（植物学专业论文）闽南桉树人工林营养诊断研究.pdf

l 中文摘要 中文摘要 1 0 111i ie ii i i iii iiil 18 0 7114 正文 在广泛调查了福建闽南山地的土壤肥力情况及桉树人工林的叶片营养元素含 量，比照土壤分级标准来看，闽南山地有机质含量处于中低水平；氮素处于低或缺 乏水平；磷素缺乏或极缺乏；全钾分布不均，但速效钾处于低或缺乏状态；钙、镁 含量较低；铜元素含量较充足；锌分布不均，总体来看中等偏低；b 较为缺乏，且 多数林地土壤内普遍缺乏。 对尾巨桉的植物体各部位的元素分析结果来看，在枝、杆、皮、叶中，以叶当 中的养分含量为最高。从养分吸收量来看，以氮的吸收量最大，其它养分吸收量依 次为c a k m g p z n b 。 采用二次通用旋转设计方法，以钙镁磷、尿素、复合肥、b 肥四种肥料在尾巨 桉人工林内进行4 因素5 水平的定位施肥试验，结果表明：复合肥的施用能持续提 高生长量，在桉树人工林内使用复合肥可以有效提高木材积累；b 肥也能提高生长 量，施用量在3 0 克硼砂时可达到最佳效果，继续增加b 肥施用量并不会再促进增长； 钙镁磷与尿素只有在达到3 5 0 克+ i 0 0 克以上时才具有明显促生效应，低于此组合时 对促生无效果。并获得初步的最高产量的施肥配比为：每株施用钙镁磷5 0 0 克、尿 素2 0 0 克、复合肥5 0 0 克、b 肥3 0 克。 通过最适浓度法算出的叶片养分适宜范围为n ( 1 9 0 9 7 - - - , 2 4 9 8 4g k g 一1 ) ，p ( 0 8 0 31 1 3 2g k g 1 ) ，k ( 2 0 5 1 4 3 0 5 6 6g k g 一1 ) ，c a ( 0 9 5 1 - - 2 8 4 3g k g 一1 ) ， m g ( 0 9 2 9 - - 1 6 6 3g k g 一1 ) ，c u ( 5 3 1 3 - - - - 7 0 4 3m g k g 一1 ) ，z n ( 1 9 1 0 2 , - - , 2 7 8 9 8 m g k g - 1 ) ，b ( 9 9 7 9 - - - , 1 2 8 9 9 4m g k g - 1 ) ，可用于叶片营养诊断的标准，还可结合 生物量与各种养分的吸收率用于计算施肥量。 最后应用向量图解分析方法，比较不同施肥处理下叶片内养分的互作与拮抗效 应，分析结果与最适浓度法较接近。 关键词：桉树营养诊断向量分析施肥配方 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t s u r v e y e do ft h em o u n t a i n so fs o u t h e r nf u j i a ns o i lf e r t i l i t yc o n d i t i o n sa n de u c a l y p t u s p l a n t a t i o n sn u t r i e n tc o n t e n to fl e a v e s ，a c c o r d i n gt os o i lc l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r d s ，o r g a n i c m a t t e rc o n t e n ti si nt h el o wo fm i d d l e ；n i t r o g e ni nt h el o wo fs t a n d a r d s ；p h o s p h o r u s a b s e n c eo ri nas e r i o u ss h o r t a g e ；u n e v e nd i s t r i b u t i o no ft o t a lp o t a s s i u m ，w h i c ha c c o u n t e d f o ra b o u t3 0 o ft h eh i g hl e v e l sa n d l o wa r o u n d5 0 h o w e v e r , p o t a s s i u mi nt h el o wo r l a c ko fs t a t e ；c a l c i u ma n dm a g n e s i u mc o n t e n tl o w ；c o p p e rc o n t e n to f a d e q u a t e ；z i n ci n u n e v e nd i s t r i b u t i o n ；bi sm o r eal a c ko fa n dt h em a j o r i t yo ft h ef o r e s ts o i li sg e n e r a ll a c k o f o nt h ep l a n t so fe u c a l y p t u st a i lo fe a c hc o m p o n e n to ft h ee l e m e n t a la n a l y s i sr e s u l t s ， i nt h es t i c k s ，p