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《北京林业大学》 2011年
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栓皮栎播种苗水氮需求规律研究

杨自立  
【摘要】:栓皮栎(Quercus variabilis L.)这一树种具有较高的生态和经济价值。然而,由于近几十年的滥砍滥伐,我国栓皮栎树种资源严重萎缩,已经影响到了该树种的正常发展。所以,加强栓皮栎苗木培育过程中的水肥管理,培育高质量苗木上山造林,提高造林成活率,具有极其重要的现实意义。 本文以栓皮栎当年生播种苗为研究对象,在摸清当年生栓皮栎苗木生长年变化规律的基础上,通过对比不同的灌溉施肥量和施肥方式以及水肥耦合效应对苗木生长发育的影响,最后选择出培育优质1年生栓皮栎苗木的合理灌溉施肥量和施肥方式,建立了栓皮栎播种苗精准灌溉施肥制度。主要研究结论如下: (1)栓皮栎播种苗当年高径生长有两次高峰,第一次高峰期苗木养分的主要来源为种子中贮存的矿质元素,该阶段需适时灌溉,无须施肥;第二次高峰期种子储备营养已经消耗殆尽,此时,应及时施肥和灌溉,保证苗木健康生长。 栓皮栎播种苗前期生长倾向于地上部分生物量的积累,此时应适时多补充氮肥,促进苗木茎、叶生长;后期生长生物量向根系分配比例增加,应多施P、K肥,促进苗木根系生长和茎部木质化。 栓皮栎1-0苗体N素含量最高(140.6 mg·株-1),K含量次之(31.6 mg·株-1),P含量最低(8.8 mg·株-1),所以,在育苗过程中,3种肥料用量大小依次应为NKP。 苗木耗水高峰期在7月和8月,栓皮栎苗木节水灌溉措施制定关键时段在7、8月。通过栓皮栎1-0苗木叶片DRIS营养诊断法,筛选出N/P=17.0±1.31、N/K=5.8±0.65和P/K=0.34±0.29三个指标,作为判断栓皮栎1-0苗木健康状况的依据。 (2)指数施肥、直线施肥和平均施肥3种施肥方式中,指数施肥条件下栓皮栎.播种苗生长发育状况最好,养分利用效率最高,所以,在今后栓皮栎1-0苗木培育中,建议采取指数施肥方式对苗木进行矿质营养加载。 (3)栓皮栎当年生播种苗需水规律上,土壤水分含量过高或者过低,都会导致根系生长受限,不能吸收充足的水分,苗木地上部分生长受到负面影响;而在合理范围内降低土壤含水率,会刺激根系生长,增强根系吸水能力。 苗木叶片光合性能方面,土壤水分含量过高或者过低,都会导致叶片净光合速率下降。当土壤含水量偏高或偏低时,苗木光合速率下降主要是由于气孔因素造成; 而干旱胁迫(土壤水势为-0.2285MPa--0.1834MPa)下,非气孔因素成为苗木光合速率下降的主要原因。 (4)苗木需肥规律方面,随供氮水平提高,苗木形态指标、各器官生物量及单株总生物量不同程度升高,但当供氮过量时,苗木各器官生物量及总生物量不升反降。 在各处理苗木叶片光合性能方面,氮素供给充足的情况下,适当增加供氮量,氮素对栓皮栎苗木光合作用的促进并不通过增加叶片的最大净光合速率来实现,而是通过延长整个速生期内叶片光合作用时间或提高单株光合有效叶面积的途径加以完成。但当供氮量过高时(329.2mg·株-1·年-1),苗木最大净光合速率、表观量子效率以及光饱和点不升反降,而光补偿点偏高。 苗体营养元素含量上,随供氮水平提高,速生期,各处理苗体器官氮浓度下降的幅度变小,说明氮素对提高苗体氮浓度水平有显著作用。同时,在苗木各器官间,叶片在速生期生理活动最为活跃,氮素浓度最高;茎次之;根最低。 另外,随供氮水平提高,各处理苗体P、K浓度差异不显著,说明供氮水平提高对生物量和P、K元素吸收的促进作用是等效的。但同时, N/P和N/K值逐渐升高,供氮过量时,苗木叶片N/P值已处于栓皮栎苗木叶片DRIS诊断图内圆半径之外,苗体N、P比例失调。 (5)水氮耦合效应对栓皮栎苗木生长发育影响方面:当土壤水势在-0.1262--0.0560MPa之间变动时,水氮交互作用对栓皮栎当年生播种苗生长影响不显著(P0.05),各处理苗木生长状况上的差异主要由水、氮2个主效应引起。而当土壤水势在-0.2285--0.0560MPa之间变动时,由于在低水分处理条件下,干旱胁迫已经成为栓皮栎苗木生长发育和正常生理代谢过程的主要限制性因素,该水分梯度下苗木的生长状况显著地低于W1和W2处理,同时,不同供氮水平对苗木生长发育的影响不显著,此时,水氮交互作用的影响才达到显著水平(P0.05)。 综上所述,当土壤水势在-0.1262--0.0560MPa之间变动时,水氮交互作用不显著,栓皮栎当年生播种苗生长状况上的差异主要由水、氮2个主效应引起,所以,在制定栓皮栎1-0优质苗木培育合理灌溉施肥制度时,可以将最佳水分梯度下的灌溉水平和最佳供氮水平直接搭配,得出培育1-0优质栓皮栎苗木的最佳灌溉量为21.47L株1-年-1,最佳供氮量为216.4mg株-1年-1,最佳施肥方式为指数施肥。
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