秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征研究

【目的】作为最重要的速生造林树种,50多年前华北落叶松就被引入陕西并造林,引种初期华北落叶松生长良好,而近年来生长势明显下降,地力衰退问题也日益受到关注。本文研究了秦岭西部中幼龄华北落叶松林地土壤养分与酶活性特征,以期为华北落叶松幼龄期人工林的合理经营、中幼龄林地土壤生态系统结构、功能及其可持续利用提供科学依据。【方法】本试验选取立地条件基本一致的5 a、10 a和20 a的华北落叶松人工林地,每个样地设置20 m×20 m的标准地,用土钻在每个标准地沿"S"型采集5个点的0—20 cm、20—40 cm和40—60 cm的土样,各层混均,用四分法取样,分析不同林龄华北落叶松人工林地土壤剖面的p H值、有机质及氮、磷养分和酶活性。【结果】研究结果表明,土壤p H值在5 a林地随土壤深度的增加逐渐升高,而在10 a和20 a林地表现为先降低后显著升高(P0.05),不同林龄林地0—20 cm土层的p H值变化范围为6.21~6.71,表现为10 a5 a20 a;40—60cm和20—40 cm土层均表现为5 a10 a20 a。不同林龄林地的表层(0—20 cm)土壤有机质含量变化范围为18.68~25.89 g/kg,均显著高于下层(20—40 cm和40—60 cm)土壤,随着林龄的增加没有明显的变化趋势。土壤全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷含量随着土壤深度的增加呈明显下降的趋势(P0.05),而在0—20 cm土层中,20 a林地的氮含量显著高于5 a和10 a林地的(P0.05),10 a林地的速效磷含量最高。不同林龄的土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性在0—20 cm土层显著高于20—40 cm和40—60 cm土层(P0.05),过氧化氢酶活性却呈相反的变化趋势。0—20 cm土层,不同林龄林地的蔗糖酶和脲酶活性表现为10 a5 a20 a,磷酸酶和过氧化氢酶活性在20 a林地土壤中最大,不同林龄林地土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的变化范围分别为25.93~71.07Glucose mg/g、0.15~0.52 NH3-N mg/g、0.28~0.41 Phenol mg/g和3.95~4.58 m L 0.01 mol/L KMn O4/g。相关性分析表明,土壤有机质、全氮和速效磷含量与土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性呈极显著的正相关性(P0.01),与过氧化氢酶呈极显著的负相关性(P0.01)。【结论】华北落叶松的生长对土壤p H、有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效磷的变化产生了明显影响,同时也影响了土壤酶活性;由于该地区土壤的有效氮和速效磷含量较低,加上林木的快速生长,20 a华北落叶松林地力呈现衰退趋势。基于以上研究结果,建议在该地区对于接近20 a的华北落叶松人工林地采取施肥措施,以补充土壤养分,保证林木的正常生长。     

秦岭北麓不同林龄华北落叶松土壤速效钾动态变化规律研究

【目的】土壤养分对华北落叶松的生长具有重要作用,钾素是植物所必需的大量营养元素之一, 土壤中钾素对植物最有效的形态为速效钾,其能够直观地反映土壤可供植物利用的钾素水平。华北落叶松是北方人工林栽植的主要树种,具有生长快、木材优质、耐寒性好、水土保持效果好等优点。研究表明华北落叶松人工林种植初期长势良好,而近年来长势明显不良,因此有必要对秦岭北麓不同林龄华北落叶松林地土壤的养分特别是速效钾的变化规律进行研究。【方法】本研究选择土壤性质与林分基本特征相似的幼龄林（5a,10a）,中龄林（20a）,近熟林（30a）及成熟林（40a）等5种不同林龄华北落叶松人工林地。5a、10a、20a华北落叶松试验样地位于陕西省宝鸡市太白县太白林业局南滩实验苗圃林场,30a、40a试验样地位于西北农林科技大学火地塘教学试验林场。从5月开始,每月中旬采集各个样地的土壤样品,直到10月中旬落叶为止。每个林龄林地选5个不同的20 m 20 m样点,用土钻取剖面020 cm、2040 cm、4060 cm土层土壤, 5个点混合均匀成一个土样,分析土壤速效钾含量。【结果】在不同月份,不同林龄的华北落叶松土壤的速效钾含量随土壤深度的增加有下降趋势。020 cm土层的速效钾含量相对于其他土层含量较高,其中,近熟林（30a）及成熟林（40a）土壤速效钾含量明显高于其他林龄的土壤;不同月份不同林龄华北落叶松土壤的速效钾含量差异显著（P001）。研究区域不同林龄华北落叶松土壤速效钾含量达到中等及高水平。在不同华北落叶松生长季节020 cm土层速效钾含量呈先增加后降低的抛物线形变化。土壤速效钾含量与有机质含量有极显著的正相关关系（P001）,与土壤含水量达显著相关（P005）,与土壤pH呈显著负相关关系（P005）。【结论】随林龄的增加,华北落叶松人工林土壤速效钾的含量不会降低。土壤有机质含量,土壤含水量与土壤pH会对土壤速效钾的含量产生影响。秦岭北麓华北落叶松人工林林地土壤速效钾含量丰富,供钾充足。     

