葉錦培，嚴(yán)理，陳梅，黎源，鄭小川，張凱，鐘連香，唐娜

（1.廣西國(guó)營(yíng)天洪嶺林場(chǎng)，廣西梧州543100；2.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西南寧530004）

桂東南地區(qū)速生、高抗、高脂土貢松營(yíng)養(yǎng)元素分配規(guī)律研究

葉錦培1，嚴(yán)理2，陳梅1，黎源1，鄭小川2，張凱2，鐘連香2，唐娜2

（1.廣西國(guó)營(yíng)天洪嶺林場(chǎng)，廣西梧州543100；2.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西南寧530004）

土貢松是馬尾松在廣西蒼梧縣天洪嶺林場(chǎng)土貢站發(fā)現(xiàn)的地理種源。主要測(cè)定了55年生土貢松各器官氮、磷、鉀、鈣、鎂5種主要元素的含量，并對(duì)55年生土貢松的營(yíng)養(yǎng)元素含量及其分配規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，土貢松葉器官的營(yíng)養(yǎng)元素含量最多，合計(jì)約33 579.96 mg/kg，大枝的營(yíng)養(yǎng)元素含量最少，約4 694.96 mg/kg，其各器官營(yíng)養(yǎng)元素貯存量從大到小排序?yàn)椋簶淙~＞帶葉枝＞細(xì)根＞中根＞粗根＞皮＞根蔸＞干＞大枝，土貢松單株各種營(yíng)養(yǎng)元素累積和分配高低順序?yàn)椋篘＞K＞Ca＞P＞Mg。

土貢松；營(yíng)養(yǎng)元素；含量；分配規(guī)律

馬尾松（Pinus massoniana L.）是我國(guó)松屬樹種中分布范圍最廣的樹種，廣泛分布于我國(guó)南方16?。▍^(qū)），是南方最主要的造林樹種。其用途廣，綜合利用程度高，不僅可以制作多品種、多規(guī)格的建筑材，還可作坑木和礦柱材用，其木纖維含量高，也是優(yōu)良的造紙與化纖工業(yè)原料[1]。對(duì)松屬植物尤其是馬尾松營(yíng)養(yǎng)元素的研究已經(jīng)較為全面[2-5]，本研究的土貢松是馬尾松在天洪嶺土貢站的一個(gè)地理種源，并且在2011年通過了林木良種認(rèn)定[6]。通過對(duì)55年生土貢松營(yíng)養(yǎng)元素分配研究，旨在科學(xué)地闡明土貢松營(yíng)養(yǎng)元素分配特征，為其栽培、推廣及保護(hù)與管理提供技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)樣地天洪嶺林場(chǎng)位于廣西蒼梧縣北部，地處東經(jīng)111°11′39″～111°17′41″，北緯23°41′35″～23°46′38″，東西寬10 km，南北長(zhǎng)9.5 km。屬南嶺山系萌諸嶺的支脈，大桂山的余脈。主要山脈由北向南延伸，場(chǎng)內(nèi)最高海拔為北部土貢林站的天洪頂975.5 m，一般海拔高400～800 m，相對(duì)海拔高300～500 m。山高坡陡，地形起伏大，一般坡度在35°以上，局部陡峭處超過40°。天洪嶺林場(chǎng)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，光熱條件優(yōu)越，雨量充沛，年平均氣溫21.1℃，最熱月7月的平均氣溫28.3℃，最冷月1月平均氣溫11.9℃；極端最高溫度39.5℃，極端最低溫度3℃；年平均降雨量1 503.6 mm，年蒸發(fā)量1 430 mm，年平均相對(duì)濕度78%。其土壤是由寒武系的砂頁巖、粉砂質(zhì)頁巖、變質(zhì)巖等發(fā)育而成的地帶性紅壤、黃壤。海拔800 m以上為山地黃壤，海拔700 m左右有少量過渡性黃紅壤，以下為山地紅壤。在林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)范圍內(nèi)林業(yè)用地中，表土層厚度、土層厚度均以中、厚為主，土壤肥力中等以上。

