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      不同竹齡灰竹地上部分生物量和氮磷鉀含量分析

      2018-03-13 02:57:10李曉東
      浙江林業(yè)科技 2018年6期
      關鍵詞:營養(yǎng)元素氮磷器官

      李曉東

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      不同竹齡灰竹地上部分生物量和氮磷鉀含量分析

      李曉東

      (浙江省麗水市林業(yè)局開發(fā)區(qū)分局,浙江 麗水 323000)

      灰竹是重要的筍用竹種,研究其地上部氮磷鉀含量和積累特性,可為養(yǎng)分管理提供基礎。2017年8月,在灰竹樣地調(diào)查的基礎上,采集灰竹不同年齡標準株灰竹葉、枝、稈樣品,分析其氮、磷、鉀含量。結(jié)果表明,灰竹不同器官生物量大小為稈>枝>葉,分別是14 263.24,7 752.88,5 764.56 kg·hm-2;各器官氮磷鉀含量大小次序表現(xiàn)為葉>枝>稈。葉、枝、稈平均氮含量分別為18.65,4.91,2.22 g·kg-1,平均磷含量分別為0.71,0.50,0.45 g·kg-1,平均鉀含量分別為6.29,5.52,4.81 g·kg-1,隨著年齡的增長,葉片氮磷鉀含量呈先下降后上升趨勢,而枝、稈含量則逐漸下降;營養(yǎng)元素的積累量大小順序為氮>鉀>磷,其積累量分別為175.61,144.40,14.27 kg·hm-2。葉、枝、稈中氮磷鉀3種營養(yǎng)元素積累量分別為143.26,83.75,107.28 kg·hm-2,氮素在葉片中的分配率為60.2%,磷、鉀在稈中的分配比率分別為45.8%,47.7%。

      灰竹;器官;營養(yǎng)元素;含量

      灰竹,又名石竹,是禾本科Gramineae竹亞科Bambusoideae剛竹屬的散生竹種。竹壁厚、堅韌、富彈性,是制作竹器的良好竹材;竹筍殼薄肉厚、味香脆,可供鮮食,是加工筍干的天然優(yōu)質(zhì)原料。分布于陜西、江蘇、安徽、浙江、江西、臺灣及湖南[1],面積達2.21×104hm2,大多處于野生狀態(tài),是有待開發(fā)利用的小徑竹種。對灰竹筍生長、退筍[2-3],地下莖生長[4],灰竹竹材特征[5-6],密度及施肥效益[7-8]等已經(jīng)有了研究,對于其營養(yǎng)元素的研究僅限于石筍中的礦質(zhì)元素[9],但對于不同年齡葉、枝、稈中氮、磷、鉀的研究還未涉及。因此本研究在生物量調(diào)查的基礎上,采樣分析了不同年齡不同器官氮、磷、鉀營養(yǎng)元素的含量和積累特征,為灰竹林的養(yǎng)分管理提供科學依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 試驗地概況

      試驗地位于浙江省麗水市蓮都區(qū),地理位置119°56′16″ E,28°29′47″ N,海拔490 m,坡度21°,西南坡?;抑駷樘烊黄鹪吹膯渭兞?,面積10 hm2。該區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L氣候,年均氣溫18℃,年均無霜期255 d,年均降水量1 413 mm。試驗地土壤pH 5.5,有機質(zhì)30.7 g·kg-1,堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別為127.5,11.5,89.2 mg·kg-1?;抑窳址置芏葹?5 625株·hm-2,平均胸徑2.1 cm,平均高4.5 m。

      1.2 樣品采集與分析

      1.2.1 生物量調(diào)查與樣品采集 2017年8月,在全面踏查的基礎上,選擇由1 ~ 3年生灰竹組成、生長狀況良好、立地條件基本相似灰竹林分,建立20 m×20 m的標準地4個。

