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南京林业大学 硕士学位论文 施肥对杨树生长及生理特性的影响 姓名：孙利涛 申请学位级别：硕士 专业：森林培育学 指导教师：方升佐 20080601 摘要 盆栽实验以南林9 5 杨( 尸印“船e “阳m p 廊口m 优) 为研究材料，以从泗阳农场取 回的土壤为栽培介质，研究了尿素、杨树专用肥不同施肥水平对杨树一年生苗生长、叶绿 素荧光参数、营养特性的影响。同时，配套在泗阳农场内以i 6 9 杨人工林为研究对象布 置了野外田间施肥实验，研究尿素、磷铵、复合肥、杨树专用肥不同施肥水平对杨树人工 林生长的影响。主要研究结论如下： 1 杨树扦插所用插穗质量对杨树苗木有一定的影响，表现为基部插穗苗木在地径、 苗高、叶片数方面均优于上部和中部插穗的苗木，而上部和中部插穗苗木之间差异不明显。 2 苗期施肥提高了杨树苗木质量。尿素( n 肥) 对苗高生长的促进作用明显，但是 当用量达到9 盆时，表现出对生长的抑制作用。专用肥在4 9 1 2 9 盆的用量时，对苗高 和地径生长的促进作用极显著。尿素对苗高生长的影响早于对地径生长的影响。专用肥 处理对地径生长的影响早于对苗高生长的影响。 3 施肥处理使杨树的苗高生长进入速生期的时间滞后，但是速生期持续的时间延长。 进入速生期最早的是c k ，与最晚的尿素l 处理相差达到1 6 天，速生期持续的时间最长 的尿素1 处理比最小的c k 多1 3 天。 4 尿素用量在3 9 笳时显著提高了杨树苗木的去皮茎生物量、叶生物量和总生物量， 但是随着用量增多，促进作用减弱。而根生物量、皮生物量的生长在3 9 盆时已经产生抑 制。专用肥处理在4 9 盆1 8 盆的施用范围时，随着用量的增加对杨树根生物量、叶生 物量和总生物量的促进作用上升。而对皮生物量和去皮茎生物量的促进作用在1 2 盆的 用量时达到最大，之后开始下降。 5 除尿素3 水平处理外，施肥处理增加了杨树苗木单株叶面积、平均单叶面积和平 均叶干重。专用肥2 水平处理的单株叶面积最大，为4 1 9 5 8 6 c i n 2 ，比c k 增加了1 2 2 3 1 。 专用肥1 水平处理的平均单叶面积最大，为1 6 6 4 6 c m z ，比c k 增加了5 2 1 3 。专用肥3 水平处理的平均叶干重最大，为1 1 6 9 ，比c k 增加了5 8 9 0 。尿素处理使杨树叶片比叶 面积增加，而专用肥处理使比叶面积减少。 6 专用肥处理中，杨树叶片叶绿素含量与杨树生物量呈较强正相关关系。施肥处理能 显著提高杨树叶片p s i i 值和e t r 值。 7 向量分析营养诊断结果表明，未施肥的杨树叶片n 、p 、k 均为缺乏状态，是生长 的限制性因素。尿素2 水平的的n 素已经成为奢侈消耗，尿素3 水平产生了毒害作用。 专用肥3 水平下n 、p 、k 素也成为奢侈消耗。但是没有产生毒害作用。 8 田间试验表明，在7 个月的时间内，不同肥料及水平处理对杨树胸径生长量的差 异不显著。尿素3 水平和专用肥2 水平处理对杨树高生长促进作用明显，与c k 相比分别 增加了7 6 4 7 、8 8 2 4 ，达到了极显著水平。施肥后杨树叶片的n 素、p 素和k 素浓度 在4 月9 月间逐步下降，在9 月1 1 月间又逐步上升，施肥措施起到了一定程度缓解浓 度下降的作用。 关键词：杨树无性系；施肥处理；生长；向量分析；叶绿素荧光参数 e f f e c to ff e r t i l i z a t i o nt ot h eg r o w t ha n dp h y s i o l o g i c a l c h a 阳c t e r i s t i co fp o p l a r a b s t r a c t 1 1 1 e l e s i st o o kn a i l l i l l9 5p o p l a r 妒印甜协 眈m ”e ，f 撇以) 嬲t l l er e s e a r c h m a 钯r i a j t h ei l u e n c e so ng r o w 血龇l dp h y s i o l o g i c a lc k 吸l c t e r i s t i co fp o p l 盯s e e d l i n g sw 嬲 s t u d i e di i lt h ep o te x p e r i m e n t a tt l l es a m et i m e ，u s i i l gi 一6 9p o l a rp l a n t a t i o na sar e s e a r c ho 巧e c t t h ef i e l df e n i l i z a t i o ne x p e r i m e n t 、酗a l s oc o i l d l 】c t e dt os t u d yi n f l u e n c e so ff e f t i l i z a t i o no nm e g r o v v t ho fp o p l a rp l a i l t a t i o i l s 1 1 1 em a i nr e s u l