杉木第3代种子园多元素配方施肥效应研究

杉木种子园为培育高产稳产杉木良种提供重要保障,在林业生产中具有积极意义。通过试验研究,探究杉木3代种子园土壤养分丰缺情况、养分间的平衡规律,确定杉木种子园最佳肥料配比和施肥量,以期为闽北低山丘陵红壤分布区杉木种子园提供推荐施肥配方。采用“3414”配方施肥设计方案,对闽北第3代杉木种子园开展N、P、K、Ca、Mg、B、Mo等元素施肥试验。分别设计大量元素氮、磷、钾三因素施肥水平（并增设施用钼肥处理）、中微量元素钙、镁、硼三因素施肥水平,以球果数量（质量）、出籽率、种子产量、胸径等为评价指标,拟合肥料效应函数方程,研究各养分间的作用规律,并提出最佳施肥配比和施肥量。结果表明：种子园土壤N、P、K、Ca、Mg养分含量较低,B含量属于中等水平,而Mo含量较高;N、P、Mg以及N-K、Ca-B肥料联合对种子园产量的影响达到显著或极显著水平,而单施某一肥料效应较小,其中单施K、Ca、B几乎没有效果,而肥料联合施用效果较好。综合效应分析结果,得出种子园最大产量施肥量组合为：每株施尿素100 g+过磷酸钙897 g+氯化钾150 g+石灰150 g+硫酸镁105 g+硼砂75 g,并配施钼肥。N、P₂O₅、K₂O、CaO、Mg、B、Mo的用量依次为46.0、107.7、90.0、75.0、31.4、2.3、5.0 g,其配比为N:P₂O₅:K₂O:CaO:Mg:B:Mo=1.0:2.3:2.0:1.6:0.7:0.05:0.1。多元素配方施肥能很好地改善杉木种子园产量和质量,单株球果产量、球果单粒重、出籽率及种子园产量等指标均比不施肥的母树有大幅度提高。本研究施肥方案,理论上种子园产量可达45.99~95.65 g/株,大量元素施肥试验的产量达到理论产量的80%~86%,中微量元素施肥试验的产量为理论产量的70%左右。现实种子园平均产量大约是预测产量的40%,通过合理配方施肥有望大幅度提高杉木3代种子园产量。     

湖北省杉木人工林立地类型划分及评价

以湖北省杉木人工林为研究对象,选择166块具有代表性的杉木人工林标准地,并测定样地的常规立地因子。利用数量化理论Ⅰ的方法建立了杉木优势高与立地因子之间的关系模型,对研究区杉木人工林进行立地类型划分及立地质量评价。结果表明,所选择的5个立地因子与优势高数量化拟合的复相关系数为0.639;海拔、腐殖层厚度和坡位这3个立地因子对优势高的贡献率达84.99%,且影响均达到极显著水平;采用海拔、腐殖层厚度和坡位3个因子构建研究区杉木人工林立地类型,共划分为22类;按照优、良、中、差4个评价等级对166块样地所属的立地类型进行立地质量评价,得出湖北省杉木人工林在中海拔、土壤湿润、土壤养分含量较高的立地条件下生产力较高,研究区立地质量整体处于中等偏上水平的结论。     

机械损伤及埋土深度对杉木萌蘖及抗氧化酶活性的影响

  目的  研究分析机械损伤处理下杉木Cunninghamia lanceolata无性系萌蘖能力与抗氧化酶活性的相关关系，从酶活性代谢生理角度阐述杉木萌蘖机制，为解决杉木无性系萌蘖问题提供理论依据。  方法  以杉木无性系洋020的1年生扦插苗为材料，通过盆栽试验，设置去顶和未去顶处理，0、3、6 cm埋土深度处理，在萌蘖初期、中期、后期分别取样，观测无性系萌蘖状况，通过酶活吸光度方法测定杉木无性系萌蘖过程中枝叶、基部韧皮部、根尖等不同器官超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性差异，并进行相关性分析。  结果  随着埋土深度的增加，去顶和未去顶不同埋土深度杉木无性系苗萌蘖能力均呈降低的趋势，且不同埋土深度处理会影响植物的抗氧化酶的活性。随着埋土深度的增加，杉木幼苗枝叶SOD活性呈上升趋势，CAT活性呈下降趋势；埋土6 cm处理有利于增强枝叶及根尖POD的活性。  结论  机械损伤和不同埋土深度对杉木无性萌蘖有一定的影响；同一埋土深度，去顶处理杉木无性系的萌蘖能力高于未去顶处理。不同器官植物抗氧化酶活性是影响杉木无性系机械损伤和不同埋土深度处理萌蘖的主要影响因子之一。图3表3参18     

