连续两年施肥对日本落叶松细根形态和养分含量影响研究

摘要

细根是林木根系最为敏感的部分，它是森林生态系统中林木同土壤养分资源进行交换的部位。细根具有不同的结构和功能，低级细根具有形态的可塑性，因而对周围土壤环境中养分有效性变化表现比较明显。本研究以辽东山区16年生日本落叶松（Larixkaempferi）人工林为研究对象，通过连续两年施肥后对细根形态和养分，以及林地土壤养分分析，探讨了N、P素对不同根序形态特征（根长、直径、比根长、表面积）和养分元素含量(C、N)的影响，以及对土壤元素(C、N、P)含量的影响。主要研究结果如下：
　　与对照相比，各施肥处理对细根平均长度、直径、比根长和表面积影响不同。施N肥降低1～5级细根平均根长和表面积，增加细根直径和比根长;施P肥降低1～5级细根平均根长，增加细根直径、比根长和表面积;施N+P肥降低1～5级细根平均根长和比根长，增加细根直径和表面积，但是这些差异均未达到显著水平。
　　施肥处理对各级细根生物量的影响不同。施N肥降低1～5级细根生物量，施P肥增加1～5细根生物量，施N+P肥增加1～4级生物量，降低5级根生物量。施N肥和N+P肥增加细根N含量，施P肥降低低级根（1级、2级）N含量。施N肥降低1～4级根C含量，增加5级根C含量;施N+P肥和P肥降低1级根C含量，增加2～5级C含量。施N肥引起细根生物量降低，同时细根N含量增加。这些可能是因为施N肥增加细根N浓度，进了细根的呼吸作用，从而消耗掉大量的C。P的有效性说明，C、N、P之间具有耦合性。
　　施肥影响土壤中C、N、P之间的比例。与对照(C∶N∶P=45.4∶4.1∶1)相比，施N肥(C∶N∶P=48.1∶4.2∶1)和N+P肥(C∶ N∶ P=51.3∶4.4∶1)C、N、P间的比例增加，而施P肥(C∶N∶P=43.8∶3.8∶1)后降低。细根中C∶N比影响由于根序的不同影响不同。同对照相比，施N肥降低1～5级细根C∶N比，施N+P肥降低1～4级C∶N比，增加5级C∶N比;施P肥增加1～5级C∶N比，但是除施N肥降低在1％以上，其他改变均在0.1％以下。施N肥和N+P肥在降低土壤C∶N比的同时增加了细根C∶N的比率，施P肥降低土壤的比值，增加细根的比值。这可能是施肥改变了土壤养分的供应水平，从而引起细根对N、P的吸收不同，由于C、N、P元素的吸收利用具有相瓦促进和相互限制的作用，可能导致N吸收率的增加。
　　这些研究结果对于认识土壤养分有效性变化对细根形态和养分含量的影响，尤其是深入了解各级根序对养分变化的响应，土壤养分的变化同根系元素之间的关系等具有重要意义。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 细根形态研究

1．3 生态化学计量学研究

1．4 细根生物量

1．5 细根研究方法

1．5．1 根钻法(Soil core)

1．5．2 微根管法(Minirhizotron)

1．5．3 细根形态研究方法

1．6 研究中存在的问题

1．7 本研究的目的意义和拟解决的问题

1．7．1 研究目的和意义

1．7．2 本研究要解决的科学问题

2 研究地区自然概况及研究方法

2．1 研究地点

2．2 研究方法

2．2．1 样地设置及施肥

2．2．2 取样方法

2．2．3 细根分级及测定

2．2．4 养分分析

2．3 数据数据处理及分析

3 施肥对日本落叶松细根形态的影响

3．1 前言

3．2 研究方法

3．2．1 样地设置及施肥

3．2．2 根系取样方法

3．2．3 数据处理及分析

3．3 结果

3．3．1 施肥对细根平均长度的影响

3．3．2 施肥对细根平均表面积的影响

3．3．3 施肥对细根平均直径的影响

3．3．4 施肥对细根比根长影响

3．4 讨论

3．4．1 施肥对细根平均长度的影响

3．4．2 施肥对细根平均表面积的影响

3．4．3 施肥对细根平均直径的影响

3．4．4 施肥对细根比根长影响

3．5 本章小结

4 施肥对细根C、N化学计量学特性的影响

4．1 前言

4．2 研究方法

4．2．1 样地设置及施肥

4．2．2 根系取样和根系分级

4．2．3 细根养分分析

4．2．4 数据分析

4．3 结果

4．3．1 施肥对细根生物量的影晌

4．3．2 施肥对细根C含量的影响

4．3．3 施肥对细根N含量的影响

4．3．4 施肥对细根C∶N比的影响

4．4 讨论

4．4．1 施肥对细根生物量的影响

4．4．2 施肥对细根C含量的影响

4．4．3 施肥对细根N含量的影响

4．4．4 施肥对细根C∶N比率的影响

4．5 本章小结

5 土壤C、N、P及C∶N、N∶P、C∶P比的计量特性

5．1 前言

5．2 研究方法

5．2．1 样地设置与土壤取样

5．2．2 土壤养分分析

5．2．3 数据统计及分析

5．3 结果

5．3．1 土壤C、N、P计量特征影响

5．3．2 土壤C∶N、N∶P、C∶P计量特征的影响

5．3．3 土壤有机C、全N、全P之间的相关性

5．4 讨论

5．4．1 土壤C、N、P生态计量化学特性

5．4．2 土壤C∶N∶P比例

5．4．3 土壤C、N、P相关性

5．5 本章小结

结论、问题与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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