毛竹林生态型模式施肥应用研究

论文摘要

我国毛竹（Phyllostachys edulis）面积386.83万hm2,占全国竹林总面积的71.89%、森林总面积的2.13%,对于南方集体林区的生态建设和“三农"增收有重要的意义,施肥作为毛竹林培育的重要技术措施得到更广泛应用。为探索科学合理的毛竹林施肥技术方法,以浙江安吉、龙泉、遂昌等毛竹主要分布县（市）和福建永安为研究地点,通过外业试验和农户调查的方法,对近年来浙江广泛实践的模式施肥方式开展形态生理和培育的生态效应的研究,并基于浙江毛竹林经营和土壤养分的现状,研究提出经济产出高效、水土保持、土壤质量等主要生态功能优良的毛竹林测土推荐施肥技术方案,验证效果良好。研究取得的主要结论是：（1）模式施肥后单株叶片数量比对照增加24.0%,并显著提高毛竹林叶面积指数。竹林叶面积指数在稳定状态下,模式施肥处理达到7.67,比对照增加了1.48。模式施肥对毛竹的单叶面积、千叶重和冠层叶片的分布重心无显著影响。叶面积指数增加为通过光合能力增加有机物积累,提高毛竹经济产量奠定了基础。（2）模式施肥后毛竹竹秆的主要经济性状特征总体变化较小,模式施肥后立竹量提高,胸径增加,因此生物量和经济产量增加。模式施肥对毛竹的秆高、节间数、节间长、尖削度、壁厚影响不显著,对秆重、枝下高的影响显著。模式施肥后秆重下降6.8%,枝下高下降17.3%,同时平均立竹密度提高45.6%,平均胸径增加4.59%,新竹量提高43%。（3）模式施肥有助于维护土壤生物群落的多样性,从而维持立地生态质量。分析对比长期模式施肥（OM）、按传统施氮肥（CM）、不施肥（UM）三种土地利用方式的土壤养分水平,模式施肥处于总体较高水平。对土壤平板计数的菌群数量的分析表明,土壤细菌数量OM>UM>CM;建立了土壤微生物总DNA的16S rDNA文库,文库的酶切类型多样性顺序是：OM>UM>CM。考察三者Shannon-Wienner指数、Simpson指数、丰富度、均匀度等分析文库的多样性指数结果,模式施肥指标优于另外两个样本。（4）毛竹林有较好的水土保持能力,模式施肥产生的毛竹林地径流养分流失总量不大,对区域环境不构成影响,但长期施肥经营对区域环境的压力仍然存在。研究表明,不同降雨量、降雨强度、毛竹林密度下产生的林地地表径流有差异,模式施肥的沟施方式产生的养分水土流失大于蔸施,其中,毛竹林径流系数在0.0007-0.001之间,氮的流失量在0.106-0.153kg/hm2之间,磷为0.001-0.002kg/hm2,均处于较低的水平。（5）浙江毛竹经营技术以经济收入为导向,竹林生态系统负载大。对主要毛竹产区毛竹林土壤养分状况的分析表明,毛竹林土壤pH值处于4.66到5.03之间,有机质、全氮、碱解氮、有效磷、有机质和速效钾的含量,各地间差异大,大部分样区土壤需要补充氮和磷,而速效钾的含量普遍较高。同时,对10-30年集约经营毛竹林土壤的养分变异分析表明,施肥时间、施肥量和竹林经营类型等人为经营活动减低了土壤养分的相关性,且因经营活动的不同造成样区内竹林土壤相关性减低程度的不同,但随着经营时间的增加,样区内土壤养分含量的分布趋于均质。（6）在区域层面实施毛竹林规模化测土推荐施肥,是个标准化、信息化的过程,本文制定了毛竹林测土推荐施肥的原则和技术方案流程,并引入农民参与技术发展途径,以实现提高经济效益并保护地力和环境的目的。经对遂昌县多样点实证研究表明,毛竹测土推荐施肥实施参与发展、综合经营措施,经济收入、化肥减量效益明显,其中,测土推荐施肥和对照相比,投入产出比从1：2.3降低到1：2.99,化肥主要元素（N、P、K）使用量至少降低4-23%,这表明,测土推荐施肥是一种有利于实现毛竹林可持续经营的施肥方式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 引言
• 1.1 研究的意义和目的
• 1.2 毛竹林土壤养分和生态的研究进展
• 1.2.1 作物施肥技术发展
• 1.2.2 毛竹林施肥技术研究
• 1.2.3 施肥对毛竹林影响的研究
• 1.2.4 毛竹林土壤养分空间变异研究
• 1.2.5 毛竹林生态功能研究
• 1.3 问题与展望
• 2 研究概况
• 2.1 主要研究地概况
• 2.1.1 安吉县
• 2.1.2 龙泉市
• 2.1.3 遂昌县
• 2.1.4 永安市
• 2.2 研究内容
• 2.2.1 内容布局
• 2.2.2 模式施肥理念
• 2.3 研究方法概要
• 2.4 技术路线
• 3 模式施肥对毛竹个体形态及生物量的影响
• 3.1 样地与方法
• 3.1.1 试验地概况
• 3.1.2 样地设置
• 3.1.3 试验方法
• 3.1.3.1 冠层结构测定
• 3.1.3.2 秆形结构调查
• 3.1.3.3 生物量的调查
• 3.2 结果分析
