不同密度大葉相思的養分積累和分配規律

蔡金桓+廖明新+薛立

摘要：：對不同密度的4年生大葉相思林的養分含量進行了研究，以便為合理管理和利用大葉相思人工林提供理論依據。研究結果表明：3種密度大葉相思林的各器官養分濃度以N的濃度最高，占養分總濃度的64 %左右，K濃度居中，為32 %左右，P的濃度最低，僅4 %左右；各器官養分濃度都為葉>枝>皮>根>干；高密度林分的各器官養分貯量為葉>枝>根>干>皮，中密度為葉>枝>干>根>皮，低密度為葉>干>枝>根>皮；林分養分總貯量為高密度>中密度>低密度；各器官中各養分貯量為N >K >P。

關鍵詞：大葉相思；林分密度；養分濃度；養分貯量

中圖分類號：S725.6

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）11007104

1 引言

林分密度是指單位面積林地上林木的數量[1]。密度是林分結構的重要指標之一。森林密度的增加會使植物種內產生競爭，生長資源強制分配，進而引起植物形態特征和生長特性的改變[2，3]。密度過大時，地力下降快，而密度過小又會造成土地資源的浪費，只有合理的林分密度才可促進有效生產力的增加[4]。林木養分的積累與分配是養分元素生物循環的重要環節，是研究森林生態系統物質和能量的基礎，研究養分在各器官的含量差異將為林木的施肥管理、集約化栽培提供科學的指導[5]。大葉相思（Acacia auriculaeformis）是含羞草科相思屬（Acacia）速生喬木樹種，具有生長快、適應廣、經濟價值高等特點，已在我國海南、廣東、廣西和福建等地的丘陵水土流失區和濱海風積沙土區大面積推廣，成為當地造林綠化和改良土壤的主要樹種之一[6，7]。目前，關于不同林分密度對林木養分積累和分配規律的研究主要集中在巨桉[5]、濕地松[8]、尾葉桉[9]和火炬松[10]等速生樹種，罕見對大葉相思樹種的報道。通過對大葉相思的密度試驗，研究其養分含量、貯量與分配規律，以期為大葉相思人工林的營建提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

研究地地處惠州市惠城區小金口（東經114°17′42″～114°32′16″，北緯22°56′57″～23°16′03″），屬南亞熱帶季風氣候。年平均氣溫在19.5～22.1 ℃，7月份平均氣溫28.3 ℃，1月份平均氣溫13.1 ℃，極端最高氣溫38.9 ℃，極端最低氣溫-1.9 ℃，積溫7620.6 ℃，無霜期350～357 d。年平均降雨量1690～2380 mm，多集中在4～9月份，占年降雨量的80%～85%。土壤屬赤紅壤。本地調查時的土壤養分分別為，有機質15.64 g/kg、全N 0.69 g/kg、全P 0.27 g/kg、全K 24.09 g/kg。3種林分特征詳見表1。

2.2 試驗材料及設計

2003年春季割除林地上的芒草、桃金娘、藤類等雜草后，塊狀開穴，植穴規格50 cm×50 cm×40 cm，然后按1667（低密度）株/hm2、4444（中密度）株/hm2、10000（高密度）株/hm2的密度栽植大葉相思，苗高約1 m。在各密度林分大葉相思林中選取有代表性固定樣地3個，每個樣地面積均為1畝（25.82 m×25.82 m），合計9個樣地。2007年4月對3種密度大葉相思林的固定樣地中的植物器官（根、干、皮、枝、葉）展開養分調查。

2.3 試驗方法

在每一密度中按徑階分布隨機抽取10株標準木，砍伐并挖出根系，對每一密度的標準木按各器官（根、干、皮、枝、葉）取混合樣，在80 ℃烘箱內24 h烘干至恒重后，粉碎處理，用于測量各器官的N、P、K養分含量。

2.4 植物養分的測定

取各密度大葉相思林的根、干、皮、枝和葉的干重樣品，粉碎后進行養分分析。N用重鉻酸鉀—濃硫酸消化后以半微量凱氏法測定，P、K分析待測液用H2SO4-H2O2消煮后，試液中的P用鉬蘭比色法測定，K用火焰光度法測定[11]。每個樣品做三次重復測定，結果取重復測定的算數平均值。

2.5 數據處理與分析

用微軟公司的Microsoft Excel 2003對植物器官（根、干、皮、枝、葉）養分含量進行處理并作圖，用SAS8.2對數據進行多重比較。

3 結果與分析

3.1 大葉相思林的各器官的養分濃度

高密度大葉相思各器官的N和K濃度大小為葉>枝>皮>根>干，P濃度大小為枝>葉>根>皮>干；中密度大葉相思的N濃度大小為葉>皮>枝>根>干，K濃度大小為葉>枝>根>皮>干，P濃度大小為葉>根>枝>皮>干；低密度大葉相思的N和K濃度大小為葉>枝>皮>根>干，P濃度大小為葉>枝>根>干>皮（表2）。除高密度大葉相思的P濃度外，各密度大葉相思的葉養分濃度最高；除低密度的大葉相思P濃度外，各密度大葉相思的干養分最低。總體而言，葉的營養元素濃度總量最高，干的最低。