定苗时间对峦大杉1年生苗木生长的影响

探究定苗时间对峦大杉苗期生长动态与生长节律影响,优化定苗时间,为育苗提供理论与技术支持。以当年生峦大杉幼苗为试验材料,开展不同定苗时间试验,采用定株观测并应用Logistic方程拟合生长动态的方法,分析定苗时间对苗木生长动态和生长节律的影响效应。研究结果表明,定苗时间影响苗高地径生长效应随处理时间推移而显现,是个动态过程。Logistic方程能够很好地拟合峦大杉苗木生长。定苗时间显著影响苗高、地径线性生长速率、最大线性生长速率和线性生长量,但对苗高地径线性生长始期、终期、线性生长持续期无显著性影响;苗高生长初期定苗较其他处理显著提高苗高和地径的线性生长量线性生长速率、最大线性生长速率,建议增加速生期的养分和水分供给以提高苗木质量。峦大杉合理定苗时间是苗高生长初期（6月30日）。     

SiO2纳米颗粒对杉木幼苗生长发育的影响

【目的】近年来,硅对于的植物影响受到人们广泛关注,人们试图将硅确定为植物生长发育的的“必要元素”。因此如何提高植物对硅的吸收利用来增加植物的农艺性状和产量,是当前农业和林业研究的一个重要课题。【方法】以黄枝杉Cunninghamia lanceolata和罗田垂枝杉C.lanceolata var.luotian为材料,采用盆栽的方式,研究施加不同浓度的纳米SiO2颗粒(0、1、2、4 g/盆)对杉木幼苗光合参数、叶绿素荧光、叶片厚度、氮磷钾含量及其分配、生物量累积的影响。【结果】本研究结果显示,SiO2纳米颗粒对杉木根系的生长发育有很大的促进作用,使之能更好的吸收养分,加强了氮磷钾含量的累积。且叶片的厚度也有所增加,在较低的浓度下,气孔导度、光合作用机制、以及光合作用效率增加;地上的生物量也随着施入SiO2纳米颗粒浓度的增加而增加。【结论】我们的实验表明,SiO2纳米颗粒通过促进根系发育加强对营养的吸收和提升叶片厚度,以及提高净光合速率和气孔导度来提高植物的生长机理,进而增加植物的生物量来提升产量。鉴于其对植物生长发育及产量的多种积极影响,硅纳米材料将会为农林植物增产有重要的影响和广阔的前景。     

不同养殖密度对紫贻贝和披针形蜈蚣藻生态混养的影响

通过混养生态系统模拟试验研究了紫贻贝(Grateloupia lanceolata)和披针形蜈蚣藻(Mytilus edulis)不同养殖密度组合下的生态混养状况。选取壳长(45.14±3.85)mm的紫贻贝和长度(62.48±7.38)mm的披针形蜈蚣藻,采用5种湿重配比进行混养实验,分别为G1(1∶0)、G2(1∶0.25)、G3(1∶0.5)、G4(1∶1)和G5(1∶2)。每种组合中紫贻贝密度均为0.63 ind·L~(-1),而披针形蜈蚣藻密度分别为0 g·L~(-1)、1.25 g·L~(-1)、2.5 g·L~(-1)、5 g·L~(-1)、10 g·L~(-1)。36 d后,G3组中紫贻贝特定生长率为(0.21±0.03)%·d-1,极显著高于其它混养组[(0.11±0.028)~(0.21±0.03)%·d-1,P0.01],而单养组的紫贻贝特定生长率仅为(0.063±0.022)%·d-1;G3组中披针形蜈蚣藻特定生长率为(0.96±0.20)%·d-1,极显著高于其它混养组[(0.62±0.16)~(0.96±0.20)%·d-1,P0.01]。G3组生态系统对营养盐(NO_3~--N、NO_2~--N、NH_4~+-N、PO3-4-P)的去除率分别达到(91.38±1.40)%、(96.79±1.97)%、(98.38±2.06)%、(96.86±3.16)%,显著高于G2组(P0.05),而与G4和G5组没有显著性差异(P0.05)。本研究结果表明,当紫贻贝与披针形蜈蚣藻湿重比为1∶0.5时,可以取得较好的生态效应。     