林場(chǎng)屬于西部南亞熱帶常綠闊葉林地帶（按《中國(guó)植被》的分區(qū)[7]）。由于人為活動(dòng)頻繁，原生植被已不復(fù)存在，天然次生闊葉林多限于地形陡峭地段及溝谷兩側(cè)，呈狹長(zhǎng)塊狀分布，面積不大。天然次生喬木樹種主要有楓香（Liquidambar formosana）、黃杞（Engelhardtia roxburghiana）、荷木（Schima superba Gardn.et Champ.）、紅錐（Castanopsis hystrix Miq.）、大葉櫟（Quercusgriffithii Hook.f.et Thoms.ex Miq.）、鴨腳木（Scheffleraoctophylla（Lour.）Harms）、泡桐（Paulownia）、檫木（Sassafras tzumu Hemsl）、酸棗（Ziziphus jujuba Mill.var.spinosa（Bunge）Hu ex H.F.Chow）等。灌木主要有鹽膚木（Rhus chinensis Mill.）、野漆（Toxicodendron succedaneum）、柃木（Eurya japonica Thunb）、白背桐（Mallotus paniculatus）、虎皮楠（Daphniphyllum oldhami（Hemsl.）Rosenth.）、大沙葉（Pavetta arenosa Lour.）、三杈苦（Evodia lepta）、水錦樹（Wendlandia uvariifolia）、崗松（Baeckea frutescens L.）、桃金娘（Rhodomyrtustomentosa）等。草本植物主要有酸藤子（Embelia laeta（L.）Mez）、玉葉金花（Mussaenda pubescens Ait.f.）、懸鉤子（Rubus corchorifolius）等。人工植被以杉木、馬尾松、八角（Illiciumverum）、油茶（Camellia oleiferaA－bel）等占優(yōu)勢(shì)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)林為蒼梧縣馬尾松土貢種源人工林，1959年采用裸根苗造林，株行距為1.7 m×1.7 m，造林前均為荒山，主伐后明火煉山，通過間伐后最終林分保留密度為240株/hm2，郁閉度為0.7，對(duì)人工林進(jìn)行每木檢尺，最終在林分中設(shè)定30 m×20 m調(diào)查樣地3個(gè)[8]。根據(jù)每木檢尺情況，最后選出3株平均木伐倒取樣，分別對(duì)其皮、葉、干、大枝、帶葉枝、根蔸、粗根、中根、細(xì)根進(jìn)行上中下3層混合取樣，每個(gè)器官均勻取樣500 g左右裝袋密封，將其做好標(biāo)簽待測(cè)。先將采集的植物樣品在60℃烘干，然后將樣品在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多次粉碎，將粉碎后的樣品裝瓶并在瓶壁上貼上標(biāo)簽待用。

稱取樣品0.200 0 g，用H2SO4-H2O2凱氏消煮法溶樣，氮元素和磷元素用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀測(cè)定，鉀元素用火焰光度計(jì)測(cè)定，鈣元素和鎂元素用原子吸收光譜儀測(cè)定，分別對(duì)土貢松的皮、葉、干、大枝、帶葉枝、根蔸、粗根、中根、細(xì)根中的氮、磷、鉀、鈣、鎂5種營(yíng)養(yǎng)元素的含量進(jìn)行測(cè)定和分析。

1.3 數(shù)據(jù)分析

對(duì)試驗(yàn)所測(cè)定出來的原始數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營(yíng)養(yǎng)元素在土貢松各器官的分配

2.1.1 氮元素分配規(guī)律氮元素在土貢松各器官含量的變化范圍為2 536.00～19 585.86 mg/kg（圖1），其平均值為6 393.18 mg/kg，其中，葉的含量最多，為19 585.86 mg/kg，明顯高于其他器官，是樹干（1 940.63 mg/kg）的10倍，氮元素含量差異較大，在土貢松各器官含量大小不一，其各器官N含量比為：樹葉∶帶葉枝∶細(xì)根∶中根∶皮∶粗根∶大枝∶根蔸∶樹干＝34∶19∶11∶11∶8∶5∶5∶4∶3，分布規(guī)律為葉＞帶葉枝＞細(xì)根＞中根＞皮＞粗根＞大枝＞根蔸＞干，地下部分的氮元素含量處于中等水平，地下部分隨著根系直徑的增大，氮含量減少。

