杨树丰产郁闭林的营养及根系调控研究

摘要

杨树速生性强，轮伐期短，养分消耗多，而一般林地土壤养分供应状况差，总养分、速效养分含量都较低，而且连做栽培，生产者只重视林产品的收获，不重视养分的适时回归，使杨树生长条件进一步恶化。如何改善杨树生长条件，尤其是养分需求状况，以促进杨树速生丰产，一直是人们关注的问题。科学施肥足维持土壤肥力，调节养分平衡，提高单位而积木材产量的重要技术措施。杨树林分郁闭后，根系盘生容易使杨树形成“小老树”，并且伴随着根系生长量减少、根系逐渐老化、根毛较少、吸收营养能力差等一系列的问题。因此，对杨树郁闭林分的根系进行营养调控，提高根系的养分吸收能力，对于促进杨树速生，增加木材蓄积量，提高其种植效益具有重要意义。本试验依据根系的再生能力，通过断根技术，并且配合根系合理的配方施肥促根的方法，来研究断根对林木生理特性及土壤环境的影响，以期为杨树人工林速生丰产栽培技术提供必要的理论支持和依据。主要研究结果如下： 1、不同林龄的根系活力测定结果表明，一年生及当年生毛细根、根尖部位的根系活力及根系活跃吸收面积最高，其次是两年生根，说明杨树吸收养分主要以幼小细根为主。其吸收水分和营养物质及合成、分解代谢旺盛，有助于抵御和防止病原物的侵入和扩散。而根系生长至四、五年其根系活力及根系活跃吸收面积明显降低。此研究为以后断根试验提供理论依据。 2、不同断根施肥处理对杨树生长量有不同的影响，距树体80cm两侧断根施肥措施能够显著促进树体年生长量的增长，与对照相比胸径年生长量提高了60.5％，树高年生长量提高了145％，说明适当的断根施肥措施可以促进树体的生长。4月下旬至5月下旬期间，施肥处理叶片中氮、磷、钾元素含量含量高于对照，所有的断根或断根施肥处理均小于对照，这是因为此时期主要影响因子是断根量的大小，断根以后施肥在这一期间没有及时发挥效果。但是经过大约一个月的根系恢复，处理5、处理6、处理7、处理8、处理2叶片中的N、P、K逐渐高于对照，这是因为施肥对元素的吸收在这一期间开始表现出了促进作用，并且随着时间的推移各处理中元素含量持续降低至落叶，直至后期的生长季节也高于对照。 3、各处理的杨树林地根际土壤pH值均低于非根际土壤，而有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效铜和有效锌的含量均高于非根际土壤，与其它处理相比，80cm两侧断根施肥处理的根际土和非根际土壤速效养分含量最高，差异达显著水平。与对照相比，80cm两侧断根施肥处理显著提高了林地土壤的脲酶、转化酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性，而断根未施肥处理则降低了土壤酶的活性。其中80cm两侧断根施肥处理无论足微生物总量还是细菌、放线菌、真菌的数量其增长幅度都是最大的。 4、与对照相比，杨树断根施肥栽培措施可提高叶片中GA、CTK、IAA的含量、降低ABA的含量，从而达到促进树体生长的目的。本研究得出80cm两侧断根施肥处理，对于促进杨树的生长发育是最好的。与对照和断根相比，合理的断根施肥，可以提高光合速率和水分利用率，降低呼吸消耗比，这种变化说明适量施肥可以显著改善杨树叶片光合性能。本试验研究表明在80cm两侧断根施肥可以显著的提高树体的光合性能，并且提高水分利用效率。 5、断根经过8个月的恢复后，树体须根及侧根都有增多的趋势，增加了根系吸收面积，断根施肥处理较仅断根处理刺激萌发的根系更多，这可能是由于施肥的增效效应，使得根系恢复更好。断根的程度不同对树体的影响也不同，其中以80cm两侧断根施肥处理根系恢复最为明显，提高了树体的生长势。 6、不同的施肥处理均显著的增加了杨树的生物量，而腐殖酸肥料对杨树的生长量具有明显的促进作用，年平均树高和年平均胸径比对照分别增加了82％，55％；其次是处理9年平均树高和年平均胸径比对照分别增加了68％，46.2％。N、P、K三元素配施比其中任一种或两种配施的效果都要好，能促进杨树叶片对N、P、K的吸收和累积，其中处理9叶片中三种元素含量一直到生长季节的末期都是最高的。 7、各施肥处理与对照相比均能提高土壤中的养分含量、土壤中的酶活性，本试验研究得出施肥不会对土壤养分带来不利的变化，更不会对土壤生态环境带来严重的影响。施肥显著提高了土壤微生物数量，与对照相比处理10和处理9中微生物总数分别增加了158％，147％。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

