不同密度大叶相思的养分积累和分配规律

蔡金桓+廖明新+薛立

摘要：：对不同密度的4年生大叶相思林的养分含量进行了研究，以便为合理管理和利用大叶相思人工林提供理论依据。研究结果表明：3种密度大叶相思林的各器官养分浓度以N的浓度最高，占养分总浓度的64 %左右，K浓度居中，为32 %左右，P的浓度最低，仅4 %左右；各器官养分浓度都为叶>枝>皮>根>干；高密度林分的各器官养分贮量为叶>枝>根>干>皮，中密度为叶>枝>干>根>皮，低密度为叶>干>枝>根>皮；林分养分总贮量为高密度>中密度>低密度；各器官中各养分贮量为N >K >P。

关键词：大叶相思；林分密度；养分浓度；养分贮量

中图分类号：S725.6

文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）11007104

1 引言

林分密度是指单位面积林地上林木的数量[1]。密度是林分结构的重要指标之一。森林密度的增加会使植物种内产生竞争，生长资源强制分配，进而引起植物形态特征和生长特性的改变[2，3]。密度过大时，地力下降快，而密度过小又会造成土地资源的浪费，只有合理的林分密度才可促进有效生产力的增加[4]。林木养分的积累与分配是养分元素生物循环的重要环节，是研究森林生态系统物质和能量的基础，研究养分在各器官的含量差异将为林木的施肥管理、集约化栽培提供科学的指导[5]。大叶相思（Acacia auriculaeformis）是含羞草科相思属（Acacia）速生乔木树种，具有生长快、适应广、经济价值高等特点，已在我国海南、广东、广西和福建等地的丘陵水土流失区和滨海风积沙土区大面积推广，成为当地造林绿化和改良土壤的主要树种之一[6，7]。目前，关于不同林分密度对林木养分积累和分配规律的研究主要集中在巨桉[5]、湿地松[8]、尾叶桉[9]和火炬松[10]等速生树种，罕见对大叶相思树种的报道。通过对大叶相思的密度试验，研究其养分含量、贮量与分配规律，以期为大叶相思人工林的营建提供参考。

2 材料与方法

2.1 试验地概况

研究地地处惠州市惠城区小金口（东经114°17′42″～114°32′16″，北纬22°56′57″～23°16′03″），属南亚热带季风气候。年平均气温在19.5～22.1 ℃，7月份平均气温28.3 ℃，1月份平均气温13.1 ℃，极端最高气温38.9 ℃，极端最低气温-1.9 ℃，积温7620.6 ℃，无霜期350～357 d。年平均降雨量1690～2380 mm，多集中在4～9月份，占年降雨量的80%～85%。土壤属赤红壤。本地调查时的土壤养分分别为，有机质15.64 g/kg、全N 0.69 g/kg、全P 0.27 g/kg、全K 24.09 g/kg。3种林分特征详见表1。

2.2 试验材料及设计

2003年春季割除林地上的芒草、桃金娘、藤类等杂草后，块状开穴，植穴规格50 cm×50 cm×40 cm，然后按1667（低密度）株/hm2、4444（中密度）株/hm2、10000（高密度）株/hm2的密度栽植大叶相思，苗高约1 m。在各密度林分大叶相思林中选取有代表性固定样地3个，每个样地面积均为1亩（25.82 m×25.82 m），合计9个样地。2007年4月对3种密度大叶相思林的固定样地中的植物器官（根、干、皮、枝、叶）展开养分调查。

2.3 试验方法

在每一密度中按径阶分布随机抽取10株标准木，砍伐并挖出根系，对每一密度的标准木按各器官（根、干、皮、枝、叶）取混合样，在80 ℃烘箱内24 h烘干至恒重后，粉碎处理，用于测量各器官的N、P、K养分含量。

2.4 植物養分的测定

取各密度大叶相思林的根、干、皮、枝和叶的干重样品，粉碎后进行养分分析。N用重铬酸钾—浓硫酸消化后以半微量凯氏法测定，P、K分析待测液用H2SO4-H2O2消煮后，试液中的P用钼兰比色法测定，K用火焰光度法测定[11]。每个样品做三次重复测定，结果取重复测定的算数平均值。

2.5 数据处理与分析

用微软公司的Microsoft Excel 2003对植物器官（根、干、皮、枝、叶）养分含量进行处理并作图，用SAS8.2对数据进行多重比较。

3 结果与分析

3.1 大叶相思林的各器官的养分浓度

高密度大叶相思各器官的N和K浓度大小为叶>枝>皮>根>干，P浓度大小为枝>叶>根>皮>干；中密度大叶相思的N浓度大小为叶>皮>枝>根>干，K浓度大小为叶>枝>根>皮>干，P浓度大小为叶>根>枝>皮>干；低密度大叶相思的N和K浓度大小为叶>枝>皮>根>干，P浓度大小为叶>枝>根>干>皮（表2）。除高密度大叶相思的P浓度外，各密度大叶相思的叶养分浓度最高；除低密度的大叶相思P浓度外，各密度大叶相思的干养分最低。总体而言，叶的营养元素浓度总量最高，干的最低。