2.1.2 磷元素分配規(guī)律由圖2可知，磷元素在土貢松各器官含量變化范圍為129.00～646.38 mg/kg，其平均值為336.11 mg/kg，含量差異也較大，含量最高的大枝（646.38 mg/kg）是含量最少的樹皮（129.00 mg/kg）的5倍，但大枝（624.25 mg/kg）、帶葉枝（624.25 mg/kg）、根蔸（545.06 mg/kg）3種器官含量相近，葉（337.25 mg/kg）與細(xì)根（310.00 mg/kg）含量相近，皮（133.81 mg/kg）、干（161.10 mg/kg）、粗根（133.81 mg/kg）、中根（138.19 mg/kg）4種器官含量相近，其各器官P含量比值為大枝∶帶葉枝∶根蔸∶葉∶細(xì)根∶干∶中根∶粗根∶皮＝21∶21∶18∶11∶10∶6∶5∶4∶4，其分布規(guī)律為：大枝＞帶葉枝＞根蔸＞葉＞細(xì)根＞干＞中根＞粗根＞皮，地下部分隨著根系直徑的增大，磷含量逐漸減少。

2.1.3 鉀元素分配規(guī)律鉀元素在土貢松各器官含量的變化范圍為350.00～12 750.00 mg/kg（圖3），其平均值為3 511.11 mg/kg，其在土貢松各器官中的含量?jī)蓸O分化嚴(yán)重，葉含量最多（12 750.00 mg/kg），大枝含量最少（350.00 mg/kg），葉為大枝的的36倍多，皮（1 000.00 mg/kg）、干（750.00 mg/kg）、大枝（350.00 mg/kg）、中根（1 250.00 mg/kg）和根蔸（1 000.00 mg/kg）含量均偏低，其各器官K含量比值為：葉∶細(xì)根∶帶葉枝∶粗根∶中根∶皮∶根蔸∶干∶大枝＝41∶24∶14∶8∶4∶3∶3∶2∶1，其排列順序?yàn)椋喝~＞細(xì)根＞帶葉枝＞粗根＞中根＞皮＝根蔸＞干＞大枝。

2.1.4 鈣元素分配規(guī)律鈣元素在土貢松各器官含量變化范圍為609.50～1 919.00 mg/kg（圖4），其平均值為997.91 mg/kg，除干和根蔸之外，其他器官含量相近，分布相對(duì)均衡，地上部分含量與地下部分含量相差不多，其中，干含量最多（1919.00mg/kg），中根含量最少（609.50 mg/kg），前者為后者的3倍，差異小于其他元素在各器官中的分布，其各器官Ca含量比值為：干∶根蔸∶帶葉枝∶大枝∶粗根∶葉∶細(xì)根∶皮∶中根＝21∶18∶11∶10∶9∶9∶8∶7∶7，各器官Ca含量排列順序?yàn)椋焊桑靖編~枝＞大枝＞粗根＞葉＞細(xì)根＞皮＞中根。

2.1.5 鎂元素分配規(guī)律從圖5可以看出，鈣元素在土貢松各器官含量的變化范圍為57.39～553.60 mg/kg，其平均值為262.96 mg/kg，其中，干含量最多（553.60 mg/kg），大枝含量最少（57.39 mg/kg），前者是后者的近10倍，鎂元素在土貢松各器官中的含量差異較大，但地下部分比地上部分分布均勻，其各器官M(fèi)g含量比值為：干∶中根∶粗根∶根蔸∶皮∶葉∶細(xì)根∶帶葉枝∶大枝＝24∶19∶14∶11∶10∶8∶6∶6∶2，各器官M(fèi)g含量排序?yàn)椋焊桑局懈敬指靖酒ぃ救~＞細(xì)根＞帶葉枝＞大枝。