o l e s ，b a r k , l e a v e s ，t ol e a fn u t r i e n tc o n t e n ta m o n gt h eh i g h e s t n u t r i e n t u p t a k ef r o mt h ep o i n to fv i e w , t ot h em a x i m u mu p t a k eo fn i t r o g e n , a n do t h e rn u t r i e n t u p t a k ew e r ec a k m g p z n b w i t ht h et w i c eg e n e r a lr o t a t i o nd e s i g na p p r o a c h ，s e tu p4f a c t o r sa n d5l e v e l sa b o u t c a l c i u ma n dm a g n e s i u mp h o s p h a t e ，u r e a , c o m p o u n df e r t i l i z e r , bf e r t i l i z e rf o u rk i n d so f f e r t i l i z e r i ne u c a l y p t u sp l a n t a t i o nw i t h i nt h ef e r t i l i z a t i o ne x p e r i m e n tr e s u l t ss h o wt h a t ： c o m p o u n df e r t i l i z e ra p p l i c a t i o nc a nc o n t i n u et oi m p r o v et h eg r o w t ho ft h ea m o u n to fi n e u c a l y p t u sp l a n t a t i o n sc a ne f f e c t i v e l yi m p r o v et h eu s eo ff e r t i l i z e rt i m b e ra c c u m u l a t i o n ； bf e r t i l i z e rc a ne n h a n c et h eg r o w t ho ft h ea m o u n to ff e r t i l i z e ra t3 0g r a m sb o r a xc a l l r e a c ht h eb e s tr e s u l t s ，c o n t i n u et oi n c r e a s et h ea m o u n to fbf e r t i l i z e ra p p l i c a t i o n , a n dw i l l n o tp r o m o t eg r o w t h ；c a l c i u ma n dm a g n e s i u mp h o s p h a t ea n du r e ai so n l y + 10 0gr e a c h e d 3 5 0g r a m so rm o r es h a l le n t e ri n t of o r c ew h e ni th a so b v i o u sp r o m o t i n gl o w e rt h a nt h e c o m b i n a t i o no ft h eg r o w t h - p r o m o t i n gi n e f f e c t i v e a n do b t a i nt h em a x i m u m y i e l do ft h e i n i t i a lf e r t i l i z e rr a t i oa sf o l l o w s ：5 0 0g r a m sp e rp l a n ta p p l i c a t i o no fc a l c i u mm a g n e s i u m p h o s p h a t e ，u r e a2 0 0g r a m s ，5 0 0g r a m so ff e r t i l i z e r , bf a t3 0g r a m s c a l c u l a t e db yt h eo p t i m a ln u t r i e n tc o n c e n t r a t i o nm e t h o d ，s u i t a b l er a n g eo f n ( 1 9 0 9 7 2 4 9 8 4g k g 1 ) ，p ( o 8 0 3 1 1 3 2g k g 1 ) ，k ( 2 0 5 1 4 3 0 5 6 6g k g 1 ) ，c a ( 0 9 5 1 2 8 4 3g k g 一1 ) ，m g ( 0 9 2 9 1 6 6 3g k g 一1 ) ，c u ( 5 3 1 3 7 0 4 3m g k g - 1 ) ，z n ( 1 9 1 0 2 l l i 