各密度大叶相思林的N的浓度最高，占养分的64 %左右，K浓度居中，为32 %左右，P的浓度最低4 %左右。高密度大叶相思林的总浓度最高，为104.20 g/kg，其中N为66.64 g/kg、P为3.91 g/kg和K为33.65 g/kg；低密度大叶相思林的总浓度次之，为101.95 g/kg，其中N为66.19 g/kg、P为4.16 g/kg和K为31.60 g/kg；中密度大叶相思林的总浓度最小，仅89.89 g/kg，其中N为58.18 g/kg、P为3.39 g/kg和K为28.32 g/kg。

3.2 大叶相思林的各器官养分贮量

高密度的大叶相思的养分总贮量为1102.33 kg/hm2，其中叶为389.14 kg/hm2，占总贮量的35.48%，其次是枝，占总贮量的20.34%，皮的养分总贮量最少，为109.77 kg/hm2（表3）。各器官中干的P贮量最高，叶的N和K贮量最高，而皮的3种养分贮量最小。

中密度的大叶相思的总贮量为393.03 kg/hm2，各器官的养分贮量为叶>枝>干>根>皮。各器官中各养分贮量大小均为N >K >P。各器官中叶的N贮量最高，干的P贮量最高，枝的K贮量最高，而皮的3种养分贮量最小。

低密度的大叶相思的总贮量为257.02 kg/hm2，其中叶的养分总贮量占总贮量的36.21%，干为22.72%，枝为19.80%，根和皮的养分总贮量较少。各器官中各养分贮量大小均为N >K >P。其中，叶的N和K贮量最高，干的P贮量最高，而皮的3种养分贮量最小。

4 结论与讨论

林木养分的积累与分配是森林养分循环的重要环节，林木养分含量和贮量对林木生长和林地养分有重要影响。在3种密度大叶相思林的各器官养分浓度中，叶片的N、P、K浓度和总浓度最高，枝的养分浓度次之，干的养分浓度最低。王丽等[5]和肖兴翠等[8]的研究也发现，叶片的养分浓度较高，而干的较低。这可能是因为叶片作为光合作用器官，其生长周期短，是合成有机物质的场所，在植物生长过程中也是代谢最活跃的器官，需要大量的营养元素向其输送来满足其生长和代谢的要求。而干材以木质部为主，其生理生化作用最弱，大多数养分被转移，因而营养元素也最低。因此，在采伐利用时应尽量将枝、叶等组分归还于林地内，可以有效地降低林地养分损失，减小林木采伐对林地养分和长期生产力保持造成不良影响[12]。不同密度大叶相思林下的养分总浓度大小均为N>K>P，这与梁瑞友等[13]研究5种阔叶树幼苗的养分含量分配规律的结果一致。其中，高密度大叶相思林的N、P和K浓度和总浓度最高，低密度的次之，中密度的最小。

3种不同密度大叶相思林的养分总贮量大小为高密度>中密度>低密度。相关研究也有类似报道，林木养分积累量在林分密度不大时随密度的增大而增加[14]。也有研究表明，油松林养分积累量均有随密度的增加先增加后降低的规律[15]。这可能是因为林分密度的增加到一定程度后造成植物之间的竞争激烈，对光照、土壤水分和养分需求的增大有关[16]。本研究结果显示，各器官的养分总贮量中，叶片的最高，皮的最低。这可能与各器官生命活动的活跃程度有关，叶片是植物重要的养分储存器官[17]，需要进行光合作用等重要活动，所以其需养分较多，而皮的生物量和生命活动均较少，导致其养分贮量较低。

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Abstract： The organ nutrient content of trees was studied in Acacia auriculaeformisstands in different densities to provide theoretical basis for rational utilization and management of A. auriculaeformis stands. The results showedthat the concentration of N was the highest in the nutrient concentration of the three organs， accounting for about 64%； the concentration of K was about 32%； the concentration of P was the lowest， only about 4%. Generally， the nutrient content was leaves >branches>stem >roots >bark. The total amount of nutrients in various organs decreased in the order of leaves>branches>roots>stem>bark for the high-density stand； leaves>branches>stem>roots>bark for the middle-density stand； leaves >stem >branches >roots bard for the low-density stand. The amount of nutrients in the three stands was high-density stand > middle-density stand > low-density stand. The amount of nutrients was N >K >P.

Key words： ：Acacia auriculaeformis； stand density； nutrient concentration； nutrient accumulation