氮磷添加對秦嶺華北落葉松莖葉中氮磷營養(yǎng)的影響

摘 要：氮（N）、磷（P）是林木生長必需的營養(yǎng)元素，二者的用量和比例對林木個體生長及群落發(fā)展有重要影響。林木所吸收的N和P基本來源于土壤，所以林木的生長狀況和土壤的肥力情況密不可分。以20 a生華北落葉松人工林為研究對象，共設(shè)置18塊樣地，按不同比例在樣地進(jìn)行為期3 a的N、P施肥，測定不同處理下華北落葉松莖葉中的N、P含量，篩選出肥料利用率較高的施肥處理方案，為華北落葉松的健康生長提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：華北落葉松；氮含量；磷含量；施肥；養(yǎng)分

中圖分類號：S791.22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1674-7909（2024）16-116-4

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.16.026

0 引言

華北落葉松屬松科，成年的華北落葉松樹高可達(dá)30 m，胸徑可達(dá)1 m［1］。華北落葉松生長快，對土壤養(yǎng)分利用率較高，成活率高、耐寒性好、材質(zhì)好，具有很好的蓄水作用，所以促進(jìn)華北落葉松人工林的健康生長對生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要。其中，氮（N）、磷（P）在林木生長過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用［2-3］。

該試驗在陜西省太白縣林業(yè)局南灘實驗苗圃林場開展，以20 a生華北落葉松人工林為研究對象，按不同比例施N和P，研究其莖葉中N、P變化，篩選出施肥效率較高的施肥處理方案，為華北落葉松的健康生長及科學(xué)管理提供理論依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗研究地點位于陜西省太白縣的秦嶺西主峰鰲山腳下，研究對象為20 a生華北落葉松人工林。該地每年霜期自當(dāng)年9月下旬開始，至第二年4月下旬結(jié)束，無霜期約158 d，海拔在740～3 761 m。

2 試驗設(shè)計與方法

2.1 樣地設(shè)置

試驗設(shè)置6種不同的N、P添加方案，每個方案有3個樣地，共18塊。林地總面積約2 000 hm2，主要樹種有落葉松、華山松、冷杉、油松等。該地區(qū)土壤共分10個土類、24個亞類、51個土屬、45個土種。其中，樣地總面積約360 km2，主要為1998年以來林場的華北落葉松育苗生長基地，1 m2大約2～3棵華北落葉松，共約830棵華北落葉松。研究區(qū)土壤肥力均衡，基本無人為干擾，林木呈自然生長狀態(tài)。施肥方案見表1。

2.2 施肥方法

從2020年4月中旬開始進(jìn)行林地施肥處理，連續(xù)3 a，每年施肥1次，施肥方式為均勻地撒施在相應(yīng)樣地區(qū)域內(nèi)。

2.3 采樣方法

①針葉取樣，采用高枝剪法，每個樣地選取標(biāo)準(zhǔn)木9株，樣方內(nèi)每3株相鄰樣樹上所取的針葉組成1個重復(fù)。為了消除因針葉枝條高度和分布方位不同造成的養(yǎng)分差異的影響，本研究選取樹冠中部的葉片為代表，在東、西、南、北方向均勻取樣。②莖干取樣，采用生長錐法，挑選莖干完整的華北落葉松，用生長錐在不同位置、不同高度取樣，每3個標(biāo)準(zhǔn)木為1個重復(fù)，共計3個重復(fù)。在2023年的5月、6月、7月、8月、9月、10月中旬分別對針葉、莖干樣品進(jìn)行取樣。

2.4 樣品N、P含量測定

將采集到的秦嶺華北落葉松針葉、莖干樣品烘干，冷卻稱量，粉碎后放在密閉袋保存。N含量用凱氏定氮法測定，P含量用鉬銻抗比色法測定。

3 N、P添加對秦嶺華北落葉松葉中N、P營養(yǎng)的影響

3.1 N、P添加對秦嶺華北落葉松葉中N營養(yǎng)的影響

由圖1可知，經(jīng)過N、P添加處理的華北落葉松，5月中旬葉片中的N含量顯著增加，與CK處理形成顯著差異。7—8月，針葉中的N含量迅速升高達(dá)到峰值。9—10月，針葉中的N含量迅速降低，且在10月達(dá)到最低值。

由圖1可知，N、P添加可以顯著提高華北落葉松針葉內(nèi)的N含量。與NP配施相比，單施N的效果略好。其中，在5—7月，單施N的效果比NP配施效果更好；8—9月，單施N的效果比NP配施效果差；10月，單施N的效果比NP配施效果又略好。對照相比，單施P會降低葉片中的N含量。