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 2 7 8 9 8m g 起一1 ) ，b ( 9 9 7 9 1 2 8 9 9 4m g k g - 1 ) h a sb e e ns e tu p i tc r nb eu s e df o r d i a g n o s t i cl e a f n u t r i e n ts t a n d a r d s ，a n da l s ob ec o m b i n e dw i t hav a r i e t yo fb i o m a s su s e dt o c a l c u l a t et h en u t r i e n tu p t a k er a t eo ff e r t i l i z a t i o n a d d i t i o n a l l y , t h ev e c t o rd i a g r a ma n a l y s i sm e t h o dt oa n a l y z et h el e a v e so fd i f f e r e n t f e r t i l i z a t i o nt r e a t m e n t sa n dt h ei n t e r a c t i o no fn u t r i e n t sa n t a g o n i s t i ce f f e c t , t h er e s u l t s 、 ，i m t h eo p t i m a lc o n c e n t r a t i o nm e t h o di sc l o s e r k e y w o r d s ： i v 中文文摘 中文文摘 正文 本论文题目为桉树人工林营养诊断研究，是国家林业公益性行业科研专项 “人工林土壤质量演变机制与持续利用技术研究 ( 2 0 0 8 0 4 0 4 0 ) 和福建省科技厅重 点项目“桉树营养诊断与平衡施肥技术研究 ( 2 0 0 8 n 0 0 1 5 ) 的研究内容，是这两个 项目的一部分。 通过调查、测量、测定、比较分析，对闽南一带的桉树人工林进行综合的营养 诊断，目的是为了提高桉树人工林的施肥效率，确定一个较优的施肥配方，以提高 林木生长量，减少环境破坏，避免地力衰退的发生。试验过程中广泛调查了福建闽 南地带的土壤肥力情况，林地土壤类型为红壤，种植桉树的林地一般为肥力较差的 立地类型，多为m 类地，也有部分类地，林地含砂石较多，养分测定的结果显示 土壤内养分缺乏的现象较普遍。调查结果还表明，施肥跟桉树人工林的生长密切相 关，凡是施肥不很重视的林地，桉树生长相对较差，而按时定量施肥的林地，相对 生长较好，调查中也发现了部分经常施肥但仍然生长差的林地，在补充少量b 肥以 后生长有改善，说明b 肥对桉树的作用需要加以重视。 对闽南一带所种植的桉树品系考察发现，各地种植的桉树以巨桉、尾巨桉、尾 叶桉为常见品系，其中又以尾巨桉的种植量最大，分布也最广。从尾巨桉的植物体 各部位的元素分析结果来看，在枝、杆、皮、叶中，以叶当中的养分含量为最高， 因叶片的生理活性最强，吸收的养分主要是进入到叶片内，叶片内养分的丰缺情况 可以反映树体的营养状态。不同的养分在叶片内含量各不相同，代表了其对各种养 分的吸收量不同。相对来说，尾巨桉对养分吸收量以氮最大，对其它养分吸收量依 次为c a k m g p z n b ，生长良好的叶片内各元素含量为：n ( 1 6 - - - 2 6 9 k g ) ， p ( 1 3 - - - 1 9 9 k g ) ，k ( 7 , - - - 1 2 9 k g ) 、c a ( 5 - - g g k g ) 、m g ( 1 , - 一2 9 k g ) ，c u ( 2 8 7 8 m g k g ) ，z n ( 8 6 - - - 2 3 5 m g k g ) ，b ( 6 4 1 7 8 m g k g ) 。上述数据可用于判断尾巨 桉叶片内的元素是否分布正常。当然，此项数值不能能说叶片的某种元素如果不位 于上述数据内，就一定是缺乏或过量。上述提供的标准主要是用于营养诊断的参考。 实际应用上可以通过分析样品的各养分含量，参照此标准，进行营养诊断，即初步 推测样品内是否有缺乏某种养分。叶片的分析结果还需结合土壤的养分分析，进行 v 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 更准确的营养诊断。 在南安五台山林场开展定位施肥研究，在土壤与叶片养分分析的基础上，采用 二次通用旋转设计方法，以钙镁磷、尿素、复合肥、b 肥四种肥料在尾巨桉人工林 内进行4 因素5 水平的施肥试验，进行4 种肥料对材积增长的效应研究，结果表明： 复合肥的施用能持续提高生长量，在桉树人工林内使用复合肥可以有效提高木材积 累；b 肥也能提高生长量，但相对来说效果不够明显，b 肥的施用量在3 0 克硼砂时 可达到最佳效果，继续增加b 肥施用量并不会再促进增长；钙镁磷与尿素只有在达 到3 5 0 克+ 1 0 0 克以上时才具有明显促生效应，低于此组合时对促生无效果。