粉单竹地上部营养元素的积累和分配规律

刘欢++王超琦++冯莹

摘要：粉单竹（Bambusa chungii）是重要的材用丛生竹，具有一次造林成功即可长期获益的特点，然而对粉单竹的营养特性知之甚少。拟研究粉单竹地上部营养元素的积累和分配规律，为该竹种的养分管理提供基础，以指导科学施肥。于2013年1月，调查了不同年龄（1～3年）和不同器官（叶、枝、秆）的植株样品氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）和铜（Cu）等9种营养元素含量。结果表明，粉单竹地上部9种营养元素含量均表现为叶>枝>秆，地上部营养元素积累量为803.80 kg/hm2，大小顺序表现为秆（618.58 kg/hm2）>叶（98.25 kg/hm2）>枝（86.97 kg/hm2）。营养元素在各器官中总分配率大小表现为秆（77.0%）>叶（12.2%）>枝（10.8%）。粉单竹每生产1 t干物质所需5种大中量营养元素为12.91 kg，其中以N的吸收最多，其累积吸收量达474.53 kg/hm2，占地上部积累量的59.0%。因此，在粉单竹生产过程中应适当增施氮肥，可以促进该竹种经济部位竹秆的生长。

关键词：粉单竹；器官；营养元素；积累；分配

中图分类号： S718.43文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）05-0284-03

营养元素的积累和分配是生态系统的基本特征，维持着生态系统结构和功能的稳定，体现了植物对某些营养元素的需求和吸收能力[1]，反映了物种的生态适应策略，营养元素在植物体内不同器官的分配受植物种类和品种的影响[2]。竹林是一种重要而特殊的森林资源，全球总面积超过2.2×107 hm2，具有一次造林成功即可长期获益的特点[3]。丛生竹是竹子资源的重要组成部分，种类占世界竹子总数的70%以上[4]。我国丛生竹有16属160余种，面积80万hm2，年产竹材5.0×106 t[5]。

粉单竹（Bambusa chungii）是我国重要的丛生竹，分布于广东、海南、广西、福建等地，面积80万hm2，其秆直、壁薄、节平、材质柔韧，是较好的造纸原料和篾用材料；竹秆密被白粉、丛态秀美雅致，是庭院观赏佳品；同时它生长快，适应性强，是河滩沿岸地区的重要水土保持林，具有良好的经济和生态效益[6-7]。以往对粉单竹的研究主要有栽培技术、生理特征和材性[8-12]，对于该竹种养分循环的研究则未见报道。本试验调查和研究了1～3年生粉单竹地上部叶、枝、秆9种营养元素的含量、积累和分配，可为该竹种的林地土壤管理提供科学基础。

1材料与方法

1.1试验地概况

样地位于广东省龙门县麻榨镇小河洞村，中心地理位置113°59′47″E、23°28′40″N，海拔63 m，坡度25°，南坡。属南亚热带季风气候，年平均温度20.7 ℃，年平均降水量 1 732 mm，成土母岩为粉沙岩，试验地土壤基本理化性质如表1所示。该区域粉单竹为人工栽培，面积达500 hm2，竹龄为1～3年，密度350～380 丛/hm2，郁闭度0.7，主要经营措施有每年于6月份施用复合肥（N、P2O5、K2O含量均为15%）300 kg/hm2，砍去4年生老竹。

1.2样品采集与分析

1.2.1生物量调查与样品采集2013年1月，在调阅森林资源档案和野外调查的基础上，选择立地条件、林分组成、生长状况等具有代表性的粉单竹林，建立20 m×20 m的标准地4个。生物量调查和样品采集参照Wu等的方法[13-14]进行。

1.2.2分析方法和数据处理植株样品在实验室内用去离子水清洗后，于105°C杀青30 min，75°C烘干至恒质量，将样品粉碎后待用。将处理好的样品分为2份，1份用碳氮元素分析仪测定氮（N）含量；另1份称取0.200 0～0.300 0 g样品，用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度计法测定钾（K）含量；钼蓝比色-分光光度法测定磷（P）含量；采用ICP-AES法测定钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）含量[15]。

营养元素积累量（吸收量）=养分含量×干物质量；植物地上部分某器官营养元素分配=某器官营养元素积累量/地上部分积累量×100%[16]。

数据处理使用Excel 2003和DPS分析软件进行。

2结果与分析

2.1粉单竹林分基本特征

由表2可知，不同年龄粉单竹在林分中的生长存在一定的差异，植株胸径大小的排序为1年生>2年生>3年生，平均株高差异不大，约11 m左右。由表2还可看出，粉单竹地上部分生物量为秆>枝>叶。随着年龄的增长，叶、枝生物量占地上部生物量的比例均有所提高。

2.2粉单竹地上部不同器官营养元素含量

2.2.1粉单竹地上部不同器官氮、磷、钾含量由图1可以看出，粉单竹不同器官中的N、P、K含量均为叶>枝>秆。随着年龄的增大，地上部各器官P、K含量随之降低，N素在叶、枝中增加，而秆中则呈先降低而后升高的趋势。

