黄土高原毛白杨、刺槐人工林对土壤养分的影响

研究不同人工造林对土壤养分的影响,为人工林丰产管理及地力衰退评价提供理论依据。以黄土高原8年生毛白杨、刺槐人工林为研究对象,通过调查和SPSS分析,比较了2种人工林对土壤速效养分的影响。结果表明,2种人工林对土壤速效氮、速效钾含量影响差异显著(P<0.05),对速效磷含量影响差异不显著(P>0.05),毛白杨人工林土壤速效氮、速效钾含量较同等条件刺槐人工林低,而速效磷含量较刺槐林略高。表明营造2种人工林后,毛白杨林整体肥力明显低于刺槐林,并表现为土壤质量中度退化,距树干基部越近这种差异性表现越明显。

不同施肥处理对毛白杨人工林生长及营养状况的影响

为寻求毛白杨(Populus tomentosa Carr.)人工林施肥的最佳效果,采用L(34)正交试验设计研究9了不同配比施肥和不同时期施肥对毛白杨人工林生长及营养状况的影响,通过测量分析其生长指标(胸径、树高、冠幅和一级分枝数)和叶片中营养元素含量的变化,结果表明:氮肥是影响毛白杨人工林生长的主要肥料,其次是钾肥、磷肥,而最佳施肥配比是纯N240g/株、P2O5120g/株、K2O80g/株,之比约为3︰1.5︰1;胸径、树高和冠幅生长主要集中在6月份占整个生长季的34.23%、31.74%和36.39%,而施肥处理加快胸径、树高、冠幅生长主要集中在7月份,分别比对照增加147.06%、23.26%、45.71%,施肥时期应选速生前期施肥即6月份之前,再次追肥时间应选择7月份期间;施肥影响叶片中氮、磷、钾含量的变化,其中,氮含量变化比磷、钾要明显,促进氮、磷、钾吸收最好的处理分别是处理7(N240g/株、P2O50g/株、K2O80g/株)、处理6(N120g/株、P2O5120g/株、K2O0g/株)和处理5(N120g/株、P2O560g/株、O80g/株)。因此,选择合理的施肥配比和施肥时间能显著提高毛白杨人工林生长。

生物炭和有机肥对毛白杨人工林土壤氮矿化的影响

为探索生物炭和有机肥在施加第三年后对毛白杨人工林土壤氮矿化的影响,在山东省聊城市冠县北京林业大学科研基地,以毛白杨(Populus tomentosa)人工林土壤为研究对象,采用裂区试验和原位培养法,选择3种有机肥施加量(0、3、9 t·hm^(-2))、3种生物炭施加量(0、2.5、10.0 t·hm^(-2)),随机区组9个协同施加试验方案;于2018年春季对试验地土壤撒施生物炭和有机肥(施加深度都为20cm),2019年采用生长一致的1年生“北林雄株1号”造林(造林密度为3 m×4 m);以不施加生物炭和有机肥为对照样地,2020年8—11月份采集各试验地土样,测算经过不同施肥处理后的毛白杨人工林土壤净氨化速率、净硝化速率、净氮矿化速率,分析生物炭、有机肥及其交互作用对毛白杨人工林土壤氮矿化的影响。结果表明:生物炭显著提高了土壤无机氮质量分数,其中生物炭施加量为10.0 t·hm^(-2)时土壤的无机氮质量分数较高。在8、9月份,生物炭和有机肥的交互作用,对土壤的净硝化速率和净氮矿化速率影响极显著(P<0.01),且生物炭对土壤的净氨化速率、净硝化速率、净氮矿化速率也有显著影响(P<0.05)。在8月份,与不施加生物炭和有机肥(对照)相比,“不施加有机肥+施加生物炭2.5 t·hm^(-2)”、“不施加有机肥+施加生物炭10.0 t·hm^(-2)”、“施加有机肥3 t·hm^(-2)+施加生物炭10.0 t·hm^(-2)”、“施加有机肥9 t·hm^(-2)+不施加生物炭”、“施加有机肥9 t·hm^(-2)+施加生物炭10.0 t·hm^(-2)”的协同处理,净氨化速率提高了53.1%~95.3%;在8、9月份,与不施加生物炭和有机肥(对照)相比,“施加有机肥9 t·hm^(-2)+施加生物炭2.5 t·hm^(-2)”协同处理,净硝化速率分别提高了22.7%、58.0%,净氮矿化速率分别提高了22.8%、50.0%。土壤净硝化速率、净氮矿化速率,随着土壤温度升高、含水量增大、总氮质量分数增加而提高,随着土壤碳氮质量比(w(C)∶w(N))的增加而下降。生物炭和有机肥及其交互作用对土壤氮矿化的影响,因季度变化会产生不同效果,在植物生长季能促进氮硝化和氮矿化;总体看,生物炭与有机肥混施对土壤氮矿化的促进作用,好于单施生物炭或有机肥,“施加有机肥9 t·hm^(-2)+施加生物炭2.5 t·hm^(-2)”协同处理能够更好地提高土壤氮矿化速率。