      在標準地內(nèi)對每株竹子測量其胸徑,并按不同年齡計錄,同時計算不同竹齡灰竹平均胸徑。在每個標準地選取不同年齡標準株(平均胸徑植株)各3株,采用全收獲法砍伐。將不同標準植株按葉、枝、稈不同分開,在野外用桿稱稱出各器官鮮質(zhì)量,并在不同器官中分別均勻取樣組成相應器官的混合樣品500 ~ 1 000 g(準確稱質(zhì)量)于樣品袋中,帶回實驗室分析。地上部生物量按樣地中各年齡標準株生物量和各年齡株數(shù)計算[10]。

      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,80°C烘干至恒重,用4 000 r·min-1的高速粉碎機將樣品粉碎后待用。將處理好的樣品分為2份,1份用ElementarVario MAX CN碳氮元素分析儀(德國Elementar公司)測定氮(N)含量;另1份用H2SO4-H2O2凱氏消煮法溶樣,火焰光度計法測定鉀(K)含量;鉬藍比色-分光光度法測定磷(P)含量[11]。

      數(shù)據(jù)處理使用Microsoft Excel 2003和DPS分析軟件進行。文中數(shù)據(jù)均為4塊標準地,即4個重復的平均值。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 灰竹不同器官生物量

      灰竹地上部分生物量為27 780.68 kg·hm-2(表1),不同器官生物量大小表現(xiàn)為稈(14 263.24 kg·hm-2)>枝(7 752.88 kg·hm-2)>葉(5 764.56 kg·hm-2)。隨著年齡的增長,不同器官生物量先增大而后降低,2年生植株的生物量顯著大于1年生、3年生(<0.05)。葉、枝、稈生物量分別占地上部比例為20.8%,27.9%,51.3%。

      表1 灰竹地上部分生物量

      注:同一列中不同字母,表示不同年齡間有顯著性差異(<0.05)。

      2.2 不同年齡灰竹葉枝稈氮含量

      從圖1可知,不同年齡灰竹氮含量大小順序為葉>枝>稈,葉、枝、稈中平均氮含量分別為18.65,4.91,2.22 g·kg-1。葉片中平均氮含量分別是枝、稈的3.6和8.5倍,枝中氮含量是稈的2.2倍。1年生、3年生灰竹葉片氮略高于2年生,枝、稈氮含量則隨著年齡的增大而減少,不同年齡間沒有顯著性差異(>0.05)。

      圖1 不同年齡灰竹各器官氮含量

      Figure 1 Nitrogen content in different organs ofwith different age

      圖2 不同年齡灰竹各器官磷含量

      Figure 2 Phosphorus content in different organs ofwith different age

      2.3 不同年齡灰竹葉枝稈磷含量

      從圖2可知,不同年齡灰竹磷含量大小順序也表現(xiàn)為葉>枝>稈,葉、枝、稈中平均磷含量分別為0.71,0.50,0.45 g·kg-1。葉片磷含量表現(xiàn)為1年生顯著大于2年生(<0.05),隨著竹齡的增大,枝、稈磷含量均降低,其中1,2年生枝磷含量顯著高于3年生(<0.05),1年生稈中磷含量顯著高于3年生(<0.05)。

      2.4 不同年齡灰竹葉枝稈鉀含量

      從圖3可知,灰竹鉀含量大小順序為葉>枝>稈,葉、枝、稈中平均鉀含量分別為6.29,5.52,4.81 g·kg-1。1年生、3年生葉片鉀含量高于2年生,其中1年生、2年生間的差異達顯著水平(<0.05);枝、稈鉀含量隨著年齡的增大而減少,其中1年生枝鉀含量顯著高于2年生、3年生(<0.05),稈中鉀含量在不同年齡間沒有顯著性差異(>0.05)。

      圖3 不同年齡灰竹各器官鉀含量

      Figure 3 Potassium content in different organs ofwith different age

      從表2可知,灰竹地上部氮、磷、鉀的積累量為334.29 kg·hm-2,大小順序為氮(175.61 kg·hm-2)>鉀(144.40 kg·hm-2)>磷(14.27 kg·hm-2)。3種營養(yǎng)元素在不同器官中積累量大小為葉(143.26 kg·hm-2)>稈(107.28 kg·hm-2)>枝(83.75 kg·hm-2)。3種營養(yǎng)元素在葉、枝、稈中的分配比率不同,氮素集中分配在葉片中,其比率達60.2%,磷、鉀在稈中的分配比率較大,分別為45.8%,47.7%。