t sw e r er e p o r t e d 嬲f o l l o w s ： 1 t h eg r o u n dd i 锄e t e r ，h e i g h ta n dl e a v e sm n b e ro ft h es e e d l i n g sf 如mb 弱ec u t t i n g s 、 ，e r e b e t t e rt h 锄t h eu p p e ra 1 1 dm i d d l ep o s i t i o nc u n i n g s h o w e v e r ，t h ed i 虢r e n c ei ns e e d l i n gq u a l i t y w a sn o ts i g n i f i c 踟1 tb e t w e e nt h eu p p e ra n dc e n t r a lc u t t i n g s 2 w h e nt 1 1 e 锄o u n to fu r e a ( nf e n i l i z e r ) r e a c h e d9 帅o t ，i th a di n h i b i t o r ye 疏c to nt h e h e i g h tg r o w c l l f o rt h ep o p l a rf e r t i l i z z t i o n ，w h e nt h e 锄o u n tw 嬲m g e d f r o m4 9t o12 9 p o t ，t h e e f ! e i e c to nh e i g h ta n db 嬲ed i a i i l e t e rg r o w t l lo fs e e d l i n g sw 嬲v e 巧s i g n i f i c a n t t h ei m p a c to fu r e a o nh e i g l l t 孕。o w t l lw 硒e a r l i e rt h a l lm e 罂。o 、v t ho fd i 锄e t e ，w k l et l l ei m p a c to fs p e c i f i cp o p l a r f e n i l i z e ro nt h e 口o w t ho fd i 锄e t e rw a se a r l i e rt h a nh e i g h t 孕- o w t l l 3 f e n i l i z e rt r e a t m e n t sm a d et h eo c c u r e n c eo ff a s t g r o w i i l gp e r i o dd e l a yb u tm ed u 帆t i o n p r o l o n g e d n l ee a r l i e s to c c u r r e n c eo ft 1 1 ef 瓠t g r o w i n gp e r i o dw 嬲c k ，w l l i l et h el a t e s tw 嬲 o b s e r v e da tt h el e v e l l 仃e a n i l e n to fu r e a ，w i t had i 腩r e n c eo f16d a y s 1 1 1 ed i 舵r e n c ei n d u r a t i o no ff 瓠t - g r o w i n gp e r i o do fs e e d l i n g sw a sm o i et l l a i l13 ( 1 a y sb e t 、v e e nt h el o n g e s t d u m t i o na n dt h es h o n e s t 4 t h eh i 曲e s tx y l e mb i o m a s s ，l e a fb i o m 嬲sa i l dt o t a lb i o m 嬲so fs e e d l i n g sw 嬲a c h i e v e da t m et r e a n i l e n to f3 9 p o tu r e a b u ta l r e a d yi n l l i b i t e dr o o tb i o m 嬲sa n db a r kb i o m a s s t l l es t e m b i o m 骶sa l l dx y l e mb i o m a s sr e a c h e dt h em a ) ( i m 啪a t 锄o u i l to f12 鲥p o t ，t h e ns t a | 能dt od e c l i n e w h e no v e 印a s s e dt i l e 锄o u n t 5 f e r t i l i z a t i o nt r e a t m e n t si n c r e 糯dl e a fa r e 如n l ea v e r a g es i n g l e - l e a fa r e aa n da na v e r a g e o f 廿l ed 巧、e i g h to ft 1 1 es e