不同林龄马尾松人工林碳、氮、磷、钾养分含量及其生态化学计量特征

  【目的】  探讨林龄及器官对马尾松 (Pinus massoniana) 碳 (C)、氮 (N)、磷 (P)、钾 (K) 生态化学计量特征的影响，可为马尾松人工林的合理养分管理提供数据支持。  【方法】  以黔中地区孟关林场不同林龄 (幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林) 马尾松人工林为研究对象，采用空间代替时间的方法，在不同年龄林分中分别设3个20 m × 20 m的典型样地，采集叶、茎和根样品，并测定各器官C、N、P、K含量及化学计量比，分析它们在不同器官中的分布特征及随林龄的动态变化。  【结果】  1) 各器官的元素含量及化学计量比随林龄增加呈现一定变化。叶片C、N含量随林龄增加呈上升趋势，P、K含量先上升后下降；茎中C含量随林龄增加呈上升趋势，N、K含量先下降后上升，P含量变化不显著 (P > 0.05)；根中C含量随林龄变化不显著 (P > 0.05)，N含量呈先下降后上升趋势，P含量先上升后下降，K含量呈“下降—上升—下降”的趋势。叶C∶N随林龄增加呈下降趋势，N∶P先下降后上升，P∶K先上升后下降再略上升；茎C∶N随林龄增加变化不显著 (P > 0.05)，N∶P先下降后上升，P∶K先上升后下降；根部C∶N、P∶K随林龄增加先上升后下降，N∶P先下降后上升。各器官C∶P、C∶K、N∶K随林龄变化均不显著 (P > 0.05)。2) 不同器官C含量436.6～468.2 g/kg，茎 > 叶 > 根；N含量1.45～2.90 g/kg，茎 > 根 > 叶；P、K含量分别为0.14～1.05、0.53～5.06 g/kg，均为叶 > 根 > 茎；C∶N为165.4～311.4，叶 > 根 > 茎；C∶P、C∶K、N∶P、N∶K分别为440.1～3745、92.14～1311、1.48～23.4、0.31～7.97，均为茎 > 根 > 叶；P∶K为0.20～0.36，茎 > 叶 > 根。3) 叶、茎和根中C∶N与N含量，C∶P与P含量，C∶K与K含量均呈极显著负相关 (P < 0.01)，C∶N、C∶P、C∶K与C含量相关性均不显著 (P > 0.05)。  【结论】  与亚热带同纬度地区相比，本研究区域马尾松植株C、N、K含量相对较低，P含量相对较高；不同林龄阶段马尾松不同器官养分含量及化学计量比存在差异；在调查区域，马尾松针叶片中N∶P计量特征值处于1.11～1.85范围，表明其生长过程中主要受氮素限制。因此，在幼、中龄林阶段，建议施用氮肥满足其健康生长，也可辅以施少量钾肥以增强植株光合作用及抗逆性，不需施磷肥。     

