叶锦培，严理，陈梅，黎源，郑小川，张凯，钟连香，唐娜

（1.广西国营天洪岭林场，广西梧州543100；2.广西大学林学院，广西南宁530004）

桂东南地区速生、高抗、高脂土贡松营养元素分配规律研究

叶锦培1，严理2，陈梅1，黎源1，郑小川2，张凯2，钟连香2，唐娜2

（1.广西国营天洪岭林场，广西梧州543100；2.广西大学林学院，广西南宁530004）

土贡松是马尾松在广西苍梧县天洪岭林场土贡站发现的地理种源。主要测定了55年生土贡松各器官氮、磷、钾、钙、镁5种主要元素的含量，并对55年生土贡松的营养元素含量及其分配规律进行了分析。结果表明，土贡松叶器官的营养元素含量最多，合计约33 579.96 mg/kg，大枝的营养元素含量最少，约4 694.96 mg/kg，其各器官营养元素贮存量从大到小排序为：树叶＞带叶枝＞细根＞中根＞粗根＞皮＞根蔸＞干＞大枝，土贡松单株各种营养元素累积和分配高低顺序为：N＞K＞Ca＞P＞Mg。

土贡松；营养元素；含量；分配规律

马尾松（Pinus massoniana L.）是我国松属树种中分布范围最广的树种，广泛分布于我国南方16省（区），是南方最主要的造林树种。其用途广，综合利用程度高，不仅可以制作多品种、多规格的建筑材，还可作坑木和矿柱材用，其木纤维含量高，也是优良的造纸与化纤工业原料[1]。对松属植物尤其是马尾松营养元素的研究已经较为全面[2-5]，本研究的土贡松是马尾松在天洪岭土贡站的一个地理种源，并且在2011年通过了林木良种认定[6]。通过对55年生土贡松营养元素分配研究，旨在科学地阐明土贡松营养元素分配特征，为其栽培、推广及保护与管理提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验样地天洪岭林场位于广西苍梧县北部，地处东经111°11′39″～111°17′41″，北纬23°41′35″～23°46′38″，东西宽10 km，南北长9.5 km。属南岭山系萌诸岭的支脉，大桂山的余脉。主要山脉由北向南延伸，场内最高海拔为北部土贡林站的天洪顶975.5 m，一般海拔高400～800 m，相对海拔高300～500 m。山高坡陡，地形起伏大，一般坡度在35°以上，局部陡峭处超过40°。天洪岭林场属亚热带季风气候区，光热条件优越，雨量充沛，年平均气温21.1℃，最热月7月的平均气温28.3℃，最冷月1月平均气温11.9℃；极端最高温度39.5℃，极端最低温度3℃；年平均降雨量1 503.6 mm，年蒸发量1 430 mm，年平均相对湿度78%。其土壤是由寒武系的砂页岩、粉砂质页岩、变质岩等发育而成的地带性红壤、黄壤。海拔800 m以上为山地黄壤，海拔700 m左右有少量过渡性黄红壤，以下为山地红壤。在林场经营范围内林业用地中，表土层厚度、土层厚度均以中、厚为主，土壤肥力中等以上。

林场属于西部南亚热带常绿阔叶林地带（按《中国植被》的分区[7]）。由于人为活动频繁，原生植被已不复存在，天然次生阔叶林多限于地形陡峭地段及沟谷两侧，呈狭长块状分布，面积不大。天然次生乔木树种主要有枫香（Liquidambar formosana）、黄杞（Engelhardtia roxburghiana）、荷木（Schima superba Gardn.et Champ.）、红锥（Castanopsis hystrix Miq.）、大叶栎（Quercusgriffithii Hook.f.et Thoms.ex Miq.）、鸭脚木（Scheffleraoctophylla（Lour.）Harms）、泡桐（Paulownia）、檫木（Sassafras tzumu Hemsl）、酸枣（Ziziphus jujuba Mill.var.spinosa（Bunge）Hu ex H.F.Chow）等。灌木主要有盐肤木（Rhus chinensis Mill.）、野漆（Toxicodendron succedaneum）、柃木（Eurya japonica Thunb）、白背桐（Mallotus paniculatus）、虎皮楠（Daphniphyllum oldhami（Hemsl.）Rosenth.）、大沙叶（Pavetta arenosa Lour.）、三杈苦（Evodia lepta）、水锦树（Wendlandia uvariifolia）、岗松（Baeckea frutescens L.）、桃金娘（Rhodomyrtustomentosa）等。草本植物主要有酸藤子（Embelia laeta（L.）Mez）、玉叶金花（Mussaenda pubescens Ait.f.）、悬钩子（Rubus corchorifolius）等。人工植被以杉木、马尾松、八角（Illiciumverum）、油茶（Camellia oleiferaA－bel）等占优势。

