施N肥对会同杉木人工林C:N:P生态化学计量特征的影响

摘要

杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国著名的特有速生用材树种，杉木人工林立地质量下降的问题严重影响林地生产力的长期保持，从我国目前杉木人工林发展状况来看，需要进行一些必要的管理措施，其中施肥是增加土壤养分快速有效的方法。本文以湖南会同的杉木人工林为研究对象，用不同梯度施肥方式对杉木林进行了为期一年的施肥实验，采用生态计量学的方法，测定了不同施肥处理下以及不同时期杉木人工林土壤、细根、叶片和凋落物的C、N、P含量及计量比值，综合分析了施N对会同杉木人工林C、N、P含量及生态化学计量的影响，以及施N对会同杉木人工林C、N、P含量及生态化学计量的季节动态变化规律的影响，探讨了不同器官与土壤间C、N、P含量及化学计量比之间的相关关系，以及不同器官间C、N、P含量及计量比之间的季节动态比较和相关关系，揭示了施N对杉木人工林生长的重要作用，为会同杉木人工林的健康快速发展提供理论依据。主要研究结果如下:
　　(1)施N肥能提高叶片的N、P含量，其中施N肥5 g.m-2比施N肥15 g.m-2和25 g.m-2对提高叶片中的N含量的效果更好，并且相关性分析显示施N肥5g.m-2处理下叶片和土壤的N含量正相关关系显著，研究结果表明在本研究区域中施低N肥更有利于植物的生长。
　　(2)施N肥15 g.m-2和25 g.m-2能够提高杉木叶片的C∶N比值，其中施N肥15 g.m-2比施N肥25 g.m-2对杉木叶片C∶N比值更有利，施N量在一定范围内，随着N肥的增加，杉木叶片的C∶N比值先增加后逐渐降低。不同的施N处理会提高凋落物的C∶N比值及C∶P比值，其中施N肥5 g.m-2和25 g.m-2导致凋落物N∶P比值的增加。研究表明施N肥对杉木人工林的生长是有利的，只有科学合理的施肥措施才能够有效促进会同杉木人工林的健康快速发展。
　　(3)杉木林器官的C含量从秋季到冬季逐渐下降，从冬季到春季逐渐升高，春季到夏季逐渐降低，不同的施肥处理均导致细根、叶片和凋落物的C含量在次年4月的时候达到最大值;杉木林土壤和器官的N含量总体处于降低的趋势，其中细根的N含量在7月份相对较低，但是不同施肥处理导致叶片在秋冬季的时候N含量会相对较高;杉木林土壤和器官的P含量均在4月份的时候处在最低值，其中叶片的P含量是所有器官中最高的，从4月到7月凋落物的P含量与其他器官的P含量相比是最小的。由季节动态的分析可知，春季植物对N肥的需求较大。
　　(4)杉木土壤的C∶N比值从秋季到冬季有明显升高，杉木细根的C∶N比值从秋季到冬季一直高于其他杉木器官，而杉木器官中叶片的C∶N比值最低，凋落物在秋冬季节的C∶N比值相对较低;杉木土壤和细根的C∶P比值在春季的时候达到最大，凋落物的C∶P比值从1月份到4月份逐渐升高;土壤中的N∶P比值从4月到7月有明显的下降，杉木叶片的N∶P比值在1月份的时候大于细根和凋落物的N∶P比值，说明秋冬季节杉木对N肥的需求较少。施N肥5 g.m-2处理下的叶片N∶P比值要大于细根的N∶P比值，说明施N肥5 g.m-2更有利于杉木的生长。
　　(5)对照样地和施N肥25 g.m2处理杉木叶片与凋落物间的C∶N比值呈显著的正相关关系，施N肥15 g.m-2处理下杉木细根和凋落物的C∶P比值呈极显著的正相关关系，对照样地杉木细根和凋落物的N∶P比值之间呈显著的正相关关系。研究表明，不施肥和施高N肥的情况下叶片、细根与凋落物的营养元素间的转化率较高，并不利于植物成长，因此杉木人工林经营需要根据实际情况进行定量施肥。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 相关概念概述

1．3．2 影响植物N、P的主要因素

1．3．3 植物N、P相关研究

1．4 研究内容

2 研究方法

2．1 研究地概况

2．1．1 样地地理位置

2．1．2 样地植被情况

2．1．3 试验地土壤情况

2．2 试验设计

2．3 样品处理

2．4 数据处理与分析

3 结果与分析

3．1 N肥对杉木林碳氮磷含量的影响

3．1．1 N肥对碳含量的影响

3．1．2 施N对杉木林N含量的影响

3．1．3 施N对杉木林P含量的影响

3．1．4 讨论

3．2 施N对杉木林C、N、P化学计量比的影响

3．2．1 施N处理对杉木林C／N比的影响

3．2．2 施N对杉木林C／P比的影响

3．2．3 施N对杉木林N／P比的影响

3．2．4 讨论

3．3 施N对杉木林碳氮磷含量季节动态的影响

3．3．1 施N对杉木林碳含量季节动态的影响

3．3．2 施N对杉木林N含量季节动态的影响

3．3．3 施N对杉木林P含量季节动态的影响

3．3．4 讨论

3．4 施N对杉木林C、N、P化学计量比季节动态的影响

3．4．1 施N对杉木林C／N比季节动态的影响

3．4．2 施N对杉木林C／P比季节动态的影响

3．4．3 施N对杉木林N／P比季节动态的影响

3．4．4 讨论

3．5 杉木不同器官间C、N、P化学计量比相关性分析

3．5．1 杉木不同器官C:N比值相关性

3．5．2 杉木不同器官C:P比值相关性

3．5．3 杉木不同器官N:P比值相关性

3．5．4 讨论

4 研究结论

5 研究展望

参考文献

致谢