不同配方施肥对杉木人工林幼林生态化学计量特征的影响

【目的】生态化学计量法是探索耦合元素平衡和循环的有效工具(如氮、碳、和磷等),研究不同配方施肥对湖南会同杉木人工幼林C、N、P化学计量特征的影响,为杉木人工林生态系统经营与管理提供科学依据。【方法】以“3414”配方施肥为基准,在湖南省会同县生态站林场2年生杉木人工林内设置14个不同配方施肥处理,分别在施肥前、施肥12个月后采集0~10 cm表层土壤样品及杉木根、枝、叶样品,采用电位法测定土壤pH值,重铬酸钾加热法测定土壤、植物的有机碳含量,凯氏消煮法测定土壤、植物的全氮含量,钼锑抗比色法(HClO4—H2SO4)测定土壤、植物的全磷含量,运用单因素方差分析法和Pearson相关分析法分析杉木人工林幼林生态化学计量比的差异及其相关性。【结果】1)施肥明显改变土壤化学计量特征。与CK相比,不同配方施肥处理土壤C含量无显著变化,土壤N、P含量有不同程度的变化,在处理J(N3P2K2)和处理E(N2P2K2)分别观测到土壤N、P含量的最大值。2)配方施肥显著改变杉木幼龄林根、枝、叶化学计量特征。3)配方施肥后,土壤N∶P低于全国平均水平(9.3),说明影响试验地土壤生产力的主要限制因子是N;叶片、枝干N∶P变化区间分别为12.15~13.89、8.73~10.07,说明叶片、枝干生长也主要受N的影响。4)土壤C、N、P计量值对杉木人工林幼林的计量值具有一定影响,但对叶的影响相对较弱。5)处理J(N3P2K2)施肥效果最为显著,表层土壤及叶片的N含量分别比CK提高28.36%和5.58%,枝的N、P含量分别比CK提高11.00%和28.13%,根的N、P含量分别比CK提高53.86%和4.92%。【结论】适宜的配方施肥能显著改善土壤质量,提高林木对肥料的利用效率。基于“3414”试验,可知土壤,叶片,枝干和根系全氮均高于CK,氮是限制该试验地杉木人工林幼林林木生长及土壤生产力的因子之一。每株杉木幼树施用150 g氮肥、100 g磷肥、100 g钾肥的配方施肥模式(处理J)效果最为显著。

萘乙酸对紫楠幼苗根系形态和内源激素的调节效应

为探究不同浓度萘乙酸(NAA)对紫楠幼苗根系形态和内源激素含量的影响,明确NAA在紫楠幼苗根系发育中的调节作用,以同一母树同一枝条上采集的成熟紫楠种子萌发的幼苗为研究对象,设置浓度为0、25、50和75 mg·L^(-1)NAA处理,分析NAA对紫楠幼苗根系形态和内源激素含量的调控作用。结果表明,NAA处理抑制了紫楠幼苗主根生长,主根直径和根系总表面积得到增加,同时显著提高根系总生物量(P<0.05)。当NAA浓度为75 mg·L^(-1)时,紫楠幼苗根系总表面积和根系总长度达到最大;1级侧根数目、1级侧根总长度增加且达到最大。外源激素NAA显著提高紫楠幼苗根系反式玉米素(TZ)含量(P<0.05);随着NAA浓度升高,根系拓扑指数显著增大(P<0.05),紫楠根系向鱼尾形分支类型进化。浓度为75 mg·L^(-1)NAA处理可以显著提高紫楠幼苗根系生物量和TZ含量(P<0.05),同时显著降低根系内源激素脱落酸含量(P<0.05),促进根系TZ的合成积累,促进根系的发育。

杉木幼林间伐剩余物存留量对土壤养分及微生物量的影响

探究不同采伐剩余物对土壤养分及酶活性的影响,为林分的经营提供科学依据。本研究以湖南省会同县10年生杉木纯林为研究对象,对其采伐剩余物存留量采取R0(保留全部,2815.95 kg·hm^(-2))、R1(保留3/4,2111.96 kg·hm^(-2))、R2(保留1/2,1407.98 kg·hm^(-2))和CK(不保留,0 kg·hm^(-2))4种处理,测定处理前后土壤有机碳、全氮、全磷等养分含量和过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶4种土壤酶活性及微生物碳、氮、磷的含量,分析不同间伐剩余物存留量对土壤养分、酶活性及微生物量的影响。结果表明:不同采伐剩余物存留量对土壤有机碳存在显著影响,在R2处理下土壤有机碳、全氮、有效磷显著高于其他处理;不同处理下,蔗糖酶、脲酶活性存在显著差异;在不同的处理中微生物碳含量无显著差异,微生物氮、磷含量表现为R2处理显著高于其他处理,并表现出显著的增长性。采伐剩余物存留量主要通过改变土壤养分的输入及土壤酶活性特别是脲酶的活性来影响有机碳。该研究对南方红壤地区杉木纯林的经营具有一定参考意义。