1.2 试验方法

试验林为苍梧县马尾松土贡种源人工林，1959年采用裸根苗造林，株行距为1.7 m×1.7 m，造林前均为荒山，主伐后明火炼山，通过间伐后最终林分保留密度为240株/hm2，郁闭度为0.7，对人工林进行每木检尺，最终在林分中设定30 m×20 m调查样地3个[8]。根据每木检尺情况，最后选出3株平均木伐倒取样，分别对其皮、叶、干、大枝、带叶枝、根蔸、粗根、中根、细根进行上中下3层混合取样，每个器官均匀取样500 g左右装袋密封，将其做好标签待测。先将采集的植物样品在60℃烘干，然后将样品在短时间内进行多次粉碎，将粉碎后的样品装瓶并在瓶壁上贴上标签待用。

称取样品0.200 0 g，用H2SO4-H2O2凯氏消煮法溶样，氮元素和磷元素用全自动间断化学分析仪测定，钾元素用火焰光度计测定，钙元素和镁元素用原子吸收光谱仪测定，分别对土贡松的皮、叶、干、大枝、带叶枝、根蔸、粗根、中根、细根中的氮、磷、钾、钙、镁5种营养元素的含量进行测定和分析。

1.3 数据分析

对试验所测定出来的原始数据用Excel软件进行统计分析，用SPSS统计分析软件进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同营养元素在土贡松各器官的分配

2.1.1 氮元素分配规律氮元素在土贡松各器官含量的变化范围为2 536.00～19 585.86 mg/kg（图1），其平均值为6 393.18 mg/kg，其中，叶的含量最多，为19 585.86 mg/kg，明显高于其他器官，是树干（1 940.63 mg/kg）的10倍，氮元素含量差异较大，在土贡松各器官含量大小不一，其各器官N含量比为：树叶∶带叶枝∶细根∶中根∶皮∶粗根∶大枝∶根蔸∶树干＝34∶19∶11∶11∶8∶5∶5∶4∶3，分布规律为叶＞带叶枝＞细根＞中根＞皮＞粗根＞大枝＞根蔸＞干，地下部分的氮元素含量处于中等水平，地下部分随着根系直径的增大，氮含量减少。

2.1.2 磷元素分配规律由图2可知，磷元素在土贡松各器官含量变化范围为129.00～646.38 mg/kg，其平均值为336.11 mg/kg，含量差异也较大，含量最高的大枝（646.38 mg/kg）是含量最少的树皮（129.00 mg/kg）的5倍，但大枝（624.25 mg/kg）、带叶枝（624.25 mg/kg）、根蔸（545.06 mg/kg）3种器官含量相近，叶（337.25 mg/kg）与细根（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种器官含量相近，其各器官P含量比值为大枝∶带叶枝∶根蔸∶叶∶细根∶干∶中根∶粗根∶皮＝21∶21∶18∶11∶10∶6∶5∶4∶4，其分布规律为：大枝＞带叶枝＞根蔸＞叶＞细根＞干＞中根＞粗根＞皮，地下部分随着根系直径的增大，磷含量逐渐减少。

2.1.3 钾元素分配规律钾元素在土贡松各器官含量的变化范围为350.00～12 750.00 mg/kg（图3），其平均值为3 511.11 mg/kg，其在土贡松各器官中的含量两极分化严重，叶含量最多（12 750.00 mg/kg），大枝含量最少（350.00 mg/kg），叶为大枝的的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含量比值为：叶∶细根∶带叶枝∶粗根∶中根∶皮∶根蔸∶干∶大枝＝41∶24∶14∶8∶4∶3∶3∶2∶1，其排列顺序为：叶＞细根＞带叶枝＞粗根＞中根＞皮＝根蔸＞干＞大枝。