• 3.2.1 土壤养分供给分析
• 3.2.2 施肥对冠层结构功能的影响
• 3.2.2.1 单叶面积及千叶重
• 3.2.2.2 毛竹冠的叶片分布
• 3.2.2.3 叶面积指数
• 3.2.3 施肥对毛竹个体形态特征的影响
• 3.2.3.1 施肥对竹秆高度和节数的影响
• 3.2.3.2 施肥对竹节节间长度的影响
• 3.2.3.3 施肥对竹秆重量分布的影响
• 3.2.3.4 施肥对竹壁厚度的影响
• 3.2.3.5 施肥对毛竹尖削度的影响
• 3.2.4 施肥对毛竹生物量的影响
• 3.2.4.1 施肥对立竹度的影响
• 3.2.4.2 不同施肥处理对新竹数量的影响
• 3.2.4.3 不同施肥处理对毛竹胸径的影响
• 3.3 小结
• 4. 模式施肥对毛竹林土壤微生物群落多样性影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.1.1 样品采集
• 4.1.1.2 试剂
• 4.1.2 试验方法
• 4.1.2.1 平板计数
• 4.1.2.2 总DNA提取
• 4.1.2.3 文库构建
• 4.1.2.4 文库克隆子的酶切分析
• 4.1.2.5 16S rDNA文库的统计分析
• 4.1.2.6 序列测定及系统进化树构建
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 养分状况分析
• 4.2.2 土壤微生物总DNA提取
• 4.2.3 16S rDNA文库酶切类型的统计分析
• 4.2.4 16S rDNA文库的多样性指数分析
• 4.2.5 序列测定和系统发育分析
• 4.3 小结
• 5. 模式施肥对毛竹林径流及养分运移的影响
• 5.1 研究对象与方法
• 5.1.1 研究区域状况
• 5.1.2 径流小区设置
• 5.1.3 样品采集方法
• 5.1.4 指标测定
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 毛竹林地表径流与降雨量及降雨强度的关系
• 5.2.2 不同施肥方式下毛竹水土流失状况
• 5.2.3 不同施肥方式下毛竹林地表径流养分流失状况
• 5.3 小结
• 6. 浙江毛竹林经营的PRA-DPSIR研究
• 6.1 方法设计
• 6.1.1 PRA参与式调查
• 6.1.2 DPSIR环境压力模型
• 6.2 结果分析
• 6.2.1 毛竹林经营的PRA描述性分析
• 6.2.1.1 毛竹林施肥管理技术
• 6.2.1.2 毛竹林林分结构管理技术
• 6.2.1.3 水分管理技术
• 6.2.1.4 毛竹林地垦复技术
• 6.2.2 毛竹林生态经营评价
• 6.2.2.1 DPSIR指标的定义分析
• 6.2.2.2 因果关系链分析
• 6.3 小结
• 7. 浙江省毛竹林土壤养分状况及空间变异
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 研究区域
• 7.1.2 研究方法
• 7.1.3 数据分析
• 7.2 结果与分析
• 7.2.1 浙江省主要毛竹林区土壤养分状况
• 7.2.1.1 pH值状况
• 7.2.1.2 有机质状况
• 7.2.1.3 全氮状况
• 7.2.1.4 碱解氮状况
• 7.2.1.5 有效磷
• 7.2.1.6 速效钾
• 7.2.2 浙江省毛竹林土壤养分变异情况分析
• 7.2.2.1 安吉、龙游、遂昌样区土壤养分变异分析
• 7.2.2.2. 土壤养分空间变异半方差分析
• 7.2.2.3 土壤养分空间变异分数维分析
• 7.3 小结
• 8. 毛竹林测土推荐施肥实证研究
• 8.1 研究设计
• 8.1.1 PRA调查
• 8.1.2 材料和方法
• 8.1.2.1 化肥选用
• 8.1.2.2 成果引用
• 8.2 结果与分析
• 8.2.1 测土推荐施肥的原则
• 8.2.2 推荐测土施肥的流程
• 8.3 遂昌县测士推荐施肥应用案例
• 8.3.1 经营和施肥史的调查
• 8.3.2 技术方案的形成和实施
• 8.3.2.1 毛竹生态经营方案
• 8.3.2.2 测土推荐施肥实施方案
• 8.3.2.3 限制性养分目标的确定
• 8.3.2.4 配方的分类选择
• 8.3.3 测土推荐施肥效果的监测评估
• 8.3.3.1 经济收益评价
• 8.3.3.2 化肥用量评价
• 8.4 小结
• 9. 结论、创新点和建议
• 9.1 主要结论
• 9.2 创新点
• 9.3 建议
• 图版:研究地点和浙江主要毛竹产区、产量
• 附表:术语、缩略语和生物名对照
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 获得成果目录
• 致谢