全 文 ：马占相思等 5个树种叶中养分
含量和养分利用效率的研究
许松葵1 　薛　立2 　杨　鹏2 　陈　伟2
(1.广东省林业局　广州　510173;2.华南农业大学林学院)
摘要　测定了阔叶树马占相思 、木荷和红锥及针叶树杉木和加勒比松叶中的养分含量 。结果表明:5个
树种中马占相思叶的 N 、P 、K含量最高 ,杉木叶的 Ca、Mg 含量最高 ,而加勒比松叶的 5种养分含量最低。马
占相思 、红锥和加勒比松叶的养分含量为 N>K>Ca>P>Mg ,而木荷和杉木叶的养分含量为 N>K>Ca>
Mg>P。各树种养分利用效率为 P 或 Mg>Ca>K>N 。
关键词　阔叶树　针叶树　叶养分含量　养分利用效率
叶是树木进行光合作用的器官 ,含有大量的养分。树叶养分含量反映林分的养分状况 ,同时也反映土壤
养分的变化 ,是人工林养分管理的重要依据。在我国 ,一些学者对暖温带和热带树种的叶养分进行过研
究[ 1 ～ 3] ,更多的情况下树种的叶养分是被作为森林养分循环的一部分来研究的[ 4～ 11] 。马占相思(Acacia
mangium)、木荷(Schima superba)、红锥(Castanopsis hystrix)、杉木(Cunninghamia lanceolata)和加勒比松
(Pinus caribaea)是我国南方常见的造林树种 ,对这 5个树种的叶养分含量进行测定分析 ,对于由这些树种
构成的人工林养分管理有一定参考价值 。
1　调查地概况
调查地位于广州市东北郊的龙眼洞林场 , 属于南亚热带季风气候 ,夏热冬暖。年平均气温为 21.8℃,最
低月均温出现在 1月 ,为 13.3℃,最高月均温出现在 7月 ,为 28.4℃。年降水量为 1 694 mm ,主要集中在 4
～ 9月。调查地属于丘陵地 。5树种均为人工纯林 ,林分概况见表 1。林地土层深厚 ,土壤化学性质见表 2。
表 1　5种林分概况
林分 林龄(a) 密度(株/ hm2) 坡位 坡向 坡度(°) 林下植被情况
马占相思 6 1890 下坡 西南 20 以芒草(Miscanthus sinensis)、山竹子(Garcinia multi flora)、乌毛蕨(Blechnum orientale)为主
木荷 14 5208 下坡 南 15 多为芒箕(Dicranopteris dichotoma)和乌毛蕨
红锥 15 733 下坡 西南 10 以乌毛蕨和玉叶金花(Mussaenda pubescens)为主
杉木 13 3125 下坡 西南 20 乌毛蕨稀疏生长
加勒比松 27 1387 下坡 西 10 芒箕 、野牡丹(Melasttma candidum)和山苍子(Litsea cubeba)生长旺盛
表 2　林地土壤化学性质
林分 pH 有机质(g/ kg)
全 N
(g/ kg)
全 P
(g/kg)
全 K
(g/ kg)
有效 N
(mg/ kg)
有效 P
(mg/ kg)
有效 K
(mg/ kg)
马占相思 3.80 18.08 1.01 0.14 22.60 41.94 0.35 55.63
木荷 3.57 25.19 0.97 0.17 9.17 60.74 2.95 25.63
红锥 4.05 25.39 0.90 0.31 15.66 59.29 1.35 44.38
杉木 4.26 21.18 0.86 0.26 28.52 54.23 1.95 59.38
加勒比松 4.21 15.07 0.54 0.16 40.88 33.26 0.25 43.13
2　研究方法
2002年 10月在各树种纯林中选取 3株树木 , 在树冠中部采集完全成熟的叶样品 。分别将各树种的 3
株树木的样品混合 ,烘干至恒重 ,称重后用粉碎机磨成粉末供试。氮(N)用重铬酸钾 ———浓硫酸消化后以半
13广 东 林 业 科 技　2003 年第 19卷第 2期
微量凯氏法测定 。样品用 H2SO4-H2O2消煮后制成分析待测液 , 测定其磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)的
含量 。试液中的 P用钼兰比色法 , K用火焰光度法 ,Ca和 Mg 用原子吸收分光光度法测定[ 12] 。
3　结果与分析
3.1　叶的养分含量
不同树种叶的 N含量有一定差异 ,呈现为马占相思>红锥>木荷>杉木>加勒比松 ,马占相思叶的 N
含量是加勒比松的 2.3倍(图 1)。马占相思的根系能固 N ,有利于提高土壤 N 含量 ,促进了林木对 N 的吸
收。据测定加勒比松林地的 N含量低于其它林地(表 2),故加勒比松叶的 N 含量低可能与其林地的 N 含量
