雷州半島不同林齡尾巨桉對磷吸收效應研究

揭凡，魏國余，王志超，杜阿朋?

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雷州半島不同林齡尾巨桉對磷吸收效應研究

揭凡1，魏國余2，王志超3，杜阿朋3＊?

(1.中林集團雷州林業(yè)局有限公司石嶺林場分公司，廣東 湛江 524456； 2.廣西壯族自治區(qū)國有高峰林場，廣西 南寧 530001；3.國家林業(yè)和草原局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

本文對雷州半島5個林齡的尾巨桉人工林不同器官磷元素含量特征和年際磷吸收量進行了研究。結果表明：5個林齡的尾巨桉不同器官均是以樹葉中全磷含量最高；3 ~ 5 a時干物質(zhì)年累積量和磷素年吸收量均為最高；5個生長階段的磷素吸收利用效率變化范圍為0.92 ~ 1.57 t·hm-2·Kg-1，隨林齡增加先降低后升高。

尾巨桉人工林；林齡；干物質(zhì)；磷利用效率

桉樹()是我國南方重要的戰(zhàn)略樹種之一，截至2015年在我國種植面積達450萬公頃[1]，年產(chǎn)木材超3 000萬立方米[2]。隨著桉樹的種植面積的擴大，桉樹林地的土壤肥力越來越引起業(yè)界的重視。我國南方桉樹主栽區(qū)廣泛分布的紅壤有效磷含量極低[3-4]，一直是限制桉樹林生產(chǎn)力提高的重要因素之一[5]，深入了解桉樹磷吸收效應對尋求維持桉樹人工林長期生產(chǎn)力的經(jīng)營手段具有重要參考價值。本研究選擇在雷州半島這一傳統(tǒng)桉樹種植區(qū)廣泛種植的5個林齡尾巨桉林分，對比分析其對磷的吸收效應差異，為桉樹不同生長時期撫育施肥中磷的合理施肥配比提供數(shù)據(jù)支持和理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于國家林業(yè)和草原局廣東湛江桉樹林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，該站處于廣東湛江遂溪縣(21°30′ N，111°38′ E)，屬北熱帶濕潤大區(qū)雷瓊區(qū)北緣，為海洋性季風氣候，年均溫23.1℃，年相對濕度達80.4%，年均降水量1 567 mm，5—9月(降水量占全年的85.5%)，年均蒸發(fā)量1 763 mm。該地區(qū)地勢平坦，屬臺地及低丘陵緩坡地形，最高海拔220.8 m，山體呈扇狀向東、南、西三面傾斜。試驗林地地勢平坦，海拔97 m，土壤為玄武巖風化發(fā)育的磚紅壤，pH值為5.4 ~ 5.7，肥力中等[6]。

選擇立地狀況相近、林相較整齊且林木分分布較均勻的5個尾巨桉林林地，林齡分別為1、2、3、5和7 a生，5個林齡尾巨桉人工林經(jīng)緯度較一致，由于在2015年10月受到特大臺風“彩虹”的影響，導致林分密度有一定差異性。每年對試驗林進行除草、劈草和整地作業(yè)，施用桉樹專用肥，每2年進行一次。

表1 不同林齡尾巨桉人工林樣地基本特征

1.2 研究方法

1.2.1 桉樹林喬木層生物量測定

對5個林齡標準樣方的尾巨桉每木檢尺，根據(jù)結果在每塊樣地中選取3株標準林木，將其伐倒取樣以計算其生物量。樹干以每2 m進行取樣，在樹干底部、胸徑、中部和尾部分別取圓盤測定其含水率。樹根用全挖的方法，按照小根(<2 cm)、中根(2 ~ 5 cm)和大根(>5 cm)3部分取樣，樹枝、葉片、樹皮按分層(上、中、下)取樣，對樹根、樹干、樹枝、葉片、樹皮5部分分別稱取其總鮮質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)。之后再分別取部分樣品稱其鮮質(zhì)量約為300 g，帶回實驗室，先在105℃下進行殺青25 min，然后再調(diào)置65 ~ 75℃繼續(xù)烘干24 h至其達到恒質(zhì)量，然后稱其干質(zhì)量，計算出各個器官干質(zhì)量和鮮質(zhì)量的比值，由此來推算樣木各個器官的干質(zhì)量和總的干質(zhì)量。

1.2.2 桉樹樣品P含量測定

取烘干后的樣品100 g進行粉碎并過2 mm篩備用，樣品中全磷采用釩鉬黃比色法測定[7-8]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 19.0進行單因素方差分析，用Excel 作圖和制表。

2 結果分析

2.1 不同林齡尾巨桉生物量差異

尾巨桉喬木層各部分器官生物量和單株總的生物量基本隨林齡的增加而相應增加(表2)。5 a生與7 a生尾巨桉林分喬木層的樹干、樹皮、樹枝、葉片、樹根生物量和單株總生物量均顯著大于其余3個林齡。由表2可知，不同林齡、不同器官間的生物量差異有所不同。就各林齡尾巨桉總的生物量增長幅度來看，3 ~ 5 a生增長最為迅速(117.97 t·hm-2)，5 ~ 7 a生次之(102.36 t·hm-2)，2 ~ 3 a生增長最緩，僅為19.31 t·hm-2，這主要是由于林分保存率和撫育施肥時間節(jié)點差異造成的。

表2 不同林齡尾巨桉人工林喬木層各器官生物量(單位：t·hm-2)