并获得 初步的最高产量的施肥配比为：每株施用钙镁磷5 0 0 克、尿素2 0 0 克、复合肥5 0 0 克、b 肥3 0 克。 为了进一步研究叶片内元素含量与生长量的关系，通过桉树人工林控制施肥量 的定位试验，以五台山林场3 1 个处理的叶片养分数据为对象，利用林木发育过程中 养分供应、林木生长、体内养分之间的函数型数量关系，分析林木生长营养元素相 互关系，并采用最适养分浓度法建立营养诊断标准，得出理论上单株生物量可达 1 2 6 7 2 4 5 9 ，叶片养分适宜范围为n ( 1 9 0 9 7 2 4 9 8 4g k g 一1 ) ，p ( o 8 0 3 - , 1 1 3 2 g k g 一1 ) ，k ( 2 0 5 1 4 - 3 0 5 6 6g k g 一1 ) ，c a ( o 9 5 1 - - - , 2 8 4 3g k g 一1 ) ，m g ( 0 9 2 9 - 1 6 6 3g k g 一1 ) ，c u ( 5 3 1 3 7 0 4 3m g k g 一1 ) ，z n ( 1 9 1 0 2 - - - 2 7 8 9 8m g k g 一1 ) ，b ( 9 9 7 9 - - 1 2 8 9 9 4m g k g 一1 ) ，进一步说明了上述最高产量的施肥配比还是有继续促 生的潜力。算得的养分适宜范围也作为叶片营养诊断的标准，还可结合生物量用于 施肥量的计算，为平衡施肥提供依据和参考。 最后应用向量图解分析方法，挑选若干处理分为4 组，分别比较不同施肥处理 下叶片内养分需求与吸收情况，分析可能的亏缺元素，根据图表分析得出的结果与 最适浓度法的结果相类似，可做为最适浓度法的补充与验证。向量图解分析的结果 还表明，z n 随着植物体生物量的增长，在叶片内的浓度增大，吸收量往往也增大， 如不注意补充有可能会造成z n 的亏缺，影响植物生长。因而施肥上除了要注意补充 大量元素外，对z n 的少量补充也需要获得足够重视。 本研究的特点在于，首次在闽南地区的不同区域，分不同立地等级，以闽南常 见的尾巨桉为对象、在不同林龄段的人工林内进行林木及土壤的养分综合分析，掌 握其林木营养特性、土壤供肥特性、营养元素间平衡比例。可为本地区的林业生产 提供相应的缺素矫正与合理施肥等技术支持。 目录 目录 中文摘要i a b s t r a c t 中文文摘 目录 i i i v i 绪论。1 9 第一章闽南桉树林土壤养分状况及初步评价 第一节 第二节 第二章 第一节 第二节 第三章 第四章 第一节 第二节 土壤养分基本情况 林地土壤肥力变化 闽南桉树人工林营养特征 桉树各器官营养元素分布积 不同立地、不同树龄桉树叶 桉树人工林定位施肥效应 桉树人工林叶片营养诊断 生物量与胸径、树高的关系 营养元素最适浓度诊断研究 第五章桉树叶片养分平衡的向量分析一营养矢量诊断研究 第六章结论 附录 9 _ 1 7 - - 1 7 - - 1 8 - 2 1 2 9 2 9 3 l 一 3 7 一4 3 - 参考文献 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 致谢 个人简历 v 4 5 4 9 - 5 3 - 5 5 5 7 - 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 v 绪论 绪论 随着经济快速发展，木材需求量也逐年增加，导致林木的采伐量加大，若管理 不当有可能造成植被破坏和水土流失。营造短周期工业原料林，提高速生树种林木 的生产量，既可以满足一部分工业生产需要，又可以缓解对生态环境的压力，是促 进林产工业健康持续发展的重要手段。作为热带、亚热带地区最重要的速生树种之 一，桉树( e u c a l y p t u ss p p ) 具有生长快速，耐贫瘠，经济效益高的优势，在我国 南方广泛种植。在闽南大部分山地中，桉树随处可见，已成为当地重要的速生树种 之一。2 0 0 9 年，全国桉树人工林面积达2 6 0 万公顷，仅次于巴西，居世界第二位n 1 。 近年来桉树人工林种植面积逐年增加，在经营管理过程中也渐渐遇到了一些问题， 尤其是在肥料施用方面，往往凭经验进行施肥，虽然也能促进桉树的快速生长，但 肥料利用率偏低，造成浪费，且某些微量元素施用不足，可能会引起生长不良或出 现各种缺素症状。另外在某些立地条件较差的林地，由于其轮伐周期较短，养分消 耗快，如果施肥不当，极易造成地力衰退，制约了人工林持续健康发展，还可能造 成生态环境的破坏。肥料的不合理施用，已成为制约桉树人工林健康发展的一个重 要因素，近年来在桉树人工培育上进行的营养诊断和平衡施肥，有望缓解桉树人工 林对环境的不良影响。 1 土壤与林木营养诊断与施肥的理论基础 植物的正常生长发育除了需要水分、光照、c 0 。外，还需要各种矿质元素，包括 n 、p 、k 、c a 、m g 等大量元素和f e 、s 、b 、z n 、m o 、c u 等中、微量元素。各种元素 对植物的正常生长发育都是不可或缺的，这些矿质元素主要是从土壤中获取。通常 每一种矿质元素在土壤内的含量可人为划分为低、适量和高3 类情况。当各类可吸 收的营养元素在土壤内处于适量的范围时，植物的生长状况最好，产量较高。