雷州半岛不同林龄尾巨桉对磷吸收效应研究

揭凡，魏国余，王志超，杜阿朋



雷州半岛不同林龄尾巨桉对磷吸收效应研究

揭凡1，魏国余2，王志超3，杜阿朋3＊

(1.中林集团雷州林业局有限公司石岭林场分公司，广东 湛江 524456； 2.广西壮族自治区国有高峰林场，广西 南宁 530001；3.国家林业和草原局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

本文对雷州半岛5个林龄的尾巨桉人工林不同器官磷元素含量特征和年际磷吸收量进行了研究。结果表明：5个林龄的尾巨桉不同器官均是以树叶中全磷含量最高；3 ~ 5 a时干物质年累积量和磷素年吸收量均为最高；5个生长阶段的磷素吸收利用效率变化范围为0.92 ~ 1.57 t·hm-2·Kg-1，随林龄增加先降低后升高。

尾巨桉人工林；林龄；干物质；磷利用效率

桉树()是我国南方重要的战略树种之一，截至2015年在我国种植面积达450万公顷[1]，年产木材超3 000万立方米[2]。随着桉树的种植面积的扩大，桉树林地的土壤肥力越来越引起业界的重视。我国南方桉树主栽区广泛分布的红壤有效磷含量极低[3-4]，一直是限制桉树林生产力提高的重要因素之一[5]，深入了解桉树磷吸收效应对寻求维持桉树人工林长期生产力的经营手段具有重要参考价值。本研究选择在雷州半岛这一传统桉树种植区广泛种植的5个林龄尾巨桉林分，对比分析其对磷的吸收效应差异，为桉树不同生长时期抚育施肥中磷的合理施肥配比提供数据支持和理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于国家林业和草原局广东湛江桉树林生态系统国家定位观测研究站，该站处于广东湛江遂溪县(21°30′ N，111°38′ E)，属北热带湿润大区雷琼区北缘，为海洋性季风气候，年均温23.1℃，年相对湿度达80.4%，年均降水量1 567 mm，5—9月(降水量占全年的85.5%)，年均蒸发量1 763 mm。该地区地势平坦，属台地及低丘陵缓坡地形，最高海拔220.8 m，山体呈扇状向东、南、西三面倾斜。试验林地地势平坦，海拔97 m，土壤为玄武岩风化发育的砖红壤，pH值为5.4 ~ 5.7，肥力中等[6]。

选择立地状况相近、林相较整齐且林木分分布较均匀的5个尾巨桉林林地，林龄分别为1、2、3、5和7 a生，5个林龄尾巨桉人工林经纬度较一致，由于在2015年10月受到特大台风“彩虹”的影响，导致林分密度有一定差异性。每年对试验林进行除草、劈草和整地作业，施用桉树专用肥，每2年进行一次。

表1 不同林龄尾巨桉人工林样地基本特征

1.2 研究方法

1.2.1 桉树林乔木层生物量测定

对5个林龄标准样方的尾巨桉每木检尺，根据结果在每块样地中选取3株标准林木，将其伐倒取样以计算其生物量。树干以每2 m进行取样，在树干底部、胸径、中部和尾部分别取圆盘测定其含水率。树根用全挖的方法，按照小根(<2 cm)、中根(2 ~ 5 cm)和大根(>5 cm)3部分取样，树枝、叶片、树皮按分层(上、中、下)取样，对树根、树干、树枝、叶片、树皮5部分分别称取其总鲜质量，记录数据。之后再分别取部分样品称其鲜质量约为300 g，带回实验室，先在105℃下进行杀青25 min，然后再调置65 ~ 75℃继续烘干24 h至其达到恒质量，然后称其干质量，计算出各个器官干质量和鲜质量的比值，由此来推算样木各个器官的干质量和总的干质量。

1.2.2 桉树样品P含量测定

取烘干后的样品100 g进行粉碎并过2 mm筛备用，样品中全磷采用钒钼黄比色法测定[7-8]。

1.3 数据分析

用SPSS 19.0进行单因素方差分析，用Excel 作图和制表。

2 结果分析

2.1 不同林龄尾巨桉生物量差异

尾巨桉乔木层各部分器官生物量和单株总的生物量基本随林龄的增加而相应增加(表2)。5 a生与7 a生尾巨桉林分乔木层的树干、树皮、树枝、叶片、树根生物量和单株总生物量均显著大于其余3个林龄。由表2可知，不同林龄、不同器官间的生物量差异有所不同。就各林龄尾巨桉总的生物量增长幅度来看，3 ~ 5 a生增长最为迅速(117.97 t·hm-2)，5 ~ 7 a生次之(102.36 t·hm-2)，2 ~ 3 a生增长最缓，仅为19.31 t·hm-2，这主要是由于林分保存率和抚育施肥时间节点差异造成的。

表2 不同林龄尾巨桉人工林乔木层各器官生物量(单位：t·hm-2)