e d l i n g s t h el e v e l2o fs p e c i f i cp o p l a rf e n i l i z e rt r e a t n l e n tc o u l dg r o w l a r g e s tl e a f a r e 钆1 1 i t t i n gt o4 1 9 5 8 6 c m ，觚d 丽t ha i li n c r e 嬲eo f1 2 2 31 c o m p a r e d 、 ，i mc k t h el a r g e s ta v e r a g es i n g l el e a f ( 16 6 4 6c m z ) w a so b s e r v e da tl e v e l lo fs p e c i f i cp o p l a rf e r t i l i z e r 讹a t m e n t ，谢t ha ni n c r e a s eo f5 2 13 c o m p a r e d t oc k t h el e v e l3o fs p e c i f i cp o p l a rf - e r t i l i z e r 仃e a t m e n tc o u l do b t a i n e dt h ei l i 曲e s td r yw e i g h to ft h es i n g l el e a r e a c l l i n gt o1 16 鲋e a w i t h a ni n c r e a s eo f5 8 9 0 c o m p a r e dt oc k g e n e r a l l y ，u r e at r e a t m e mi m p r o v e dp o p l a rs p e c i f i cl e a f a r e a ，w h i l es p e c i f i cp o p l a rf e n i l i z e rt r e a t m e n tr e d u c e dp o p l a rs p e c i f i cl e a fa r e a 6 t h e r e 、v a sas t r o n gc o r r e l a t i o nb e t w e e nc h l o r o p h y l lc o n t e n to f1 e a v ea n dp o p l a rs e e d l i i l g b i o m a s sa ts p e c i 矗cp o p l a rf e n i l i z e r 们a t m e n t f e r r t i l i z a t i o n 讹a t m e n tc a ns i 鲥f i c a m l yi m p r o v e t h ev a l l i e so f p s i ia n dt h ee t r o f p o p l a rl e a v e 7 1 1 l ev e c t o rd i a 星：1 1 0 s i si n d i c a t e dt h a tn ，pa i l dka f ed e f i c i e n ti ni n l f e r t i l i z e dp o p l a r s e e d l i n g s 肌dt h e ya l i m “i n gf k t o r sf o rp o p i a rs e e d l i n g st 0g r o w t h ec o n t e n to fn i nl e v e l2 o fu r e ai sl u x u r i o u s ，a 1 1 dt h el e v e l3o fu r e ah 习i dt 1 1 et o x i ca c t i o n t h ec o n t e n to f n ，p ka l s o b e c o m e st 1 1 el u x u r i o u sc o n s u 】f i l p t i o n b u th a si l o th a dt h et o x i ca c t i o n 8 t h er e s u l t sf 如mf i e i de x p er i ：m e n ts h o w e d 也a tt h el e v e l3o fu r e af e r t i i i z a t i o na n dt h e l e v e l2o fs p e c i f i cp o p l a rf e r t i l i z e rt r e a t m e n t ss i g n i f i c a n t l yi m p r o v e dt h eh e i g h tg r o 砒ho f p o p hp l a n t a t i o n s ，w i t ha 1 1i n c r e a s eo f7 6 4 7 锄d8 8 2 4 c o m p a r e dc k ，r e s p e c t i v e l y t h e c o n c e n t