在土 壤中某种矿质元素缺乏的情况下，植物由于缺乏足够的养分，导致生长不良，此时 有针对性地进行施肥，可以极大地促进植物生长，提高产量。如果土壤内某些元素 含量过高，不仅不能为植物体所吸收，还有可能会抑制植物生长，出现了元素的过 量毒害作用。只有当各种必需元素都处于适宜的范围内，植物才可能有最优的生长 条件，一旦其中某种元素缺乏，都会导致产量的急剧下降，因此，了解植物对各种 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 元素的需求具有重要的生产实践意义。林业生产上，绝大多数林地的立地条件不好， 土壤内离子态的矿质元素较为缺乏，需要进行合理施肥，以促进林木的快速生长。 虽然化学肥料能极大的促进林木的生长，但它们也带来了一些问题，尤其在连续种 植多年后会更加严重。过量使用化肥在很多地区都有存在，特别是氮肥和磷肥。有 研究表明，当今世界上使用的化肥中大概有1 5 1 4 未被植物所吸收，造成浪费 2 。 过量使用化肥不仅浪费了资源，增加了林业生产部门的经济投入，未吸收的氮和其 他残留物还会造成水体污染，危害环境。 植物的营养可以从3 个方面进行考查，分别是：土壤内的养分含量，植物体的 吸收能力，植物体内积累的养分含量。这3 个方面是相互联系的，首先，土壤内的养 分提供了植物吸收的物质基础，通过植物的生理活动，这些养分进入植物体内合成 有机物质并积累起来。相对来说，叶的生理活性最强，所以大部分养分都集中于叶 片内。 土壤和植物营养诊断是利用生物、化学等测试技术，分析研究影响树木正常生 长发育的营养元素丰缺、协调与否的一种重要手段，也是指导林木施肥的理论基础。 通过营养诊断，包括土壤养分诊断和植物营养诊断，分别对土壤和植物进行养分测 定，了解土壤内的养分状况以及植物体对各种养分的需求情况，建立土壤养分信息 库及相应的植物生长情况表。土壤和植物营养诊断使我们能够正确评估土壤和林木 的养分状况，在植物形态缺素症状尚未出现时即可及时进行矫正。应用此方法，还 可有效预防肥料过量使用的问题，使林木生长处于一个相对稳定平衡的环境。在一 些经济欠发达的地区，土壤和植物营养诊断可指导林农最佳的施肥时机，并提高肥 料利用率，用合理的投入获得最高的林木生长量1 。 通过分析植物组织，特别是叶片，确定样品中营养元素的含量，其数据可用于 提高肥料的利用率，也可用于确定植物体的形态缺素症状。叶片分析还可用于计算 营养元素的吸收率，核查元素缺乏或失调，各元素间的互作或拮抗作用，还可用来 确定肥料是否为植物体所吸收。当然最直接的，是可用于指示某个时期样品内的元 素存在状态。 土壤营养诊断是指对土壤中作物生长发育所需的养分含量、养分形态和养分有 效性的测定工作。其主要目的为了查明土壤某些养料的缺乏或过剩，作为推荐施肥 方案的重要参考依据以提高肥料利用率。相较于叶片诊断，土壤诊断在技术上较难 中文摘要 操作，容易出现一些误差。对土壤内n 的测量尤其困难，因为测量结果可能会受到土 壤湿度、温度和其他一些因素的影响，导致测量的结果跟林木产量相关性不太一致。 尽管如此，测量土壤内的n 元素含量在其他应用方面( 如评价土壤肥力等) 还是有参 考价值的。 在实际应用中，土壤和叶片诊断技术是互补的，土壤分析用于测定土壤内可利 用的营养元素浓度，评估其在林木生长期间内可供满足的程度。叶片诊断技术测量 的是样品内的各营养元素在某个特定时期的含量，在植物生长发育阶段，根据测量 数据及时补充缺乏的元素，达到矫正目地。 所以说，仅靠叶片诊断还不能给出养分需求的确切情况。而土壤内养分水平也 只是影响叶内元素含量浓度的多种影响因素中之一。还有其他一些影响植物体吸收 营养元素的重要因素，包括温度、水分、光照等。此外，某种营养元素的丰缺状况 还会影响到其他元素的吸收。由于各种因素之间相互作用的复杂性，采用叶片诊断 与土壤诊断相结合才能更好的评估土壤养分状况。 对于大多植物来说，叶片分析与植物生长量之间具有明显的相关性，可以通过 分析数据来估算所需的施肥量。为了提高成本效益，叶片分析需要跟土壤分析结合 起来。有例子表明，如果土壤内某些元素缺乏，会抑制土壤内其他的营养元素为植 物体吸收。例如，土壤内缺乏n 元素，植物体会减少k 的吸收。在这种情况下，叶片 分析的结果提示需要补充n 和k 肥。但结合土壤分析，就能显示k 元素的储量在土壤并 不缺乏，没有必要施用k 肥，这样就可以节约肥料的使用成本。 除了上述原因外，p u s h p a r a j a ha n dc h e w ( 1 9 7 9 ) 强调，为获得更好的施肥效果， 要利用一切可利用的数据，并结合其他的一些指标，特别是环境和生长条件( 如土 壤类型、坡度、降雨量、植被覆盖等) 、产量、植物体的营养需求等，以及施肥试 验获得的实验数据n 们。 土壤和叶片样品的化学分析对肥料的选择起了客观的指导作用。如果施肥过程 以数据的分析结果为依据，可大量节约肥料的费用。如果不顾林木的需求，而是依 照惯例每年使用n p k 复合肥，极有可能造成浪费或营养失衡。由土壤和叶片分析得出 的数据可用于不同的目地，土壤分析最好用于种植前。土壤的p h 、含盐量、磷和钾 含量在种植前可以很容易地进行控制。