2.1.4 钙元素分配规律钙元素在土贡松各器官含量变化范围为609.50～1 919.00 mg/kg（图4），其平均值为997.91 mg/kg，除干和根蔸之外，其他器官含量相近，分布相对均衡，地上部分含量与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），前者为后者的3倍，差异小于其他元素在各器官中的分布，其各器官Ca含量比值为：干∶根蔸∶带叶枝∶大枝∶粗根∶叶∶细根∶皮∶中根＝21∶18∶11∶10∶9∶9∶8∶7∶7，各器官Ca含量排列顺序为：干＞根蔸＞带叶枝＞大枝＞粗根＞叶＞细根＞皮＞中根。

2.1.5 镁元素分配规律从图5可以看出，钙元素在土贡松各器官含量的变化范围为57.39～553.60 mg/kg，其平均值为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，镁元素在土贡松各器官中的含量差异较大，但地下部分比地上部分分布均匀，其各器官Mg含量比值为：干∶中根∶粗根∶根蔸∶皮∶叶∶细根∶带叶枝∶大枝＝24∶19∶14∶11∶10∶8∶6∶6∶2，各器官Mg含量排序为：干＞中根＞粗根＞根蔸＞皮＞叶＞细根＞带叶枝＞大枝。

2.2 不同器官间营养元素相关性分析

土贡松不同器官间营养元素相关性分析结果列于表1。

表1 土贡松不同器官间营养元素相关性分析

由表1可知，土贡松各器官中氮元素与钙元素、氮元素与镁元素、磷元素与镁元素、钾元素与钙元素、钾元素与镁元素都呈负相关，其他各元素间均呈正相关，其中，氮元素与钾元素呈极显著正相关，相关系数达到0.899，说明这2种元素会相互促进对方的吸收，而磷元素与镁元素呈显著负相关，相关系数为-0.703，显著性P＝0.023，说明这2种元素会相互抑制对方的吸收。其他各元素之间的相关性并未达到显著水平。

3 结论与讨论

生物量的积累以及生物量各组分中营养元素的含量决定了营养元素的累积。因为植株各个器官所担负的功能不相同，所以，植株各个器官需要的营养元素含量也不相同，这就造成了各种营养元素在植株体内分配的差异[9]。自20世纪70年代以来，人类对植物营养元素的研究已取得了很大的研究成果，从最开始对林木营养的初步研究渐渐发展到以林木器官养分状态的诊断为基础的树种配置[10-17]，一直以来，植物生长所需要的大量元素已经被大量研究，植物N，P，K，Ca，Mg的营养生理及其作用机制，以及作物吸收特点和在土壤中的转化等都成为了研究内容。对于植物N，P，K，Ca，Mg养分之间相互关系的研究也越来越深入，各元素浓度只有达到适当比例，才能相互协同，发挥最佳效果[18]。

通过对广西省苍梧县天洪岭林场55年生土贡松营养元素的含量和分配规律研究表明，土贡松植株不同器官中的营养元素含量差异比较明显，其大小排序为：叶＞带叶枝＞细根＞中根＞粗根＞皮＞根蔸＞干＞大枝，其中叶占32.44%，带叶枝占16.25%，细根占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%，叶所含营养元素最多，大枝所含营养元素最少。

土贡松植株同一器官中的营养元素含量差异比较明显，皮中各营养元素含量从大到小排序为：N＞K＞Ca＞Mg＞P，叶中各营养元素含量大小排序为:N＞K＞Ca＞P＞Mg，干中各营养元素含量大小排序为：N＞Ca＞K＞Mg＞P，大枝中各营养元素含量大小排序为：N＞Ca＞P＞K＞Mg，带叶枝中各营养元素含量大小排序为：N＞K＞Ca＞P＞Mg，粗根中各营养元素含量大小排序为：N＞K＞Ca＞Mg＞P，中根中各营养元素含量大小排序为：N＞K＞Ca＞Mg＞P，细根中各营养元素含量大小排序为：K＞N＞Ca＞P＞Mg，根蔸中各营养元素含量大小排序为：N＞Ca＞K＞P＞Mg，可见，土贡松对N，K元素的需求较多。

