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优良杉木半同胞家系配方施肥与营养诊断研究

牛宁  
【摘要】:杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方最重要的用材树种,生长快、材质好、单产高,是我国南方人工林的当家树种,栽培面积遍及南方16个省区。在杉木人工林经营过程中,不合理的营林措施造成林地养分亏缺,导致地力衰退和林地生产力降低。虽然长期来有关杉木苗期施肥效应的研究很多,得出许多对杉木经营有很大参考价值的施肥配方,但由于以往的这些研究所选用的材料多来自杉木初级种子园或第1代种子园,它们的施肥配方与现在大面积推广的杉木良种的施肥配方明显不同。近年来,随着杉木良种选育工作的加快,传统的杉木种子园得到更新,已进入杉木3代种子园阶段,3代种子园后代生长快,产量高,遗传增益大,但目前以这些速生杉木材料的施肥效应研究很少,这些速生杉木的养分需求规律明显与传统杉木不一样,由于缺乏对这些速生杉木的养分需求规律的了解,极大地限制了这些速生杉木的推广应用。因此开展速生杉木材料的配方施肥与营养诊断研究具有重要现实意义。 鉴于此,本文根据植物营养学、植物生理学的原理与方法,采用二次通用旋转设计的试验方法,在导师课题组及前人对于速生杉木选择大量研究的基础上,以杉木速生为试验材料,通过开展室内模拟不同的土壤养分条件,运用营养诊断方法得出速生杉木适宜的施肥范围及需肥顺序,通过比较不同的施肥办法对速生杉木的形态和生理生化的适应差异,试图阐明速生杉木适应土壤肥力的内在调控机制。该研究从营养学的基础上探寻了速生杉木对肥料的需求规律,为丰富速生杉木营养学提供了科学依据,对于大面积推广速生杉木人工林和节约施肥成本提供了可靠的技术依据,对缓解杉木人工林林地生产力下降具有重大意义。主要研究结果如下: (1)不同的施肥处理对杉木根冠比影响差异显著,利用回归方程进行最优求解,求得当N:0.126g/kg,P:0.054g/kg,K:0.084g/kg时,即N、P、K各养分浓度的比值为2.3:1:1.6时,可以得到的最大根冠比可达到1.91。在试验中处理8(施氮量为0.511g/盆,施磷量为0.27g/盆,施钾量为0.341g/盆)的根冠比最大,其施肥值与根冠比最优施肥值接近,其根冠比是是所有处理中最大的,试验中也表明杉木根冠比大对N肥需求量最大,其次是K肥,最后是P肥。 (2)不同施肥处理对杉木根系的总根长、根体积、根表面积、根平均直径增量差异的影响达到显著水平,总体来说,杉木根系的生长对N、P、K的需求量为中等水平,分别为0.126g/kg、0.054g/kg、0.084g/kg,不同肥料的适量搭配能促进杉木根系的生长,施肥量过高或者过低均不利于杉木根系生长。杉木根系在生长过程中对P的需求要稍大于N。 (3)不同施肥处理下杉木苗硝酸还原酶活性(NRA)、酸性磷酸酶、可溶性蛋白之间差异达到极显著水平。NRA活性施N量呈负相关,随着N肥施用量的增加,NRA活性变弱,随着P肥的增加,会促进N肥的吸收;Apase活性与P肥施用量也呈现负相关,随着P肥的增加酶活性变低;可溶性蛋白含量随着K肥的增加而上升。 (4)根据杉木生物量划分高低产组,利用DRIS营养诊断的图解法和指数法,进行杉木P、N、K元素的营养诊断。不同施肥处理杉木的需肥顺序与施肥处理基本一致,结合于对比两种分析方法得出:杉木植株中N、P、K养分的适宜比值范围为P/N=0.1458±0.0261,K/N=0.9324±0.0444,K/P=6.6432±0.8833。本试验中,处理7(施氮量为0.511g/盆,施磷量为0.27g/盆,施钾量为1.339g/盆)的平衡状态最佳。总体而言杉木对K的需求量相对较大,对P的需求量次之,对N的需求相对较弱。


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