各密度大葉相思林的N的濃度最高，占養分的64 %左右，K濃度居中，為32 %左右，P的濃度最低4 %左右。高密度大葉相思林的總濃度最高，為104.20 g/kg，其中N為66.64 g/kg、P為3.91 g/kg和K為33.65 g/kg；低密度大葉相思林的總濃度次之，為101.95 g/kg，其中N為66.19 g/kg、P為4.16 g/kg和K為31.60 g/kg；中密度大葉相思林的總濃度最小，僅89.89 g/kg，其中N為58.18 g/kg、P為3.39 g/kg和K為28.32 g/kg。

3.2 大葉相思林的各器官養分貯量

高密度的大葉相思的養分總貯量為1102.33 kg/hm2，其中葉為389.14 kg/hm2，占總貯量的35.48%，其次是枝，占總貯量的20.34%，皮的養分總貯量最少，為109.77 kg/hm2（表3）。各器官中干的P貯量最高，葉的N和K貯量最高，而皮的3種養分貯量最小。

中密度的大葉相思的總貯量為393.03 kg/hm2，各器官的養分貯量為葉>枝>干>根>皮。各器官中各養分貯量大小均為N >K >P。各器官中葉的N貯量最高，干的P貯量最高，枝的K貯量最高，而皮的3種養分貯量最小。

低密度的大葉相思的總貯量為257.02 kg/hm2，其中葉的養分總貯量占總貯量的36.21%，干為22.72%，枝為19.80%，根和皮的養分總貯量較少。各器官中各養分貯量大小均為N >K >P。其中，葉的N和K貯量最高，干的P貯量最高，而皮的3種養分貯量最小。

4 結論與討論

林木養分的積累與分配是森林養分循環的重要環節，林木養分含量和貯量對林木生長和林地養分有重要影響。在3種密度大葉相思林的各器官養分濃度中，葉片的N、P、K濃度和總濃度最高，枝的養分濃度次之，干的養分濃度最低。王麗等[5]和肖興翠等[8]的研究也發現，葉片的養分濃度較高，而干的較低。這可能是因為葉片作為光合作用器官，其生長周期短，是合成有機物質的場所，在植物生長過程中也是代謝最活躍的器官，需要大量的營養元素向其輸送來滿足其生長和代謝的要求。而干材以木質部為主，其生理生化作用最弱，大多數養分被轉移，因而營養元素也最低。因此，在采伐利用時應盡量將枝、葉等組分歸還于林地內，可以有效地降低林地養分損失，減小林木采伐對林地養分和長期生產力保持造成不良影響[12]。不同密度大葉相思林下的養分總濃度大小均為N>K>P，這與梁瑞友等[13]研究5種闊葉樹幼苗的養分含量分配規律的結果一致。其中，高密度大葉相思林的N、P和K濃度和總濃度最高，低密度的次之，中密度的最小。

3種不同密度大葉相思林的養分總貯量大小為高密度>中密度>低密度。相關研究也有類似報道，林木養分積累量在林分密度不大時隨密度的增大而增加[14]。也有研究表明，油松林養分積累量均有隨密度的增加先增加后降低的規律[15]。這可能是因為林分密度的增加到一定程度后造成植物之間的競爭激烈，對光照、土壤水分和養分需求的增大有關[16]。本研究結果顯示，各器官的養分總貯量中，葉片的最高，皮的最低。這可能與各器官生命活動的活躍程度有關，葉片是植物重要的養分儲存器官[17]，需要進行光合作用等重要活動，所以其需養分較多，而皮的生物量和生命活動均較少，導致其養分貯量較低。

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Abstract： The organ nutrient content of trees was studied in Acacia auriculaeformisstands in different densities to provide theoretical basis for rational utilization and management of A. auriculaeformis stands. The results showedthat the concentration of N was the highest in the nutrient concentration of the three organs， accounting for about 64%； the concentration of K was about 32%； the concentration of P was the lowest， only about 4%. Generally， the nutrient content was leaves >branches>stem >roots >bark. The total amount of nutrients in various organs decreased in the order of leaves>branches>roots>stem>bark for the high-density stand； leaves>branches>stem>roots>bark for the middle-density stand； leaves >stem >branches >roots bard for the low-density stand. The amount of nutrients in the three stands was high-density stand > middle-density stand > low-density stand. The amount of nutrients was N >K >P.

Key words： ：Acacia auriculaeformis； stand density； nutrient concentration； nutrient accumulation