三倍体毛白杨生长及其林地土壤养分动态研究

发布时间：2020-09-18 06:23

　　在中国河北省威县试验地,采用裂区试验设计对不同密度三倍体毛白杨人工林树木生长情况及林地土壤养分动态进行了研究,以三倍体毛白杨(B304、B305、B331、B333)和对照二倍体(1319)为研究对象,连续4a测定7种栽培密度下(2m×2m、2m×3m、2m×3.5m、2m×4m、2m×5m、3m×3m、3m×4m)三倍体毛白杨树木生长情况、叶片养分含量动态、林地土壤养分元素(N、P、K)和有机碳含量以及相关理化性质的变化,得出主要结论如下： (1)受无性系差异、种植密度、生长时间及各因素之间交互作用的影响,不同无性系三倍体毛白杨在胸径、树高、单株材积和蓄积量的生长上出现显著性差异。其中三倍体毛白杨无性系B331和B305在2m×5m和2m×4m种植密度下单株材积生长量较高。而对于毛白杨纸浆林的规模化栽种,宜选的种植密度为2m×2m(2500株·hm-2),可获得最高的林木蓄积量。 (2)在4a生长期内林地土壤的pH值呈现碱性增强变化；不同种植密度和不同土层下土壤pH值变化有显著性差异,三个土层的土壤pH值均在3m×4m种植密度下增加最多,分别为0.51、0.74、0.87。 (3)林地土壤有机质消耗量较多的种植密度是2m×2m、2m×3m,碱解N是2m×2m,有效P是2m×2m、2m×5m,即密集的种植密度下林地土壤养分消耗较多。但由于枯落物的养分归还,4a后林地土壤养分衰退情况有所恢复。 (4)不同土壤层次的养分元素含量差异显著,尤其是0-20cm土层的土壤有机质、全N和碱解N含量在种植后的第二年(即2006年)显著下降；林地土壤养分含量受时间效应影响显著。在4a内有机质、N素及K素呈现先降低后升高的变化趋势,土壤P素呈现先升高后下降的变化特点。 (5)在造林密度、生长时间及二者的交互作用的显著影响下,林地土壤有机碳含量呈现先降后升的变化特点,造林后第二年(即2006年)林地土壤有机碳含量最低。造林密度和时间效应对三倍体毛白杨林地(B304)土壤有机碳含量的影响大于二倍体(1319),在造林后第四年(即2008年)2m×3m密度下有机碳含量增加显著,所以此密度利于发挥林地土壤固碳增汇的生态功能。 (6)有机碳／全氮(C／N)比值变化规律与有机碳含量变化规律一致,均在造林后第二年(2006年)达到最低值。三倍体毛白杨(B304)高密度林地(2m×2m、2m×3.5m)和普通二倍体(1319)的低密度林地(2m×5m、3mx3m)土壤有机碳与全N含量有显著正相关关系。同时,在2008年二倍体毛白杨2mx5m密度林地中有机碳与全N含量呈显著性负相关,这体现了有机碳与全N含量变化的复杂性。 (7)毛白杨叶片养分元素的含量具有物候学的特点。在一年之中,叶片N、P、K、Fe和Cu元素的含量呈现下降变化,叶片S元素含量呈现上升变化。Ca和Mg元素的含量呈现先升后降的变化,Zn元素含量则先降后升。叶片各养分元素含量有显著的相关性,其中叶片Cu和S元素的含量在三倍体毛白杨生长时期内始终是呈正相关关系。在春季,叶片N-P,叶片Mg-Mn,叶片Zn-S/Cu之间有显著性正相关。夏季叶片中的K-Ca/Mn元素的含量呈现显著负相关,而Ca-Mn则呈现显著正相关。秋季叶片中的Zn-K/Fe/Cu之间有显著正相关关系,而叶片中Ca-Mg元素含量则呈现显著性负相关。所以在进行人工林管理时,根据其叶片养分动态特点宜在春季进行追肥。而且考虑到各养分元素之间的相关性特点,在施肥时应配比合理的施肥量。 (8)在三倍体毛白杨B304叶片中,营养元素P、K、Mg、S、Fe、Cu、Zn含量高于其他毛白杨无性系,体现了对养分较强的吸收能力。 (9)三倍体毛白杨(B304)DRIS营养诊断显示叶片养分元素最佳比例为N／P=13.07±1.76,N／K=6.27±1.77,P／K=0.48±0.10。由高产组三倍体毛白杨叶片养分元素含量得到的三种养分元素最佳比例为N：P：K=1：0.18：0.12。 (10)根据DRIS营养诊断发现,在2mx2m和2m×3m种植密度下,叶片养分元素含量低,宜选用平衡施肥,保证各种养分的供应。在2mx3.5m、2mx4m、2mx5m和3mx3m种植密度下,K素不足是导致养分元素比例不平衡的限制因子,需肥顺序为KPN。 (11)叶片养分元素与土壤养分和树木生长情况相关性复杂。在2mx2m和3mx4m种植密度下,叶片N含量与土壤全N呈显著性正相关,但在2mx5m种植密度下却呈现显著性负相关。在2mx3m种植密度下,叶片P含量与胸径生长量呈显著性负相关关系而在3mx3m种植密度下叶片P含量与树高生长量呈显著性正相关关系。
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2010
【中图分类】：S792.117;S714
【部分图文】：