氮添加对华北落叶松叶片化学计量与养分重吸收效率的影响

为了解华北落叶松林叶片化学计量特征和养分重吸收效率与N素供应的关系,以24年生华北落叶松人工林为研究对象,设置3个水平(0,8,15 g/(m~2·a))连续6年的野外氮添加控制试验,测定氮添加后华北落叶松成熟叶片、凋落叶片和林分土壤养分含量的变化。结果表明:成熟叶片C含量在年际间差异显著(P0.05),氮添加显著增加成熟叶2016—2018年的C、N含量,降低2018年的P含量,导致2018年N/P在轻度氮添加下比对照增加20.20%,重度氮添加下增加34.43%,2018年N/P在重度氮添加下出现峰值20.50,表明氮添加在一定程度上驱动该林分生长的P养分限制;凋落叶中的C、N、P含量及化学计量在年际间和氮添加处理下均呈显著差异(P0.05),氮添加显著增加凋落叶2016—2018年的C含量、C/P和N/P,显著降低2016—2018年的P含量;2016—2018年,轻度氮添加下NRE(氮重吸收效率)和NRE/PRE(氮重吸收效率/磷重吸收效率)显著降低,氮添加下PRE(磷重吸收效率)显著增加;相关分析表明,NRE与凋落叶N含量,PRE与凋落叶P含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.860和-0.772;氮添加显著增加土壤有效氮的含量,降低土壤pH(除2016年)和速效磷含量。氮添加导致华北山地针叶林树木生长受不同程度的P养分限制,推测氮添加驱动的林分受P限制可能与该区土壤养分初始状况有关,为全球气候变化下森林的养分管理提供参考依据。     

不同林龄湿地松叶、枝、根与土壤的生态化学计量及稳态性特征

为明确江西省湿地松(Pinus elliottii)人工林生态系统中器官与土壤养分的分配规律和稳定机制,在江西省泰和县石溪林场选择幼龄林、中龄林和成熟林阶段的湿地松人工林为研究对象,探讨其叶-枝-根-土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,分析湿地松不同器官与土壤养分的耦合关系和稳态性特征。结果表明,湿地松不同器官C、N、P含量均值随林龄的增加呈“V”型变化,均在中龄林阶段最低,分别为518.10、3.22和0.71 g·kg^-1;而各器官C∶N值与C∶P值随林龄的增加先上升后下降,在中龄林达到峰值,说明中龄林为湿地松的速生期,对N、P元素的消耗大。土壤N含量和N∶P值随林龄的增加不断上升,而土壤C∶N值则持续下降,说明土壤N矿化能力随林龄的增加逐渐增强;成熟林阶段土壤C∶P值和N∶P值均高于其他林龄,表明成熟林阶段土壤P较匮乏。针叶N、C∶N、N∶P,枝C、C∶N、N∶P和根C、P、C∶P稳态性模型回归结果不显著,具有绝对的稳定性。针叶P、枝P的稳态性等级分别为弱敏感态和敏感态。不同器官N∶P的内稳性指数(H_N∶P)大小关...     

氮磷提高华北落叶松人工林地土壤养分和酶活性的作用

【目的】采用田间试验,研究外源施用氮、磷肥对处于中龄林的20年华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林地土壤养分和酶活性特征的影响,并对土壤肥力水平进行评价,以筛选出最佳施肥方案。【方法】2012年4月中旬对处于中龄林的20年华北落叶松人工纯林进行外源施用氮、磷肥,在5月到10月中旬采集0—20 cm土壤样品,测定土壤养分和土壤酶含量,分析其在整个生长期内的动态变化,运用主成分分析法筛选出最佳施肥方案。【结果】1)施用氮、磷肥显著增加土壤速效氮和速效磷含量(P0.05),降低土壤速效钾含量和p H值。与对照相比,不同施肥处理速效氮增加幅度为N2PN2N1PN1P,速效磷为N1PPN2PN2N1,而速效钾降低幅度为N2PN1PN2PN1,p H降低幅度为N2PN2PN1PN1。2)施肥后,土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性显著增加(P0.05),过氧化氢酶活性降低。与对照相比,不同施肥处理蔗糖酶增加幅度是N1PN2PN1PN2,磷酸酶是N2PN1N1PN2P,脲酶是N2PN1PN1N2P,而过氧化氢酶降低幅度是N2PN2N1PPN1。3)土壤中养分含量对季节变化的响应非常敏感,速效氮、速效磷和速效钾整体呈先降低后增加的趋势,最小值出现在植物生长旺盛的7、8月份。土壤酶活性变化比较复杂,多数最大值出现在7、8月份。4)施氮肥、磷肥和氮磷配施处理均提高了土壤速效氮和速效磷含量,速效氮由21.56 mg/kg上升到35.77 mg/kg,速效磷由1.86 mg/kg上升到3.73 mg/kg,尤以N1P和N2P配施效果最明显。5)氮肥、磷肥和氮磷配施处理,土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性均增加,虽然过氧化氢酶活性小幅下降,但总的来说土壤酶活性增强,以N1P和N2P配施效果最为明显。6)主成分分析表明,施肥提高了土壤肥力水平,提高效果表现为N1PN2PPN1N2CK。N1P处理土壤肥力水平增加了1.505,N2P增加了1.405。【结论】施氮、磷肥可显著增加林地土壤养分,增强土壤酶活性,有效改善华北落叶松人工林地土壤肥力状况,缓解氮、磷亏缺导致的林地地力衰退。供试条件下华北落叶松的最佳施肥方案是N 75 kg/hm2和P2O575 kg/hm2(N1P),而N 150 kg/hm2和P2O575 kg/hm2(N2P)次之。     

