桉树人工林生态系统养分循环和平衡研究Ⅲ. 桉树人工林生态系统的养分平衡

在当地现行的生产技术规程和营林措施的条件下，刚果W5桉树人工林生态系统中，N和K的收支帐为亏损，P、Ca、Mg为盈余。在一个轮伐期内，每公顷养分质量的收入中，N为327．13kg／hm^2，P为110．48kg／hm^2，K为206．13kg／hm^2。，Ca为679．53kg／hm^2，Mg为173．72kg／hm^2；每公顷养分质量的支出中，N为366．59kg／hm^2，P为35_3lkg／hm^2，K为212．22kg／hm^2，Ca为452．77kg／hm^2，Mg为79．52kg／hm^2。但这仅仅是一种表观数字。桉树人工林生态系统养分不平衡的主要原因，是桉树凋落物和采伐剩余物不能回归土壤，以及严重的水土流失。解决问题的关键是转变思想认识，制定有效的措施，使桉树凋落物和采伐剩余物回归土壤，同时在桉树行间间种豆科绿肥牧草。     

桉树人工林生态系统养分循环与平衡研究Ⅴ.桉树林间种山毛豆对土壤肥力与林木生长的作用

桉树人工林间种山毛豆对提高土壤肥力和促进林木生长有极其显著的作用。间种5年后，林地表层土壤有机质和全量养分N、P、K的质量分数，分别为18．21kg／hm^2、0．85kg/hm^2、0．43kg／hm^2、1．30kg/hm^2，而对照林地分别为13．70kg/hm^2、0.56kghm^2、0．34kg/hm^2、1．10kg/hm^2；林地土壤有效养分含量显著提高；土壤结构和土壤水分物理性质显著改善；桉树生长量显著增加，刚果W5桉平均株高增长16％，平均胸径增长22％，单位面积的木材蓄积量增加59％。     

蔬菜施不同肥料对产量和土壤肥力的贡献

为控制施肥对蔬菜和土壤的负面影响，充分利用施肥对土壤肥力的保护功能，探讨蔬菜合理的有机肥施用量，在不同质地土壤上，田间试验小白菜、苦瓜、豇豆三种蔬菜施不同量有机肥，收获时测定其产量、品质及试验前后的土壤有机质质量分数。结果表明，(1)在施适量无机NPK的条件下，每造蔬菜的有机肥(禽畜粪便，下同)施用量，砂土上小白菜为4500kg／hm^2、苦瓜和豇豆为3000kg/hm^2；在壤土上，小白菜和苦瓜均宜施3000kg/hm^2，豇豆则宜施4500kg／hm^2；在粘土上，小白菜每造只宜施1500～3000kg／hm^2的有机肥。(2)有机肥必须与无机肥合理配合施用，才能获得最佳的产量和品质效果。(3)施有机肥3000-4500kg/hm^2 适量无机肥可使土壤有机质水平保持在种植蔬菜前的质量分数水平，该施肥量和方式不仅可使蔬菜高产、优质，还有利于保护土壤肥力。(4)对蔬菜产量的贡献，有机肥和化肥配合施用的处理对蔬菜产量的贡献最大，来自土壤的效应由小到大依次为有机肥和化肥配合施用→化肥→有机肥，进一步反映合理施肥有利于保护土壤肥力。     

水稻专用叶面营养液对水稻生长及其主要生理特性的影响

通过田间小区试验及大田示范的对比,研究了专用叶面营养液的适宜喷期及其对水稻的生理特性：根系活力、养分吸收、叶片叶绿素含量、光合速率等和产量的影响.研究结果表明：适宜喷期在植后7-10天,并喷施1次,效果最好.专用叶面营养液使水稻根系活力在分蘖盛期、灌浆期明显提高;显著提高分蘖盛期叶片及灌浆期剑叶的叶绿素含量,促进剑叶提高光合速率及水稻对N、P、K营养的吸收;增加水稻灌浆期剑叶蛋白质含量.水稻喷施叶面营养液在生理上发生显著变化,促进分蘖增加,有效穗增加,稻秆矮壮,通过增加水稻灌浆期叶片的光合能力而加速碳水化合物向穗部的输送,达到增加千粒重及产量的目的.     