苗木种植后，土壤的分析也可以提供有用的 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 背景资料，特别是含盐量的问题或p h 造成的生长问题。一旦树体成长后，叶片分析 更能对植物营养状态起指导作用。因为它体现了植物体本身的情况。土壤分析只能 显示土壤内营养元素的存储量n 油1 。 虽然土壤内的营养元素含量可直接影响到林木的生长量，但由于各种营养元素 在土壤中的存在形式多样，有些呈离子态，可直接被植物体吸收，有些固化在砂粒 中，很难以为植物吸收。就以钾元素为例来看，在土壤内存在着速效钾、缓效钾， 以及砂粒内不为植物吸收的钾元素。另外某些营养元素之间常存在拮抗作用，再加 上土壤的养分测定相当于植物体来说较为复杂，且受多种因素的影响，很难确切反 映出植物体所能吸收的营养元素的适宜浓度。因此，科研上常采用植物体营养诊断， 结合施肥试验，来评估土壤内各种元素的丰缺状态。植物体内的养分状况是土壤养 分供应、植物对养分需求和吸收能力的综合反映。通过对植物体内养分状况进行诊 断完全可以反映其当时的营养状况，并以此为依据进行施肥决策和林地管理。 综上所述，虽然施肥能明显提高林分的生长量，但如果缺乏科学的指导，特别 是过量施肥的话，不仅不能起到促生的作用，还可能会减缓林木的生长，甚至造成 环境的污染。由于不同的林地上的原有的营养元素浓度不同，且不同的树种对各种 元素的需求不一，因此，确定土壤中各种营养元素的适量浓度，有针对性的进行施 肥，对桉树人工林的速生丰产具有重要的指导意义。 2 土壤与林木营养诊断发展现状刊 土壤和植物营养诊断通过生物、化学等测试技术，是分析研究影响树木正常生 长发育的营养元素丰缺、协调与否的一种重要手段，也是指导林木施肥的理论基础。 它除了可分为土壤诊断和植株诊断2 大方面，具体还可再细分为包括土壤分析法、 植物形态症状诊断法、植物组织分析法( 临界值浓度法、最适养分范围、d r i s 法等) 、 盆栽试验和田间肥料试验等一系列研究方法。比较直观简易的诊断方法是采用植物 形态症状诊断法，其在农业和园艺上应用较多，各种缺素的形态症状相对被较好的 进行过归纳总结。林业上相关的大多数研究成果集中在针叶林上，在桉树的形态诊 断方面较为欠缺，主要在于不同的桉树树种，甚至不同的来源，对养分缺乏的反映 均不同。许多不同类型的缺素有可能会导致相似的症状。此外，某些特定元素少量 缺乏也会出现症状，主要依赖于其缺乏程度的大小。多种元素同时缺乏的现象也有 中文摘要 出现，其他一些因素，包括立地、季节和气候也起作用。缺素的诊断是个复杂的过 程，且不易操作。缺素现象可能发生在种植过后一段时间( 可能几年后) ，因为刚开 始时土壤内养分充足，随着植物的吸收逐渐减少。桉树的缺素症状表现的与其他树 种缺素症略有不同，澳大利亚科学家c h a r l m ap h i l l i p s 通过多年观察研究，总结了各 种元素对桉树的作用及不同缺素症的一些典型症状【l l 】，可作为直观判断缺素的参 考，具体如下： 硼存在于植物体的活跃生长部位，如芽尖和根尖。当树木长在边缘地区或土层 薄、石砾较多的地方，这些地方水分缺乏或出现水涝，硼显得特别重要。树体对硼 的需求量很少。不同桉树树种对硼的缺乏症状表现不尽相同，通常的症状是幼芽的 顶枯病，新叶有微黄色的边缘。 钙对根的健康发育至关重要。缺钙常发生在酸性土壤。缺钙的症状首先出现在 新叶上，会有枯斑或者叶片顶枯。植株矮小，通常根部发育不良。 铜集中在绿叶中。缺铜通常伴随着缺锌，多发生在砂质土壤上。在n 和p 含量 高的土壤内，铜通常呈结合态，不易为树体吸收。缺铜的症状包括萎蔫，顶生枝条 顶枯，树干折断或不直，树干可能会扭曲，在某些情况下还可能呈水平状生长。 铁对叶片内叶绿素的合成至关重要。缺铁在含石灰多的土壤内易出现。通常是 土壤内有足量的铁元素，但呈不易为植物吸收的状态。主要症状是萎黄，叶脉间的 部位变黄，新生长的部位呈苍黄色。 镁是参与光合作用的重要元素。缺镁多发生在钾含量高的酸性土壤。症状首先 出现在老叶上，叶片的尖端和边缘萎黄，并逐渐向内扩展。可能会沿着叶脉呈v 形， 一些老叶还可能变红。缺镁还会抑制嫩枝的生长。 锰可在绿叶中发现。缺锰的症状主要是萎黄，跟缺铁很相似。还可能会出现叶 片收拢和叶片坏斑。新叶首先受到影响。 氮是很重要的植物营养素，它对光合作用很重要。氮缺乏在桉树上较为少见。 缺氮的症状首先出现在老叶上，颜色变的苍黄。可能叶面上会出现黄色斑点和褪绿。 在一些情况下叶脉变红。颜色的变化取决于缺氮的程度很桉树品种。可能也会出现 未成熟叶片掉落。 磷也是种很重要的元素。它影响到根部发育，枝干，开花和种子，对光合作用 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 也很重要。缺磷症状首先出现在老叶并呈紫色，通常叶片尖端及边缘会变干枯。提 示：要注意区分紫色叶片与健康的黄绿色叶片，未成熟叶片与缺氮缺磷的叶片。这 些区别在老的成型叶片上很明显。 钾在蛋白质合成和根部、茎干的成型上很重要。桉树对钾的需求量很大，但土 壤中的钾大部分不易为树体吸收。缺钾常常发生在砂质土壤上。症状首先出现在老 叶上，主要的症状是叶边缘到尖端的组织坏死。 硫对根部的成型很重要。缺硫比较少见，症状包括叶脉苍白萎黄、茎干矮化。 锌对茎干和叶的正常生长很重要。