2.2 不同器官間營(yíng)養(yǎng)元素相關(guān)性分析

土貢松不同器官間營(yíng)養(yǎng)元素相關(guān)性分析結(jié)果列于表1。

表1 土貢松不同器官間營(yíng)養(yǎng)元素相關(guān)性分析

由表1可知，土貢松各器官中氮元素與鈣元素、氮元素與鎂元素、磷元素與鎂元素、鉀元素與鈣元素、鉀元素與鎂元素都呈負(fù)相關(guān)，其他各元素間均呈正相關(guān)，其中，氮元素與鉀元素呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.899，說明這2種元素會(huì)相互促進(jìn)對(duì)方的吸收，而磷元素與鎂元素呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.703，顯著性P＝0.023，說明這2種元素會(huì)相互抑制對(duì)方的吸收。其他各元素之間的相關(guān)性并未達(dá)到顯著水平。

3 結(jié)論與討論

生物量的積累以及生物量各組分中營(yíng)養(yǎng)元素的含量決定了營(yíng)養(yǎng)元素的累積。因?yàn)橹仓旮鱾€(gè)器官所擔(dān)負(fù)的功能不相同，所以，植株各個(gè)器官需要的營(yíng)養(yǎng)元素含量也不相同，這就造成了各種營(yíng)養(yǎng)元素在植株體內(nèi)分配的差異[9]。自20世紀(jì)70年代以來，人類對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)元素的研究已取得了很大的研究成果，從最開始對(duì)林木營(yíng)養(yǎng)的初步研究漸漸發(fā)展到以林木器官養(yǎng)分狀態(tài)的診斷為基礎(chǔ)的樹種配置[10-17]，一直以來，植物生長(zhǎng)所需要的大量元素已經(jīng)被大量研究，植物N，P，K，Ca，Mg的營(yíng)養(yǎng)生理及其作用機(jī)制，以及作物吸收特點(diǎn)和在土壤中的轉(zhuǎn)化等都成為了研究?jī)?nèi)容。對(duì)于植物N，P，K，Ca，Mg養(yǎng)分之間相互關(guān)系的研究也越來越深入，各元素濃度只有達(dá)到適當(dāng)比例，才能相互協(xié)同，發(fā)揮最佳效果[18]。

通過對(duì)廣西省蒼梧縣天洪嶺林場(chǎng)55年生土貢松營(yíng)養(yǎng)元素的含量和分配規(guī)律研究表明，土貢松植株不同器官中的營(yíng)養(yǎng)元素含量差異比較明顯，其大小排序?yàn)椋喝~＞帶葉枝＞細(xì)根＞中根＞粗根＞皮＞根蔸＞干＞大枝，其中葉占32.44%，帶葉枝占16.25%，細(xì)根占14.67%，中根占8.27%，粗根占6.62%，皮占6.28%，根蔸占5.79%，干占5.14%，大枝占4.54%，葉所含營(yíng)養(yǎng)元素最多，大枝所含營(yíng)養(yǎng)元素最少。

土貢松植株同一器官中的營(yíng)養(yǎng)元素含量差異比較明顯，皮中各營(yíng)養(yǎng)元素含量從大到小排序?yàn)椋篘＞K＞Ca＞Mg＞P，葉中各營(yíng)養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)?N＞K＞Ca＞P＞Mg，干中各營(yíng)養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)椋篘＞Ca＞K＞Mg＞P，大枝中各營(yíng)養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)椋篘＞Ca＞P＞K＞Mg，帶葉枝中各營(yíng)養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)椋篘＞K＞Ca＞P＞Mg，粗根中各營(yíng)養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)椋篘＞K＞Ca＞Mg＞P，中根中各營(yíng)養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)椋篘＞K＞Ca＞Mg＞P，細(xì)根中各營(yíng)養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)椋篕＞N＞Ca＞P＞Mg，根蔸中各營(yíng)養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)椋篘＞Ca＞K＞P＞Mg，可見，土貢松對(duì)N，K元素的需求較多。