低有关。另外该树种有可能对 N 的吸收能力较低。
马占相思 、红锥和杉木叶的 P 含量较高 ,在 1.05 ～ 1.27 g/kg 之间 ,而木荷和加勒比松叶的 P 含量稍低 ,
分别为 0.74 ,0.66 g/kg ,马占相思叶的 P 含量在各树种中最高 ,是加勒比松的 1.9倍(图 1)。
各树种叶的 K 含量差异较大 ,呈现为马占相思>杉木>红锥>木荷>加勒比松 ,马占相思叶的 K含量
是加勒比松的 3.9倍(图 1)。K 的可淋溶性和移动性强 ,且大量分布于叶表面细胞中 ,易被雨水淋洗 。各树
种叶的 K被雨水淋洗出的量有差异 ,加上不同林地的 K含量不同 ,可能是造成各树种叶 K含量差异较大的
原因 。
各树种叶的 Ca含量范围在 2.20 ～ 5.23 g/kg 之间 ,呈现为杉木>红锥>木荷>马占相思>加勒比松 ,
而 Mg 含量范围在 0.62 ～ 1.35 g/kg之间 ,呈现为杉木>木荷>红锥>马占相思>加勒比松 (图 1)。
图 1　5 个树种叶养分含量
　　　　表 3　叶的养分含量　　　　单位(g/kg)
树种 N P K Ca Mg
马占相思 25.75 1.27 19.44 4.04 0.80
木荷 18.34 0.74 10.33 4.54 1.09
红锥 21.34 1.25 10.59 4.61 1.00
杉木 15.50 1.05 13.49 5.23 1.35
加勒比松 11.00 0.66 5.03 2.20 0.62
5个树种中马占相思叶的 N 、P 、K 含
量最高 ,而 Ca 和 Mg 含量较低;木荷叶的
N 、Ca 、Mg 含量中等 , P 、K 含量较低;红锥
叶的各养分含量中等;杉木叶的 N 含量偏
低 ,P 、K含量中等 ,而 Ca、Mg 最高;加勒比
松叶的 5种养分含量均最低 ,特别是 K 和
Ca含量不到其它树种的一半(表 3)。
叶的 N 、P 、Ca和 Mg 含量在各树种中最大和最小的比值在 1.9 ～ 2.4之间 ,而 K含量最大和最小的比值
高达 3.9。
各树种叶的养分含量顺序均为 N>K>Ca>P 和 Mg ,马占相思 、红锥和加勒比松为 N>K >Ca>P >
Mg ,而木荷和杉木为 N>K>Ca>Mg>P ,反映出不同树种对养分要求上的差异 。
14 许松葵等:　马占相思等 5 个树种叶中养分含量和养分利用效率的研究
3.2　养分利用效率
植物的养分利用效率是用于描述那些影响具有潜在限制作用的养分在凋落和养分再吸收两种途径之间
的分配等多种生理学过程及其与生长速率之间关系的一个术语[ 13] 。养分利用效率可以用凋落物量/凋落物
中的养分量表示[ 14～ 16] ,也可以用生物量/生物量中的养分量及叶干重/叶中的养分量来表示[ 17] 。本研究由
叶干重/叶中的养分量计算得出林分的养分利用效率(表 4)。5种林分和相同或相似类型的其他林分的养分
利用效率以 P和 Mg 较高 ,N和 K 较低 。除了哀牢山的水果石栎和宜山的杉木外 ,Ca的利用效率在各养分
中居中。
表 4　不同林分的叶养分利用效率
林分 地点 养分利用效率
N P K Ca Mg
文献来源
马占相思 广州龙眼洞 39 787 51 248 1250 本研究
马占相思＊ 广州龙眼洞 37 766 62 284 541 参考文献[ 8]
马占相思＊ 广州龙眼洞 42 751 67 281 595 参考文献[ 8]
木荷 广州龙眼洞 55 1351 97 220 917 本研究
滇荷木 云南哀牢山 96 1220 98 203 302 参考文献[ 6]
红锥 广州龙眼洞 47 800 94 217 1000 本研究
水果石栎 云南哀牢山 123 1250 434 41 1429 参考文献[ 6]
杉木 广州龙眼洞 65 952 74 191 741 本研究
杉木 广西宜山 95 1316 208 73 524 参考文献[ 4]
加勒比松 广州龙眼洞 91 1515 199 455 1613 本研究
马尾松 广西宜山 84 1176 229 408 909 参考文献[ 6]
注:＊表示由参考文献[ 8] 中的资料计算而来。
马占相思的养分利用效率为 P 或 Mg>Ca>K>N 。本研究中的马占相思林的 Mg 利用效率最高 ,而另
外 2个马占相思林 P 利用效率最高 ,这可能是由于前者和后者的土壤中 P 和 Mg 含量的差异所引起的 。木
荷与滇木荷的养分利用效率均为 P>Mg>Ca>K>N 。土壤中养分含量的差异也造成龙眼洞的杉木与宜山
