黑木相思苗期平茬与施肥技术研究

黑木相思苗期平茬与施肥技术研究

论文摘要

随着黑木相思(Acacia melanoxylon)在我国推广面积不断增加,其苗木在幼年期易倒折以及苗期施肥技术落后从而限制了它的发展。本研究从平茬和施肥两种关键栽培技术出发,通过研究不同平茬高度(5cm,10cm,15cm,20cm)对黑木相思幼苗生长、萌芽、根系特征、营养吸收及光合特性的影响,选择对黑木相思生长最佳的平茬高度;同时通过研究不同N(0~600mg/seedling)、P (0~200mg/seedling)、K (0~300mg/seedling)施肥处理以及缺素处理(-N,-P,-K)对黑木相苗木生长、根系特征、营养吸收及光合特性的影响,探求黑木相思苗木对不同施肥方法的响应机制,进而为黑木相思苗木培育提供理论依据。(1)平茬能促进黑木相思苗木萌芽,且平茬后,苗木地径、根长、根平均直径、根表而积等迅速增加,苗木净光合速率和N、P、K营养物质含量呈先升高后降低的趋势,且均高于不平茬的对照,其中,10 cm平茬高度效果最佳,整个过程中,10 cm平茬处理苗木净光合速率和水分利用效率的最高值分别为7.99μmol·m-2·s-1,和2.51μmolCO2μmmol·H2O-1, N、P、K含量分别为13.51 mg/株、3.96 mg/株和5.28 mg/株,到试验末期,苗木地径、萌芽数、萌芽长度、根生物量、根表面积分别为5.23 mm、7.3个、134.6 cm、1.50 g、121.94 mm2,均显著高于不平茬的对照及其他平茬处理。(2)指数施N肥对黑木相思苗木生长有很大的促进作用,到试验末期,不同施肥量处理的苗木地径和苗高分别达2.43~2.98 mm和26.42-32.10 cm,生物量达0.66~1.05 g,根系长度、平均直径、表而积和体积分别为201.22~343.34 cm、0.28~0.41mm、13.44~26.29 cm2和0.19~0.35 cm3;苗木整株N、P、K含量大幅上升,分别为19.70~43.53 mg/株、2.89~5.78 mg/株、9.66~17.50 mg/株;不同处理苗木的表观量子效率为0.032~0.046,最大净光合速率为7.95~9.19μmol·m-2·s-1,光饱和点为897~1140μmol·m-2·s-1,且不同处理与对照N-0差异显著。总的来说,N-400处理对黑木相思苗木生长的促进作用最大,营养诊断表明200~400mg/株施氮量是黑木相思苗期生长的适宜施氮量,施氮量达到600mg/株时产生毒害作用,植株生长受到抑制。(3)等量施P肥对黑木相思苗木生长的促进作用明显。特别是P-100处理后,苗木生长等指标在各处理间处于较高的水平,地径、苗高分别为2.30 mm和36.20 cm,地上部分(茎叶)和地下部分(根)生物量分别为1.236 g和0.227 g;根系形态指标分别为417.09 cm(根长)、0.46 cm(根平均直径)、35.16 cm2(根表而积)和0.48cm3(根体积);整株苗木的N、P和K含量分别为7.55 mg/株、1.39 mg/株和3.98 mg/株,与其他处理和对照差异明显。由此得出总量为每株100 mg的施磷量对黑木相思苗木生长、根系发育和营养吸收具有较大的促进作用。(4)等量施K肥对黑木相思苗木生长的促进作用明显。特别是K-150处理后,苗木生长等指标在各处理间处于较高的水平,地径、苗高分别为2.07 mm和35.4 cm,地上部分(茎叶)和地下部分(根)生物量分别为1.14g和0.19g;根系形态指标分别为380.10 cm(根长)、0.35 cm(根平均直径)、33.12 cm2(根表面积)和0.454 cm3(根体积);整株苗木的N、P和K含量分别为7.01 mg/株、1.22 mg/株和4.10 mg/株,与其他处理和对照差异明显。由此得出总量为每株150 mg的施钾量对黑木相思苗木生长、根系发育和营养吸收具有较大的促进作用。(5)大量元素缺乏对黑木相思无性系苗木的生长、生物量、根系形态指标、营养元素含量和光合作用产生了显著的影响。经分析得知,缺素引起黑木相思无性系叶片中N含量的减少,叶绿素含量和碳的同化作用降低,并且导致干旱加剧。光合作用能力的降低不仅直接与N缺乏相关也和P、K缺乏直接相关,最终会对碳水化合物的合成反馈机制带来消极影响。三个无性系都表现出淀粉含量的增加,无性系33号的可溶性糖含量有所增加。由缺素引起的干旱是叶片干重减少的主要原因,虽然在缺素条件下无性系33号的根延伸率产生了一定限制,但是根冠比并不受缺素条件下根的延伸率的影响。对三个无性系生理生态指标的试验测定说明在缺素(-N,-P,-K)的条件下,无性系33号比无性系7号,4号的光能利用效率高,本试验研究结果可以为黑木相思无性系的开发选育提供理论依据。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 1 概述
  • 1.1 前言
  • 1.2 国内外林木施肥方法研究现状
  • 1.2.1 国外林木施肥方法研究现状
  • 1.2.2 国内林木施肥方法研究现状
  • 1.3 平茬技术的应用及研究现状
  • 1.4 平茬及施肥技术在黑木相思栽培中的应用
  • 1.5 研究目的及意义
  • 2 试验材料与方法
  • 2.1 试验地概况