桉树人工林生态系统养分循环与平衡研究Ⅳ.桉树林间种山毛豆对生态系统养分循环的作用

桉树人工林间种山毛豆，增加了凋落物量和养分归还量，改善了营养元素的生物小循环。在一个轮伐期内山毛豆归还土壤养分的数量如下：氮528.37kg／hm^2，磷28.06kg／hm^2，钾66.20kg／hm^2，钙184.96kg／hm^2，镁57.21kg／hm^2；而同期刚果W5桉归还土壤养分的数量为：氮85.98kg／hm^2，磷3.94kg／hm^2，钾11.80kg/hm^2，钙36.98kg／hm^2，镁18.30kg／hm^2。由于间种山毛豆增加了生态系统的养分收入，减少了水土流失的养分支出，系统的各种养分出现了盈余的状况。     

长期定位施肥对土壤微量元素含量的影响

在25年长期定位试验研究基础上,分析了无肥、N、NP、NPK、N 有机肥和N 秸秆6个不同施肥处理的0～20cm土壤微量元素B、Fe、Mn、Cu和Zn的质量分数变化。结果表明:不同施肥处理的土壤有效B和有效Zn均为增加,分别是试验基础数值的2.9倍～4.7倍和1.0倍～4.7倍。N 有机肥处理质量分数最高,无肥处理最低。有效Fe、Mn、Cu的质量分数除N 有机肥处理的Fe和Cu增加了0.95mg·kg-1和0.43mg·kg-1以外,都呈现出下降的趋势。各处理的土壤全量Fe呈减少趋势,全量Mn、Cu和Zn除无肥处理和Cu除单施N肥处理稍有减少以外,都呈现增加的趋势。全量Cu和Zn以N 有机肥处理质量分数最高,N 秸秆和施用P肥处理次之。施用以垃圾、畜禽废弃物为原料的有机肥以及施用P肥等可以增加土壤微量元素,施肥是影响土壤微量元素质量分数变化的重要因素。     

长期定位施肥对土壤磷、钾素动态变化的影响

23年定位施肥试验的结果表明，不施肥和单施氮肥的土壤，其有效磷质量分数迅速下降，前3年比播前降低约50％，自第7年开始比播前降低2／3左右，降至4-5μg／g之后处于稳定状态。土壤全磷质量分数始终保持在0．40-0．50g／kg的水平，有机磷略有增加。施有机肥以及有机肥与氮肥配施的土壤，其有效磷和有机磷质量分数增加显著。单施氮肥的土壤，其速效钾、缓效钾质量分数均降低，全钾质量分数变化不明显。在每年每公顷单施含钾150．0kg、300．0kg的有机肥或与138kg、276kg氮素配施的土壤中，以单施含钾300．0kg的有机肥的土壤的钾素盈余量最多，并随配施氮量的增加而盈余量减少。试验23年后的土壤，其钾素盈余量与土壤速效钾、缓效钾质量分数均有极显著的相关性，而与全钾质量分数的相关性小大。     

长期施肥对旱地红壤肥力和酶活性的影响

为了明确不同施肥种类对旱地红壤肥力与酶活性的影响,以30年（1981年至今）长期定位试验地为基础,研究不同施肥处理（CK,N,NP,NPK,2倍NPK,猪粪,NPK＋猪粪）旱地红壤玉米田耕层（0～20 cm）土壤酶活性与养分的变化趋势及其相关性。结果表明：1）全N含量各处理间差异不显著,单施N肥显著增加土壤速效N,施有机肥处理（NPK＋猪粪,猪粪）土壤的pH值、有机质、全P、速效P均显著增加;2）除了2倍NPK处理土壤脲酶活性最高外,施有机肥土壤的转化酶、脱氢酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性也较其他处理显著增加;3）酸性磷酸酶、过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶与全N、有机质、速效N呈显著或极显著正相关;因此,红壤旱地通过长期施用有机肥或与无机肥配施,不仅能显著提高土壤肥力,而且能增加土壤酶活性,从而显著提高土壤持续生产力。     