注：同列不同大写字母表示差异极显著(<0.01)；不同小写字母表示差异显著(<0.05)，下同

2.2 不同林龄尾巨桉各器官磷含量差异

由表3可知，5个林龄树干、树皮、树枝、叶片和树根的全磷含量均值分别为0.51 ~ 1.17、0.82 ~ 1.14、0.96 ~ 1.10、1.34 ~ 1.67和0.37 ~ 0.73 g·kg-1。5个林龄当中均是叶片的全磷含量最高，树干和树根的相对较小，树皮和树枝居中。不同器官林龄间除叶片外，均有不同程度的差异。

表3 不同林龄尾巨桉各器官全P含量(单位：g·kg-1)

2.3 不同林龄尾巨桉干物质累积量与磷吸收效量

由图1可知，不同生长阶段尾巨桉的干物质年累积量存在差异：3 ~ 5 a时干物质年累积量最大，达58.99 t·hm-2·a-1; 5 ~ 7a时与3 ~ 5 a时差异不显著，但二者显著大于其他3个阶段；0 ~ 1 a时干物质年累积量最小，仅为5.45 t·hm-2·a-1。由图2可知，不同生长阶段尾巨桉林分的磷素年吸收量存在显著差异，3 ~ 5 a林分的磷素年吸收量(51.18 kg·hm-2·a-1)高于其他4个阶段；0 ~ 1 a时的磷素年吸收量最小，仅为5.67 kg·hm-2·a-1。1 ~ 2 a和5 ~ 7 a时的磷素年吸收量(31.82和32.58 kg·hm-2·a-1)彼此差异不显著，但二者均显著高于2 ~ 3 a(18.76 kg·hm-2·a-1)。

　　　图1　 不同林龄尾巨桉林分干物质年累积量

结合图1、图2计算所得的磷素吸收利用效率来看，0 ~ 1、1 ~ 2、2 ~ 3、3 ~ 5和5 ~ 7 a尾巨桉林分吸收单位质量磷所产生的干物质量分别为：0.96、0.94、0.92、1.15和1.57 t·hm-2·kg-1。可见，不同生长阶段尾巨桉林分吸收单位质量磷所产生的干物质量随着林龄增长出现先降低、后上升的趋势。

3 结论

(1) 尾巨桉林分的生物量呈现随林龄增加而显著增加的趋势。

(2) 在所有器官中，叶片的全磷含量最高。

(3) 不同生长阶段的干物质年累积量和磷素年吸收量均以3 ~ 5 a时最大。

(4) 磷素吸收利用效率随着林龄增长出现先降低后上升的趋势。

[1] XIE Y J, ARNOLD R J , WU Z H, et al. Advances in eucalypt research in China[J]. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2017, 4(4): 380-390.

[2] 石驭天,魏国余,王志超,等.3种整地方式下尾巨桉林分生物量动态及其与土壤水分的关系[J].桉树科技,2015,31(3):22-27.

[3] 李建民,汤行昊,范辉华,等.红壤侵蚀区桉树经营模式研究[J].防护林科技,2014(10):1-3.

[4] 臧国长,马祥庆,吴鹏飞,等.闽南不同桉树种植区土壤肥力比较[J].西南林业大学学报(自然科学),2013,33(2):6-9.

[5] 黄勇.低磷胁迫对桉树磷吸收与利用效率的影响[J].福建林业科技,2015(3):35-39.

[6] 竹万宽,陈少雄,王志超,等.不同林龄尾巨桉人工林凋落物和土壤C、N、P化学计量特征[J].热带亚热带植物学报,2017,25(2):127-135.

[7] 罗凡,龚雪蛟,张厅,等.氮磷钾对春茶光合生理及氨基酸组分的影响[J].植物营养与肥料学报,2015, 21(1):147-155.

[8] 范瑞瑞,杨福春,孙俊,等.不同月份和海拔黄山松各器官全氮和全磷含量比较及其相关性和异速关系分析[J].植物资源与环境学报,2017,26(3):69-77.

Effect of Plantation Age on Phosphorus Absorption from Soils on Leizhou Peninsula in

JIE Fan1, WEI Guoyu2, WANG Zhichao3, DU Apeng3

(1.; 2.3.)

In this paper, the phosphorus content and inter-annual phosphorus uptake of different organs ofplantations at five different ages on the Leizhou Peninsula were studied. The results showed that the total P content at five different tree ages was the highest in the leaves, the annual dry matter accumulation and the annual phosphorus uptake were the highest at ages 3 to 5 years; and, the phosphorus absorption and utilization efficiency at different ages ranged from 0.92 to 1.57 t·hm-2·kg-1and showed a pattern of firstly decreasing as age increased but then increasing with age.

plantations; stand ages; dry matters;phosphorus use efficiency

S714.8

A

广西创新驱动发展专项(桂科AA17204087)；广东省林业科技创新项目(2018KJCX014)；广东湛江桉树林生态系统国家定位观测研究站运行补助项目(2018-LYPT-DW-141)

揭凡(1986― )，男，助理工程师，主要从事桉树人工林经营培育工作

杜阿朋(1979— )，男，博士，副研究员，主要从事桉树人工林生态定位监测研究，E-mail:dapzj@163.com