干旱荒漠区人工梭梭林土壤碳氮磷密度与生态化学计量特征

为了阐明人工梭梭林土壤碳氮磷密度及其生态化学计量特征演变规律,以吉兰泰荒漠区不同林龄(3,6,11,16年)人工梭梭林为研究对象,分析0—20,20—40,40—60 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)密度和生态化学计量特征。结果表明:(1)4种林龄人工梭梭林0—60 cm土层SOC、TN含量及其密度随林龄增加而升高,而TP含量及其密度随林龄增加而降低。其中,3,6年梭梭林SOC、TN含量及其密度随土层深度增加而升高,TP含量及其密度则与之相反;11,16年梭梭林SOC、TN、TP含量及其密度随土层深度增加而降低。(2)4种林龄梭梭林土壤C∶N、C∶P、N∶P分别为2.24~9.21,1.59~7.05,0.56~0.81,均属于中等变异水平,且变异系数随林龄和土层深度增加逐渐减小,说明土壤C∶N、C∶P、[JP]N∶P趋于平稳状态。(3)林龄、土层深度及其交互作用显著影响SOC含量、SOC密度、C∶N、C∶P,对TN含量、TP含量、TN密度、TP密度、N∶P无显著影响。(4)土壤孔隙度(STP)与SOC密度呈显著正相关关系(P＜0.05),说明土壤孔隙度增加有助于SOC密度增加,提高土壤肥力。在干旱荒漠区建植梭梭林有利于提高土壤肥力,改善干旱荒漠区土壤环境。     

贵州高原山地马尾松人工林土壤碳、氮、磷生态化学计量特性

采用空间代替时间的方法,选取贵州中部高原山地8,18,26,36年生4个林龄的马尾松人工林为研究对象,通过测定林下土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,分析不同发育阶段林分土壤养分变化规律及化学计量比特征。结果表明:马尾松人工林土壤SOC、TN、TP平均值分别为12.24,1.94,0.35g/kg,C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为6.58,38.70和13.65,C∶N∶P的平均值为39∶6∶1,其养分含量总体不高。随土层深度增加,4个林龄土壤SOC、TN含量降低,但C∶N增加,TP、C∶P和N∶P无明显变化规律。随林龄增加,土壤SOC、TN、N∶P先降低后升高,而TP则持续降低;C∶N除在36年生林分中显著降低外,其余各林分均无显著差异;C∶P无明显变化规律。相关分析表明,SOC、TN是调控马尾松人工林土壤生态化学计量比的主要因素。研究结果可为进一步明确贵州高原山地马尾松人工林土壤养分循环特征提供重要参考。     