1前言

1.1人工林地衰退的研究

1.2林地施肥

1.2.1施肥对植物养分和土壤环境的影响

1.2.2施肥对植物生理生化活性的研究

1.3杨树人工林营养及施肥研究现状

1.3.1杨树人工林土壤养分供应能力

1.3.2养分需求规律与植物营养诊断

1.3.3施肥时期

1.3.4施肥方法

1.3.5肥料种类、用量及效益研究

1.4根系修剪研究进展

1.4.1根系修剪的历史及研究现状

1.4.2根系修剪对根系生长的影响

1.4.3根系修剪对地上部生长的影响

1.4.4根系修剪的作用机制

1.5研究的目的和意义

2不同树龄的杨树根系活力变化及吸收能力研究

2.1试验材料与方法

2.1.1试验地点与材料

2.1.2试验方法

2.1.3测定方法

2.1.4数据分析

2.2结果与分析

2.2.1不同树龄的杨树根系活力的空间分布变化

2.2.2不同树龄的杨树根系吸收面积的空间分布变化

2.3讨论

2.4 小结

3杨树根系养分吸收动力学研究

3.1试验材料与方法

3.1.1养分吸收试验

3.1.2根系吸收养分离子动力学参数的求算方法

3.1.3数据分析

3.2结果与分析

3.2.1Ⅰ-107杨树NH4+吸收动力学

3.3.2 Ⅰ-107杨树H2PO4-吸收动力学

3.2.3 Ⅰ-107杨树K+吸收动力学

3.3讨论

3.4小结

4杨树郁闭林断根的调控效应研究

4.1材料与方法

4.1.1试验地区概况

4.1.2试验材料

4.1.3断根时间和方法

4.1.4试验设计

4.1.5测定项目及方法

4.2结果与分析

4.2.1断根及断根施肥对杨树生长量的影响

4.2.2断根及断根施肥对杨树养分吸收的影响

4.2.3断根及断根施肥对土壤养分含量的影响

4.2.4断根及断根施肥对杨树内源激素的影响

4.2.5断根及断根施肥对杨树光合特性的影响

4.2.6断根及断根施肥刘根系愈合、再生的影响

4.3讨论

4.4小结

5营养配比对杨树郁闭林生长及代谢的影响

5.1材料与方法

5.1.1试验地区概况

5.1.2试验设计

5.1.3施肥方法

5.1.4测定项目及方法

5.1.5数据分析

5.2结果与分析

5.2.1不同施肥处理对杨树生长效应的影响

5.2.2不同施肥处理对杨树叶片营养元素的影响

5.2.3不同施肥处理对土壤环境的影响

5.2.4不同施肥处理对杨树光合特性的影响

5.3讨论

5.4小结

6讨论及结论

6.1讨论

6.1.1杨树根系养分吸收动力学研究中的几个问题

6.1.2根系修剪技术发展趋势及尚存问题

6.1.3不同营养配比对杨树生长的影响

6.2结 论

本研究的创新点：

7参考文献

8致谢

9攻读学位期间发表的学术论文目录