r a t i o no fn ，pa n dki np o p l a rl e a v e sd e c l i n e df 如mm ea p r i lt 0s e p t e m b e r ，w h i l e 擎a d l i a ，i l yi n c r e a s e df b mm es e p t e m b c rt on o v e m b e r 1 哂rw o r d ：p o p l a rc l o n e s ；f e n i l i z a t i o n ；g r o 、吐l ；v e ：c ；t 1 0 ra n 2 l l y s i s ；c l l l o r o p h y l ln u o r e s c e n c e 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的 成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文例枞：否诲2 0 0 s 年6 舢日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南京林业大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版( 中国科学技术信息研究所；国家 图书馆等) ，允许论文被查阅和借阅。本人授权南京林业大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以汇编和综合为学校的科技成果，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文全部或部分内容。 保密口，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密彰 ( 请在以上方框内打“” ) 学位论文作者( 本人签名) ： 指导教师( 本人签名) ： 斟尜1 ) 萄、 l 2 0 0 8 年6 月1 8 日 2 0 0 8 年6 月1 8 日 致谢 本论文是在导师方升佐教授的悉心指导下完成的。导师对论文 的选题、实验方案的实施和论文的撰写及最后定稿都倾注了大量的 汗水和心血。三年来，导师严谨的治学态度、和蔼待人的长者作风、 求实创新的精神使我受益终生。在此，对导师几年来的教诲表示诚 挚的谢意! 森林培育学科的徐锡增教授、彭方仁教授、张焕朝教授、唐罗 忠副教授对论文的研究方案提出了宝贵的意见。在实验研究过程 中，唐罗忠副教授、杨万霞老师、杨红宁老师等为实验提供了很大 的支持与协助，在此致以衷心的感谢。在研究过程中还得到了尚绪 岚、李海玲、佘成棋、蓝传亮、刘志龙、陈乐蓓、张瑶、曹一达、 楚秀丽、岑显超等研究生的无私帮助，在此表示由衷的感谢! 并致 以我最美好的祝福! 论文的完成得到了国家十一五林业科技支撑计划“美洲黑杨人 工林定向培育技术体系的研究与示范( 项目编号： 2o0 6b a d 24b0402 ) “ 的资助，在此表示感谢! 最后，深深感谢我的父母和姐姐，感谢他们多年来对我的包容、 理解和支持! 孙利涛 20 08 年6 月 l 引言 我国由于森林资源总量不足，质量不高，分布不均，增长缓慢，加上生态环境形势严 峻，天然林保护工程的实施，生态建设已成为社会对林业的第一需求，林业正经历着由以 木材生产为主向以生态建设为主的历史性转变。但随着经济建设的发展和人民生活水平的 提高及人口的增长，社会对木材与林产品的需求却日益增加，且涨幅很大，以至长期以来 木材供不应求，供求矛盾愈演愈烈，供需缺口愈来愈大。因此，发展人工速生丰产林已成 为缓解我国木材资源不足的一条有效途径。速生丰产林是当今世界上发展最快、人工种植 面积最广的林木。大力发展速生丰产林是我国实行天然林保护工程和林业六大工程的前提 和保证，也是解决日前工业生产用材与自然环境保护之间矛盾的重要途径。杨树作为一种 生长快、成材早、产量高、易于更新的优良树种，在未来我国林业的发展中将起到越来越 大的作用。 当前人们主张让陆地森林以发挥生态效益为主，而只用现有林地面积的1 0 1 5 作 为用材林生产基地，以高度集约经营的手段提供高产优质的木材。为了达到在比较少的土 地上生产出社会所需要的木材这一目的，大力发展速生丰产林是其中一项重要措施。而科 学施肥则是真正速生、丰产必不可少的一个重要环节( 袁巍，皮兵，2 0 0 4 ) 。杨树是世界 中纬度平原地区栽培面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一。2 0 0 0 年统计表明， 全世界杨树人工林的面积己经达到7 0 6 万h m 2 ，其中我国就有6 6 6 万l l i l l 2 ，占世界的9 4 3 ( 查朝生，王嘉楠，2 0 0 5 ) 。杨树人工林发展更加迅速，到2 0 0 4 年已达8 0 0 万h m 2 ( 方升 佐等，2 0 0 4 ) ，并且还在以较高的速度增长。 随着农业产业结构的进一步调整，杨树产业更是飞速发展，因此，与之配套的合理栽 培管理措施，特别是杨树高效合理施肥技术不容滞后。