缺锌常常伴随着缺铜，首先出现在新叶上。 症状包括叶片萎黄和起皱，叶片坏斑，叶尖端顶枯。 某些缺素会出现相似的症状，不好判断到底是缺乏何种元素。很多情况下许多 因素同时起作用，症状的发生不单单有一个因素引起。树木生长的立地类型和土壤 类型对其正常生长很重要。如果林木长不好，这些因素都需要统筹考虑。在各类养 分充足的土壤内，缺素的症状也可能出现。土壤内虽然有足够养分，但植物未能吸 收。气候条件也使得情况更加复杂。例如，在缺硼的土壤内，症状会出现在干旱的 时节，在湿润的季节症状很难看到。另外一个常被忽略的因素是杂草竞争。桉树， 特别是在幼苗期和幼年期，对杂草竞争很敏感。林地内杂草太多的话，会跟桉树争 夺水分和养分，影响到桉树的存活率和生长率。 因此，虽然症状诊断具有快速、简便和不需通过实验室分析的优势，但其应用 范围通常局限在植株仅缺一种营养元素的情况下。如果植株同时缺乏2 种或2 种以 上营养元素时，或由其他一些因素( 如气候、季节变化、病虫害、机械损伤等) 引 起的症状，往往容易出现症状的相互混淆，难以有效的应用。再者，一旦植株开始 出现某些缺素症状，往往表明其营养失调已相对严重，林木的生长发育已经受到影 响了，此时才开始进行矫正，往往收效较小且慢。 目前，国内桉树营养诊断上较常采用临界值法、最适浓度法、综合诊断施肥法 ( d p d s ) 、相关值法等。这些方法也存在一些缺陷，如干扰因子较多、时空变化较大、 生长相关性较小、工作量较大且容易出现误判【1 2 1 。尽管这些方法均有不足之处，但 在一定程度上也对林木的合理施肥起到积极的作用，如能结合使用可尽量减少干扰 因素的影响。另外，近些年来向量图解分析法也逐渐应用于林木营养诊断方面，俞 中文摘要 元春等( 1 9 9 9 年) 在杉木上进行施磷肥的向量图解分析【1 3 】，曹福亮等( 2 0 0 1 年) 在银 杏上进行施肥的向量分析【1 4 】，冯茂松等( 2 0 0 6 年) 在巨桉上进行施肥处理的向量分 析。与单一测定植物组织养分浓度的诊断方法不同的是，向量图解分析法是在一幅 综合性的向量分析图中，比较在相差悬殊的生长状况下( 即高产和低产，正常和不正 常，理想的和不理想的，有无可见症状的) 的干物质质量和养分组成，揭示林木生长 效应、养分浓度及养分含量之间的内在联系，它既能独立于临界浓度值和养分比率 进行诊断，又能对养分的富集作用、稀释作用、养分间的平衡及互作进行独立的诊 断，具有独特的优越性。本研究在应用二次通用旋转施肥试验与最适浓度法分析叶 片养分含量及计算施肥量的同时，采用向量图解分析进一步来分析试验数据，以获 得较可靠的研究结果。 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 - 8 第一章闽南桉树林土壤养分状况及初步评价 第一章闽南桉树林土壤养分状况及初步评价 第一节土壤养分基本情况 ( 一) 试验材料 土壤样品取自福建漳州、泉州、莆田等地，以闽南一带的桉树人工林为主要采 样地，由不同样地内的o - - 4 0 c m 土层取土。 ( 二) 试验方法 土壤取样，按照树龄、生长情况的不同设置样地，每样地按“s 形路线多点 ( 1 5 - - 1 6 点) ，取样时，在取样点用铁铲把土坑一面铲成垂直状，采集o , 一- 4 0 c m 土 层的混合土样2 5 0 9 - - - 5 0 0 9 ，装入布袋中并绑紧袋口，用铅笔编好号码及地点，及时 带回实验室进一步风干，以作土壤养分化学分析。 将土壤风干后，接着进行研磨、消煮、提取等步骤，再对各个土样进行化学成 分分析。全氮、水解氮测定采用培养皿扩散法，全磷与速效磷采用钼锑抗比色法，k 、 、c a 、c u 、z n 采用原子吸收光度计测定，有机质采用重铬酸钾氧化一外加热法测 定。 ( 三) 结果与分析 2 0 0 9 年4 月于泉州南安五台山林场、漳州平和天马林场、莆田仙游县林业局大 济速丰林基地等处按土壤取样方法采集土样，带回实验室进行养分分析，数据参见 表1 。 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 表l 闽南桉树林地土壤养分测定结果 - l o 第一章闽南桉树林土壤养分状况及初步评价 在采集土壤的同时，进行土壤实地情况的调查，从现场考察的结果来看，闽南 一带的林地土壤立地分布不均，相互之间差别较大，有些肥力好的，土层较厚，地 表植被也较丰富。而有些地表裸露，石块较多，相应的植被也较少，桉树生长情况 不很理想，枝干较细，叶片颜色亦偏黄。 根据全国第二次土壤普查，国家对土壤内的主要养分及微量元素进行分级，参 见表3 、表4 。 表3 土壤主要养分分级标准 t a b 3c l a s s i f i c a t i o ns t a n d a r do fs o i lm a j o rn u t r i e n t s 等级铜锌铁锰硼 钼 注：各元素计量单位：m e , k s 以表3 、表4 的国家土壤分级标准，对闽南一带的桉树人工林土壤进行整理， 并将样地土壤测定结果进行归类分析。土壤内的元素中速效c u 含量较丰富，有机 质与全钾中等含量，其他养分普通较低，总体肥力较差。具体情况见表5 、6 。 