吉兰泰盐湖周边荒漠植物养分、叶片功能性状及适应策略研究

为分析叶片功能性状与养分质量分数的相关关系,探究荒漠植物通过叶片功能性状、养分特征表现出的对环境胁迫的适应策略,以阿拉善盟吉兰泰盐湖区固定沙地生长的荒漠植物为研究对象,对植物叶片的水分与功能性状指标、养分元素质量分数进行测定,运用单因素方差分析、相关性分析等方法对叶片功能性状、养分质量分数以及二者的关系进行分析。结果表明,(1)荒漠植物通过较高的干物质质量分数(LDMC,0.125—0.329 g·g~(-1))、较低的比叶面积(SLA,1.071—23.291 m2·kg~(-1))和叶片含水量(LWC,53.271%—87.102%)来抵御荒漠环境的胁迫,可将这3个指标结合作为荒漠植物筛选的主要性状指标。(2)通过与其他相关研究结果对比,得出荒漠植物叶片通过高水平的N、K、Mg、Na质量分数进行调节,提高植物对水分的利用效率,保证正常生理功能。不同种植物生长受N、P限制的表现不同。(3)荒漠植物通过较高的叶片N、P质量分数来满足植物生长对养分的需要,比叶面积与N质量分数呈正相关,比叶面积高的植物生长速率高,易取得竞争优势;N、P、Na质量分数与叶片干物质质量分数呈极显著负相关,而与叶片含水量呈正相关;Ca、Mg、Na的质量分数与叶片相对含水量和叶片厚度均呈显著正相关关系,Ca、Mg、Na作为植物叶片细胞稳定性及渗透压调节元素在发挥作用。     

城市污水污泥与稻草、粉煤灰混合堆肥及其利用评价

利用城市污水污泥与稻草、粉煤灰混合进行堆肥，分析评价不同物料配比堆肥的物理化学性质变化及其农用价值，探讨了污肥绿化利用的土壤环境容量。结果表明：采用广州市大坦沙污水处理厂脱水污泥与稻草、粉煤灰按照4：1：0．6～1．2的比例（质量比）混合堆肥，60d后，堆肥的植物可利用的有效态养分提高，重金属含量比原污泥有较大幅度降低，粉煤灰对污肥中的重金属有一定的钝化作用，堆肥后的物质疏松，臭味消失；由最小限制因子重金属Cd决定的污肥年最大施用量（连续20a）为82．0t／hm^2（污肥B）和72．1t／hm^2（污肥C），由N决定的污肥年最大施用量分别为31．33t／hm^2（污肥B）和32．49t／hm^2（污肥C）。     

施肥对落叶松人工林林地土壤肥力的可持续性的影响

以14年生和34年生落叶松人工林为研究对象，对该林分所在的白浆化暗棕壤林地进行施肥试验。设置了9个施肥处理和1个无肥对照，运用土壤生物和养分指标讨论了不同林龄落叶松人工林林地土壤肥力可持续性指数。结果表明：(1)不同施肥处理对土壤肥力可持续性指数影响不同；(2)同一施肥处理对不同林龄的土壤可持续性指数影响也不同；在林木生长最快的幼龄期施肥，提高土壤肥力可持续性指数的效果要明显高于在林木近熟期施肥；(3)施用有机肥有利于提高生物管理指数，单施化肥可增加土壤氮、磷的管理指数；(4)有机肥和化肥混施是提高林地土壤可持续性指数的最好施肥方式。     

