全 文 ：刘 欢，王超琦，冯 莹，等． 粉单竹地上部营养元素的积累和分配规律［J］． 江苏农业科学，2016，44(5):284 － 286．
doi:10． 15889 / j． issn． 1002 － 1302． 2016． 05． 081
粉单竹地上部营养元素的积累和分配规律
刘 欢1，王超琦1，冯 莹1，叶 晶3，吴家森1，2
(1．浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室，浙江临安 311300;
2．浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地，浙江临安 311300;
3．浙江省临安市板桥镇农业公共服务中心，浙江临安 311301)
摘要:粉单竹(Bambusa chungii)是重要的材用丛生竹，具有一次造林成功即可长期获益的特点，然而对粉单竹的
营养特性知之甚少。拟研究粉单竹地上部营养元素的积累和分配规律，为该竹种的养分管理提供基础，以指导科学施
肥。于 2013 年 1 月，调查了不同年龄(1 ～ 3 年)和不同器官(叶、枝、秆)的植株样品氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁
(Mg)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)和铜(Cu)等 9 种营养元素含量。结果表明，粉单竹地上部 9 种营养元素含量均表现
为叶 ＞枝 ＞秆，地上部营养元素积累量为 803． 80 kg /hm2，大小顺序表现为秆(618． 58 kg /hm2)＞叶(98． 25 kg /hm2)＞
枝(86． 97 kg /hm2)。营养元素在各器官中总分配率大小表现为秆(77． 0%)＞叶(12． 2%)＞枝(10． 8%)。粉单竹每
生产 1 t干物质所需 5 种大中量营养元素为 12． 91 kg，其中以 N的吸收最多，其累积吸收量达 474． 53 kg /hm2，占地上
部积累量的 59． 0%。因此，在粉单竹生产过程中应适当增施氮肥，可以促进该竹种经济部位竹秆的生长。
关键词:粉单竹;器官;营养元素;积累;分配
中图分类号:S718． 43 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2016)05 － 0284 － 03
收稿日期:2015 － 05 － 03
基金项目:浙江省自然科学基金(编号:LY13C160010);浙江农林大
学科研发展基金(编号:2014FＲ052、2013FＲ048)。
作者简介:刘 欢(1991—)，女，河北保定人，硕士研究生，主要从事
农业资源利用研究。E － mail:1452077952@ qq． com。
通信作者:吴家森，博士，教授级高级工程师，主要从事森林土壤与环
境研究。E － mail:jswu@ zafu． edu． cn。
营养元素的积累和分配是生态系统的基本特征，维持着
生态系统结构和功能的稳定，体现了植物对某些营养元素的
需求和吸收能力［1］，反映了物种的生态适应策略，营养元素
在植物体内不同器官的分配受植物种类和品种的影响［2］。
竹林是一种重要而特殊的森林资源，全球总面积超过 2． 2 ×
107 hm2，具有一次造林成功即可长期获益的特点［3］。丛生竹
是竹子资源的重要组成部分，种类占世界竹子总数的 70%以
上［4］。我国丛生竹有 16 属 160 余种，面积 80 万 hm2，年产竹
材 5． 0 × 106 t［5］。
粉单竹(Bambusa chungii)是我国重要的丛生竹，分布于
广东、海南、广西、福建等地，面积 80 万 hm2，其秆直、壁薄、节
平、材质柔韧，是较好的造纸原料和篾用材料;竹秆密被白粉、
丛态秀美雅致，是庭院观赏佳品;同时它生长快，适应性强，是
河滩沿岸地区的重要水土保持林，具有良好的经济和生
态效益［6 － 7］。以往对粉单竹的研究主要有栽培技术、生理特征和
材性［8 － 12］，对于该竹种养分循环的研究则未见报道。本试验
调查和研究了 1 ～ 3 年生粉单竹地上部叶、枝、秆 9 种营养元
素的含量、积累和分配，可为该竹种的林地土壤管理提供科学
基础。
1 材料与方法
1． 1 试验地概况
样地位于广东省龙门县麻榨镇小河洞村，中心地理位置
113°5947″E、23°2840″N，海拔 63 m，坡度 25°，南坡。属南亚
热带季风气候，年平均温度 20． 7 ℃，年平均降水量
1 732 mm，成土母岩为粉沙岩，试验地土壤基本理化性质如
表 1 所示。该区域粉单竹为人工栽培，面积达 500 hm2，竹龄
