本文關(guān)鍵詞：不同母巖和林齡杉木人工林土壤磷素形態(tài)特征研究　出處：《福建農(nóng)林大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：磷是植物生長發(fā)育和新陳代謝必須的元素之一,也是限制植物生長的重要因子。由于土壤是巖石經(jīng)過多年的風化作用形成的,成土母質(zhì)是土壤形成的物質(zhì)基礎和植物礦質(zhì)養(yǎng)分的最初來源,因此不同巖石發(fā)育土壤養(yǎng)分的生物有效性存在差異。因此,開展不同母巖發(fā)育土壤全磷、磷素分級、磷素分布及其相互關(guān)系研究,對于制訂林業(yè)經(jīng)營對策和挖掘南方土壤難溶性磷的利用潛力具有重要現(xiàn)實意義。杉木是我國南方重要的速生用材樹種,全國杉木林種植面積達1.13×107公頃,但長期來杉木連栽存在地力衰退問題,其中,土壤有效磷匱乏是導致杉木人工林地力衰退的重要原因之一。因此,如何緩解杉木人工林連栽地力衰退問題成為當前林學界急需解決的重大課題。雖然近年來國內(nèi)外有關(guān)不同類型土壤、不同林齡土壤的磷素分級研究已有不少報道,但目前有關(guān)不同母巖、不同林齡杉木人工林土壤磷形態(tài)特征的研究相對較少,特別是利用核磁共振技術(shù)進行杉木人工林土壤磷形態(tài)的研究很少。因此,截至目前,仍未弄清楚不同杉木人工林土壤磷素的動態(tài)特征和找到解決杉木人工林連栽地力衰退問題的有效方法。有鑒于此,本文選擇福建農(nóng)林大學莘口教學林場花崗巖和粉砂巖母質(zhì)的不同發(fā)育階段杉木人工林為研究對象,通過對不同母巖、不同發(fā)育階段杉木人工林土壤全磷及有效磷的測定,進行不同類型土壤磷素分級分析,在此基礎上,利用核磁共振技術(shù)從成鍵類型角度分析不同土壤磷素形態(tài)的細化差異,并進行土壤不同形態(tài)磷與其他養(yǎng)分之間的相關(guān)分析,揭示不同母巖土壤磷素形態(tài)組成的差異機制,探討發(fā)育階段對杉木人工林土壤磷形態(tài)的影響規(guī)律,確定影響不同母巖和林齡杉木林土壤磷有效性的因素,為制訂合理的杉木經(jīng)營措施,挖掘杉木對南方土壤難溶性磷的利用潛力,緩解杉木多代連栽生產(chǎn)力下降問題提供科學依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)不同母巖和發(fā)育階段杉木林土壤全磷隨土層深度的增加而呈下降趨勢;在相同的中齡林中,粉砂巖土壤的全磷含量均顯著低于花崗巖發(fā)育土壤;在相同的成熟林中,粉砂巖發(fā)育土壤全磷顯著高于花崗巖發(fā)育土壤;在相同母巖條件下不同發(fā)育階段杉木林土壤全磷大小排序為成熟林幼齡林中齡林。(2)不同母巖和不同發(fā)育階段杉木林土壤有效磷隨土壤深度的增加而呈下降趨勢;在相同林齡中,花崗巖土壤有效磷含量均顯著高于粉砂巖發(fā)育土壤。在相同母巖條件下不同發(fā)育階段杉木林土壤有效磷大小排序為幼齡林中齡林成熟林。(3)不同母巖發(fā)育土壤的無機磷大小排序為粉砂巖花崗巖,在粉砂巖發(fā)育土壤中,無機磷含量排序為中齡林成熟林幼齡林;花崗巖發(fā)育土壤的無機磷含量排序為成熟林中齡林幼齡林。不同形態(tài)無機磷以O-P的占比最高,平均超過了無機磷總量的60%;而含量最低的為Al-P,所占比例在無機磷總量的5.5%以下。(4)不同母巖不同林齡土壤中,四種不同形態(tài)有機磷的含量占比排序為中等活性有機磷活性有機磷中等穩(wěn)定有機磷高穩(wěn)定有機磷。不同母巖發(fā)育土壤中有機磷的含量差異不顯著。在相同母巖發(fā)育的土壤中除了活性有機磷含量表現(xiàn)為中齡林成熟林幼齡林外,其于三種形態(tài)的有機磷含量均呈現(xiàn)出成熟林中齡林幼齡林。(5)不同母巖杉木林土壤的核磁共振磷譜分析顯示,在粉砂巖發(fā)育的不同林齡土壤及花崗巖發(fā)育的中齡林土壤中均檢測出正磷酸鹽、焦磷酸鹽、正磷酸單酯等三種形態(tài)的磷,且其含量排序為正磷酸鹽正磷酸單酯焦磷酸鹽;而花崗巖發(fā)育土壤的幼齡林和成熟林中除以上三種形態(tài)磷外,還檢測出磷酸酯。不同母巖土壤中,粉砂巖中齡林表層土壤正磷酸鹽及正磷酸單酯含量顯著高于花崗巖;花崗巖發(fā)育的幼齡林土壤中20-40cm 土層焦磷酸鹽含量較粉砂巖土壤高6%;粉砂巖發(fā)育的成熟林土壤各層次焦磷酸鹽含量顯著高于花崗巖發(fā)育的土壤。在粉砂巖發(fā)育土壤中,成熟林的正磷酸鹽含量顯著高于幼齡林;正磷酸單酯含量排序為幼齡林成熟林中齡林,差異達顯著水平;中齡林、成熟林的焦磷酸鹽含量顯著高于幼齡林,并隨土層深度的增加而增加。在花崗巖發(fā)育土壤中,20-40 cm、40-60 cm 土層的正磷酸鹽含量表現(xiàn)為中齡林和成熟林顯著高于幼齡林;幼齡林土壤的正磷酸單酯含量顯著高于成熟林;幼齡林20-40 cm 土層焦磷酸鹽含量顯著高于其余層次。(6)不同母巖杉木人工林中的C、N、C/N、全磷、有效磷、Al-P、Fe-P、活性有機磷、中等活性有機磷、中等穩(wěn)定有機磷等指標具有向表層聚集分布的特點,均表現(xiàn)為隨著土層的增加而降低的趨勢。(7)相關(guān)性分析表明,不同母巖杉木人工林土壤中全磷含量與C、N、C/N ratio、Al-P、Fe-P、O-P和除活性有機磷外的三種有機磷呈正相關(guān)關(guān)系,而與土壤全鉀、Ca-P呈負相關(guān);有效磷含量與C、CNratio呈顯著正相關(guān),表明土壤中的有機質(zhì)是其有效磷的主要來源,有效磷與Al-P呈正相關(guān),表明Al-P是土壤中有效磷的潛在來源;而有效磷含量與全鉀及除Al-P以外的其他形態(tài)磷均呈負相關(guān)。
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【學位授予單位】：福建農(nóng)林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S714.2

【參考文獻】

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本文編號：1350750