  • 2.2 试验材料
  • 2.3 技术路线
  • 2.4 研究方法
  • 2.4.1 平茬部分
  • 2.4.2 施肥部分
  • 2.5 数据处理
  • 3 平茬对黑木相思苗木萌芽、生长、根系形态及光合特性的影响
  • 3.1 不同平茬高度下黑木相思苗木的萌芽特性
  • 3.2 不同平茬高度下黑木相思苗木地径生长规律
  • 3.3 不同时期和平茬高度下黑木相思苗木的根系特征
  • 3.3.1 根长
  • 3.3.2 根平均直径
  • 3.3.3 根表面积
  • 3.3.4 根体积
  • 3.3.5 根生物量
  • 3.4 不同平茬高度下黑木相思苗木气体交换参数
  • 3.4.1 净光合速率
  • 3.4.2 叶片蒸腾速率
  • 3.4.3 瞬时水分利用效率
  • 3.5 不同时期和平茬高度下黑木相思苗木根系矿质养分含量
  • 3.5.1 N素含量变化
  • 3.5.2 P素含量变化
  • 3.5.3 K素含量变化
  • 3.6 小结
  • 4 指数施氮肥对黑木相思苗木生长、根系形态、营养吸收及光合作用的影响
  • 4.1 不同施氮量对黑木相思生长的影响
  • 4.1.1 地径生长
  • 4.1.2 苗木高生长
  • 4.2 不同施氮量对黑木相思生物量的影响
  • 4.3 不同施氮量下黑木相思根系形态的动态变化
  • 4.3.1 根长
  • 4.3.2 根平均直径
  • 4.3.3 根表而积
  • 4.3.4 根体积
  • 4.4 不同施氮量下黑木相思苗木矿质养分含量
  • 4.4.1 N素含量变化
  • 4.4.2 P素含量变化
  • 4.4.3 K素含量变化
  • 4.5 不同施氮量下黑木相思苗木光响应曲线
  • 4.5.1 表观量子效率
  • 4.5.2 最大净光合速率和暗呼吸速率
  • 4.5.3 光饱和点和光补偿点
  • 4.6 适宜施氮量的确定
  • 4.6.1 养分供应量、生物量与养分的关系模型
  • 4.6.2 模型应用:黑木相思幼苗生长和营养关系模型
  • 4.6.3 适宜施肥量确定
  • 4.6.4 矢量营养诊断分析
  • 4.7 小结
  • 5 等量施磷肥对黑木相思苗木生长、根系形态及营养吸收的影响
  • 5.1 不同施磷量对黑木相思苗木生长的影响
  • 5.1.1 地径生长
  • 5.1.2 苗木高生长
  • 5.2 不同施磷量对黑木相思苗木生物量的影响
  • 5.3 不同施磷量下黑木相思根系形态的动态变化
  • 5.3.1 根长
  • 5.3.2 根平均直径
  • 5.3.3 根表面积
  • 5.3.4 根体积
  • 5.4 不同施磷量下黑木相思苗木矿质养分含量
  • 5.4.1 N素含量变化
  • 5.4.2 P素含量变化
  • 5.4.3 K素含量变化
  • 5.4.4 临界浓度法养分诊断
  • 5.5 小结
  • 6 等量施钾肥对黑木相思苗木生长、根系形态及营养吸收影响
  • 6.1 不同施钾量对黑木相思生长的影响
  • 6.1.1 地径生长
  • 6.1.2 苗木高生长
  • 6.2 不同施钾量对黑木相思苗木生物量的影响
  • 6.3 不同施钾量下黑木相思苗木根系形态的动态变化
  • 6.3.1 根长
  • 6.3.2 根平均直径
  • 6.3.3 根表面积
  • 6.3.4 根体积
  • 6.4 不同施钾量下黑木相思苗木矿质养分含量
  • 6.4.1 N素含量变化
  • 6.4.2 P素含量变化
  • 6.4.3 K素含量变化
  • 6.4.4 临界浓度法养分诊断
  • 6.5 小结
  • 7 缺素处理对黑木相思无性系苗木生长、光合特性、及养分含量的影响
  • 7.1 缺素处理对黑木相思苗木生长的影响
  • 7.1.1 苗高生长
  • 7.1.2 叶片数及叶面积
  • 7.1.3 根长生长
  • 7.2 缺素处理对黑木相思苗木生物量的影响
  • 7.2.1 叶片干重及叶而积平均干重
  • 7.2.2 根茎干重及根茎比
  • 7.3 缺素处理对黑木相思苗木碳水化合物及可溶性糖的影响
  • 7.3.1 淀粉及甘糖醇
  • 7.3.2 可溶性糖
  • 7.4 缺素处理对黑木相思苗木光响应曲线的影响
  • 7.4.1 表观量子效率
  • 7.4.2 最大净光合速率和暗呼吸速率
  • 7.4.3 光饱和点和光补偿点
  • 7.5 缺素处理对黑木相思苗木叶片气体交换特性的影响
  • 2浓度'>7.5.1 气孔导度和胞间CO2浓度
  • 7.5.2 净光合速率
  • 7.5.3 蒸腾速率
  • 7.5.4 瞬时水分利用效率
  • 7.6 缺素处理对叶片生长、养分含量以及光合特性的影响机制
  • 7.7 小结
  • 8 结论与讨论
  • 8.1 不同平茬高度对黑木相思苗期的影响
  • 8.2 指数施氮肥黑木相思苗期营养诊断
  • 8.3 等量施磷肥和钾肥对黑木相思苗期的影响
  • 8.4 缺素处理下黑木相思苗木的响应机制
  • 参考文献
  • 本研究创新点
  • 个人简介
  • 导师简介
  • 致谢
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