广西速生桉施肥对林区内水体富营养物质的影响

施肥是种植速生桉(Eucalyptus)主要的营林技术措施之一。广西近几年速生桉发展面积较大,施肥量逐年增加,由于肥料通过其气态、淋洗和径流等途径流失到水体,增加了水体中富营养物质的含量。为了防止或减缓速生桉施肥加快对水体富营养化的目的,探索其有效的解决方法,课题组进行了速生桉的施肥数量、肥料颗粒形态、肥料养分含量、肥料养分配比等因子的田间试验,研究不同的施肥处理对林区内水体富营养物质含量的影响。试验结果表明:肥料养分含量越高、施肥量越大、颗粒化程度越低的处理区域水体总氮、总磷和总钾含量越高;桉树林区内水体的总氮、总磷和总钾含量中各有约40%、70%和50%来自桉树施肥,不合理的施肥可能会导致林区内水库或河流等水体富营养化;桉树施肥技术中施肥量对水体营养物质影响最大,其次分别为肥料养分和肥料颗粒形态。建议在一定范围内,速生桉施肥可提高肥料总养分含量、适当减少其施肥量,可防止或减缓桉树林区内水体富营养化。     

计划烧除攀枝花苏铁林区地面覆盖物对苏铁生长和土壤理化性质的影响

选择攀枝花苏铁林下计划烧除试验后苏铁及其根系周围土壤(0~15 cm)为对象,研究火烧对攀枝花苏铁植株生长、叶片生理和苏铁根系周围土壤理化性质的影响,以期为区域攀枝花苏铁种群恢复和生态环境保护提供理论依据.结果表明:计划烧除区域苏铁成年树的株数及株高没有显著变化,新生叶片数目和幼苗株数相对未烧除区域显著增加,增幅分别达201.66%和317.7%;烧除区域苏铁植株新生叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b,可溶性糖、蛋白质含量,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)活性,叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量,C/N、N/P比与对照区域新生叶片相比无显著性差异,只有类胡萝卜素含量显著降低.计划烧除改变了苏铁根围土壤(0~15 cm)的理化性质,表现在烧除后的土壤含水量、pH值及总N、P、K含量显著降低;但是,火烧显著提高了土壤有机碳(TOC)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)含量,微生物量C、N含量也略有升高;这说明火烧有利于增加苏铁林下土壤养分(N)的有效性,为烧除后苏铁快速恢复生长提供有利条件.     

东北过伐林区不同林分类型土壤肥力质量评价研究

保持和提高森林土壤肥力质量是实现森林健康的基础。研究不同林型下土壤肥力质量对森林可持续经营具有重要意义。以东北过伐林区金仓林场中的落叶松Lartx gmelinii人工纯林、云杉Picea asperatax紫椴Tilia amurensis天然混交林、紫椴×白桦Betula platyphylla天然混交林、五角槭Acer monox白桦×落叶松天然混交林、五角槭×白桦×紫椴天然混交林、白桦×落叶松天然混交林和五角械×紫椴×青杨Populus pseudo-simonii天然混交林为研究对象,分析和比较了不同林分下的土壤物理和化学性质,并采用主成分分析与聚类分析相结合的方法评价了其土壤肥力质量。结果表明：①林分类型对土壤理化性质影响显著;随土壤深度增加,土壤密度和土壤pH值增大,而土壤含水量、物理性粘粒含量和养分质量分数减少,但其在不同林分下的变化程度不同;②土壤因子之间关系密切,物理性粘粒含量与含水量、全氮、速效钾质量分数呈极显著正相关,而与土壤密度和pH值呈显著负相关;土壤养分质量分数之间具有不同程度的显著正相关关系;③采用主成分分析法对不同林分下0～60cm的土壤肥力质量进行了评价,土壤肥力质量表现为天然混交林高于落叶松人工纯林;采伐降低了土壤的肥力质量;在落叶松人工纯林中,随着林龄的增加,土壤的肥力质量下降。通过对土壤肥力质量综合指标值的聚类分析,将研究区土壤肥力质量分为优、良、中、差4个等级,肥力质量属于中等以上（优、良、中等）的林地所占研究样地的比例为66．7％,研究区森林土壤肥力质量属于中等水平。建议在经营过伐林时,注意调整林分结构和树种组成,控制采伐强度,同时进行长期定位观测和比较,以改善林分整体的肥力状况。本研究结果为该地区林业可持续经营提供直接依据,也为东北地区森林土壤肥力质量评价提供参考。     