种植密度,胸径生长,二倍体

1不同种植密度下三倍体毛自杨(B304、B305、B331、B333)与二倍体(1319)在2006(B)、2007(e)、2005(功的胸径生长量(mean士sd).4一1Thediametersatbreastheight(DBH;mean士sd)offourtriPloid(B304，B3OS，B331，andadiPloid(1319)尸印ulustomentosafrom2005(A)，2006(B)，2007(C)to2008(D

二倍体,种植密度,树高生长量

径生长量显著高于其他密度。无性系差异对毛白杨胸径的生长有显著影响，但在无性系与生长年份的交互作用影响下(表4一l)。从图4一1可知，随林龄的增长，毛白杨三倍体与二倍体胸径生长量会出现显著差异。如Zmx4m种植密度，在2006一2008的3a中，4种三倍体毛白杨的胸径生长量均比二倍体显著增高。在2008年的Zmx3m、Zmx4m、Zmxsm种植密度下，4种三倍体毛白杨的胸径生长量显著高于二倍体。4.2.2树高生长毛白杨无性系树高生长量因不同的生长年份和不同的种植密度而体现出显著性差异(表4一1)。由图4一2可知，在Zmx4m种植密度下，三倍体毛白杨的树高生长优势体现的最明显，尤其是在2006和2008年4种三倍体毛白杨的树高生长量均显著高于普通二倍体。而且在2006年的ZmxZm种植密度下的B331和2008年的3mx3m种植密度下的B305和B333二者的树高生长量极显著的高于普通二倍体(图4一2)。在树木生长的第4年(即2008年)

二倍体,单株材积,种植密度,生长量

4.2.3单株材积不同无性系毛白杨的单株材积生长量有极显著差异，而且不同年份、不同种植密度下毛白杨的单株材积生长量也存在极显著的差异(表4一1)。由图4一3可知，三倍体毛白杨无性系B304(Zmx3m)、B305(Zmx3m、Zmx4m)和B331(ZmxZm、Zmx4m)的单株材积生长量显著高于二倍体。但在之后的一年(2006年)，所有三倍体毛白杨单株材积生长量均显著优于二部体，尤其在 Zmx4m种植密度下，4种三倍体毛白杨单株材积生长量比二倍体均显著性增加(图4一3)。到了2007年，Zmx3.sm种植密度下的B304、B331、B333和Zmxsm种植密度下B304和B3os的单株材积生长量显著高于普通二倍体(图4一3)。在2008年中，Zmx4m和Zmxsm的种植密度下的三倍体毛白杨长势均显著优于二倍体，而且单株材积的平均增幅分别占到二倍体单株材积生长量的122.76%和65.40%。Zmx3m中的B304、B305和Zmx3.sm中的B331、B333单株材积生长量也显著高于二倍体

【参考文献】