粉单竹地上部各器官中营养元素的含量均表现为N>K>P，叶、枝、秆中N元素含量介于29.25～30.16、9.34～11.51、5.30～6.67g/kg，P元素含量介于1.67～1.69、0.53～0.58、0.24～0.59 g/kg，K元素含量介于4.27～5.19、2.95～3.22、2.21～4.34 g/kg。

2.2.2粉单竹地上部不同器官钙、镁含量由图2可以看出，粉单竹地上部各器官中Ca、Mg含量大小为叶>枝>秆。随着年龄的增大，Ca含量在叶、枝中减小，而在秆中则相对增加，Mg含量在枝中减小，而在叶、秆中相对增加。

粉单竹叶、枝、秆中元素含量均表现为Ca>Mg，叶、枝、秆中Ca 元素含量介于3.86～5.17、0.56～0.63、0.25～0.38 g/kg，而Mg元素含量介于1.80～1.88、0.30～0.54、0.22～0.26 g/kg。

2.2.3粉单竹地上部不同器官铁、锰、锌、铜含量由图3可以看出，粉单竹地上部各器官中Fe、Mn、Zn、Cu含量大小均表现为叶>枝>秆。随着年龄的增大，粉单竹地上部各器官中Zn元素含量降低，Fe元素含量在叶中增加而在枝、秆中降低，Mn元素在叶、枝中降低而在秆中增加，Cu元素含量在叶、枝中增加，而在秆中降低。

粉单竹营养元素含量大小顺序在2年叶、枝和3年枝、秆中表现为Mn>Fe>Zn>Cu，而在1、2 年秆和3年叶中则表现为Fe>Mn>Zn>Cu。叶、枝、秆中Fe元素含量介于 317.77～347.42、88.53～104.59、63.25～90.19 mg/kg，Mn元素含量介于270.12～403.68、161.93～174.35、19.73～64.54 mg/kg，Zn元素含量介于63.02～80.93、28.44～28.93、10.94～17.01 mg/kg，Cu元素含量介于9.79～11.31、6.82～8.43、3.44～5.12 mg/kg。

2.3粉单竹地上部不同器官营养元素积累量

由表3可以看出，粉单竹地上部各器官9种营养元素的积累量为803.80 kg/hm2，不同器官营养元素积累量的大小顺序为秆（618.58 kg/hm2）>叶（98.25 kg/hm2）>枝（86.97 kg/hm2），秆中所占比例达77.0%。各营养元素的积累量大小顺序为N>K>P>Ca>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu，N素所占比重达59.0%。

2.4粉单竹地上部不同器官营养元素的分配

由图4可知，粉单竹9种营养元素总的分配率大小表现为秆（77.0%）>叶（12.2%）>枝（10.8%），营养元素在秆中所占比例均超过50%，其中K、Cu在秆中的分配率达88.5%和81.8%。叶中的Ca和枝中的Mn所占比例也较大，分别为34.4% 和26.8%。

2.5粉单竹不同营养元素的利用效率

营养元素利用效率反映了植物对土壤养分环境的适应和利用状况，可用Chapin指数表示，即植物养分积累量与植物生物量之比。从表4可以看出，粉单竹每生产1 t干物质所需5种营养元素为12.91 kg，低于苦竹[17]，高于青皮竹和雷竹[18]，与毛竹[19]相似。5种营养元素中需要量最大的是N素，达 7.73 kg，占59.9%。相关研究也表明，粉单竹生长过程中对氮的需求量远高于磷、钾，肥料配比N ∶P ∶K为 5 ∶1 ∶1[20]。

3结论

粉单竹地上部9种营养元素含量均表现为叶>枝>秆。地上部各器官营养元素含量大小顺序为N>K>P>Ca>Mg，在2年生叶、枝和3年生枝、秆中表现为Mn>Fe>Zn>Cu，而在1、2年生秆和3年生叶中则表现为Fe>Mn>Zn>Cu。

粉单竹地上部各器官9种营养元素的积累量为 803.80 kg/hm2，在不同器官的大小顺序表现为秆（618.58 kg/hm2）>叶（98.25 kg/hm2）>枝（86.97 kg/hm2），秆中所占比例达77.0%。营养元素中以N的积累量最大，所占比重达59.0%，表明粉单竹具有较强的N吸收能力，适时合理地补充氮肥，可能对促进粉单竹的生长具有良好的效果。

粉单竹9种营养元素总的分配率大小表现为秆（77.0%）>叶（12.2%）>枝（10.8%），营养元素主要分配在秆中，所占比例均超过50%。每生产1 t干物质所需5种营养元素为12.91 kg，其中需要量最大的是N素，达 7.73 kg，占59.9%。这更进一步说明粉单竹在生长过程中施加氮肥的重要性。

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