南亚热带中幼龄针阔混交林生态化学计量特征

为了解南亚热带中幼龄针阔混交林植物、凋落物和土壤生态化学计量特征,本研究以10-11 a、7-9 a和3-5 a林龄人工针阔混交林为研究对象,通过对植物叶片（乔木、灌木和草本）、凋落物及土壤的碳（C）、氮（N）和磷（P）含量及计量比分析,探讨了中幼龄针阔混交林生态化学计量特征、相互关系及其N、P养分限制。结果表明,1）针阔混交林乔木、灌木和草本叶片碳含量均值分别为502.88、472.18和438.31 mg·g-1,其叶片碳含量表现为乔木〉灌木〉草本;叶片全氮含量均值分别为15.87、19.61和15.72 mg·g-1,叶片全磷含量均值为1-09、1.24和0.91 mg·g-1,其叶片氮和磷含量均表现为灌木〉乔木〉草本;凋落物碳、氮和磷含量均值分别为497-07、11-36和0.45 mg·g-1,凋落物氮和磷含量均低于植物。2）针阔混交林乔木叶片C/N、C/P和N/P均值分别为34.43、517-06和15.63,灌木和草本叶片C/N、C/P和N/P均值分别为26.60和28.55、438.77和507.59、16.52和17.95,而凋落物C/N、C/P和N/P为46.50、1193.26和26.17;不同林龄杉木叶片N/P均低于14,表明杉木生长受N限制;10-11 a林龄阔叶树生长受N的限制,7-9 a和3-5 a林龄阔叶树生长受P的限制,灌木和草本生长基本受P限制。3）植物叶片全氮和全磷含量呈极显著正相关（P〈0.01）,C/N与C/P呈极显著正相关（P〈0.01）,而全磷含量与C/N、C/P、N/P呈极显著和显著负相关（P〈0.01,P〈0-05）;土壤有机碳含量与土壤全氮含量、C/P、N/P呈极显著和显著正相关（P〈0.01,P〈0-05）。本研究为中幼龄人工林抚育及可持续经营提供科学参考。     

闽南山区连续年龄序列桉树人工林土壤养分动态

对闽南山区连续年龄序列(2 a、3 a、4 a、5 a、6 a)的尾巨桉(Eucalyptus urophyllaxE.grandis)人工林土壤有机碳及氮、磷、钾含量进行了分析,以评价土壤养分随林分年龄的变化动态.土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷均表现出随林分年龄增加而增加,到4 a生时达到最大,随后则呈下降趋势,6 a生时下降到最低值.速效钾含量则随林分年龄增加逐步下降,6 a生林分0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm这3个土层速效钾含量分别比2 a生下降了53.2%、44.4%和55.2%;土壤全钾含量也表现出一定的下降趋势.所有年龄林分的土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾含量均随土层深度增加而降低,而土壤伞钾则表现出相反的趋势.因此,在桉树人工林经营过程中,应定期增施钾肥,适时施用有机肥及氮、磷肥,以控制地力衰退.图4表2参24     

Nutrients can enhance phytoremediation of copper-polluted soil by Indian mustard

An orthogonally designed experiment was conducted to study the single and combined effects of N, P and K on phytoremediation of Cu-polluted soil by Indian mustard. Addition of fertilizer N and P significantly increased Indian mustard shoot yield. Two high treatments combined with N resulted in the highest yields, followed by low-P combined with N. In contrast, high P with no N gave no yield increase and K had no effect on yield of Indian mustard. Nitrogen and P increased the amount of chlorophyll in the leaves, indicating that the yield increases were due to enhanced photosynthesis. Nitrogen application had no effect on plant Cu concentrations but addition of P slightly decreased plant Cu concentrations, likely a dilution effect resulting from the increase in yield. Among the treatments, N and P applied at 100 and 200 mg kg(-1) respectively with no K application resulted in the highest Cu uptake. Thus, a combination of low N and high P produced a yield increase in Indian mustard that was more than adequate to compensate for a slight decrease in Cu concentration, resulting in the highest Cu removal from the contaminated soil.     

