论文摘要
陕西渭北地区水土流失比较严重,生态环境脆弱,农林复合生态系统对改善渭北地区原生态环境、提高土壤生产力,发挥着重要的作用。本课题通过对陕西渭北地区常见农林复合生态系统中树木养分循环利用规律进行研究,筛选种间关系协调的农林复合类型,使其应用于陕西渭北地区现有农林复合系统的改造和优化,保证农林复合系统中林木和作物的协调生长,充分发挥复合农林生态系统的经济和生态效益,维护农田土壤肥力和农林复合生态系统的可持续发展,为该地区农林复合系统的物种选择提供科学依据。本试验的研究结果如下:1.果粮间作类型中林木地上部分营养器官干和果所占的生物量最大,所占比例分别为37.94%、24.14%,其次是粗枝,为17.73%,其大小顺序为:干>果实>粗枝>细枝>叶>皮。从不同树种来看,干材生物量较大的有枣树、桑树和樱桃,储量在39.8～73.2 t/hm2之间。果实生物量较大的有桑树、枣树和梨树,储量在19.4～54.6 t/hm2之间。林粮间作类型中林木地上部分营养器官干和粗枝所占的生物量最大,所占比例分别为72.8%和14.5%,其大小顺序为:干>粗枝>细枝>叶>皮。从不同树种来看,元宝枫和臭椿的干生物量较大,为110.6 t/hm2和95.9 t/hm2 ,杜仲干的生物量最小,为23.4 t/hm2。果粮间作类型中林木地上部分营养器官年生产力大体顺序为:果>叶>枝>干>皮,林粮间作类型中林木地上部分营养器官年生产力大体顺序为:叶>干>枝>皮。2.植物中养分元素的分布特征差异显著,其中同化器官树叶的营养元素N、P、K的含量明显高于其它器官,干中营养元素含量最低,而且二者相差极大,林木各器官养分元素N、P、K含量大体排列顺序为:叶>细枝>果>树皮>粗枝>干。就同一养分元素在不同树种含量而言,枣树、桑树、核桃、柿树、臭椿和樱桃含N量均值较高,在12.23～16.08 g/kg之间;枣树、樱桃、臭椿、桃树、柿树含P量均值较高,在1.72～2.19 g/kg之间;桑树、臭椿、枣树、柿树含K量均值较高,在7.03～10.45 g/kg之间,其余树种养分元素N、P、K含量较低。3.通过对不同复合类型中林木的养分循环参数研究,可知,林木对养分元素的年存留量大体范围在17.49 kg/（hm2﹒a）～327.94 kg/（hm2﹒a）之间,其中樱桃、桑树、枣树、元宝枫、臭椿对3种养分元素的年存留量较大,均在114 kg/（hm2﹒a）以上。林木对养分元素的年归还量总体而言比年存留量大,年归还量高低悬殊明显,大体范围在38.27 kg/（hm2﹒a）～927.56 kg/（hm2﹒a）之间,其中桑树、枣树、臭椿对3种养分元素的年归还量最大,杏树的年归还量最小,仅为38.27 kg/（hm2﹒a）。就不同的养分元素而言,N的年归还量范围在29.29～742.73 kg/（hm2·a）之间;P的年归还量范围在1.33-93.50 kg/（hm2·a）之间;K的年归还量范围在7.65～265.03 kg/（hm2·a）之间,杏树对3种养分元素N、P、K年归还量均为最低,枣树、核桃、桑树分别N、P、K对的年归还量最高。林木对养分元素的年吸收量大体范围在244.88～1555.48 kg/（hm2·a）之间。其中桑树和枣树年吸收量最大,杏树、核桃、柿树年吸收量相对较低,但柿树和杏树对养分元素的年存留量和年归还量也较低,所以对养分元素的循环和流通慢。林木对3种大量元素的年吸收量大小排列次序为N>K>P,对N的年吸收量范围在116.00～1054.71 kg/（hm2·a）之间;P的年吸收量范围在8.06～99.87 kg/（hm2·a）之间; K的年吸收量范围在39.92～515.30 kg/（hm2·a）之间。不同树种对3种养分元素的需求也各不相同,例如:核桃对P的吸收量最高,但对K的吸收量却是最低。桑树对3种大量元素的年吸收量均较高,但桑树年归还量也最高,可见桑树对养分元素的循环较快,养分流通量较大较活跃。4.不同复合类型树种对3种养分元素的利用系数顺序为N>K>P。其中林木对N的利用系数在0.077～0.161之间,可见植物对N的利用能力差异不大,维持在一个相对平衡的状态。对P的利用系数范围在0.009～0.022之间,最低最高分别为杜仲和枣树,其余树种P的利用系数几乎相当,均在0.001～0.002之间。对K的利用系数范围在0.038～0.105之间,桑树对K的利用系数最高,其余树种对K的利用系数高低相差不大。树木对养分元素的循环系数N的要高于P的和K的,最低的为P,可见N元素的循环速率快,养分流通活跃。其中林木对N的循环系数范围在0.233～0.947之间,由计算可知不同树种对N的循环系数普遍较高,均在0.65以上,只有杏树,元宝枫和桑树极个别树种对N的循环系数较低。对P的循环系数范围在0.030～0.936之间,二者相差极大,对P的循环系数规律和对N的循环系数规律恰恰相反,只有核桃的循环系数最高,为0.936,其余的均较低,都在0.45以下,最低的桑树仅为0.019。对K的循环系数范围在0.083～0.894之间,最低最高分别为梨树和柿树。总体而言,对3种养分元素N、P、K的循环系数林粮间作树种要比果粮间作树种的高,这主要是由于果粮间作类型中树种有果品输出的损失量,而林粮间作树种没有或极少输出全部用于循环,使得林粮间作树种对3种养分元素的循环系数较大。