的杉木的养分利用效率的大小顺序不同 。红锥与同为壳斗科的水果石栎 、加勒比松与同为松科的马尾松的
养分利用效率的大小顺序不同 ,则反映出土壤养分含量和这些树种的养分吸收特性对养分利用效率的共同
影响 。
4　小结与讨论
4.1　5个树种中马占相思叶的 N 、P 、K 含量最高 ,Ca 和 Mg 含量较低;木荷叶的 N 、Ca、Mg 含量中等 , P 、K
含量较低;红锥叶的各养分含量中等;杉木叶的 N 含量偏低 , P 、K含量中等 ,而 Ca、Mg 最高;加勒比松叶的
各养分含量均最低。
4.2　马占相思 、红锥和加勒比松叶的养分含量为 N >K >Ca>P>Mg ,而木荷和杉木叶的养分含量顺序为
N>K>Ca>Mg>P ,反映出不同树种对养分要求上的差异。
4.3　各树种养分利用效率为 P 或 Mg >Ca>K >N 。养分利用效率可以用来评价林分的养分状况[ 18] 。养
分充足的林地的养分利用效率往往较低 , 而养分贫乏的林地的养分利用效率往往较高 , 因而利用效率高的
养分可能是限制林分生长的养分[ 19] ,因为通过提高养分利用效率来生产更多的生物量可能是植物适应贫瘠
环境的一种重要的竞争策略[ 20] 。3个研究中 , 同一地点马占相思叶中的 N 、P 、K 、Ca的利用效率相近 ,而本
研究 Mg 的利用效率为其他文献的 2倍以上 。同样 ,木荷的 Mg 利用效率为滇荷木的 3倍 。这说明马占相
思林和木荷林的土壤中 Mg 含量低 ,导致吸收和存留在叶中的 Mg 少 ,因而 Mg 可能是马占相思林和木荷林
生长的限制养分。广州龙眼洞杉木林的 Ca利用效率为宜山杉木的 2.6倍 ,而 K 利用效率后者为前者的 2.6
倍 ,说明与宜山杉木林相比 ,该杉木林的土壤中 Ca 含量低而 K含量高 ,提高土壤的 Ca 含量有助于杉木生
长。
15广 东 林 业 科 技　2003 年第 19卷第 2期
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RESEARCHESON THE NUTRIENT CONCENTRATIONS IN LEAVES
AND NUTRIENT USE EFFICIENCYOF 5 TREE SPECIES
Xu Songkui1 　Xue Li2 　Yang Peng2　Chen Wei2
(1.Guangdong Forestry Bureau , Guangzhou , 510173;2.College of Forestry , South China Agricultural University)
Abstract　Nutrient concentrations w ere studied in leaves of broadleaved Acacia mangium , Schima su-
perba and Castanopsis hystrix t ree species and in coniferous Cunningham ia lanceolata and Pinus caribaea tree
species.Leaf N , P and K concentrations in Acacia mangium were the highest , whereas the highest leaf Ca and
M g were found in Cunninghamia lanceolata for all species.The lowest concentrations fo r all nut rients existed
in Pinus caribaea leaves.The order of nutrient concentrations was N>K>Ca>P>Mg for Acacia mangium ,
Castanopsis hystrix and Pinus caribaea , and w as N>K>Ca>Mg >P fo r Schima superba and Cunningham ia
lanceolata.The order of nut rient use ef ficiency was P or Mg >Ca>K>N fo r all t ree species.
Key words　broadleaved tree , coniferous tree , nutrient concentrations of leaves , nutrient use efficiency
16 许松葵等:　马占相思等 5 个树种叶中养分含量和养分利用效率的研究