不同林龄樟子松人工林针叶-凋落叶-土壤生态化学计量特征

为明确科尔沁沙地引种樟子松人工林生态系统的C、N、P含量及化学计量特征,采用时空互代的方法,在章古台地区选取4种不同林龄(15,25,35,45年)、立地条件基本一致的樟子松人工林作为研究对象,比较针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及化学计量比的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系。结果表明:(1)C、N、P含量表现为针叶凋落叶土壤,C/N、C/P、N/P表现为凋落叶针叶土壤,且在3个库之间都有显著差异;(2)林龄对针叶-凋落叶-土壤的C、N、P及C/N、C/P有显著影响,均在35年生樟子松林中针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量最高;(3)相较于其他地区,针叶和凋落叶均表现出高C、P和低N的特征,具有较高的C/N、C/P和较低的N/P;(4)各林龄针叶N/P均小于14,表明该地区樟子松林整个生长过程始终受N的限制,但不同林龄间差异不显著;(5)针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及其C/N、N/P之间存在显著的相关性,说明该樟子松林生态系统的C、N、P元素在针叶、凋落叶和土壤3个库之间存在运输转换,但其内在维持机制需要进一步深入研究。     

子午岭林区两种天然次生林叶片C、N、P化学计量特征的季节变化

为阐明不同天然林叶片C、N、P化学计量特征及季节变化规律,了解植物对环境的适应策略,以陕西省子午岭林区桥山林场的油松和辽东栎天然次生林为研究对象,对其生长季内不同月份叶片的C、N、P含量及其计量比进行了分析。结果表明:(1)油松叶片C、N、P含量及其计量比分别为48.06%,1.15%,0.11%和42.58,473.22,11.02,辽东栎叶片C、N、P含量及其计量比分别为43.16%,2.10%,0.19%和25.47,380.18,14.49;两树种叶片各指标季节间变异系数表现为C含量最小,P含量最大。(2)两树种叶片C、N、P含量及其计量比在整个生长季内的变化规律不一致,油松叶片C含量在4—6月显著下降,之后保持平稳状态,8月后显著上升,至10月基本与4月持平;而辽东栎叶片C含量在整个生长季内变化不明显。油松叶片N含量在6月前较稳定,6—8月显著下降,随后显著上升,至10月基本与6月持平;辽东栎叶片N含量在4—6月显著下降,随后保持稳定,8月后再次显著下降,并在10月达到最低值。油松叶片P含量在8月前变化不明显,8月后显著上升,并在10月达到最高值;辽东栎叶片P含量在4月到6月显著下降,随后基本不变。两树种C∶N和C∶P的变化与N、P浓度相反;油松叶片N∶P在4—6月显著下降,6—8月显著上升,8—10月再次显著下降,辽东栎叶片N∶P在6月前显著上升并达到最高值,6—10月显著下降。(3)叶片C含量和C∶N主要受树种的影响,其他各指标受树种与月份交互作用的影响最大。(4)油松叶片C含量显著高于辽东栎,N含量显著低于辽东栎,因此,C∶N显著高于辽东栎,而辽东栎叶片的N∶P显著高于油松,但P含量和C∶P在两者之间无显著性差异。除叶片C含量外,各指标季节间变异系数均表现为油松小于辽东栎。研究结果丰富了天然林生态化学计量学的研究,同时也为黄土丘陵沟壑区的森林恢复与管理工作提供了一定的理论依据。     

秸秆还田对东北黑土碳氮磷钾化学计量特征及玉米产量的影响

【目的】秸秆还田是提升农田土壤肥力,改善土壤养分含量及有效性的重要措施。我们分析了东北黑土区不同秸秆还田方式下土壤碳氮磷钾含量和玉米产量的年际变化,并从土壤化学计量特征角度研究了土壤养分的有效性。【方法】依托2012年在东北黑土区建立的秸秆还田长期定位试验,选取秸秆移除(CK)、秸秆混合还入0—20 cm耕层(RI)和秸秆覆盖还田(RC) 3个处理,测定了处理实施1年(2013)、3年(2015)、5年(2017)和8年(2020)后,不同土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量及玉米产量,计算了土壤化学计量特征(C∶N、C∶P、N∶P),并分析了各指标之间的相关性。【结果】随试验年限的增加,在0—20 cm土层,CK处理SOC含量有所下降,TN含量基本保持不变,而RI和RC处理的SOC和TN含量均有所增加,RC处理下均为最高;RI处理的SOC和TN含量在0—20 cm土层分布相对均匀,RC处理SOC和TN含量在0—5 cm土层中明显增加,尤其在试验5～8年间的增幅明显升高。CK、RI和RC 3个处理的TP和TK含量均随试验年限的增加缓慢升高,处理间无显著...     

