。而其他器官含有一定量的木質(zhì)部，生理生化作用弱，大多數(shù)養(yǎng)分被轉(zhuǎn)移，因而營養(yǎng)元素也低[24]。

樂昌含笑幼苗各器官的N、P和K含量規(guī)律各異。密度影響著植物器官的養(yǎng)分含量的分配。植物對養(yǎng)分的吸收受到溫度、光照、水分通氣狀況、土壤 pH 等的影響[25]，還會隨著生長期的變化而不同，因而對不同的養(yǎng)分的吸收情況也不同。

樂昌含笑器官的養(yǎng)分總含量差異大，其總養(yǎng)分含量隨著密度增加呈先增后減趨勢，在密度II達到峰值。低密度林分吸收的養(yǎng)分較少，這是因為在幼苗時期，雜草根系密集生長于養(yǎng)分豐富的表土層，與林木個體強烈競爭土壤養(yǎng)分；而密度較大的林分，干物質(zhì)積累較多，從而在一定程度上稀釋了養(yǎng)分含量。

4.2密度對幼苗器官的養(yǎng)分貯量的影響

在養(yǎng)分貯量方面，各密度樂昌含笑幼苗所有器官的養(yǎng)分總貯量隨密度增大而增加，與幼苗器官的生物量變化規(guī)律一致。植物養(yǎng)分元素的貯量取決于植物器官的生物量積累和養(yǎng)分含量，隨著林齡增加，植物的總生物量隨著密度明顯增大，而養(yǎng)分含量變化較小，所以生物量是養(yǎng)分貯量的主導(dǎo)因子。這與前人對不同密度下的缺苞箭竹[10]和楠木[26]的研究結(jié)論一致。幼苗不同器官的N、P和 K各貯量變化規(guī)律基本與其器官生物量的變化一致，均隨密度增大而明顯增加，所以不同器官生物量的分配格局基本決定了養(yǎng)分貯量的分配格局。

總體上，幼苗的根的養(yǎng)分貯量最大，枝的最小。這是因為林木各器官擔(dān)負不同的功能，N、P和K在植株體內(nèi)的移動能力較強，所吸收的養(yǎng)分元素明顯分配到同化器官或生長活躍及較年幼部位，在一定程度上與生物量的分配有所不同。密度Ⅲ下的樂昌含笑K貯量高于密度Ⅳ，說明在低密度時，根作為養(yǎng)分庫的作用大于高密度林。

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DensityeffectonnutrientcontentandaccumulationofMicheliachapensisplantations

LIE Zhiyang, LI Jie, ZHOU Tongtong, XUE Li

(College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

Density effect on nutrient content and accumulation ofMicheliachapensisseedlings was studied using potted method.Seedlings were planted with four different densities: 1, 2, 4 and 8 seedlings per bag (density Ⅰ, density Ⅱ, density Ⅲ and density Ⅳ).The results showed that N content decreased in the order of leaves>roots>branches>stem forM.chapensisseedlings.The P and K contents decreased in the order of branches>roots>stem>leaves and roots>leaves>branches>stem in different organs of density Ⅳ seedlings, respectively, and decreased in the order of leaves>roots>branches>stem in other density seedlings.Nutrient accumulation increased with increasing density.Generally, the nutrient accumulation was maximum in roots and minimum in branches among all organs.

Micheliachapensis; density; nutrient

2015-11-01

中央財政林業(yè)科技推廣示范項目“廣東省生態(tài)公益林培育技術(shù)推廣”[(2015)GDTK-07]

列志旸(1993-)，女，廣東省茂名市人，在讀碩士，主要從事風(fēng)景園林和生態(tài)學(xué)研究。

薛 立，教授，博士；E-mail：forxue@scau.edu.cn。

S 792.99

A

1003-5710(2016)01-0044-04

10.3969/j.issn.1003-5710.2016.01.000

(文字編校：龔玉子)