不同施氮量和灌水水平下毛白杨林地土壤矿质氮动态

【目的】分析不同施氮量和灌水水平对毛白杨林地土壤矿质氮动态的影响,以提高林地生产力和水氮利用效率,降低氮素损失,为林地长期施氮和灌水水平的合理选择提供理论依据。【方法】通过田间试验探究单次施氮周期内,4种施氮量(N0、N1、N2、N3分别为0、101.6、203.2、304.8 kg·hm^(−2))和3种灌水水平(W1、W2、W3分别表示土壤含水量下限为田间持水量的45%、60%、75%)下土壤矿质氮含量、氨挥发速率和脲酶活性的相关关系。【结果】单次施氮周期内,0~100 cm土层硝态氮平均含量为4.84~29.02 mg·kg^(−1),铵态氮平均含量为3.18~13.22 mg·kg^(−1)。硝态氮和铵态氮含量均随土层加深先增大后降低,随时间推移先增大后降低,分别于施氮后第7天和第3天达最大值(26.64~62.34 mg·kg^(−1)和26.61~51.32 mg·kg^(−1))。林地0~100 cm土层硝态氮和铵态氮累积量分别为55.39~331.99 kg·hm^(−2)和31.45~254.21 kg·hm^(−2),土壤矿质氮素主要以硝态氮形式累积,且累积量显著低于农田和果园等,铵态氮含量相对较低且稳定(除表层外)。林地土壤矿质氮含量和累积量与施氮量呈正相关,W3处理更易引起硝态氮向深土层运移。土壤氨挥发总量与施氮量和灌水水平呈显著正相关,且主要发生在施氮后10天内,于施氮后1~2天达到峰值(0.96~3.46 kg·hm^(−2)d^(−1)),单次施氮周期氨挥发损失量为1.57~18.29 kg·hm^(−2),损失率为14.05%~18.97%。土壤脲酶活性受施氮量和灌水水平影响极显著(P<0.01),随施氮量和灌水水平增大而增大,随时间推移先增大后降低,于施氮后第3天达最大值(3.14~4.48 mg·g^(−1))。偏相关分析表明,土壤表层硝态氮含量与铵态氮含量呈显著负相关,铵态氮含量与氨挥发速率呈显著正相关。【结论】不同施氮量和灌水水平显著影响毛白杨林地土壤硝态氮和铵态氮动态、氨挥发特征和脲酶活性。为减少林地氨挥发损失、降低硝态氮淋失风险,建议施氮量为203.2 kg·hm^(−2),土壤含水量控制在田间持水量的60%~75%。

水氮耦合效应对毛白杨无性系人工林林分蓄积量与经济效益的影响

为研究水氮耦合效应对毛白杨无性系人工林林分蓄积量与经济效益的影响,在河北省威县苗圃场选择4个毛白杨无性系1316、BT17、B331、S86人工林林分,采用裂区设计进行了连续4年田间试验研究。结果表明:水氮对4个毛白杨无性系林分蓄积量与经济效益有显著影响,各因素对林分蓄积量影响的次序为:水>氮>水氮交互,其中水、氮存在正交互作用。经模型寻优得出4个毛白杨无性系1316、BT17、B331、S86的水氮最佳经济效益组合:当施氮量分别为380kg/hm2(300g/株)、457kg/hm2(360g/株)、472kg/hm2(371g/株)、508kg/hm2(400g/株),土壤水分分别控制在田间持水量的76.92%、80.10%、81.46%、84.86%时,林分蓄积量分别达86.33、149.92、163.45、200.28m3/hm2;相应的纯收入分别为32866、69519、77418、98630元/hm2,分别比对照(W1N0)的纯收入增加了69.87%、82.82%、80.15%、81.45%。每公顷无性系S86的林分蓄积量分别是无性系1316的2.3倍、BT17的1.3倍、B331的1.2倍。每公顷无性系S86的纯收入分别是无性系1316的2.9倍、BT17的1.4倍、B331的1.3倍。可见S86在高水氮条件下为该地区最速生、丰产的毛白杨无性系。