模拟凋落物添加与氮磷沉降对红松凋落物生态化学计量特征的影响

  【目的】   探究红松 (Pinus koraiensis) 凋落物和氮 (N) 磷 (P) 沉降量、小气候因子、降水化学成分和地形对各层凋落物生态化学计量的影响,为红松林管理提供科学依据。   【方法】   本研究对阔叶红松混交林 (天然林) 和红松纯林 (人工林) 进行了为期712 天的原位观测试验,模拟氮磷沉降与凋落物添加处理后,测定不同凋落物层次和林型的碳（C）、N、P含量,并对未分解层 (L层)、半分解层 (F层)、粗腐殖质化的枯枝落叶层 (H层) 生态化学计量学进行分析。   【结果】   1) 凋落物添加量的差异导致其生态化学计量在各层凋落物中的含量显著不同。营养物质的周转速度在H层最快,其C∶N、C∶P、N∶P也较L、F层小。2) 组成较复杂的高量凋落物在氮磷添加和凋落物添加处理下会抑制N、P富集,但有利于C的沉积;组成较单一的低量凋落物虽在N、P添加和凋落物添加处理下也会产生C沉积,但N、P的变化特征却与高量凋落物完全相反,表现为促进N富集和P富集。3) 小气候因子和降水化学成分与生态化学计量呈正相关关系,尤其是温度和降水pH。   【结论】   本研究揭示了阔叶红松混交林和红松纯林中凋落物C、N、P生态化学计量特征及其随季节变化的动态趋势,推断阔叶红松混交林和红松纯林凋落物的分解主要受磷素限制,同时磷素可能是红松生长的限制因子。     

板栗细根碳、氮、磷化学计量时间变异特征

【目的】 探讨生长季内板栗 (Castanea mollissima) 细根碳 (C)、氮 (N)、磷 (P) 化学计量特征,为有针对性地培育板栗,提高有效经济产量提供理论依据。 【方法】 以河北省迁西县北京林业大学经济林 (板栗) 育种与栽培实践基地6年生板栗树为研究对象,在生长季内 (4—10月份) 采用连续根钻法 (内径为8 cm),分别在距树干50 cm和100 cm的不同土层 (0—20 cm、20—40 cm和40—60 cm) 处取样,分析计算了不同空间分布上板栗细根C、N、P的化学计量特征。 【结果】 板栗细根C、N、P含量的均值分别为382.01 g/kg、7.99 g/kg和1.06 g/kg,C/N、C/P和N/P均值分别为50.48、377.35和7.62。在生长季中,板栗细根C、C/N、C/P在6—9月份基本维持在较高水平且6月份最大,而N和P在6月份含量相对较少,在4月份达到最大值,N/P则在生长季末达到最大值。板栗细根C、N、P含量在空间上也表现出差异。C含量在20—40 cm最多。这一土层中,距树干50 cm和100 cm处,C含量的最大值分别出现在7月份和6月份,生长季C含量分别增加了26.82 g/kg和11.84 g/kg。N和P含量在0—20 cm最多。这一土层中,距树干50 cm处,N含量在4月份最高,P含量7月份最高,生长季N含量和P含量分别减少了1.39 g/kg和0.60 g/kg。距树干100 cm处,N含量在4月份最高,P含量8月份最高,生长季N含量和P含量分别减少了2.91 g/kg和0.56 g/kg。整体变异分析表明,板栗细根N、C/N、C/P、N/P受不同月份的影响最大,C、P受不同土层深度的影响最大,距树干距离因素的影响是最小的。通过对N、P含量和N/P比值的分析可知,该地区板栗生长受到N、P共同限制,且更易受到N限制。 【结论】 板栗细根C、N、P及其化学计量比在时间和空间上差异显著,其受到的影响因素不同。在进行水肥管理时,应根据不同时间和空间上板栗细根的特征进行合理的管理,并充分考虑N、P含量尤其是N含量的限制。      

