不同林龄马尾松人工林碳、氮、磷、钾养分含量及其生态化学计量特征

摘要

【目的】探讨林龄及器官对马尾松(Pinus massoniana)碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)生态化学计量特征的影响,可为马尾松人工林的合理养分管理提供数据支持。【方法】以黔中地区孟关林场不同林龄(幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)马尾松人工林为研究对象,采用空间代替时间的方法,在不同年龄林分中分别设3个20 m×20 m的典型样地,采集叶、茎和根样品,并测定各器官C、N、P、K含量及化学计量比,分析它们在不同器官中的分布特征及随林龄的动态变化。【结果】1)各器官的元素含量及化学计量比随林龄增加呈现一定变化。叶片C、N含量随林龄增加呈上升趋势,P、K含量先上升后下降;茎中C含量随林龄增加呈上升趋势,N、K含量先下降后上升,P含量变化不显著(P>0.05);根中C含量随林龄变化不显著(P>0.05),N含量呈先下降后上升趋势,P含量先上升后下降,K含量呈"下降—上升—下降"的趋势。叶C∶N随林龄增加呈下降趋势,N∶P先下降后上升,P∶K先上升后下降再略上升;茎C∶N随林龄增加变化不显著(P>0.05),N∶P先下降后上升,P∶K先上升后下降;根部C∶N、P∶K随林龄增加先上升后下降,N∶P先下降后上升。各器官C∶P、C∶K、N∶K随林龄变化均不显著(P>0.05)。2)不同器官C含量436.6~468.2 g/kg,茎>叶>根;N含量1.45~2.90 g/kg,茎>根>叶;P、K含量分别为0.14~1.05、0.53~5.06 g/kg,均为叶>根>茎;C∶N为165.4~311.4,叶>根>茎;C∶P、C∶K、N∶P、N∶K分别为440.1~3745、92.14~1311、1.48~23.4、0.31~7.97,均为茎>根>叶;P∶K为0.20~0.36,茎>叶>根。3)叶、茎和根中C∶N与N含量,C∶P与P含量,C∶K与K含量均呈极显著负相关(P0.05)。【结论】与亚热带同纬度地区相比,本研究区域马尾松植株C、N、K含量相对较低,P含量相对较高;不同林龄阶段马尾松不同器官养分含量及化学计量比存在差异;在调查区域,马尾松针叶片中N∶P计量特征值处于1.11~1.85范围,表明其生长过程中主要受氮素限制。因此,在幼、中龄林阶段,建议施用氮肥满足其健康生长,也可辅以施少量钾肥以增强植株光合作用及抗逆性,不需施磷肥。