1 9 9 5 年，中国林学会森林土壤专 业委员会召开的全国林木施肥研讨会提供的报告证明，无论是杉、松、杨、按，其幼龄林、 中龄林甚至近熟林施肥都有明显的增产作用。仅对幼林施肥的人工林，其产量只有中龄林 和近熟林也进行施肥的林分的4 0 6 0 ，而经济核算证明整个生长过程注重施肥的人工 林，获利要比只在幼林施肥的高，这就证实了人工林施肥的必要( 毛达如，1 9 9 4 ) 。1 9 9 5 年3 月在北京召开的林木施肥与营养研讨会进一步肯定了林木施肥对我国人工林建设的 重要作用。 林木和其他植物一样，正常生长发育所必需的营养元素有1 6 种。缺乏任何一种元素， 林木就不能正常生长发育，只有加入该元素后才能恢复。正常情况下，由于n 、p 、k 需 求量较大，须以施肥的形式加以补充。微量元素林木需求量较少，一般情况下可满足林木 的吸收利用。但随着n 、p 、k 施用水平的提高和林木产量成倍增加，林木对微量元素吸 收量也相应要提高，就须施肥加以补充( 朱光权，顾炳贤，1 9 9 5 ) 。 由于杨树速生性强，养分消耗量大，为了杨树能正常生长，适时补充其生长所需的营 养元素是非常必要的。在持续经营的人工林地上，已经出现过产量下降，土壤条件恶化的 现象。而杨树生产每单位生物量需要的营养量较多，每生长1 吨地上部分生物量( 干重) 需要1 3 k g n ，1 5 k 妒，8 k g k ，1 0 k gc a 和2 k g m g ；对两年生i 一6 9 杨营养特点与需肥规律研 究表明，每生长1 吨带皮木材大致吸收n4 9 3 7 k g 、p0 5 9 3 蚝、ko 0 1 7 k g 、c ao 0 1 5 蚝、 m g0 0 1 7 k ( 韦林，2 0 0 5 ) ，各个报道因杨树品种及土壤状况不同而异( 张跃虎，2 0 0 3 ) 。 但是很明显如果采用目前常采用的2 5 年生或6 1 0 年生超短或短轮伐期，加频的收获 会从林地带走大量营养物质，加快养分流失，破坏土壤养分的收支平衡，使地力递减。 施肥研究是营造杨树速生丰产林的一项重要措施，弄清土壤与杨树之间营养元素供需 关系及杨树生长特性具有重要意义，为此，本研究以江苏泗阳县的沙土为研究对象，开展 了室内控制实验和田间施肥试验，旨在为杨树人工林定向培育和配方施肥提供依据。 2 文献综述 2 1 杨树的营养特性 杨属共1 0 0 余种( 人工杂种或品种除外) ，除个别种产于赤道非洲外，多产于温带， 广泛分布于欧、亚和北美。一般在北纬3 0 0 7 2 0 范围，垂直分布在海拔3 0 0 0 m 以下。我 国约6 1 种( 包括6 杂种) ，其中国产5 3 种( 包括3 个存疑种) 。此外，还有很多变种、变 型和引种的品种。在我国分布于北纬2 5 0 5 3 0 5 4 7 ，东经8 0 0 1 3 4 0 的范围。杨属的五个派 中，以青杨派资源最多，黑杨派次之，胡杨派最少( 方升佐等，2 0 0 4 ) 。 杨属可以通过有性和无性繁殖，一般在6 1 0 年内到达成熟年龄，开始开花结果。杂 种有时开花较早，如山杨与毛白杨杂种三龄时就可开花。花序为柔荑花序，风媒花，开花 先于放叶。花期随不同种及其分布区不同而不同。不同杨树种的果实成熟所需时间的长短 也不同，最长的有6 5 天以上，如胡杨、朝鲜杨，短的也要2 5 3 5 天，如毛白杨、山杨、 钻天杨。杨树种子很小，且在种间存在较大差异。 杨树对土壤营养条件反应十分敏感，在各项栽培措施中，以施肥的效果较为显著。杨 树的高生产率是依靠水分和营养的大量消耗来维持的。密植的杂种杨树人工林在初期对营 养就有很高要求，其需求量可与农作物相比，比其它阔叶树种高l 倍多，比针叶树种高多 倍。一般认为美洲黑杨叶含n 量的临界值为2 ，低于此水平则缺n ，需施n 肥。施肥能 提高杨树光合作用效率，促进树高、胸径生长，改善产品质量，也有研究认为，在所有树 种中，杨树对磷肥的要求是第一位的，提高磷素的营养水平，有利于杨树苗木的初期生长 和根系发育，且只有在施足磷肥的基础上，再去增施氮肥，才能大幅度促进苗木生长( 方 升佐等，2 0 0 4 ) ；还有不少研究认为，氮肥对促进杨树生长的效果最为明显。g 衲y e 为5 2 0 年生欧美杨提出以下营养元素的适宜含量( 以叶干重百分数表示) ：n2 2 、p0 3 、 k1 5 、s0 5 。欧美杨也参考以下叶片的缺素水平：p0 1 7 、k1 、m g0 1 2 。当某 种或某地营养元素的不足已成为进一步提高产量的限制因素时，根据营养诊断结果合理施 肥，可以显著增产。 n 素在林木体内的含量一般只占干物质的1 2 ，数量不大，但却占有非常重要的 地位，和p 素、k 素一起，是林木生长的“三要素”之一( 潘维俦等，1 9 8 1 ) 。n 素是植 物体内蛋白质的主要成分，蛋白质中一般含有1 6 1 8 氮。植物的生长发育，必须依靠 细胞的不断增长，而细胞进行生命活动的主要成分是蛋白质。n 素不足，植物体内新细胞 的形成受到抑制，植物的生长和发育减缓或停滞。所以说n 素是植物是生命活动的基础。 2 n 素能提离植物的光合性能，增加叶面积和生物量。n 素是蛋白质、原生质的主要成分； 在叶绿素、维生素中都含有n 素。杨树在n 素供应不足时，叶变小，叶片黄绿；茎小根 细，严重时时很小，生长量降低( 戴春昌，1 9 9 3 ) 。