长期不同施肥下褐土养分及酶活性的生态化学计量特征

  【目的】  研究长期不同施肥条件下褐土养分含量和与土壤有机质水解、碳氮磷有效性相关的酶活性及其化学计量变化特征,以深刻认识农田土壤元素循环的生物地球化学特征。  【方法】  依托1992年开始的山西寿阳旱地农田生态系统野外长期定位试验,选取其中不施肥对照(CK),4个单施无机肥处理(N₁P₁、N₂P₂、N₃P₃、N₄P₄),3个无机肥和有机肥配施处理 (N₂P₁M₁、N₃P₂M₃、N₄P₂M₂) 和1个单施有机肥处理 (M₆) 进行研究。于1992、2001、2006和2016年,分析了表层土壤 (0—20 cm) 中有机碳(C)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效氮 (AN) 和有效磷 (AP) 含量及与碳氮磷循环相关的β-1,4-葡萄糖苷酶 (β-1,4-glucosidase, BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(β-1,4-N-acetylglucosidase, NAG)和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性。计算土壤养分之间和酶之间的化学计量比 (C∶TN、C∶TP、TN∶TP和lnBG/lnNAG、lnBG/lnALP、lnNAG/lnALP)。计算酶向量角度 (vector angle) 和向量长度(vector length)。以向量角>45°或者<45°的多少来评价微生物受磷、氮限制的程度,向量角>45°越多表示微生物受磷限制越强,向量角<45°越多表示微生物受氮限制越强。以向量长度评价微生物受碳限制的程度,向量长度越长表示微生物受碳限制越强。  【结果】  1) 除N₄P₄处理土壤C : TN显著高于M₆处理外,其他化肥和有机肥处理之间C : TN和C : TP不存在显著差异,而土壤TN : TP在各施肥处理下显著低于M₆处理 (P<0.05)。与CK相比,M₆处理C∶TN显著降低了30.2% ,TN∶TP显著升高了41.0%;N₄P₄处理C∶TP显著降低了23.3%,TN∶TP降低了17.6% (P>0.05)。土壤C∶AN平均为2.11～2.29,处理之间无显著差异;土壤C∶AP和AN∶AP随化肥和有机肥投入量增加而降低,4个有机肥处理的土壤C∶AP和AN∶AP降幅大于4个化肥处理。2)长期N₂P₂、N₃P₃和N₄P₄处理下,土壤lnBG/lnNAG、酶向量角度和酶向量长度略高于各有机肥处理(P>0.05),而lnNAG/lnALP略低于各有机肥处理(P>0.05);与1992年 (试验开始年)相比,施肥处理后土壤lnBG/lnNAG均升高,lnNAG/lnALP均降低,向量角整体>45°,向量长度增加了11.1%～52.4%。3)相关性分析表明, AN与BG、NAG、ALP活性、lnBG/lnNAG及lnNAG/lnALP之间存在显著相关性;土壤C∶TN、C∶AN与酶活性lnBG/lnNAG、土壤TN∶TP与lnNAG/lnALP之间存在显著正相关,lnBG/lnALP与任何环境因子间都不存显著相关性。  【结论】  长期单施化肥易增加作物对有机碳的消耗和土壤稳定态磷素固持,微生物面临的碳、磷限制加剧;有机肥带入土壤的有机氮,加速了有机质分解,显著提高了土壤有效磷含量,有效缓解资源限制,促进褐土元素周转。综上,长期施肥显著改变了褐土元素化学计量特征,引起酶化学计量非稳态变化,土壤酶活性表现出强烈的资源依赖性。     