Nutrients Can Enhance Phytoremediation of Copper-Polluted Soil by Indian Mustard

An orthogonally designed experiment was conducted to study the single and combined effects of N, P and K on phytoremediation of Cu-polluted soil by Indian mustard. Addition of fertilizer N and P significantly increased Indian mustard shoot yield. Two high treatments combined with N resulted in the highest yields, followed by low-P combined with N. In contrast, high P with no N gave no yield increase and K had no effect on yield of Indian mustard. Nitrogen and P increased the amount of chlorophyll in the leaves, indicating that the yield increases were due to enhanced photosynthesis. Nitrogen application had no effect on plant Cu concentrations but addition of P slightly decreased plant Cu concentrations, likely a dilution effect resulting from the increase in yield. Among the treatments, N and P applied at 100 and 200 mg kg^–1 respectively with no K application resulted in the highest Cu uptake. Thus, a combination of low N and high P produced a yield increase in Indian mustard that was more than adequate to compensate for a slight decrease in Cu concentration, resulting in the highest Cu removal from the contaminated soil.     

茉莉酸甲酯(MeJA)对干旱胁迫下水稻幼苗光合作用特性的影响

茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)是广泛存在于植物体内的与抗性关系密切的生长物质,能显著增强植物在机械伤害、低温、盐害、干旱等非生物环境胁迫和病虫害等生物胁迫中的抗性.以水稻品种中二欧6为实验材料,通过设置对照、干旱、干旱+MeJA、干旱+MeJA+水杨苷异羟肟酸(SHAM)四种处理,研究了干旱胁迫下施用MeJA及其代谢抑制剂SHAM对水稻幼苗的叶绿素荧光和光合作用特性的影响.研究结果表明,干旱胁迫下外源MeJA(0.25 μmol·L~(-1))处理可显著提高水稻幼苗的叶片水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/F_0和Fv/Fm值、蒸腾速率、叶片气孔导度、胞间CO_2浓度,降低ABA含量,从而提高水稻幼苗的抗旱性.然而,加入茉莉酸信号途径的抑制剂水杨苷异羟肟酸(SHAM)后MeJA诱导的水稻抗旱效应受到逆转,表现在水稻幼苗叶片水势、叶绿素荧光和光合作用参数等显著下降,ABA含量显著上升.     

Extending the leaf economics spectrum to decomposition: evidence from a tropical forest

I investigated the relationship between leaf physiological traits and decomposition of leaf litter for 35 plant species of contrasting growth forms from a lowland tropical forest in Panama to determine whether leaf traits could be used to predict decomposition. Decomposition rate (k) was correlated with specific leaf area (SLA), leaf nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) across all species. Photosynthetic rate per unit mass (Amass) was not correlated with k, but structural equation modeling showed support for a causal model with significant indirect effects of Amass on k through SLA, N, and P, but not K. The results indicate that the decomposability of leaf tissue in this tropical forest is related to a global spectrum of leaf economics that varies from thin, easily decomposable leaves with high nutrient concentrations and high photosynthetic rates to thick, relatively recalcitrant leaves with greater physical toughness and defenses and low photosynthetic rates. If this pattern is robust across biomes, then selection for suites of traits that maximize photosynthetic carbon gain over the lifetime of the leaf may be used to predict the effects of plant species on leaf litter decomposition, thus placing the ecosystem process of decomposition in an evolutionary context.