粉單竹地上部營養(yǎng)元素的積累和分配規(guī)律

劉歡++王超琦++馮瑩

摘要：粉單竹（Bambusa chungii）是重要的材用叢生竹，具有一次造林成功即可長期獲益的特點，然而對粉單竹的營養(yǎng)特性知之甚少。擬研究粉單竹地上部營養(yǎng)元素的積累和分配規(guī)律，為該竹種的養(yǎng)分管理提供基礎(chǔ)，以指導(dǎo)科學(xué)施肥。于2013年1月，調(diào)查了不同年齡（1～3年）和不同器官（葉、枝、稈）的植株樣品氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鋅（Zn）和銅（Cu）等9種營養(yǎng)元素含量。結(jié)果表明，粉單竹地上部9種營養(yǎng)元素含量均表現(xiàn)為葉>枝>稈，地上部營養(yǎng)元素積累量為803.80 kg/hm2，大小順序表現(xiàn)為稈（618.58 kg/hm2）>葉（98.25 kg/hm2）>枝（86.97 kg/hm2）。營養(yǎng)元素在各器官中總分配率大小表現(xiàn)為稈（77.0%）>葉（12.2%）>枝（10.8%）。粉單竹每生產(chǎn)1 t干物質(zhì)所需5種大中量營養(yǎng)元素為12.91 kg，其中以N的吸收最多，其累積吸收量達(dá)474.53 kg/hm2，占地上部積累量的59.0%。因此，在粉單竹生產(chǎn)過程中應(yīng)適當(dāng)增施氮肥，可以促進(jìn)該竹種經(jīng)濟(jì)部位竹稈的生長。

關(guān)鍵詞：粉單竹；器官；營養(yǎng)元素；積累；分配

中圖分類號： S718.43文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）05-0284-03

營養(yǎng)元素的積累和分配是生態(tài)系統(tǒng)的基本特征，維持著生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定，體現(xiàn)了植物對某些營養(yǎng)元素的需求和吸收能力[1]，反映了物種的生態(tài)適應(yīng)策略，營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)不同器官的分配受植物種類和品種的影響[2]。竹林是一種重要而特殊的森林資源，全球總面積超過2.2×107 hm2，具有一次造林成功即可長期獲益的特點[3]。叢生竹是竹子資源的重要組成部分，種類占世界竹子總數(shù)的70%以上[4]。我國叢生竹有16屬160余種，面積80萬hm2，年產(chǎn)竹材5.0×106 t[5]。

粉單竹（Bambusa chungii）是我國重要的叢生竹，分布于廣東、海南、廣西、福建等地，面積80萬hm2，其稈直、壁薄、節(jié)平、材質(zhì)柔韌，是較好的造紙原料和篾用材料；竹稈密被白粉、叢態(tài)秀美雅致，是庭院觀賞佳品；同時它生長快，適應(yīng)性強(qiáng)，是河灘沿岸地區(qū)的重要水土保持林，具有良好的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益[6-7]。以往對粉單竹的研究主要有栽培技術(shù)、生理特征和材性[8-12]，對于該竹種養(yǎng)分循環(huán)的研究則未見報道。本試驗調(diào)查和研究了1～3年生粉單竹地上部葉、枝、稈9種營養(yǎng)元素的含量、積累和分配，可為該竹種的林地土壤管理提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

樣地位于廣東省龍門縣麻榨鎮(zhèn)小河洞村，中心地理位置113°59′47″E、23°28′40″N，海拔63 m，坡度25°，南坡。屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均溫度20.7 ℃，年平均降水量 1 732 mm，成土母巖為粉沙巖，試驗地土壤基本理化性質(zhì)如表1所示。該區(qū)域粉單竹為人工栽培，面積達(dá)500 hm2，竹齡為1～3年，密度350～380 叢/hm2，郁閉度0.7，主要經(jīng)營措施有每年于6月份施用復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）300 kg/hm2，砍去4年生老竹。

1.2樣品采集與分析

1.2.1生物量調(diào)查與樣品采集2013年1月，在調(diào)閱森林資源檔案和野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇立地條件、林分組成、生長狀況等具有代表性的粉單竹林，建立20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地4個。生物量調(diào)查和樣品采集參照Wu等的方法[13-14]進(jìn)行。

1.2.2分析方法和數(shù)據(jù)處理植株樣品在實驗室內(nèi)用去離子水清洗后，于105°C殺青30 min，75°C烘干至恒質(zhì)量，將樣品粉碎后待用。將處理好的樣品分為2份，1份用碳氮元素分析儀測定氮（N）含量；另1份稱取0.200 0～0.300 0 g樣品，用H2SO4-H2O2消煮，火焰光度計法測定鉀（K）含量；鉬藍(lán)比色-分光光度法測定磷（P）含量；采用ICP-AES法測定鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鋅（Zn）、銅（Cu）含量[15]。

營養(yǎng)元素積累量（吸收量）=養(yǎng)分含量×干物質(zhì)量；植物地上部分某器官營養(yǎng)元素分配=某器官營養(yǎng)元素積累量/地上部分積累量×100%[16]。

數(shù)據(jù)處理使用Excel 2003和DPS分析軟件進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1粉單竹林分基本特征

由表2可知，不同年齡粉單竹在林分中的生長存在一定的差異，植株胸徑大小的排序為1年生>2年生>3年生，平均株高差異不大，約11 m左右。由表2還可看出，粉單竹地上部分生物量為稈>枝>葉。隨著年齡的增長，葉、枝生物量占地上部生物量的比例均有所提高。