      表2 不同年齡灰竹不同器官氮磷鉀積累量

      3 結(jié)論與討論

      植物生長過程中不同器官的生理機能和生物學特性各不相同,對氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的需要量也不同,灰竹葉、枝、稈各營養(yǎng)元素含量的差異也較大,3種營養(yǎng)元素含量在灰竹植株中均表現(xiàn)為葉>枝>稈。葉片是植物光合作用的重要營養(yǎng)器官,具有最為活躍的生命活動,因而葉片中的氮、磷、鉀含量也是最高的,這與葉晶等在青皮竹上的研究結(jié)果相一致[12]。

      灰竹枝、稈中營養(yǎng)元素含量隨著竹子年齡增大而減小,這與劉歡等在粉單竹上的研究結(jié)果基本一致[13],表明代謝強盛的幼竹需要積累更多的營養(yǎng)元素,從而有利于其生長,而后隨著竹子年齡的增大,氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素進行再分配,合成新竹逐步消耗而減少。而葉片營養(yǎng)元素含量則隨著年齡的增大先下降后升高,以2年生灰竹含量較低,其中磷、鉀含量顯著低于1年生(<0.05),主要是由于竹類植物一般2 a換葉1次,更換葉片過程中發(fā)生營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)移,這與不同年齡毛竹葉片營養(yǎng)元素含量表現(xiàn)為“大-小-大”的研究結(jié)果相似[14],也與雷竹2年生老葉營養(yǎng)元素含量高于3年生的結(jié)果一致[15]?;抑竦厣喜康?、磷、鉀的積累量為334.29 kg·hm-2,不同器官積累量大小排序為葉>稈>枝,按營養(yǎng)元素大小為氮>鉀>磷。表明灰竹在生長過程中需要較多的N素供應,合理補充氮肥,可促進灰竹的生長。氮素葉片中的分配比例達60.2%,而磷、鉀在稈中的分配則分別為45.8%,47.7%。

      [1] 中國植物志編委會. 中國植物志:第九卷第一分冊[M].北京:科學出版社,1996,259.

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      [5] 林金國,黃宗安,邱曉東,等. 石竹材材質(zhì)變異規(guī)律的研究[J]. 竹子研究匯刊,2002,21(1):65-68.

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      Above-ground Biomass and N, P and K Content in Different Aged

      LI Xiao-dong

      (Lishui Forestry Bureau of Zhejiang, Lishui 323000, China)

      Establishment of 4 sample plots was implemented at1-3-yearforest in Lishui, Zhejiang province in August of 2017. Determinations were carried out on above ground biomass and N, P and K content. The results showed that above ground biomass of every agedwas ordered by culm >branch >leaf. Mean N, P and K content in above ground parts was followed by leaf >branch >culm of nutrient elements in different organs distribution of patterns indicated that the leaf >branch>culm. The mean content of N,P,K in leaf, branch and culm was 18.65,4.91 and 2.22 g·kg-1, 0.71,0.50,0.45g·kg-1and 6.29,5.52,4.81g·kg-1. With increase age, the N, P and K content in leaves decreased first and then increased, while that content in branch and culm decreased gradually. Distribution rate of N was 60.2% in the leaf, of P and K was 45.8%, 47.7% in culm.

      ; organ; biomass; content

      10.3969/j.issn.1001-3776.2018.06.011

      S795

      A

      1001-3776(2018)06-0065-04

      2018-02-24;

      2018-08-11

      浙江省麗水市林業(yè)局開發(fā)區(qū)分局項目(L2017001)

      李曉東,工程師,從事林業(yè)技術推廣研究;E-mail: lxd7688@163.com。

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