北京大兴地区毛白杨人工林生物量测定

以平原地区毛白杨人工林为研究对象,根据标准地里的62株标准木木数据,建立了毛白杨人工林单木生物量的预测模型,利用单木生物量模型来预测毛白杨人工林的生物量。结果表明:文研究中所建立的树干、全树重的模型精度都高于95%,误差很小,可以很好的用于预测落叶松人工林单木的生物量。

三倍体毛白杨无性系叶片养分含量的季节变化

为了研究三倍体毛白杨幼林阶段不同无性系叶片养分含量的季节变化,在造林后的第2、3和4年中,每年连续在春、夏和秋季对叶片养分含量进行测定分析。通过将测定结果进行重复测量的方差分析表明:叶片养分含量的季节变化之间有显著差异;元素P、Ca、Mg、Fe和Mn的季节含量以及N与P含量的比值(N/P)随林龄不同而有显著差异。在元素含量随季节变化的趋势分析中,P、N/P、K和Mn含量随时间的变化趋势近似为线性,元素N、Ca、Mg、Fe、Cu和Zn的含量变化趋势近似为曲线。通过组间效应方差分析得出叶片养分元素含量均随不同林龄的变化有显著差异,而对于不同无性系,只有元素Mg和Mn的含量在无性系之间存在显著差异。

毛白杨速生大径材优良无性系选育研究

为了选育出速生性强且适宜在陕西关中地区生长的毛白杨大径材适生品种,在西北农林科技大学渭河试验站以28年生的毛白杨试验对比林为研究对象,使用布鲁莱斯测高仪和围尺测定每株林木的树高和胸径,应用公式V=0.513 40 H^(0.828 958)D^(1.995 375)计算单株材积,并采用SPSS21.0对各无性系的树高、胸径和材积进行统计分析。结果表明:各无性系的树高、胸径和材积生长量与对照组箭杆毛白杨、易县毛白杨和I-101存在明显差异;在树高多重比较结果中,只有60号、77号、84号、66号、95号、75号、67号、69号无性系的树高生长量优于对照组,但是在0.01显著水平下60号、77号、84号、66号、95号、75号、67号、69号无性系只与I-101的差异达到显著与另外两个对照品系差异不显著;通过胸径多重比较结果可知,在0.01显著水平下胸径生长量优于对照组且与对照组差异达到显著的只有85号、89号和84号无性系;通过公式V=0.513 40 H0.828 958 D1.995 375计算各无性系单株材积后,对各无性系材积进行多重比较后发现,在0.01显著水平下材积生长量同时优于3个对照品系并与之差异达到显著的只有85号、89号和84号无性系。综上选出的最优无性系为85号、89号和84号无性系。

秦皇岛白桦人工林群落结构特征研究

采用随机样地调查方法,以40年人工毛白杨林为对照,对秦皇岛海滨林场20年生白桦人工林的群落层次结构、物种组成、多样性和乔木层径阶结构、树高结构进行了比较分析。结果表明:(1)白桦林和毛白杨林群落层次结构差异较大。白桦林处于幼龄林向中龄林过渡阶段,群落层次简单,由乔木层和草本层组成,灌木层缺乏。毛白杨林处于成过熟林状态,层次结构复杂,由主林层、次林层、灌木层和草本层4个层次组成,形成了复层异龄混交林。(2)白桦林和毛白杨林群落物种多样性不同。白桦林物种数量(24科29属32种)比毛白杨林(12科15属17种)更丰富,但不同层次物种组成差异较大,白桦林乔木层物种单一(1科1属1种),灌木层缺乏,毛白杨林乔木层(2科3属5种)和灌木层(5科5属6种)比白桦林种类丰富,白桦林草本层种类丰富(19科24属27种),远高于毛白杨林(10科12属12种);群落物种多样性[Shannon-Weiner指数(H)、Simpson指数(D)和群落均匀度指数(J)]白桦林草本层>毛白杨林草本层>毛白杨林灌木层>毛白杨林乔木层>白桦林乔木层;两个群落整体及乔灌草各层次之间种类组成存在较大差异,物种相似性水平较低。(3)白桦林和毛白杨林径阶结构和树高结构特征不同,白桦林径阶结构和树高结构均呈单峰型曲线,径阶和树高分布较为集中,胸径和树高变动系数小,个体分化不明显,呈现出典型的同龄林结构特征。毛白杨林径阶结构呈倒"J"型分布,树高结构呈双峰型曲线,个体分化明显,呈现出异龄林结构特征。(4)白桦林虽然在研究区秦皇岛海滨平原区正常生长,但其生长环境具有一定的特殊性,在其他平原地区造林需对环境进行认真筛选。

New Varieties of Populus tomentosa Carr. and Breeding Techniques

The main morphological characteristics, producing area and growth characteristics of sixteen new varieties of Chinese white poplar （Populus tomentosa Carr. ） are reported, aiming at providing reference for breeding and extension of new varieties.