为1 ～ 3 年，密度 350 ～ 380 丛 /hm2，郁闭度 0． 7，主要经营措施
有每年于 6 月份施用复合肥(N、P2O5、K2O 含量均为 15%)
300 kg /hm2，砍去 4 年生老竹。
表 1 试验地土壤基本理化性质
土层(cm) 容重(g /cm3) pH值 有机质含量(g /kg) 碱解氮含量(mg /kg) 有效磷含量(mg /kg) 速效钾含量(mg /kg)
0 ～ 10 1． 29 4． 7 35． 33 183． 95 4． 00 36． 25
10 ～ 30 1． 35 4． 8 19． 65 103． 83 3． 16 25． 01
30 ～ 60 1． 35 4． 9 10． 75 59． 44 3． 00 18． 93
60 ～ 100 1． 40 4． 8 8． 84 57． 89 10． 94 16． 42
1． 2 样品采集与分析
1． 2． 1 生物量调查与样品采集 2013 年 1 月，在调阅森林
资源档案和野外调查的基础上，选择立地条件、林分组成、生
长状况等具有代表性的粉单竹林，建立 20 m × 20 m的标准地
4 个。生物量调查和样品采集参照 Wu等的方法［13 － 14］进行。
1． 2． 2 分析方法和数据处理 植株样品在实验室内用去离
子水清洗后，于 105°C杀青 30 min，75°C烘干至恒质量，将样
品粉碎后待用。将处理好的样品分为 2 份，1 份用碳氮元素
—482— 江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 5 期
分析仪测定氮(N)含量;另 1 份称取 0． 200 0 ～ 0． 300 0 g 样
品，用 H2SO4 － H2O2 消煮，火焰光度计法测定钾(K)含量;钼
蓝比色 －分光光度法测定磷(P)含量;采用 ICP － AES法测定
钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)
含量［15］。
营养元素积累量(吸收量)=养分含量 ×干物质量;植物
地上部分某器官营养元素分配 =某器官营养元素积累量 /地
上部分积累量 × 100%［16］。
数据处理使用 Excel 2003 和 DPS分析软件进行。
2 结果与分析
2． 1 粉单竹林分基本特征
由表 2 可知，不同年龄粉单竹在林分中的生长存在一定
的差异，植株胸径大小的排序为 1 年生 ＞ 2 年生 ＞ 3 年生，平
均株高差异不大，约 11 m 左右。由表 2 还可看出，粉单竹地
上部分生物量为秆 ＞枝 ＞叶。随着年龄的增长，叶、枝生物量
占地上部生物量的比例均有所提高。
表 2 粉单竹林分基本特征
树龄
(年)
密度
(株 /hm2)
胸径
(cm)
株高
(m)
生物量(t /hm2)
秆 枝 叶
1 5 113 7． 8 13． 0 27． 30
2 3 925 6． 7 11． 9 17． 40 2． 95 1． 24
3 4 867 4． 5 10． 8 9． 48 2． 17 0． 87
2． 2 粉单竹地上部不同器官营养元素含量
2． 2． 1 粉单竹地上部不同器官氮、磷、钾含量 由图 1 可以
看出，粉单竹不同器官中的 N、P、K含量均为叶 ＞枝 ＞秆。随
着年龄的增大，地上部各器官 P、K 含量随之降低，N 素在叶、
枝中增加，而秆中则呈先降低而后升高的趋势。
粉单竹地上部各器官中营养元素的含量均表现为 N ＞
K ＞ P，叶、枝、秆中 N 元素含量介于 29． 25 ～ 30． 16、9． 34 ～
11． 51、5． 30 ～ 6． 67g /kg，P元素含量介于 1． 67 ～ 1． 69、0． 53 ～
0． 58、0． 24 ～ 0． 59 g /kg，K元素含量介于 4． 27 ～ 5． 19、2． 95 ～
3． 22、2． 21 ～ 4． 34 g /kg。
2． 2． 2 粉单竹地上部不同器官钙、镁含量 由图 2 可以看
出，粉单竹地上部各器官中 Ca、Mg 含量大小为叶 ＞枝 ＞秆。
随着年龄的增大，Ca含量在叶、枝中减小，而在秆中则相对增
加，Mg含量在枝中减小，而在叶、秆中相对增加。
粉单竹叶、枝、秆中元素含量均表现为 Ca ＞ Mg，叶、枝、秆
中 Ca 元素含量介于 3． 86 ～ 5． 17、0． 56 ～ 0． 63、0． 25 ～
0． 38 g /kg，而 Mg 元素含量介于 1． 80 ～ 1． 88、0． 30 ～ 0． 54、
0． 22 ～ 0． 26 g /kg。
2． 2． 3 粉单竹地上部不同器官铁、锰、锌、铜含量 由图 3 可
以看出，粉单竹地上部各器官中 Fe、Mn、Zn、Cu含量大小均表
现为叶 ＞枝 ＞秆。随着年龄的增大，粉单竹地上部各器官中