2.2粉單竹地上部不同器官營養(yǎng)元素含量

2.2.1粉單竹地上部不同器官氮、磷、鉀含量由圖1可以看出，粉單竹不同器官中的N、P、K含量均為葉>枝>稈。隨著年齡的增大，地上部各器官P、K含量隨之降低，N素在葉、枝中增加，而稈中則呈先降低而后升高的趨勢。

粉單竹地上部各器官中營養(yǎng)元素的含量均表現(xiàn)為N>K>P，葉、枝、稈中N元素含量介于29.25～30.16、9.34～11.51、5.30～6.67g/kg，P元素含量介于1.67～1.69、0.53～0.58、0.24～0.59 g/kg，K元素含量介于4.27～5.19、2.95～3.22、2.21～4.34 g/kg。

2.2.2粉單竹地上部不同器官鈣、鎂含量由圖2可以看出，粉單竹地上部各器官中Ca、Mg含量大小為葉>枝>稈。隨著年齡的增大，Ca含量在葉、枝中減小，而在稈中則相對增加，Mg含量在枝中減小，而在葉、稈中相對增加。

粉單竹葉、枝、稈中元素含量均表現(xiàn)為Ca>Mg，葉、枝、稈中Ca 元素含量介于3.86～5.17、0.56～0.63、0.25～0.38 g/kg，而Mg元素含量介于1.80～1.88、0.30～0.54、0.22～0.26 g/kg。

2.2.3粉單竹地上部不同器官鐵、錳、鋅、銅含量由圖3可以看出，粉單竹地上部各器官中Fe、Mn、Zn、Cu含量大小均表現(xiàn)為葉>枝>稈。隨著年齡的增大，粉單竹地上部各器官中Zn元素含量降低，F(xiàn)e元素含量在葉中增加而在枝、稈中降低，Mn元素在葉、枝中降低而在稈中增加，Cu元素含量在葉、枝中增加，而在稈中降低。

粉單竹營養(yǎng)元素含量大小順序在2年葉、枝和3年枝、稈中表現(xiàn)為Mn>Fe>Zn>Cu，而在1、2 年稈和3年葉中則表現(xiàn)為Fe>Mn>Zn>Cu。葉、枝、稈中Fe元素含量介于 317.77～347.42、88.53～104.59、63.25～90.19 mg/kg，Mn元素含量介于270.12～403.68、161.93～174.35、19.73～64.54 mg/kg，Zn元素含量介于63.02～80.93、28.44～28.93、10.94～17.01 mg/kg，Cu元素含量介于9.79～11.31、6.82～8.43、3.44～5.12 mg/kg。

2.3粉單竹地上部不同器官營養(yǎng)元素積累量

由表3可以看出，粉單竹地上部各器官9種營養(yǎng)元素的積累量為803.80 kg/hm2，不同器官營養(yǎng)元素積累量的大小順序為稈（618.58 kg/hm2）>葉（98.25 kg/hm2）>枝（86.97 kg/hm2），稈中所占比例達(dá)77.0%。各營養(yǎng)元素的積累量大小順序為N>K>P>Ca>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu，N素所占比重達(dá)59.0%。

2.4粉單竹地上部不同器官營養(yǎng)元素的分配

由圖4可知，粉單竹9種營養(yǎng)元素總的分配率大小表現(xiàn)為稈（77.0%）>葉（12.2%）>枝（10.8%），營養(yǎng)元素在稈中所占比例均超過50%，其中K、Cu在稈中的分配率達(dá)88.5%和81.8%。葉中的Ca和枝中的Mn所占比例也較大，分別為34.4% 和26.8%。

2.5粉單竹不同營養(yǎng)元素的利用效率

營養(yǎng)元素利用效率反映了植物對土壤養(yǎng)分環(huán)境的適應(yīng)和利用狀況，可用Chapin指數(shù)表示，即植物養(yǎng)分積累量與植物生物量之比。從表4可以看出，粉單竹每生產(chǎn)1 t干物質(zhì)所需5種營養(yǎng)元素為12.91 kg，低于苦竹[17]，高于青皮竹和雷竹[18]，與毛竹[19]相似。5種營養(yǎng)元素中需要量最大的是N素，達(dá) 7.73 kg，占59.9%。相關(guān)研究也表明，粉單竹生長過程中對氮的需求量遠(yuǎn)高于磷、鉀，肥料配比N ∶P ∶K為 5 ∶1 ∶1[20]。

3結(jié)論

粉單竹地上部9種營養(yǎng)元素含量均表現(xiàn)為葉>枝>稈。地上部各器官營養(yǎng)元素含量大小順序為N>K>P>Ca>Mg，在2年生葉、枝和3年生枝、稈中表現(xiàn)為Mn>Fe>Zn>Cu，而在1、2年生稈和3年生葉中則表現(xiàn)為Fe>Mn>Zn>Cu。

粉單竹地上部各器官9種營養(yǎng)元素的積累量為 803.80 kg/hm2，在不同器官的大小順序表現(xiàn)為稈（618.58 kg/hm2）>葉（98.25 kg/hm2）>枝（86.97 kg/hm2），稈中所占比例達(dá)77.0%。營養(yǎng)元素中以N的積累量最大，所占比重達(dá)59.0%，表明粉單竹具有較強(qiáng)的N吸收能力，適時合理地補(bǔ)充氮肥，可能對促進(jìn)粉單竹的生長具有良好的效果。

粉單竹9種營養(yǎng)元素總的分配率大小表現(xiàn)為稈（77.0%）>葉（12.2%）>枝（10.8%），營養(yǎng)元素主要分配在稈中，所占比例均超過50%。每生產(chǎn)1 t干物質(zhì)所需5種營養(yǎng)元素為12.91 kg，其中需要量最大的是N素，達(dá) 7.73 kg，占59.9%。這更進(jìn)一步說明粉單竹在生長過程中施加氮肥的重要性。

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