3.2 N、P添加對秦嶺華北落葉松葉中P營養(yǎng)的影響

5月針葉中的P含量較高，是因為經(jīng)施肥處理后，從土壤和其他部位轉(zhuǎn)移得到的P含量比較充足。5—9月，華北落葉松處于生長期，從土壤中大量吸收P，導(dǎo)致針葉內(nèi)P含量不斷升高，到8月或9月達(dá)到峰值。到了10月，針葉中的P含量降到最低。由圖2可知，對華北落葉松經(jīng)施P處理可以顯著提高針葉中的P含量。5—10月，單施P的效果更明顯，優(yōu)于NP配施，尤其是在8—9月。其中，單施P的效果最好，單施N會降低針葉中的P含量。

3.3 小結(jié)

葉片是植物體內(nèi)新陳代謝最快的器官之一，所以葉片中各種元素含量的多少能直接反映出土壤的養(yǎng)分情況［4］。試驗研究發(fā)現(xiàn)施N和施P會對華北落葉松針葉中的N、P含量產(chǎn)生重要影響，相應(yīng)的針葉中養(yǎng)分的多少也可以反映土壤中營養(yǎng)元素含量的多少。通過試驗發(fā)現(xiàn)，單施N或單施P比NP配施的效果更好，這是由于N、P在植物體內(nèi)存在著相互轉(zhuǎn)化的過程［5］。

4 N、P添加對秦嶺華北落葉松莖中N、P營養(yǎng)的影響

4.1 N、P添加對秦嶺華北落葉松莖中N營養(yǎng)的影響

由圖3可知，5—6月，在落葉松生長發(fā)育初期，莖干的N含量較高。7月，落葉松莖干中的N含量達(dá)到最低值。8—10月，落葉松莖干中的N含量迅速增加，在10月達(dá)到峰值。這是因為針葉的凋落、黃化，促使針葉含有的N元素轉(zhuǎn)移到莖干中。在整個生長期內(nèi)，N、P添加對秦嶺華北落葉松莖中N營養(yǎng)的影響呈現(xiàn)出先升高后降低再升高的趨勢。其中，單施N的效果最好。從5月到10月，單施N與NP配施對莖干中N含量的提升并不顯著，甚至低于對照。總的來說，單施N的效果優(yōu)于NP配施。

4.2 N、P添加對秦嶺華北落葉松莖中P營養(yǎng)的影響

由圖4可知，經(jīng)施肥處理后，5月，華北落葉松莖干中的P含量增長迅速；6—7月，莖干中的P含量開始降低；8—10月，莖干中的P含量不斷升高。與施N、P配施相比，單施P肥效果最佳，在5月效果最為明顯。在生長發(fā)育后期，施N在華北落葉松莖干中的P含量提高方面與CK相比差異不大。

4.3 小結(jié)

莖干作為植物重要的養(yǎng)分存儲器官，在物質(zhì)轉(zhuǎn)移和能量流動的方面發(fā)揮著重要作用。本試驗發(fā)現(xiàn)，施肥可以顯著增加華北落葉松莖干內(nèi)的N、P含量。研究發(fā)現(xiàn)，施肥可以增加細(xì)根的直徑［6］，這就會導(dǎo)致植物對土壤中營養(yǎng)元素的吸收速率變快。另一發(fā)現(xiàn)表明，土壤中營養(yǎng)元素的濃度越高，就會導(dǎo)致植物對N、P的奢侈吸收［7］。

5 結(jié)論

①添加不同含量N、P的華北落葉松人工林莖、葉中的N、P含量不同，其含量隨著時間的變化而變化。N、P含量的基本規(guī)律為針葉大于莖干，說明華北落葉松吸收的N、P大部分分配到針葉。

②單施N處理可以提高林木器官的N含量；單施P處理可以提高林木器官的P含量；NP配施可以提高華北落葉松莖、葉中的N、P含量。

③施N和施P可以顯著增加華北落葉松根莖葉中的N、P含量。與對照相比，施N能顯著提高莖、葉中的N含量，施P能先顯著提高莖、葉中的P含量，NP配施可以提高秦嶺華北落葉松莖、葉中的N、P含量。尤其，施肥量以N 15g.m-2和P2O5 7.5g.m-2（N2P）的配施效果最佳。

參考文獻(xiàn)：

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［3］趙瓊，劉興宇，胡亞林，等.氮添加對興安落葉松養(yǎng)分分配和再吸收效率的影響［J］.林業(yè)科學(xué)，2010，46（5）：14-19.

［4］程濱，趙永軍，張文廣，等.生態(tài)化學(xué)計量學(xué)研究進(jìn)展［J］.生態(tài)學(xué)報，2010，30（6）：1628-1637.

［5］GRACIANO C，GOYA J F，F(xiàn)RANGI J L，et al.Fertilization with phosphorus increases soil nitrogen absorption in young plants of Eucalyptus grandis［J］.For Ecol Manage，2006，236（2）：202-210.

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［7］趙瓊，劉興宇，胡亞林，等.氮添加對興安落葉松養(yǎng)分分配和再吸收效率的影響［J］.林業(yè)科學(xué)，2010，46（5）：14-19.

（欄目編輯：劉 敏）