30a杉木萌生林和实生林木材的材性比较

以采自湖南省金洞林场同一立地条件、不同海拔高度山地上营造的杉木萌生林和实生林30 a时的木材为研究对象,按照国家标准测定其气干密度、基本密度、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、横纹全部抗压强度(径向、弦向)、横纹局部抗压强度(径向、弦向)等10个指标,并运用Excel、Spss等软件进行数据统计、方差分析。结果表明:萌生林30 a时10个指标的测量均值分别为0.439 g·cm^-3(范围0.398~0.480 g·cm^-3)、0.353 g·cm^-3(范围0.318~0.389 g·cm^-3)、122.79 MPa(范围112.44~133.40 MPa)、51.10 MPa(范围50.09~54.67 MPa)、77.15 MPa(范围74.14~82.84 MPa)、9.16 GPa(范围8.43~9.99 GPa)、2.40 MPa(范围2.13~2.73 MPa)、2.17 MPa(范围2.00~2.30 MPa)、3.68 MPa(范围3.50~3.93 MPa)、3.54 MPa(范围3.17~3.94 MPa);实生林30 a时10个性状的测量均值分别为0.404 g·cm^-3(范围0.380~0.422 g·cm^-3)、0.320 g·cm^-3(范围0.312~0.336 g·cm^-3)、102.21 MPa(范围91.89~118.52 MPa)、46.19 MPa(范围41.52~50.72 MPa)、67.35 MPa(范围61.40~73.62 MPa)、8.05 GPa(范围7.641~8.400 GPa)、2.00 MPa(范围1.70~2.40 MPa)、1.83 MPa(范围1.53~2.03 MPa)、3.38 MPa(范围2.99~3.63 MPa)、3.33 MPa(范围2.90~3.53 MPa)。萌生林与实生林木材的10个指标均存在显著、极显著或极极显著差异。杉木林分的生长状态和木材密度的地理变异有明显的规律性,即生长特性随垂直高度(海拔)增高而减少,但木材密度和木材抵抗外力作用的能力却随垂直高度(海拔)的增高而加大。     

林龄、叶龄对亚热带杉木人工林碳氮稳定同位素组成的影响

[目的]研究5个不同林龄(3,8,14,21,46年)、不同叶龄(当年生、1年生、2年生、3年生)杉木人工林叶片的碳、氮稳定同位素组成,并根据它们对氮循环等过程的指示作用来探索不同林龄、叶龄杉木人工林氮循环过程及氮饱和程度的差异,从而为不同生长阶段杉木人工林制定施肥措施提供科学依据.[方法]以福建南平峡阳林场5块相互毗邻的不同林龄杉木人工林为研究对象,在每个林龄的林分内分别设置4个20 m ×20 m的试验小区.分别采集不同林龄杉木活叶并根据“主干法”将采集的杉叶分为不同叶龄,然后在每个小区内采集0 ～ 10 cm深度土层的土样,用同位素质谱仪测定它们的碳、氮稳定同位素组成(δ13C,δ15N),用碳氮元素分析仪测定叶片氮含量,叶片15N富集指数由叶片δ15N值减去相应的土壤δ15N得到.[结果]叶片δ15N值的变化范围为-2.52‰～2.81‰,叶片氮含量的变化范围为7.72％～13.5％,二者在不同林龄间均具有极显著差异,并均呈现出幼林和老林较高、处于速生期的林分较低的趋势,且叶片δ15N值与叶片氮含量之间存在显著的相关性,但不同叶龄叶片δ15N值间则不具有显著差异;不同林龄叶片的15N富集指数存在显著差异,呈现出幼林与老林叶片15N富集指数较接近于0的趋势;叶片δ13C的变化范围为-29.93‰～-27.88‰,不同林龄间差异不显著,但同一林龄不同叶龄叶片的δ13C则有显著差异,且有随着叶龄增大而减小的趋势.[结论]不同林龄叶片δ13C差异不显著但呈现幼年较低的趋势,可能是不同树高导致不同林龄杉木水分利用效率间的差异所致,而同一林龄不同叶龄杉木δ13C间的显著差异则可能是光合作用效率不同造成的.不同林龄在叶片δ15N、叶片氮含量、叶片15N富集指数间的显著差异均指示出处于速生期的林分氮饱和程度显著低于幼林和老林,这说明虽然我国亚热带地区氮沉降现象严重,但氮素仍是限制处于速生期杉木人工林生长的因素.     

基于W_V_Hegyi竞争指数的杉木竞争生长模型研究——以湖南省福寿国有林场杉木生态公益林为例

根据湖南省福寿国有林场杉木生态公益林(幼龄林、中龄林、近熟林)复测数据,通过研究Hegyi,V_Hegyi,W_V_Hegyi三种竞争指数与胸径的相关性,选择相关性最强的W_V_Hegyi竞争指数,构建单木竞争生长模型。以此为基础,用加权平均树高作为胸径生长量的权重,重新构建了单木竞争生长模型,并对W_V_Hegyi竞争指数分布规律进行分析,利用回归分析方法构建径阶竞争指数预估模型和径阶生长模型。通过基于加权胸径生长量与W_V_Hegyi竞争指数构建径阶生长模型,以期为林木从单木到林分的模拟提供新途径。     

离子注入对杉木种子发芽质量及保护酶活性的影响

为探索不同离子源对杉木种子发芽生理及保护酶活性的影响,采用氮、钛2种离子源,以当年生杉木优良种子为试材开展种子发芽生理及保护酶活性变化规律的研究.结果表明:氮、钛2种离子注入杉木种子后,均能显著提高种子的发芽质量,其中发芽率提高18.85％～20.00％,发芽整齐性提高16.83％～34.67％,种子活力指数提高43.47％～57.44％;对种子的质膜透性及酶活性影响,钛离子注入的效果强于氮离子注入,MDA含量、SOD、POD活性分别比氮离子注入处理高出16.82％、29.22％、12.29％,而CAT含量相对降低了7.69％,均存在显著性差异.