不同施肥处理条件下闽楠叶片精油组分GC/MS鉴定分析

为提高闽楠叶片精油产率、品质,提升闽楠开发利用价值,对湖南省金洞林场四种不同施肥处理的五年生闽楠叶片进行精油提取和挥发性成分的GC/MS鉴定分析。结果表明:有机肥、复合肥、菌肥及不施肥处理90 d后的闽楠叶片精油产率分别为0.0957%、0.0850%、0.0709%、0.0767%。从有机肥、复合肥、菌肥和不施肥处理的叶片精油中分别检测出物质67种、72种、65种、66种。精油分离出的挥发性成分共包括烃类47种、醇类17种、醛类8种、萘类6种,酮类3种、酯类1种、呋喃类1种,其中四种处理的相同成分有51种,多为萜烯烃类和萜醇类,典型组分为牛儿烯,(+)-喇叭烯,(-)-α-蒎烯,δ-杜松烯,(+)-香橙烯等。精油中含氧化合物的总相对质量分数依次为19.58%(有机肥),19.51%(复合肥),13.07%(菌肥),17.52%(不施肥)。有机肥和复合肥可以提高闽楠叶片精油的产率和品质,菌肥会降低叶片精油产率和品质。

指数施磷模式对闽楠幼苗生长及光合生理特性的影响

【目的】探究不同指数施磷水平对闽楠幼苗生长和光合生理特性的影响,为土壤磷背景值较低地区培育优质闽楠苗木提供理论依据。【方法】以金洞林场1年生闽楠容器苗为研究对象,设置7组指数施磷水平、1组平均施磷水平和不施磷组共9组处理,分析不同施磷处理对闽楠幼苗生长、生物量分配、根系形态和光合生理特性的影响,运用主成分分析筛选出最佳的施磷水平和施磷模式。【结果】1)施磷促进了闽楠幼苗苗高、地径的生长,随着施磷水平的提高均表现出先增加后降低的趋势。2)施磷对闽楠幼苗叶、茎、根生物量分配的影响存在差异,随着施磷水平的提高,各器官生物量表现为先增加后降低的趋势,在指数施磷2000 mg/株时达到最大,其次是指数施磷1600 mg/株,根冠比表现为先降低后升高,在CK时表现最高。3)施磷促进了根系的发育,随着施磷水平的提高,根系总根长,根表面积和根体积均表现出先增加后降低的趋势,而对根平均直径无显著影响。4)施磷促进了闽楠幼苗叶绿素的合成和光合作用的进行;随着施磷水平的提高,闽楠幼苗叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素质量分数和表观量子效率(α)、最大净光合速率(P_(nmax))均呈先上升后降低的趋势,而光饱和点(LSP)则随着磷水平的提高而提高。【结论】合理的磷素施加可以有效促进闽楠幼苗的生长发育和光合作用;磷素过低会对幼苗生长和光合生理形成限制,而过高会造成抑制,均不利于幼苗的生长和光合作用的进行;主成分分析表明,闽楠幼苗最佳的指数施磷水平在1600~2000 mg/株;指数施磷相比平均施磷有利于闽楠幼苗苗木质量的培育和提升。

不同施肥处理闽楠幼林根系分泌物的鉴定和化感物质分析

【目的】通过研究不同施肥处理对闽楠幼林根系分泌物组分及各组分相对含量的影响,为闽楠人工林的栽培经营和提升其开发利用价值提供科学依据。【方法】对湖南省祁阳县金洞林场4种不同施肥处理的5年生闽楠幼林进行根系分泌物的采集和超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱(UPLC-QTOF-MS/MS)的鉴定分析。【结果】从有机肥、复合肥、菌肥和不施肥处理闽楠幼林根系分泌物中分别检测出物质96种、94种、94种、85种,其中相对含量大于1%的化合物分别有22种、19种、29种、19种,按类型划分主要包括萜烯、萜醇、酸、脂、胺、碱、酯、多肽、酮、噻唑、呋喃、嘌呤类;4种施肥处理检测出的相同成分有72种,多为萜烯、萜醇和酸类,典型组分为长叶蒎烯、网翼藻烯、八氢四甲基萘甲醇、二氢鞘氨醇、C16-二氢鞘氨醇、喇叭茶醇、磷酸和正环乙烯羰基十五烷基胺;根系分泌物中萜类物质的总相对含量依次为49.27%(有机肥)、44.3%(复合肥)、35.13%(菌肥)、31.98%(对照组),在鉴定出的化合物类型中所占比例最高;菌肥处理中磷酸的相对含量达到了27.65%,显著高于其他3种处理(12.37%、15.10%、17.28%)。【结论】不同施肥处理的闽楠根系分泌物中物质及组分类型存在差异。提高或降低根系分泌物中某些成分的相对含量,可用于植物化感效应的定向研究与利用。

不同整地方式对长江滩地防护林土壤有机碳和全氮含量及密度的影响

湿地土壤碳(C)和氮(N)在湿地生态系统和全球碳氮循环中起着重要作用。为了阐明人类活动对湿地生态系统C库和N库的影响,本研究以西洞庭湖开沟和不开沟整地滩地防护林为研究对象,通过系统调查和土壤样品采集分析,探讨了不同整地方式对长江中下游滩地防护林土壤C和N的影响。研究结果表明:在不开沟样地中,0~100 cm土层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量及密度的变化均表现为CK>8年林龄>3年林龄;在开沟造林样地中,SOC和TN含量和密度在0~30 cm和30~60 cm土层随林龄增大先增加后减小,而在60~100 cm土层随林龄增大而减小。整地方式显著影响土壤SOC和TN含量,但对土壤SOC和TN密度影响不显著。因此,应合理确定长江中下游滩地防护林的规模,禁止在相对高程较低的区域采用开沟方式营建防护林。