注：同列不同大寫字母表示差異極顯著(<0.01)；不同小寫字母表示差異顯著(<0.05)，下同

2.2 不同林齡尾巨桉各器官磷含量差異

由表3可知，5個林齡樹干、樹皮、樹枝、葉片和樹根的全磷含量均值分別為0.51 ~ 1.17、0.82 ~ 1.14、0.96 ~ 1.10、1.34 ~ 1.67和0.37 ~ 0.73 g·kg-1。5個林齡當中均是葉片的全磷含量最高，樹干和樹根的相對較小，樹皮和樹枝居中。不同器官林齡間除葉片外，均有不同程度的差異。

表3 不同林齡尾巨桉各器官全P含量(單位：g·kg-1)

2.3 不同林齡尾巨桉干物質(zhì)累積量與磷吸收效量

由圖1可知，不同生長階段尾巨桉的干物質(zhì)年累積量存在差異：3 ~ 5 a時干物質(zhì)年累積量最大，達58.99 t·hm-2·a-1; 5 ~ 7a時與3 ~ 5 a時差異不顯著，但二者顯著大于其他3個階段；0 ~ 1 a時干物質(zhì)年累積量最小，僅為5.45 t·hm-2·a-1。由圖2可知，不同生長階段尾巨桉林分的磷素年吸收量存在顯著差異，3 ~ 5 a林分的磷素年吸收量(51.18 kg·hm-2·a-1)高于其他4個階段；0 ~ 1 a時的磷素年吸收量最小，僅為5.67 kg·hm-2·a-1。1 ~ 2 a和5 ~ 7 a時的磷素年吸收量(31.82和32.58 kg·hm-2·a-1)彼此差異不顯著，但二者均顯著高于2 ~ 3 a(18.76 kg·hm-2·a-1)。

　　　圖1　 不同林齡尾巨桉林分干物質(zhì)年累積量

結合圖1、圖2計算所得的磷素吸收利用效率來看，0 ~ 1、1 ~ 2、2 ~ 3、3 ~ 5和5 ~ 7 a尾巨桉林分吸收單位質(zhì)量磷所產(chǎn)生的干物質(zhì)量分別為：0.96、0.94、0.92、1.15和1.57 t·hm-2·kg-1?？梢?，不同生長階段尾巨桉林分吸收單位質(zhì)量磷所產(chǎn)生的干物質(zhì)量隨著林齡增長出現(xiàn)先降低、后上升的趨勢。

3 結論

(1) 尾巨桉林分的生物量呈現(xiàn)隨林齡增加而顯著增加的趨勢。

(2) 在所有器官中，葉片的全磷含量最高。

(3) 不同生長階段的干物質(zhì)年累積量和磷素年吸收量均以3 ~ 5 a時最大。

(4) 磷素吸收利用效率隨著林齡增長出現(xiàn)先降低后上升的趨勢。

[1] XIE Y J, ARNOLD R J , WU Z H, et al. Advances in eucalypt research in China[J]. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2017, 4(4): 380-390.

[2] 石馭天,魏國余,王志超,等.3種整地方式下尾巨桉林分生物量動態(tài)及其與土壤水分的關系[J].桉樹科技,2015,31(3):22-27.

[3] 李建民,湯行昊,范輝華,等.紅壤侵蝕區(qū)桉樹經(jīng)營模式研究[J].防護林科技,2014(10):1-3.

[4] 臧國長,馬祥慶,吳鵬飛,等.閩南不同桉樹種植區(qū)土壤肥力比較[J].西南林業(yè)大學學報(自然科學),2013,33(2):6-9.

[5] 黃勇.低磷脅迫對桉樹磷吸收與利用效率的影響[J].福建林業(yè)科技,2015(3):35-39.

[6] 竹萬寬,陳少雄,王志超,等.不同林齡尾巨桉人工林凋落物和土壤C、N、P化學計量特征[J].熱帶亞熱帶植物學報,2017,25(2):127-135.

[7] 羅凡,龔雪蛟,張廳,等.氮磷鉀對春茶光合生理及氨基酸組分的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2015, 21(1):147-155.

[8] 范瑞瑞,楊福春,孫俊,等.不同月份和海拔黃山松各器官全氮和全磷含量比較及其相關性和異速關系分析[J].植物資源與環(huán)境學報,2017,26(3):69-77.

Effect of Plantation Age on Phosphorus Absorption from Soils on Leizhou Peninsula in

JIE Fan1, WEI Guoyu2, WANG Zhichao3, DU Apeng3

(1.; 2.3.)

In this paper, the phosphorus content and inter-annual phosphorus uptake of different organs ofplantations at five different ages on the Leizhou Peninsula were studied. The results showed that the total P content at five different tree ages was the highest in the leaves, the annual dry matter accumulation and the annual phosphorus uptake were the highest at ages 3 to 5 years; and, the phosphorus absorption and utilization efficiency at different ages ranged from 0.92 to 1.57 t·hm-2·kg-1and showed a pattern of firstly decreasing as age increased but then increasing with age.

plantations; stand ages; dry matters;phosphorus use efficiency

S714.8

A

廣西創(chuàng)新驅動發(fā)展專項(桂科AA17204087)；廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項目(2018KJCX014)；廣東湛江桉樹林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站運行補助項目(2018-LYPT-DW-141)

揭凡(1986― )，男，助理工程師，主要從事桉樹人工林經(jīng)營培育工作

杜阿朋(1979— )，男，博士，副研究員，主要從事桉樹人工林生態(tài)定位監(jiān)測研究，E-mail:dapzj@163.com