论文部分内容阅读
杨树是我国广泛栽培的一种适应性广、生长快的速生树种,栽培面积超过1亿亩,居世界首位,木材广泛用于造纸、家具、生物燃料等。美洲黑杨(Populus deltoides)和欧美杨(P.×canadensis Moench)是我国杨树人工林最重要的造林树种,且在我国的栽培面积达到3000多万亩。这两种杨树栽培区的土壤类型主要为红壤、黄壤、黄棕壤、紫色土,但并没有相关研究关注两种杨树生长的最适土壤类型。生态化学计量学(Ecological stoichiometry)是以生态学和化学计量学的基本原理为基础,研究生态系统能量和多重化学元素平衡的理论和科学。有研究者认为生态化学计量学是衡量植物营养平衡和营养不足的重要指标,杨树养分需求常常与土壤养分供给存在矛盾,随着土壤养分条件和生长时期的变化而变化,杨树的C/N、C/P、N/P等化学计量特征也会发生变化。本研究以红壤、黄壤、黄棕壤、酸性紫色土和碱性紫色土5种土壤为栽培基质,通过盆栽的方式来研究两种杨树在不同土壤环境条件下的生长状况、光合速率、化学计量特征、养分利用效率,有助于筛选两种杨树的适生土壤类型,认识土壤养分供给与土壤化学计量特征的关系,厘清杨树器官化学计量比与植物的养分利用效率及养分缺乏的内在联系。主要结果如下:(1)欧美杨在两种紫色土环境下的生长较好,生物量较高,在黄壤条件下生长最差。美洲黑杨在黄棕壤和酸性紫色土条件下生长良好,生物量也较大,黄壤条件下生长最差,生物量也最低。(2)欧美杨在酸性紫色土条件下的净光合速率(Pn)最大,黄棕壤条件下的Pn最小;红壤条件下,美洲黑杨的Pn最大,酸性紫色土条件下的Pn最小。两种杨树在不同土壤类型条件的气孔导度Gs、蒸腾速率与净光合速率的大小关系相似。酸性紫色土条件下欧美杨Ci最大,而五种土壤条件下美洲黑杨的Ci没有显著差异。(3)5种不同土壤类型中,生长于黄壤和红壤条件下的欧美杨光合N利用效率较高,而美洲黑杨各种土壤条件下的光合N使用效率没有显著差异。酸性紫色土条件下,欧美杨的光合P利用效率最高,黄棕壤条件下最低,美洲黑杨在红壤条件下的光合P利用效率最高,黄棕壤条件下最低。(4)美洲黑杨在黄壤条件下叶片的C含量较低,在其余土壤条件下无显著差异,美洲黑杨在各种土壤类型条件下叶片C含量无显著差异。欧美杨叶片的N含量依次为酸性紫色土>碱性紫色土>黄棕壤>红壤>黄壤,美洲黑杨叶片N含量依次为黄壤>红壤>黄棕壤>酸性紫色土=碱性紫色土。欧美杨叶片的P含量依次为碱性紫色土>酸性紫色土>黄棕壤>红壤>黄壤,美洲黑杨叶片的P含量依次为黄棕壤>黄壤>红壤>碱性紫色土>酸性紫色土。欧美杨叶片的C/N依次为黄壤>红壤>黄棕壤>碱性紫色土>酸性紫色土,美洲黑杨叶片的C/N依次为碱性紫色土>酸性紫色土>红壤=黄壤=黄棕壤;各种土壤类型下欧美杨叶片的C/P无显著差异,黄棕壤条件下美洲黑杨叶片的C/P显著低于其余土壤;欧美杨叶片的N/P依次为酸性紫色土>黄棕壤>碱性紫色土>红壤>黄壤,美洲黑杨叶片的N/P依次为黄壤>红壤>酸性紫色土>碱性紫色土>黄棕壤。(5)欧美杨在各土壤类型条件下的N使用效率依次为碱性紫色土>红壤>黄壤=酸性紫色土>黄棕壤,P使用效率依次为酸性紫色土>碱性紫色土>黄壤>红壤>黄棕壤;美洲黑杨在各土壤类型条件下的N使用效率依次为碱性紫色土>酸性紫色土>红壤>黄棕壤>黄壤,P使用效率依次为酸性紫色土>碱性紫色土>红壤>黄壤>黄棕壤。欧美杨和美洲黑杨在两种紫色土的N、P使用效率较高,在红壤和黄壤条件下的N、P使用效率较低。欧美杨在两种紫色土的养分供给条件下生长最好,美洲黑杨在黄棕壤和酸性紫色土的养分供给条件下生长最优。两种杨树在本研究的土壤养分供给条件下,生长主要受N的限制。