n 素供应过多，营养生长过蹉，容易 感染病虫害，抗寒性、抗逆性差。 p 素与植物的生命活紧密相连，在林木的新陈代谢中占有极其重要的地位。p 素是植 物体内的核酸、核番白、磷脂、植素和很多酶的组成成分之一，对细胞的分裂、繁殖起着 重要的作用，对促进根的伸长，花器宫的生长和种胚的发育都极为有利。磷主要分布于代 谢旺盛器富。营养器宫一般以叶为最( 吴明才等，1 9 9 9 ) 。杨树缺p 素则生长缓慢，次生 根很少，茎叶生长不良，叶片深绿色、发暗、无光泽。下部叶片和茎基部呈紫红色，在幼 苗期尤为明显，严重时叶片焦枯脱落。 k 素不参与任何有机化合物的组成，通常以离子状态存在，因此它极易移动，多分布 在幼嫩的分生组织里，如茎尖、根尖和幼叶等，是一种生理上极其活跃的元素。施用k 腮不仅可增加产量，提高淀粉和糖分的含量，褥且还能促进n 素在植物体虑的转化和蛋 白质的合成，可提高蛋白质的含量，增强植物抗逆性能。k 素供应充足时，植物体内碳、 氮代谢旺盛，可溶性氨基酸和单糖的积累减少，使茎杆中纤维素增加，细胞壁增厚，增强 抗倒伏和抗病能力。k 素麓调节光合作用强度，对植物n 素的代谢、抗逆性和减弱病虫 害等有良好作用( 高椿翔等，2 0 0 4 ) 。杨树缺k 素时，植物开始表现生长速度缓慢，叶先 端变黄，叶片边缘变褐色，叶小，收缩或卷蓝，甚至出现溃疡，到了中后期叶片黄化和组 织坏死。严重时，整个树冠叶片变黄。 p 素和n 素在代谢过程中，是相互影响的，当组织中可利用的p 素不多时，便能吸 收无枧氮化物，并在组织中积累起来。当根系周围介质中的p 素含量丰富时，便减慢吸 收无机氮化物的速度，因此施p 肥可以改变林木体内n 素的均衡状态。植物生长所需的 蕾养元素之闻有着不可替代的作用，土壤中任一种养分元素的缺乏都将成为植物生长的限 制性因子，研究表明，n 、p 、k 三元素配施比其中任一种或两种配施的效果都要好，能 显著地提高叶面积、单株叶片数、苗高、单株叶生物量、单株根生物量等( 曹福亮，1 9 9 9 ) 。 施肥可以显著增加杨树的单株生物量，其中根、时、的增长尤其显著，时是杨树生长 所需的n 素的重要储存库。而杨树各部位皮层中n 素的浓度显著高于材质中的浓度，说 明与材质相比，皮层是更重要的n 素的储存库。 2 2 杨树施肥研究进展 杨树是一种速生树种，许多国家早已致力于杨树人工林对土壤养分需求的研究。其结 果致认为：杨树对土壤养分和水分的需求较高，杨树对土壤中n 、p 、k 和c a 等营养 元素消耗量很大。在肥力中等或中等以下立地，以及重茬杨树的立地上，在水分有傺证的 条件下，施肥能显著提高杨树人工林的生长能力，并获得较大的经济效益。以各种施肥处 理的增长率的平均值来推算，并达到对照林分成熟采伐时相同的产量，可以缩短杨树轮伐 期l 2 年( 周林，傅先义，1 9 9 6 ) 。 施肥对杨树具有明显的增产作用，而根的增长尤其显著。不论施肥与否叶均是生长中 3 杨树n 素的重要贮存库，并且落叶前将其所含n 素的6 3 左右迁移至干、枝、根的皮层 和木材中施肥可使杨树n 素的总循环量增加4 6 ，并且可改变n 素的循环结构。与不施 肥处理相比，施肥可使杨树n 素外循环通量占总循环通量的比率由3 6 7 增加至4 4 7 ( 宇 太万，陈欣，1 9 9 5 ) 。 以i 6 9 杨为研究对象，在湖南省汉寿县围堤湖乡林场进行施肥后期肥效的研究结果 表明，在杨树连载地施肥有明显增产效果。与对照区相比施肥区的材积最大增长量达 1 3 6 。在3 种化肥中n 肥、n p 肥使用效果最佳。经土壤、叶片采样分析，施肥区土壤 中有机质、全n 、速效n 、有效性z n ，f e 叶片中z n 、c u 、m n 、f e 、b 均比对照区高( 吴 惠仙，唐新民，2 0 0 0 ) 。金建忠在此农场进行的二耕土三年施肥试脸表明，在二耕土施肥 第一年对杨树树高生长效果不明显，第二、三年施肥效果明显，单施氮肥树高生长增加 1 5 2 0 ，胸径生长增加1 8 2 0 ；氮磷肥配合使用树高生长增加1 5 1 9 ，胸径 生长增加1 7 2 1 。试验证明施肥可以提高土壤肥力，调节树体内营养元素的平衡，捉 进树高和胸径的生长( 金建忠，1 9 9 4 ) 。 对江汉平原幼龄杨树研究表明，全年干物质产量茎 枝 根 叶，各部位所占比例随月 份变化不明显。全年平均养分浓度叶片最大，根系次之，茎、枝较小；从展叶到落叶，叶 片c a 素含量迅速增加，其它元素总体下降，根系除k 素，茎、枝除f e 素，c u 素外，其它 元素变化较小。全年平均养分积累n ：p ：k ：c a ：m g ：f e ：m n ：c u ：z n = l o o ：1 3 1 ：4 2 5 ：7 2 4 ： 1 4 1 ：1 8 6 ：o 2 1 ：0 2 9 ：o 2 3 ，各部位积累总量叶 茎 根 枝。微量元素的营养效率高 于大、中量元素，且茎 枝 根。每生产1 吨干材，带走上述相应元素分别为7 2 3 0 ， 8 8 2 ，2 7 9 2 ，4 9 8 0 ，8 8 2 ，1 3 0 ，1 3 ，2 l 和1 8 9 ( 余常兵，罗治建，2 0 0 5 ) 。 杨树具有明显的喜n 特性，n 素是杨树矿质营养主要限制因子。