不同坡位火力楠幼树叶片养分的特性分析

许祝莨，余 明，王卓敏

(1.广东省台山市甫草林杨，广东 台山 529231；2.华南农业大学 林学与风景园林学院，广东 广州 510642)

1 引言

叶片生理代谢活动非常旺盛且含有较高养分含量，对环境的变化敏感响应，是植物进行光合作用的重要同化器官，其养分含量高低可以间接反映林分和土壤的养分水平，是对森林生态系统进行养分研究的重要依据[1]。植物叶片养分受到诸多因素的影响，如气候条件、生长发育阶段、季节动态和微环境因子等[2～4]。前人关于叶片养分的研究多集中于施肥对叶片养分的影响[5,6]，叶片养分的空间分布格局[7]和动态变化[3]、叶片养分与土壤养分的关系[8,9]、树木缺素诊断和施肥方案设计[10]以及林分的叶片养分特征[1]等方面。

火力楠(Michelia macclurei)是华南地区重要的乡土阔叶树种。前人对于火力楠的研究集中在抗旱生理[11]、生长[12,13]、凋落叶分解[14,15]和土壤[16,17]等方面，尚未见到不同坡位对火力楠叶片养分影响的报道。笔者对这一内容进行研究，可以从树木养分角度为火力楠林的经营管理提供参考。

2 试验地点与方法

研究地点位于韶关市曲江区小坑国家森林公园(原小坑林场)，地处韶关市曲江县东南小坑镇(113°35.5′E，24°40.5′N)。试验地土壤类型为砂页岩发育成的红壤，土层较深厚，海拔为200～300 m，坡度为35°～45°，属于亚热带季风气候，年均温度20.1 ℃，最热月份平均气温28.9 ℃，极端最高气温39.5 ℃，最冷月份平均气温9.6 ℃，极端最低-5.3 ℃，年活动积温7300 ℃。年平均降雨量1640 mm，集中于夏季。由于气候温暖、湿润、多雨，使植物生长繁茂，有利于有机质的分解与合成，但多雨使土壤养分流失较严重。火力楠栽植前的林分为杉木残次林。2016年4月对杉木林择伐后栽植2年生火力楠幼苗，种植密度为900株/ha，幼苗地径和树高分别为0.64 cm和1.67 m。

2018年的3月在火力楠幼林的上、中、下坡，分别选取5株样木，采集20片成熟叶子，放入密封袋保鲜拿回实验室，放入烘箱，105 ℃杀青20 min后在85 ℃条件下烘干到恒重，测定氮、磷、钾含量。氮含量用半微量凯氏法测定，磷含量用铝蓝比色法测定，钾含量用原子吸收分光光度法测定[18]。

3 试验结果

火力楠叶片有机碳含量为中坡(500.38g/kg)<上坡(511.84g/kg)<下坡(529.15g/kg)，各坡位差异不显著(图1)。

上、中、下坡的火力楠叶片氮含量分别为9.94 g/kg、12.44 g/kg、15.45 g/kg，各坡位间有显著差异(P<0.05)(图2)。

图1 叶片有机碳含量

图2 叶片氮含量

火力楠的叶片磷含量为下坡(1.30 g/kg)> 中坡(1.20 g/kg)>上坡(0.96 g/kg)，各坡位差异显著(P<0.05) (图3)。

上、中、下坡的火力楠叶片钾含量分别为4.95 g/kg、7.55 g/kg和6.06 g/kg，呈现中坡>下坡>上坡，各坡位见差异显著(P<0.05) (图4)。

图3 叶片磷含量

图4 叶片钾含量

4 讨论

火力楠上、中、下坡的叶片平均碳含量分别为512、500、529 mg/g，在不同坡位差异不显著，均明显高于全球植物叶片C 含量均值( 464 mg/g)[19]和对常绿阔叶林152种木本植物的研究结果的C平均含量 (458.17 mg/g)[20]，呈现高C特点。树木叶片的碳含量因有其火力楠的遗传特点、自身生长规律和土壤特性均可导致其叶片C含量高于其他植物。另外粤北的环境温度高，有利于光合作用，叶片的养分代谢旺盛[21]，可以促进糖类在针叶片的有效积累[22]。

氮、磷、钾是植物体内的“大量元素” ，植物必须吸收足够的N、P、K来维持自身的生长发育。N是植物体内核酸、各种酶、叶绿素以及激素等蛋白质的重要组成成分,与C植物的光合作用密切相关[23]。P与植物的新陈?代谢密切相关，它不仅可以通过影响植物的渗透调节能力来增强植物的耐旱性，而且能通过提高植物体内可溶性糖和磷脂的含量来增强植物的耐寒性。火力楠叶片的N和P含量均为下坡最高，中坡次之，上坡最低。水土流失将上坡的表层土壤细粒搬运到下坡后沉积, 所以上坡土壤贫瘠，下坡土壤肥沃。生长于肥沃土壤的幼树吸收方养分多，叶片的N和P含量高。各坡位的植物叶N含量均低于全国平均水平20.2 mg/g以及全球水平20.1 mg/g 。粤北的水热条件好，幼树叶片生长迅速，可能根系对养分的吸收速度慢于叶片生长，稀释了叶片N含量；上坡和中坡的火力楠叶片P含量均未达到全国平均水平1.21 mg/g，各坡位的楠叶片P含量均低于全球水平1.42 mg/g[24]，这与中国也亚热带森林土壤P 含量的规律一致。土壤P主要来源成土母质的影响。亚热带高温多雨，岩石风化和磷素淋溶严重，造成土壤磷含量偏低[25]，可能引起火力楠吸收的P减少，最终造成叶片P含量低。

K不但具有提高植株抗逆性的能力, 而且作用于植物细胞的水势和气孔运动的调节功能, 能够促进植物光合作用和光合产物的运输、提高CO2的同化率和酶活性[26]。火力楠叶片的K含量为中坡>下坡>上坡。可能是由于下坡的林下植物生长比中坡茂盛，减少了幼树吸收K[27]。