同一元素在土貢松不同器官的含量也有明顯差異，N元素的含量在植株各器官的高低排序?yàn)椋喝~＞帶葉枝＞細(xì)根＞中根＞皮＞粗根＞大枝＞根蔸＞干；P元素的含量在植株各器官的高低排序?yàn)椋捍笾Γ編~枝＞根蔸＞葉＞細(xì)根＞干＞中根＞粗根＞皮；K元素的含量在植株各器官的高低排序?yàn)椋喝~＞細(xì)根＞帶葉枝＞粗根＞中根＞皮＞根蔸＞干＞大枝；Ca元素的含量在植株各器官的高低排序?yàn)椋焊桑靖編~枝＞大枝＞粗根＞葉＞細(xì)根＞皮＞中根；Mg元素的含量在植株各器官的高低排序?yàn)椋焊桑局懈敬指靖酒ぃ救~＞細(xì)根＞帶葉枝＞大枝。

土貢松各器官中氮元素與鈣元素、氮元素與鎂元素、磷元素與鎂元素、鉀元素與鈣元素、鉀元素與鎂元素都呈負(fù)相關(guān)，其他各元素間均呈正相關(guān)，其中，氮元素與鉀元素呈極顯著正相關(guān)，說明這2種元素會(huì)相互促進(jìn)對(duì)方的吸收，鉀主要是以離子狀態(tài)存在，是代謝過程中多種酶的活化劑，植物體內(nèi)碳水化合物的形成和運(yùn)輸離不開鉀，鉀與蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系也很密切，能促進(jìn)蛋白質(zhì)的形成，還能增加原生質(zhì)的水合程度，降低黏性，增強(qiáng)細(xì)胞的保水能力和維持細(xì)胞一定的緊張度，其還能有效地促進(jìn)光合作用；氮元素是植株蛋白質(zhì)和核酸的組成成分，同時(shí)也是葉綠素的組成成分，并參與多種生物的轉(zhuǎn)化過程，而氮元素在土貢松體內(nèi)含量最多，說明對(duì)其的需求量大，可在生長(zhǎng)過程適當(dāng)適量補(bǔ)充氮肥，在給土貢松施肥時(shí)，氮肥與鉀肥可同時(shí)施用，能使土貢松更好地吸收這2種元素，而磷元素與鎂元素呈顯著性負(fù)相關(guān)，說明這2種元素會(huì)相互抑制對(duì)方的吸收。鎂是葉綠素的必要成分，缺鎂時(shí)，葉綠素的形成受阻，光合作用的功能也會(huì)受到阻礙，它還是許多酶的活化劑并促進(jìn)核糖體亞單位之間的結(jié)合，從而保持核糖體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保證蛋白質(zhì)的合成。而磷元素是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它與蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長(zhǎng)有密切關(guān)系，這2種元素都是土貢松的必需元素，但在土貢松體內(nèi)卻呈現(xiàn)相互抑制對(duì)方吸收的現(xiàn)象，所以，在對(duì)土貢松施肥時(shí)，鎂肥與磷肥盡量避免同時(shí)施用[19-21]。