植株全氮含量可以 很好地反映作物氮营养，与作物产量也有很好的相关性( 李俊华等，2 0 0 3 ) 。施氮肥能显著 促进杨树生长，土壤含氮量越低肥效越明显；单施磷、钾肥效应均不好，在氮素比例较低 时，还会产生显著负效应；只有满足杨树氮素营养平衡，磷、钾肥才能发挥正常作用，并 产生氮、磷交互效应优势。杨树对氮素的需求有一定限度，土壤速效氮 8 0 m g k g 。1 或叶片全氮 2 0 9 k g 一，宜轻施氮肥，最佳用量1 0 0 蝇h i 】1 2 。施过量氮肥也会使 生长效应下降( 王少元，何应同，1 9 9 9 ) 。 杉木( c ”玎刀f 咖口小蛔伽卯d 肠幻h o o k ) 盆栽土实验结果表明，在n 、p 营养亏缺的酸 性黄红壤上，随着n 肥施用量的增加，1 a 苗木盆栽土壤全k 含量下降，全n 、水解n 含 量增加，全p 、有效p 、速效k 变化不明显。局部尿素浓度过大直接导致幼苗受伤，影响 了成活率。而2 a 苗木的土壤则是全n 、水解n 含量呈上升趋势，全k 、速效k 含量下降， 有机质和全p 含量变化不明显( 张建国等，2 0 0 6 ) 。 通过i 6 9 杨( p 印“，淞如加池s “，- 6 孵j ) 盆栽试验，把植物稳态营养肥料与散施肥料 相比较。结果表明，在这两种不同的施肥方式中植物对氮素的利用率有明显的差异。施稳 态营养肥料的杨树苗净光合速率、叶绿素含量等指标始终保持平稳的高水平，而散施肥料 处理的则出现较人幅度的起落。说明稳态营养肥料能较平稳持续地供给植物营养；而散施 肥料则表现出肥料刚施下时肥料浓度较高，而后肥料又随土壤流失，表现出营养不足。此 4 外，稳态营养肥料处理的植物生物量比敖施肥料处理有较大幅度的提高( 王俊，1 9 9 7 ) 。 裴保华以7 4 l 杨嫩枝扦插苗为材料，采用盆栽沙培、土培或溶液培养法，研究了7 4 l 杨适宜生长的介质蝉值和培养液浓度，n 素、p 素、k 素施肥量和配比，认为7 4 l 杨n 素、p 素和k 素的适宜施肥浓度分别3 0 m m o 耽，、3 m m o l l 和6 删m l l ，最适配比为l o ： l ：4 5 ( 裴保华，陈绍光，1 9 9 4 ) 。 施肥量和施肥时间对杨树速生丰产林林木生长量影响也很显著，一般随施肥量的增 加，林本生长量也增大，施秀邑量为0 3 k 株比0 2 2 k 株可使栋木生长量的平均胸径和平 均树高比总平均值分别大1 1 4 c m 和1 5 0 m 。而每年4 月和6 月份施二次比每年4 月份施 一次可使林术生长量的平均胸径和平均树高魄总平均值分别大0 8 0 e 推和1 1 2 嫩( 王永福， 周荣，1 9 9 6 ) 。 杨树麴生长状况与时片的养分含量有良好的相关性，嚣此可以用时片诊断的方法研究 杨树营养状况。旺盛生长季节的杨树叶片中，含氮量2 5 3 5 9 k g _ 1 ，含磷量5 6 9 k g 一， 含钾量l o 1 2 9 l 【g 。氮、磷、钾的比例约为5 ：l ：2 ，如采某项指标偏低，在施腮时就 要加以考虑。与一般农作物施肥相比，杨树施肥可能更偏重于施氮( 陈川等，2 0 0 5 ) 。 闵金池等通过在北京市林业局共青团林场进行的杨树专用肥( 颗粒和柱型) 实验，对 不同形态的专用肥同当地常规施肥和不施肥对照，对1 年生杨树的胸径进行了比较，同时 还对不同施肥量进行了研究。结果表明，对杨树的胸径以柱型肥料最好，施腮量以3 支， 株最佳。颗粒符合肥料和柱型复合肥料比常规施肥的胸径分别增加1 2 6 5 和1 6 ，8 7 ；比 不施肥料分别增加7 8 7 2 和8 5 4 2 。但是该研究并未注明复合肥的养分配比状况( 周金 池等，1 9 9 9 ) 。查期生对杨树年轮宽度研究表明，未施肥处理的年轮宽度均值为l o 1 m m ， 旋肥处理的年轮宽度为l o 2 m m ，比未施肥处理大o 9 9 ，施肥明显促进杨树生长( 查朝 生，王嘉楠，2 0 0 5 ) 。 叶绿素荧光可以灵敏地反映植物体的生长发育状况，绿素荧光诱导动力学参数可以作 为植物对氮索营养环境适宜度的灵敏指标( 范燕萍等，2 0 0 0 ) 。叶绿素荧光还能够探测到 许多有关植物生长状态的信息，因此它可能成为预测植株生长势的指标之一。聂磊等测定 沙受柚( c 铷瓣量搬瓣威霉) 叶绿素荧光特性与叶片矿物质含量时发现，矿质麓养水平较高的果 园，树体f v 原m 和m p si i 较高，表明具有较高的光能转换效率和p si i 电子传递效率，尤以 f v 撰掇为显著。f v 摩撒与n 、k 、m 珏含量呈极显著歪相关，与m g 素、c 珏素含量呈显著 正相关有果短枝叶片的k 素、m g 素、素含量较无果短枝低，前者的f v f m 和m p si i 亦较后者低( 聂磊等，1 9 9 9 ) 。以上这些说明，利用叶绿素荧光可以及时准确地检测到树体 和枝条的生长状况及营养水平，有利于管理者制定相应的技术措施，更好地进行田间管理 郭盛磊等分析了落叶松( 嬲红窖磁旅麟) 幼苗光合特性对氮、磷营养缺乏的响应规律， 结果表明，f v 原m 和f v f o 分别下降了2 2 和5 7 ，磷素供应不足( 1 8 m m o l l 1 ) 时，与对照 福比，叶片全n 和全p 含量、叶绿素含量、叶片可溶性蛋白含量和f 讲m 差异均不显著， 净光合速率和f 州。