施肥对日本落叶松细根形态特征及养分含量的影响

论文摘要

细根（周转）是地下生态过程核心,影响森林生态系统生产力的形成。根系生长具有可塑性,细根形态可随外界环境条件改变而变化,同时细根形态变化直接影响养分和水分的吸收利用效率。因此研究养分变化对细根形态指标的影响,能够深入了解各级根序细根形态特征与养分供给之间的关系,有利于从结构上阐述施肥对细根生产、周转、寿命的影响,对于正确认识细根的生理生态功能具有重要意义,有助于科学指导生产实践以提高森林生态系统生产力。 本研究以辽宁东部山区重要用材树种日本落叶松（Larix kaempferi）人工林为研究对象,通过对施肥一年后的细根形态指标分析,探讨施N、P、N+P肥对不同根序细根形态特征指标（生物量、直径、长度、比根长、根长密度、表面积、比表面积、体积、组织密度）的影响,以及不同根序养分（C、N、P、非结构性碳水化合物TNC及C/N、C/P、N/P）变化规律。主要结果如下: （1）细根生物量主要分布于土壤表层（0-10cm）（65～73%）,施肥对细根生物量影响不同。施N肥显著降低细根总生物量及各级根序细根生物量,而施P、N+P肥则增加细根总生物量;相关分析表明土壤全N含量及有效N含量与总细根生物量密切相关,而P与细根总生物量的相关性较小。 （2）一级根平均直径（0.29～0.32mm）和平均根长（4.5～6.2mm）最小,五级根平均直径（1.04～1.33mm）和平均根长（70.5～104.4mm）最大;随根序增加细根平均直径和平均根长显著增加;施肥对平均直径、平均根长的影响主要体现在表层一、二级根,对高级根及亚表层各级根序影响均不显著。其中施N肥显著降低了表层一、二级根平均直径,施N、N+P肥显著降低表层一级根平均根长。 （3）表层（0-10cm）各级根序细根根长密度显著高于亚表层,而比根长在不同土壤层次间差异不显著。一级根比根长(49.11～60.39m·g-1)和根长密度(表层:6041.20～7753.24m·m-3;亚表层:1896.05～3136.88m·m-3)最大,五级根的比根长(2.91～4.95m·g-1)和根长密度(表层:190.75～373.42m.m-3;亚表层:125.00～138.29m·m-3)最小,随根序增加根长密度和比根长均显著下降;在各级根序中一级根的总根长最长,占所有五级根序总长度的51～57%,一、二、三级根的总根长占所有五级根序细根总根长的88～94%;除施N肥显著增加表层一级根的比根长外,施肥对各级根序细根比根长、根长密度、累积根长及细根总根长分布规律的影响均不显著。 （4）表层细根数量明显高于亚表层,为亚表层的1.5～3.9倍,施肥降低了表层与亚表层同级根序细根数量比;表层一级根数量最多(11.73×105～13.35×105n·m-2),五级根数量最少(1937～7229n·m-2),随根序增加细根数量显著减少,一、二级根数量之和占前五级根数量总计的95%以上;施肥对不同根序细根数量及其分布规律的影响没有差别。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究进展
• 1.2.1 国外细根研究现状
• 1.2.2 国内细根研究简况
• 1.3 土壤养分与细根形态研究中存在的问题及发展趋势
• 1.4 本研究的目的意义
• 2 研究地自然概况及研究方法
• 2.1 研究地自然概况
• 2.1.1 研究地点
• 2.1.2 研究对象
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 样地设置
• 2.2.2 施肥方法
• 2.2.3 取样方法
• 2.2.4 细根根序分级及生物量测定
• 2.2.5 养分分析
• 2.2.6 数据统计分析
• 3 施肥对细根生物量的影响
• 3.1 引言
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 取样和根系分级
• 3.2.2 各级根序细根生物量测定
• 3.2.3 土壤养分测定
• 3.2.4 数据分析
• 3.3 结果
• 3.3.1 施肥对细根总生物量的影响
• 3.3.2 施肥对不同层次细根生物量的影响
• 3.3.3 施肥对各级根序细根生物量的影响
• 3.3.4 土壤养分与细根生物量的关系
• 3.4 讨论
• 3.4.1 施肥对细根生物量的影响
• 3.4.2 施肥对不同层次细根生物量的影响
• 3.4.3 施肥对各级根序细根生物量的影响
• 3.5 本章小结
• 4 施肥对细根平均直径、长度、比根长、数量的影响
• 4.1 引言
• 4.2 研究方法
• 4.2.1 样地设置与细根取样
• 4.2.2 细根根序分级
• 4.2.3 细根形态指标测定
• 4.2.4 数据统计与分析
• 4.3 结果
• 4.3.1 施肥对各级根序细根平均直径的影响
• 4.3.2 施肥对各级根序细根平均长度的影响
• 4.3.3 施肥对各级根序细根比根长的影响
• 4.3.4 施肥对不同根序细根数量及不同来源一级根数量的影响
• 4.4 讨论
• 4.4.1 施肥对各级根序细根平均直径的影响
• 4.4.2 施肥对各级根序细根平均长度的影响
• 4.4.3 施肥对各级根序细根比根长的影响
• 4.4.4 施肥对各级根序细根数量的影响
• 4.5 本章小结
• 5 施肥对细根总长度、表面积、体积、组织密度的影响
• 5.1 引言
• 5.2 研究方法
• 5.2.1 细根取样及分级方法
• 5.2.2 细根形态指标测定
• 5.2.3 统计分析方法
• 5.3 结果
• 5.3 施肥对各级根序细根根长的影响
• 5.3.2 施肥对各级根序细根表面积的影响
• 5.3.3 施肥对各级根序细根体积的影响
• 5.3.4 施肥对各级根序细根组织密度的影响
• 5.4 讨论
• 5.4.1 施肥对各级根序根长密度及累积根长的影响
• 5.4.2 施肥对各级根序细根表面积的影响
• 5.4.3 施肥对各级根序细根组织密度的影响
• 5.5 本章小结
• 6 施肥对细根养分（N、P）含量的影响
• 6.1 引言
• 6.2 研究方法
• 6.2.1 取样和根系分级
• 6.2.2 细根养分测定
• 6.2.3 数据分析
• 6.3 结果
• 6.3.1 施肥对各级根序细根 N含量的影响
• 6.3.2 施肥对各级根序细根 P含量的影响
• 6.3.3 施肥对各级根序细根 N/P的影响
• 6.4 讨论
• 6.4.1 施肥对各级根序细根 N、P含量的影响
• 6.4.2 施肥对各级根序细根 N/P的影响
• 6.5 本章小结
• 7 施肥对细根 TNC及 C/N、C/P的影响
• 7.1 引言
• 7.2 研究方法
• 7.2.1 取样和根系分级
• 7.2.2 细根养分测定
• 7.2.3 数据分析
• 7.3 结果
• 7.3.1 施肥对各级根序细根C及TNC含量的影响
• 7.3.2 施肥对各级根序细根C/N的影响
• 7.3.3 施肥对各级根序细根 C/P的影响
• 7.4 讨论
• 7.4.1 施肥对各级根序细根 C及 TNC含量的影响
• 7.4.2 施肥对各级根序细根 C/N的影响
• 7.4.3 施肥对各级根序细根 C/P及 C/N/P的影响
• 7.5 本章小节
• 结论
• 1 施肥对不同根序细根生物量的影响
• 2 施肥对不同根序细根形态特征指标的影响
• 3 施肥对不同根序细根养分含量的影响
• 4 问题与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