华北落叶松针叶碳、氮、磷含量及化学计量比的季节变化

【目的】碳(C)、氮(N)和磷(P)在林木的生长发育中有着重要作用,三者的含量变化和元素比值控制着林木的营养和生长状况。本研究主要分析了秦岭山区同一树种不同林龄叶片的C、N、P含量及化学计量比随季节变化的规律,为林木施肥管理提供依据。【方法】在林木生长季的不同月份(2012年5月到10月每月中旬),对秦岭5年生(5a)、10年生(10 a)、20年生(20 a)3种林龄的华北落叶松针叶进行定期采集,并测定不同月份各林龄针叶的C、N、P含量和化学计量比值,对不同林龄不同生长季华北落叶松针叶的C、N、P及C∶N、C∶P、N∶P的动态变化进行分析,并对其C∶N与氮含量、C∶P与磷含量进行相关性分析。【结果】1)3种林龄针叶的碳含量从生长初期(5 6月)到生长旺盛期(7 8月)逐渐增加,生长末期(8 9月)逐渐降低,但到落叶期(10月)又小幅回升。2)3种林龄华北落叶松针叶的氮含量在整个生长季内(5 10月)均呈现先降低后升高再降低的趋势,各林龄针叶氮含量升高和降低的时间存在差异,5 a和20 a林龄的针叶N含量从6月到生长旺盛期(7月、8月)基本上保持上升趋势,而10 a林龄针叶的氮含量6 7月份先逐渐降低,7 9月份急剧升高,落叶前期到落叶(9 10月)这段时间3种林龄针叶的N含量均急剧下降为最低值。3)3种林龄针叶磷含量在整个生长季节内的变化趋势基本一致,均先降低后升高再降低最终维持稳定。4)5 a、10 a和20 a林龄的华北落叶松在生长季节内针叶的C∶N变化范围分别为21.83 56.42、18.4358.49和22.54 87.83,变异系数分别达到了37.74%、42.05%和68.42%,随着树龄的增长其变异系数逐渐增大。5)5 a、10 a、20 a林龄的华北落叶松在生长季节内针叶C∶P的变化范围分别为169.17 402.85、180.54 395.01和213.02 398.75,变异系数依次为31.35%、31.43%和22.88%。6)针叶的N∶P,5 a、10 a、20 a在生长季节内的变化范围分别为6.77 15.42、6.38 20.13和4.44 14.45,变异系数分别为39.65%、50.86%和33.03%。7)各林龄针叶的C、N、P平均含量以及各比值之间的差异均不显著(P0.05)。【结论】3种林龄的华北落叶松针叶的C∶N、C∶P均与相应的N、P含量呈显著负相关(P0.05),随着N、P含量的变化以对数方程的形式减小。同时发现,氮是秦岭地区幼、中林龄华北落叶松生长的主要限制性因子,土壤中的氮养分不足会制约林木的生长,因此对本研究区的土壤应及时补充氮肥以满足华北落叶松正常生长的营养需求。     

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。     

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。