水肥耦合对毛白杨林分土壤氮、细根分布及生物量的影响

目的杨树速生丰产林是我国主要的纸浆兼用材林，较低的水肥利用效率容易造成土壤退化、环境污染甚至林分产量下降。因此，迫切需要探究适宜的水肥耦合策略，实现可持续发展。本研究通过探讨不同水肥耦合处理对根区土壤氮分布、根系分布以及林木产量的影响，旨在筛选出适宜毛白杨人工林的最佳水肥耦合措施。方法以三倍体毛白杨为研究对象，设置3个灌溉水平:? 20 kPa（I₂₀）、? 33 kPa（I₃₃）、? 45 kPa（I₄₅）和4个施N水平:0（F₀）、120 kg/（hm2·a）（F₁₂₀）、190 kg/（hm2·a）（F₁₉₀）、260 kg/（hm2·a）（F₂₆₀），并设置CK对照（不灌溉不施肥）。测定其全年的土壤NO₃?-N动态、细根分布以及生物量产量。结果（1） 施N量和灌溉量显著增加NO₃?-N运移、分布和深层累积量，其中I₂₀F₂₆₀处理NO₃?-N深层浸出现象严重，而I₂₀F₁₂₀处理浸出量最小。（2） 水肥耦合管理可使根系分布浅层化；其中N肥供应可改变根系分布规律，灌溉促使根系分布表层化；而根系生长对N的响应取决于灌溉水平，其中I₂₀F₂₆₀处理根长密度（RLD）显著高于其他处理（P < 0.05）。（3） 不同处理NO₃?-N含量、RLD和整株生物量（TB），彼此间存在显著相关性。其中，土壤NO₃?-N含量与RLD存在显著抛物线回归关系（P < 0.05）；因此，土壤养分差异是造成细根分布差异的重要因素。0 ~ 10 cm、20 ~ 40 cm土层RLD与TB呈极显著的抛物线回归关系（P < 0.01）；可见，0 ~ 10 cm、20 ~ 40 cm土层适量的RLD有利于提高林木产量。其中，I₂₀F₁₂₀水肥耦合处理，林木年均生物量最高。结论I₂₀F₁₂₀处理施N量是传统施N量的四分之一，且深层NO₃?-N浸出量最小，有效减轻对环境的污染；此外，能够形成适量的RLD，促进林木对土壤养分的吸收利用，并最终形成较高的林木产量和较高的水肥利用率等优点。因此推荐I₂₀F₁₂₀处理为砂地毛白杨人工林最佳水肥耦合措施。      

水肥耦合对杨树根区水、氮运移及吸收的影响研究进展

随着我国木材需求量不断增加,速生丰产林提质增产迫在眉睫,急需探求合理高效的水肥集约经营策略。文中对灌溉施肥条件下植物根区水和氮（N）运移分布、吸收根形态与分布,以及水和N吸收相关研究进行综述,结论如下:1）水、N分布与施肥灌水量、土壤质地、降水、地下水位等条件有关。主要研究方法有室内、大田试验以及数值模拟法。由不同时刻水、N运移分布情况发现,改善水肥耦合措施,可降低N淋失对地下水的污染,同时提高植物的水、N利用效率。2）杨树吸收根主要分布于土壤表层,呈“倒金字塔”型分布,随远离树干方向,分布趋于浅层化,垂直根呈“S”形,整体表现为“二态性”;从根系分布规律发现,少量多次随水施肥有利于吸收根及林分生长。3）杨树品种、生育阶段、施肥水平以及土壤条件等不同,其水、N吸收情况及后期分配均存在差异。但恰当的水肥比例和灌施频率均有利于水、N吸收。以往研究只关注根区水和N运移、根系分布、吸收利用过程中的某一环节,而对各环节间动态联系以及整体调控机制知之甚少。因此,应设置不同水、N耦合方式,对各环节进行关联分析,明确调控机制,以期实现水、N效率最大化,有效提升林木产量。