同一元素在土贡松不同器官的含量也有明显差异，N元素的含量在植株各器官的高低排序为：叶＞带叶枝＞细根＞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为：大枝＞带叶枝＞根蔸＞叶＞细根＞干＞中根＞粗根＞皮；K元素的含量在植株各器官的高低排序为：叶＞细根＞带叶枝＞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为：干＞根蔸＞带叶枝＞大枝＞粗根＞叶＞细根＞皮＞中根；Mg元素的含量在植株各器官的高低排序为：干＞中根＞粗根＞根蔸＞皮＞叶＞细根＞带叶枝＞大枝。

土贡松各器官中氮元素与钙元素、氮元素与镁元素、磷元素与镁元素、钾元素与钙元素、钾元素与镁元素都呈负相关，其他各元素间均呈正相关，其中，氮元素与钾元素呈极显著正相关，说明这2种元素会相互促进对方的吸收，钾主要是以离子状态存在，是代谢过程中多种酶的活化剂，植物体内碳水化合物的形成和运输离不开钾，钾与蛋白质代谢的关系也很密切，能促进蛋白质的形成，还能增加原生质的水合程度，降低黏性，增强细胞的保水能力和维持细胞一定的紧张度，其还能有效地促进光合作用；氮元素是植株蛋白质和核酸的组成成分，同时也是叶绿素的组成成分，并参与多种生物的转化过程，而氮元素在土贡松体内含量最多，说明对其的需求量大，可在生长过程适当适量补充氮肥，在给土贡松施肥时，氮肥与钾肥可同时施用，能使土贡松更好地吸收这2种元素，而磷元素与镁元素呈显著性负相关，说明这2种元素会相互抑制对方的吸收。镁是叶绿素的必要成分，缺镁时，叶绿素的形成受阻，光合作用的功能也会受到阻碍，它还是许多酶的活化剂并促进核糖体亚单位之间的结合，从而保持核糖体结构的稳定，保证蛋白质的合成。而磷元素是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系，这2种元素都是土贡松的必需元素，但在土贡松体内却呈现相互抑制对方吸收的现象，所以，在对土贡松施肥时，镁肥与磷肥尽量避免同时施用[19-21]。

本研究土贡松植株不同器官营养元素含量的分配规律与莫江明等[4]对鼎湖山马尾松营养元素分配规律研究的结果相似，土贡松植株不同器官中营养元素含量大小分配规律为：叶＞带叶枝＞细根＞中根＞粗根＞皮＞根蔸＞干＞大枝，而鼎湖山马尾松植株不同器官中营养元素含量大小分配规律为：针叶＞细根＞林下层植物＞凋落物＞树皮＞树干，植株各器官营养元素分配相差无几，而张旭东等[3]对安徽马尾松营养元素分配格局进行了研究，其研究结果与本研究结果大相径庭，安徽马尾松植株不同器官中营养元素含量大小分配规律为：叶＞枝皮＞干皮＞枝木＞干木，除叶之外，其他器官营养元素含量大小分配规律差异较大，植株各器官营养元素分配也有所不同。引起差异的主要因素是地域因素，鼎湖山马尾松地处广东省中部，与桂东南的梧州市经纬度相差不远，可以认为是同一地理位置，其气候条件、立地条件、土壤性质相似，所以，马尾松生长相似，营养元素分配规律相似，而安徽马尾松地处长江下游，纬度比桂东南高，气候条件和立地条件都有差别，土贡松与安徽马尾松生长环境的不同，导致其营养元素分配规律不同。

叶锦培等[6]对桂东地区马尾松土贡种源生长量的研究结果表明，土贡松的胸径生长量、树高生长量、材积生长量均高于国家标准，这说明土贡松能作为一种优良的用材树种进行推广种植，其发展潜力巨大。本研究得出，土贡松营养元素含量水平较低，在温肇穆等[2]对马尾松营养元素的研究中提出，马尾松各种营养元素含量都很低，但是马尾松各生长量均高于国家标准，说明土贡松能高效地合成有机物，对营养水平要求不高，对此，总结出土贡松也是耐贫瘠树种，若能在生产实践中对土贡松的种植加强管理，重视对其养分的合理补充，特别注意N，P元素的补充以及对叶的保护，土贡松作为用材树种的更多潜力将会被开发出来，造福社会。

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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

叶锦培（1964-），男，广西苍梧人，高级工程师，主要从事森林培育、林业科技推广等研究工作。