马尾松优良种源N、K利用效率及营养元素吸收变化的研究

摘要

马尾松具有对土壤、气候适应性强、速生、丰产、全树综合利用程度高、纤维优良等特性，分布极广，是我国重要的工业用材及荒山造林树种。多年以来，学者们对良种的营养学特性方面研究尚少。N、K作为植物生长所必须的大量元素，弄清它们对马尾松生长的影响是必要的；优良种源具有高速生长的特性，弄清外源N、K素对马尾松良种的矿质营养元素吸收变化的影响也是必要的。目前，大多学者进行了马尾松种源磷效应的研究，但在良种N、K效应方面的研究尚缺，本研究致力于解决以上几个问题，弄清马尾松营养元素间的相互作用，以培育高质量的马尾松苗木并通过施肥来提高马尾松造林的成活率，并为建立速生优质的马尾松用材林提供理论依据。本文通过分别对江西崇义、贵州都匀、广西古蓬、广东韶关、福建上杭和广西桐棉等6个马尾松种源施入不同水平的外源N、K肥，以观测6个良种的N、K利用效率及营养元素的吸收变化，取得如下结果：
　　1、不同优良种源马尾松N肥利用效率
　　都匀、上杭和崇义种源更耐贫瘠（在CK水平下生长仍然不受影响），苗木最粗壮，施氮能够很好的促进其苗高地径的生长；桐棉种源的高速生长特性明显，尤其是在高氮环境（87g/m2）下更能促进其苗高生长；施氮对古蓬种源的苗高增长促进作用大于地茎生长，其最适的施氮水平为44 g/m2；而韶关种源相较其他优良种源在各生长指标中表现不突出，但其地茎增长快速，在44 g/m2水平下地茎增量最大，高径比值最小，苗木最粗壮。由于各优良种源对氮肥的需求不同，在实际运用生产中应根据造林目的和立地条件来选择适宜的良种以及确定其施氮量，以此来提高马尾松的生长效率，达到利用效率最大化。
　　2、不同优良种源马尾松K素利用效率
　　在施用不同水平K肥后，不同良种马尾松表现出不同的生长差异。其中桐棉种源在18g/m2水平促进地上部分生长，在72g/m2高钾环境促进地下部分生长。古蓬种源地上部分生长在18g/m2水平最好，地下部分生长整体上在18 g/m2水平表现最好，吸收养分的能力最佳。都匀种源在36 g/m2和18 g/m2水平促进地上部分增长，在72g/m2高钾环境促进根生长，有良好的吸收养分的能力。上杭种源在6个优良种源中需钾最高，在72g/m2高钾环境促进高径和后期根的生长。韶关种源在不同钾肥水平不利于其地上部分的生长，而对地下部分在中期时发育较好，但到了后期各根指标生长则较差，均低于对照。崇义种源在9 g/m2和36 g/m2水平促进地上部分的生长，而72g/m2和18g/m2水平主要促进地径的增长但抑制苗高生长。综上可知，桐棉和古蓬种源更耐K素胁迫，马尾松高径增长对18g/m2施钾水平更敏感，各种源间K素利用效率差异较大。
　　3、不同种源马尾松在不同N肥水平下的营养元素吸收状况
　　在不同的优良种源中，各种源根Ca含量在9中矿质元素中均最高，其次除桐棉种源为N素外，其余种源均为K素，而P、Mn、Cu、Zn四种元素含量排序在各种源间无差异，N、K、M g、Fe元素种源间差异较大。在植株茎部元素含量中，上杭、古蓬和崇义种源元素含量排序相同，均为Ca>P>Mg>N>K>Fe>Mn>Cu>Zn，桐棉和韶关种源含量排序相同，均为Ca>P>Mg>K>N>Fe>Mn>Cu>Zn，都匀种源茎中9种矿质营养元素P含量最高，其次是Ca素含量，排序为P>Ca>N>Mg>K>Fe>Mn>Cu>Zn。不同种源植株叶的9中矿质营养元素含量中，都匀、桐棉和韶关种源的P含量最高，Mg含量相对较低，上杭、古蓬和崇义种源的Ca含量最高，其次是P含量，3个良种的元素含量排序基本一致。综上可知，马尾松种源间元素含量差异主要体现在大量元素间含量的不同，微量元素几乎无差别，弄清不同优良种源在不同施肥水平下的营养元素吸收状况，可在造林选种、选地时提供可靠依据。
　　4、不同种源马尾松在不同K肥水平下的营养元素吸收状况
　　马尾松根营养元素含量差异主要为F e和Mg含量差异，都匀、上杭、桐棉和崇义种源元素含量排序为Ca>K>Mg>Fe>N>P>Mn>Cu>Zn，而韶关和古蓬种源的F e含量高于Mg含量。植株茎部元素含量差异主要为Cu和Zn元素，其中都匀、桐棉、韶关和古蓬种源的Zn含量高于Cu含量，而上杭和崇义种源则相反，Cu含量大于Zn含量。植株叶在不同种源间均为K素含量最高，其次为Ca含量，N素再次之，其中都匀种源营养元素含量排序较其他种源有所不同，为K>Ca>N>P>Fe>Mg>Mn>Zn>C u，其余4个种源间差异主要是C u和Zn含量间的差异，其中上杭、桐棉和崇义种源的Cu含量较大，而韶关和古蓬种源则相反。综上可知不同浓度K肥可提升根和叶中K素的吸收，不利于P素吸收，但却促进茎的P素吸收。
　　5、马尾松营养元素吸收与施肥及生长的关系
　　施氮能极大的促进马尾松叶N素的吸收，而外源钾肥施入能很好的促进马尾松幼苗各部的K素吸收。在不同肥料水平下，各生长指标与马尾松幼苗各部营养元素含量均成负相关，这说明矿质营养元素含量的减少会导致植物生长量的降低，表现在苗高、地径的增长及生物量的积累。

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英文摘要

1 引言

1. 1 植物施肥的研究

1. 2 植物营养元素研究

1. 3 施肥对植物营养元素之间的影响

1. 4 马尾松优良种源的研究

2 研究内容与技术路线

2. 1 研究目的和意义

2. 2 技术路线

3 材料与方法

3. 1 试验设计与材料

3. 2 研究方法

4 结果与分析

4. 1 不同种源马尾松在不同N肥水平下的生长

4. 2 马尾松氮素利用效率

4. 3 不同种源马尾松在不同K肥水平下的生长

4. 4 马尾松钾素利用效率

4. 5 不同N肥水平对不同种源马尾松营养分布的影响

4. 6不同K肥水平对不同种源马尾松营养分布的影响

4. 7 不同施肥水平下马尾松营养元素吸收的相关性分析

5 主要结论与展望

5. 1 不同种源马尾松N素利用效率

5. 2 不同种源马尾松K素利用效率

5. 3 不同种源马尾松在不同 N 肥水平下的营养元素吸收状况

5. 4 不同种源马尾松在不同 K 肥水平下的营养元素吸收状况

5. 5 马尾松营养元素吸收与施肥及生长的关系

5. 6 研究展望

参考文献

致谢

项目来源：

研究生期间论文发表情况

研究生期间参加的科研项目