不同树龄骏枣树养分吸收差异研究

【目的】旨在明确不同树龄骏枣树形成单位产量所需的各器官营养元素年吸收量的异同点,以期为骏枣生产中的科学均衡施肥提供理论依据。【方法】以新疆阿克苏地区4、 7和10年生骏枣树作为试材,从枣树地上部分各器官分别采样,测定N、 P、 K、 Ca、 Mg、 Mn、 Fe、 Zn和Cu含量。【结果】骏枣树形成地上部各器官单位生物量所需要的养分含量,不同树龄间相比差异均不显著,但其生物量在总生物量中所占的百分率有差异,4、 7、 10年生骏枣树果实占地上部年总生物量的百分率依次为72.9%、 73.7%、 75.7%,叶片依次为5.4%、 5.2%、 5.1%,花依次为1.3%、 1.5%、 1.4%,茎枝依次为20.4%、 19.5%、 17.6%,三个树龄骏枣树各器官生物量的大少顺序均为果实＞茎枝＞叶片＞花。每形成1000 kg果实的总生物量随着树龄的增大而逐渐减少,茎枝保留和剪掉部分生物量均降低。采前落果率随树龄增加上升,叶片生物量减少,受精花生物量上升,而其掉落部分生物量表现先上升后下降。三个树龄骏枣地上部分生物量年增加量所需要的各营养元素量顺序均为K＞N＞Ca＞Mg＞P＞Fe＞Zn＞Mn＞Cu,每形成1000 kg果实所需要吸收的养分量非常接近,4年生骏枣树为N 22.8 kg、 P 1.7 kg、 K 34.0 kg、 Ca 7.4 kg、 Mg 5.0 kg、 Mn 54.5 g、 Fe 916.9 g、 Zn 202.8 g、 Cu 42.5 g; 7年生骏枣树为N 22.7 kg、 P 1.7 kg、 K 33.9 kg、 Ca 7.3 kg、 Mg 4.9 kg、 Mn 53.9 g、 Fe 907.2 g、 Zn 204.5 g、 Cu 42.0 g; 10年生骏枣树N 22.1 kg、 P 1.7 kg、 K 33.4 kg、 Ca 6.8 kg、 Mg 4.7 kg、 Mn 51.8 g、 Fe 871.3 g、 Zn 204.8 g、 Cu 40.4 g。【结论】3种树龄骏枣树地上部年总生物量中果实生物量与其余生物量的比例约为3∶1,且形成1000 kg果实所需的养分量也基本一致。由于总生物量和果实产量随树龄的增加而增加,因此,对养分的总需求量增加。但是由于果实生物量所占比例有所增加,测算单位产量所需要的各营养元素年吸收量时,也应考虑果实以外器官的年生物量所需要的养分吸收量,才能得到较准确的肥料施入量和各营养元素的比例。     

灌溉方式和氮肥运筹对免耕厢沟栽培杂交稻氮素利用及产量的影响

【目的】免耕厢沟是四川重点推广的水稻栽培模式。研究该模式下不同灌溉方式和氮肥运筹对水稻干物质累积、转运和氮素利用效率等的影响,可为免耕厢沟水稻栽培水肥管理提供依据。【方法】 以杂交中稻F优498为试验材料,采用两因素裂区设计,主区为传统水层灌溉(W1)和干湿交替灌溉(W2)两种灌溉方式,副区为氮肥运筹模式,在总施氮量为150 kg/hm2条件下,设置基肥 ∶蘖肥 ∶穗肥分别为6 ∶2 ∶2(N1)、 4 ∶2 ∶4(N2)、 2 ∶2 ∶6(N3)等3种氮肥运筹模式,以不施氮(N0)为对照,研究免耕厢沟模式下,杂交稻在齐穗期、成熟期各处理下干物质氮素积累、茎鞘的干物质转运、产量及其构成因子以及氮素利用效率。【结果】 灌溉方式和氮肥运筹对水稻主要生育期干物质量和氮吸收、转运及产量具显著影响及互作效应。干湿交替灌溉能扩“库”增“源”,保证足够的穗数,提高干物质积累量;淹水灌溉无效分蘖较多,群体质量变差,对干物质积累、氮素吸收、产量造成不利影响。适宜的前氮后移能为水稻整个生育期提供比较平衡的氮素供应,促进氮素的吸收、 提高氮素积累、协调氮素分配;N2模式下氮素表观利用率达69%以上,氮肥的农学利用效率、表观利用率比N1(6 ∶2 ∶2)和N3(2 ∶2 ∶6)分别高4.50%~36.85%、 8.09%~28.54%,增产7.47% ~15.76%。合理的水氮管理显著提高各生育期的氮素积累量,促进齐穗后叶和茎鞘氮素向穗的运转量。【结论】 干湿交替灌溉(W2)和氮肥运筹4 ∶2 ∶4(N2)为本试验条件下的最优水氮运筹模式,其充分发挥了水氮耦合优势,促进齐穗后“源”(茎鞘、叶)氮素向“库”(穗)的运转,有利于高产群体构建,有效提高氮素利用率,提高水稻每穗实粒数和结实率,增产效果显著。