表5 闽南桉树林地土壤养分状况 t a b 5s o i ln u t r i e n ts t a t u so fe u c a l y p t u si ns o u t h e r nf u j i a n - 1 2 - 表6 闽南桉树林地土壤养分各级别分布( ) t a b 6f u j i a ne u c a l y p t u sf o r e s ts o i ln u t r i e n td i s t r i b u t i o na ta l ll e v e l s 闽南山地土壤养分情况结果分析：有机质含量处于中低水平；氮素处于低或缺 乏水平；磷素缺乏或极缺乏；全钾分布不均，其中含量高的约占3 0 9 6 ，低的约占5 0 。 但速效钾处于低或缺乏状态；钙、镁含量较低；铜元素含量较充足；锌分布不均， 总体来说含量偏低；b 较为缺乏，且多数林地土壤普遍缺乏，需注意b 肥与z n 肥的 少量补充。 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 第二节林地土壤肥力变化 ( 一) 试验材料 选择漳州长泰县岩溪林场和龙海县九龙岭林场不同树龄林地内的土壤样品。 ( 二) 试验方法 选取不同树龄的样地，设置标准样地，每样地按“s 形路线多点( 1 5 - - 一1 6 点) 。 取样时，在取样点用铁铲把土坑一面铲成垂直状，采集o 4 0 c m 土层的混合土样， 将样品稍微风干，装入布袋中并绑紧袋口，用铅笔编好号码及地点，及时带回实验 室进一步风干，以作土壤养分化学分析。 将土壤风干后，接着进行研磨、消煮、提取等步骤，再对各个土样进行化学成 分分析。全氮、水解氮测定采用培养皿扩散法，全磷与速效磷采用比色法，k 、m g 、 c a 采用原子吸收光度计测定，有机质采用重铬酸钾氧化一外加热法测定。 表7 岩溪林场不同树龄林地土壤养分含量 t a b 7s o i ln u t r i e n tc o n t e n to fd i f f e r e n ta g e si ny a n x i l i n c h a n g 岩溪林场的土壤分析表明，除了4 年生林地内的速效钾有下降的现象，其他的 养分无显著性的差异。 表8 九龙岭林场不同树龄林地土壤养分含量 样地位置林龄有机觚全舭 水解m g k 氮g麓鬻 九龙岭林场不同树龄林地内的养分状况较稳定，土壤内各养分的含量偏差不大。 结果分析：由表7 、表8 可看出，随着桉树的生长，林地内土壤的肥料变化基 本不大，无明显的增高或降低趋势，可能与平常定期施肥有关，也从另一方面说明 了如果施肥得当，长期种植桉树并不会对地力造成明显破坏或影响，营造短周期工 业原料林与生态系统的维持并不是互相矛盾的关系。 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 - 1 6 一 第二章 闽南桉树人工林营养特征 第二章闽南桉树人工林营养特征 第一节桉树各器官营养元素分布积累 ( 一) 试验材料 以闽南一带广泛种植的尾巨桉为对象，取其杆、枝、叶、皮，分别测各部位的 养分含量。 ( 二) 试验方法 叶片采集方法：选择有代表性的3 5 株样树，以叶冠中上部( 树冠上部1 3 处) ， 采集向阳的混合叶片，选取当年生叶片、叶片生长温度，并已展开且无病虫害的叶 片。 将所采集的新鲜叶片样品用纱布袋装盛，用铅笔做好标签，及时携回实验室内。 将植物样品放6 5 度恒温箱烘干后粉碎，称量后用硫酸一高氯酸混合液消煮，接着冲 洗定容后待用。氮测定采用培养皿扩散法，全磷采用钼锑抗比色法，k 、c a 、m g 、 c u 、z n 采用原子吸收光度计测定，b 采用干灰化一甲亚胺比色法测定。 ( 三) 结果与分析 表9 尾巨桉人工林林木各器官养分含量 t a b 9t h en u t r i e n tc o n t e n t si nv a r i o u so r g a n sa tp l a n t a t i o nf o r e s t so fe u c a l y p t u s u r o p h y l l axe g r a n d i s 桉树的各营养器官具有不同的生理活性及生理作用，其营养元素含量也有不同。 通过测量桉树的杆、枝、叶、皮4 个部位的各营养元素的含量( 见表9 ) ，可看出叶当 中的n 、p 、k 、m g 、c u 、b 含量相对来说最高，而c a 以树皮当中浓度最高，z n 在杆 中浓度为高。综合来看，桉树各器官营养元素含量大体为：叶 皮 枝 杆，以叶当 福建师范大学2 0 1 0 届硕士学位论文 中的营养成分最丰富，这与叶为最主要的同化器官，其生理活性最高想吻合，而输 导组织、木质部的生理活性较弱，其营养元素含量相对较低。由器官的各营养元素 来看，以n 、k 、c a 含量为最高，一般为n k c a m g p ，微量元素z n b c u 。 华元刚等对海南岛桉树人工林营养与施肥研究表明，营养元素在桉树各器官中含量 大小顺序为：叶 皮 根 枝 杆，而且各器官内含量最高的5 种元素( n 、p 、k 、c a 、m g ) 中，c a 和n 含量最高，其他依次为k m g p 口1 ，其