下降1 3 ( 郭盛磊等，2 0 0 5 ) 。 3 试验地概况与研究方法 3 1 室内盆栽控制试验 3 1 1 试验设计与方法 杨树盆栽试验于2 0 0 7 年3 月开始，杨树无性系为南林9 5 杨( 脚甜胁e m 删p r f 伽玎口 “) ，该无性系于2 0 0 2 年9 月2 9 同通过国家林木品种审定，被列入国家林业局首批林木 良种名录。该无性系为美洲黑杨杂种，具有美洲黑杨的形态特征。乔木，树形高大，干形 通直圆满，尖削度小，分枝粗度中等，树皮薄；叶片大，心形，叶长1 4 1 9 c m ，叶宽1 3 1 7 c m ，叶色绿色，叶柄长9 1 1 c m ，淡绿色；一年生枝条灰青色，枝条基部形状为圆形， 中上部微呈五边形，木质化棱线明显：皮孔中下部为圆形，上为椭圆型，皮孔大小为2 8 l 砌；一年生插苗苗高4 4 5 m ，地茎2 3 c m ，叶片数在5 7 7 0 之间；芽长卵形，浅紫 红色，长7 l o m m ，顶端尖，紧贴。该品种抗溃疡病及褐斑病，较耐干旱脊薄，在内陆 花斑盐碱地上生长良好，材积生长量比对照i 一9 杨高9 2 4 4 。无性繁殖能力较强，遗 传稳定性较稳定，可在黄河以南地区推广造林，主要用于杨树单板用材造林品种，也可以 作为纤维板用才及纸浆用材造林品种。 盆栽土壤的选择。盆栽土壤选用泗阳当地的沙壤土，土壤运回后，挑出石子、杂草等 杂物，采用直径2 5 c m ，深3 0 c m 的塑料盆装土，每盆装土1 1 k 。苗木扦插时根据插穗来源 区分为上部插穗、中部插穗和基部插穗。 施肥处理采用完全随机区组试验，2 种肥料( 尿素和杨树专用肥) ，3 个水平( 共7 种处理，其中1 个为对照) ，3 个区组，每个处理小区为6 株，分3 个盆( 每盆扦插2 棵 插穗来源一致的插穗，3 个盆分别扦插不同来源的插穗) ，共计6 3 盆，1 2 6 株。尿素采用 山西省霍州市化学工业有限责任公司的产品，含氮量为4 6 0 3 。杨树专用肥选用江苏绿 陵化工有限公司生产的绿陵牌杨树专用肥，有效成分为n 1 2 - 冲7 _ _ k 6 。具体试验处理见表 1 。 表l 盆栽实验肥料处理水平 7 i a b 1f e r t i l i z i n gn e a t m e n tl e v e l sf o r t h ep o t t e ds e e d l i n g s 肥料种类 施肥水平 c k ( 盆) 水平1 ( 盆)水平2 ( 盆)水平3 ( g 盆) 注：c k 为对照，即不进行任何施肥处理，下同。 3 1 2 施肥及测定指标 整个实验的持续时间为3 月1 3 至1 0 月1 5 号。5 月9 日开始第一次施肥，6 月1 5 日 6 进行第二次施肥，7 月1 6 日进行第三次施肥。具体的肥料施入方法为按试验设计的处理 水平，将肥料混在水中浇入。 扦插成活后开始测定，动态测定苗高、地径、叶数。在苗木足够大的时候开始测定叶 绿素含量、叶绿素荧光参数。实验结束时( 1 0 月1 5 号) ，在每个处理水平里选取4 株标 准木，将样品分离为根、皮、去皮茎、叶。放入调温烘箱内在8 0 9 0 烘1 5 3 0 分钟， 然后降低温度到6 5 ，再烘2 4 h ，取出，冷却至室温，称量生物量，用粉碎机粉碎，并通 过0 2 5 姗筛，测定其全n 、全p 、全k 含量。 3 2 田间试验 3 2 1 试验地概况 试验地设在江苏省宿迁市泗阳县境内，位于北纬3 3 0 2 3 3 3 0 5 87 ，东经1 1 8 0 2 0 7 1 1 8 0 4 5 之间，属于北温带南缘。近海无山，地势低平，属于北亚热带季风过渡性气候区， 四季分明。年均气温1 4 2 左右，最高气温3 6 5 ，最低气温- 8 1 。年平均日照2 2 1 5 9 小时左右，平均降水量9 0 6 2 l 姗。土壤类型主要为黄泛沉积物发育形成的黄潮土、沙土、 飞沙土，0 c m 5 0 c m 的土壤p h 值在8 4 5 ，有机质含量在6 16 9 l ( g ，全氮 为8 4 9 l ( g ，有效氮为4 3 7 2 m g l ( g ，有效磷为3 6 4 m g 瓜g ，有效钾为7 3 7 m g l ( g 。 所选施肥林分为i 一6 9 杨( p 施加f 出b a 舭c v l u x e xi 6 9 5 5 ) 4 年生林分，造林株行 距为3 m 9 m ，保存率完好。 3 2 2 试验区选定与试验设计 选取林分差异较小，生长状况基本一致的杨树林作为试验地，采用随机区组设计，3 个区组，1 3 种肥料处理( 其中一个为对照) ，每个处理小区为8 株，共计3 1 2 株。试验小 区和试验地的外围设2 行保护行。 肥料种类为4 种，分别为尿素、磷铵、复合肥和杨树专用肥，每种肥料采用3 个水平， 一个对照，杨树施肥设计见表2 。尿素含氮量为4 6 0 3 ；磷铵有效成分为n 1 仁p 4 8 k o ； 复合肥有效成分为n 1 8 _ p 1 h 去皮茎 皮 根。由图5 可以看出：尿素处理的杨 树中，以尿素l 水平的总生物量为最高，它的特点是皮生物量