水氮耦合下毛白杨无性系材积生长规律及品种选择

在河北省威县进行BT17、B331、S86、1316四个三倍体毛白杨无性系的大田水氮耦合试验,研究了水氮耦合效应对造林第2年、造林第4年的4个毛白杨无性系材积连年生长量的影响,并分别建立了数学模型。研究分析表明:水、氮对4个毛白杨无性系连年材积生长量存在耦合交互作用,且水氮的交互作用为正相关。不同的水氮配合有不同的连年材积生长量,在试验设计范围内,材积连年生长量与水分的增加和施氮量的增加呈正比。水、氮及水氮交互作用对造林第2年、造林第4年的4个毛白杨无性系材积连年生长量的影响效力分别为:水分>氮肥>水氮交互,氮肥>水分>水氮交互。可见,造林初期,应加强林地水分管理,后期应加强林地肥料管理。为达到最大材积连年生长量,造林第2年BT17、B331、S86、1316四个毛白杨无性系的最佳氮肥施用量为0.373 1、0.399 20、.432 70、.342 5 t/hm2,最佳土壤水分含量分别保持在田间持水量的74.93%、76.44%、77.74%、76.72%。造林第4年的最佳氮肥施用量为0.419 80、.455 1、0.480 8、0.367 4 t/hm2,最佳土壤水分含量分别保持在田间持水量的80.71%、83.47%、85.56%、78.42%。BT17、B331、S86、1316四个毛白杨无性系的抗旱能力与生长速率存在显著差异,其大小顺序为S86>B331>BT17>1316。

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。

不同毛白杨无性系林分蓄积量的长期水氮耦合效应

【目的】研究不同田间持水量和纯氮施用量对毛白杨人工林单位面积上林分蓄积量的影响,确定毛白杨无性系最佳水氮组合方案。【方法】采用裂区试验设计在河北威县林地研究不同水氮耦合处理对不同无性系(BT17,B331,S86,1316)毛白杨林分蓄积量影响。【结果】1)无性系在不同纯氮施用量和田间持水量灌溉条件下单位面积上林分生长量有差异,S86无性系对高水肥处理响应较好,1316无性系响应较差。2)对杨树人工林进行水分灌溉管理措施时,应该设置田间持水量75%以上作为灌溉临界值同时灌溉临界值应考虑造林地区的环境条件、造林密度、林龄等因素。3)杨树人工林单位面积上纯氮施肥量范围是在100~400kg·hm^-2,且施肥量应当根据实验地区肥力等级状况进行酌量加减。【结论】在河北威县S86无性系是在田间持水量75%以上和每株施氮量160g的管理措施下能实现速生丰产的毛白杨无性系,建议在相近地区进行杨树人工林速生丰产林培育时候优先考虑。

不同水氮处理下毛白杨碳氮磷化学计量特征

为了解灌水和施氮对毛白杨(Populus tomentosa Carrière)优良无性系休眠期各器官碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征的影响,利用毛白杨速生丰产林10年连续灌水和施氮双因素试验(通过灌水分别维持土壤含水量至田间持水量的45%、60%、75%;施氮量为0、101.6、203.2、304.8 kg/hm2,共计12个处理,每个处理3次重复)林地,选择其中的优良无性系S86为研究对象,2016年10月末待树木生长停止进入休眠期时,在每个水氮处理小区选取1株标准木并对其进行伐倒肢解处理后,测定分析毛白杨根、干、枝中的碳、氮、磷含量.结果显示:(1)毛白杨树干和枝碳、磷含量显著高于根(P <0.05);氮含量在各器官间差异显著,大小为枝>根>干. C:N在各器官间差异显著,大小为干>根>枝;C:P在各器官间差异不显著;N:P在各器官间差异显著,大小为枝>根>干.(2)灌水对各器官碳含量无显著影响,施氮显著降低根碳含量;灌水、施氮以及两者交互作用均显著影响根、干、枝氮含量,灌水和施氮显著增加各器官氮含量,并在高水高氮条件下毛白杨各器官氮含量显著增大.(3)灌水和施氮显著降低了毛白杨各器官C:N,对C:P影响不显著,显著增加N:P含量.本研究表明,灌水和施氮均促进了毛白杨各器官对氮的吸收,从而提高各器官氮含量;灌水和施氮降低了各器官C:N,促进了毛白杨生长;尽管此区为毛白杨适生区,但毛白杨速生丰产林仍受氮素限制,灌水和施氮是提高毛白杨速生丰产林生长量的重要栽培措施.(图2表6参41)