本研究土貢松植株不同器官營(yíng)養(yǎng)元素含量的分配規(guī)律與莫江明等[4]對(duì)鼎湖山馬尾松營(yíng)養(yǎng)元素分配規(guī)律研究的結(jié)果相似，土貢松植株不同器官中營(yíng)養(yǎng)元素含量大小分配規(guī)律為：葉＞帶葉枝＞細(xì)根＞中根＞粗根＞皮＞根蔸＞干＞大枝，而鼎湖山馬尾松植株不同器官中營(yíng)養(yǎng)元素含量大小分配規(guī)律為：針葉＞細(xì)根＞林下層植物＞凋落物＞樹皮＞樹干，植株各器官營(yíng)養(yǎng)元素分配相差無幾，而張旭東等[3]對(duì)安徽馬尾松營(yíng)養(yǎng)元素分配格局進(jìn)行了研究，其研究結(jié)果與本研究結(jié)果大相徑庭，安徽馬尾松植株不同器官中營(yíng)養(yǎng)元素含量大小分配規(guī)律為：葉＞枝皮＞干皮＞枝木＞干木，除葉之外，其他器官營(yíng)養(yǎng)元素含量大小分配規(guī)律差異較大，植株各器官營(yíng)養(yǎng)元素分配也有所不同。引起差異的主要因素是地域因素，鼎湖山馬尾松地處廣東省中部，與桂東南的梧州市經(jīng)緯度相差不遠(yuǎn)，可以認(rèn)為是同一地理位置，其氣候條件、立地條件、土壤性質(zhì)相似，所以，馬尾松生長(zhǎng)相似，營(yíng)養(yǎng)元素分配規(guī)律相似，而安徽馬尾松地處長(zhǎng)江下游，緯度比桂東南高，氣候條件和立地條件都有差別，土貢松與安徽馬尾松生長(zhǎng)環(huán)境的不同，導(dǎo)致其營(yíng)養(yǎng)元素分配規(guī)律不同。

葉錦培等[6]對(duì)桂東地區(qū)馬尾松土貢種源生長(zhǎng)量的研究結(jié)果表明，土貢松的胸徑生長(zhǎng)量、樹高生長(zhǎng)量、材積生長(zhǎng)量均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這說明土貢松能作為一種優(yōu)良的用材樹種進(jìn)行推廣種植，其發(fā)展?jié)摿薮?。本研究得出，土貢松營(yíng)養(yǎng)元素含量水平較低，在溫肇穆等[2]對(duì)馬尾松營(yíng)養(yǎng)元素的研究中提出，馬尾松各種營(yíng)養(yǎng)元素含量都很低，但是馬尾松各生長(zhǎng)量均高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，說明土貢松能高效地合成有機(jī)物，對(duì)營(yíng)養(yǎng)水平要求不高，對(duì)此，總結(jié)出土貢松也是耐貧瘠樹種，若能在生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)土貢松的種植加強(qiáng)管理，重視對(duì)其養(yǎng)分的合理補(bǔ)充，特別注意N，P元素的補(bǔ)充以及對(duì)葉的保護(hù)，土貢松作為用材樹種的更多潛力將會(huì)被開發(fā)出來，造福社會(huì)。

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Study on Nutrient Distribution in Fast-growing，High-resistance and Polysarcous Tugong Pine in the Southeast of Guangxi

YE Jin-pei1，YANLi2，CHENMei1，LI Yuan1，ZHENGXiao-chuan2，ZHANGKai2，ZHONGLian-xiang2，TANGNa2
（1.TianhonglingState-owed Forest Farm，Wuzhou 543100，China；2.College ofForestry，Guangxi University，Nanning530004，China）

Tugong pine is a kind of masson pine geographic source which was found by Cangwu county Tianhongling plantation. This study measured the content of N,P,K,Ca,Mg in Tugong pine organs,to find out the nutrient distribution of 55-year-old Tugong pine and provide technological basis for its cultivation and protection.The results showed that leaves had maximum content of nutrients which was about 33 579.96 mg/kg,on the other wise,bigsticks had least content ofnutrients which was about 4 694.96 mg/kg.The order of the nutrient storage was:leaves＞stick with leaf＞thin root＞medium root＞thick root＞bark＞root stump＞trunk＞big sticks,the order ofnutrient content was:N＞K＞Ca＞P＞Mg.

Tugongpine;nutrient elements;content;distribution law

S791.248

A

1002-2481（2016）03-0364-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.03.23

2015-11-19

葉錦培（1964-），男，廣西蒼梧人，高級(jí)工程師，主要從事森林培育、林業(yè)科技推廣等研究工作。