Zn元素含量降低，Fe 元素含量在叶中增加而在枝、秆中降
低，Mn元素在叶、枝中降低而在秆中增加，Cu元素含量在叶、
枝中增加，而在秆中降低。
粉单竹营养元素含量大小顺序在 2 年叶、枝和 3 年枝、秆
中表现为Mn ＞ Fe ＞ Zn ＞ Cu，而在 1、2 年秆和 3 年叶中则表现
为 Fe ＞ Mn ＞ Zn ＞ Cu。叶、枝、秆中 Fe 元素含量介于
317． 77 ～ 347． 42、88． 53 ～ 104． 59、63． 25 ～ 90． 19 mg /kg，Mn
元素含量介于 270． 12 ～ 403． 68、161． 93 ～ 174． 35、19． 73 ～
64． 54 mg /kg，Zn 元素含量介于 63． 02 ～ 80． 93、28． 44 ～
28． 93、10． 94 ～ 17． 01 mg /kg，Cu元素含量介于 9． 79 ～ 11． 31、
6． 82 ～ 8． 43、3． 44 ～ 5． 12 mg /kg。
2． 3 粉单竹地上部不同器官营养元素积累量
由表 3 可以看出，粉单竹地上部各器官 9 种营养元素的
积累量为 803． 80 kg /hm2，不同器官营养元素积累量的大小顺
序为秆 (618． 58 kg /hm2 ) ＞ 叶 (98． 25 kg /hm2) ＞ 枝
(86． 97 kg /hm2)，秆中所占比例达 77． 0%。各营养元素的积
累量大小顺序为 N ＞ K ＞ P ＞ Ca ＞ Mg ＞ Fe ＞ Mn ＞ Zn ＞ Cu，N
素所占比重达 59． 0%。
2． 4 粉单竹地上部不同器官营养元素的分配
由图 4 可知，粉单竹 9 种营养元素总的分配率大小表现
为秆(77． 0%)＞叶(12． 2%)＞枝(10． 8%)，营养元素在秆中
所占比例均超过 50%，其中 K、Cu在秆中的分配率达 88． 5%
和 81． 8%。叶中的 Ca和枝中的 Mn所占比例也较大，分别为
34． 4% 和 26． 8%。
2． 5 粉单竹不同营养元素的利用效率
营养元素利用效率反映了植物对土壤养分环境的适应和
利用状况，可用 Chapin 指数表示，即植物养分积累量与植物
生物量之比。从表 4 可以看出，粉单竹每生产 1 t干物质所需
—582—江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 5 期
5 种营养元素为 12． 91 kg，低于苦竹［17］，高于青皮竹和雷
竹［18］，与毛竹［19］相似。5 种营养元素中需要量最大的是 N
素，达 7． 73 kg，占 59． 9%。相关研究也表明，粉单竹生长过
程中对氮的需求量远高于磷、钾，肥料配比 N ∶ P ∶ K
为 5 ∶ 1 ∶ 1［20］。
表 3 粉单竹不同器官对各营养元素单位面积的积累量
器官
生物量
(t /hm2)
营养元素积累量(kg /hm2)
N P K Ca Mg Fe Mn Zn Cu 合计
叶 2． 11 67． 40 3． 84 10． 61 10． 52 4． 15 0． 75 0． 79 0． 17 0． 02 98． 25
枝 5． 12 59． 70 3． 28 16． 21 3． 48 2． 54 0． 57 0． 98 0． 17 0． 04 86． 97
秆 54． 18 347． 43 27． 01 206． 78 16． 59 13． 32 4． 41 1． 89 0． 88 0． 27 618． 58
小计 61． 41 474． 53 34． 13 233． 60 30． 59 20． 01 5． 73 3． 66 1． 22 0． 33 803． 80
表 4 不同植物的营养元素利用效率比较
竹种
营养元素利用效率(kg / t)
N P K Ca Mg 合计
数据
来源
粉单竹 7． 73 0． 56 3． 80 0． 50 0． 33 12． 91 本研究
青皮竹 4． 61 0． 99 3． 12 0． 67 0． 61 10． 00 文献［14］
苦竹 7． 79 0． 61 6． 10 1． 25 0． 81 16． 57 文献［17］
毛竹 5． 19 0． 26 6． 72 0． 32 0． 49 12． 98 文献［18］
雷竹 3． 33 0． 53 1． 65 0． 25 0． 10 5． 86 文献［19］
3 结论
粉单竹地上部 9 种营养元素含量均表现为叶 ＞枝 ＞秆。
地上部各器官营养元素含量大小顺序为 N ＞ K ＞ P ＞ Ca ＞ Mg，
在 2 年生叶、枝和 3 年生枝、秆中表现为Mn ＞ Fe ＞ Zn ＞ Cu，而
在 1、2 年生秆和 3 年生叶中则表现为 Fe ＞ Mn ＞ Zn ＞ Cu。
粉单竹地上部各器官 9 种营养元素的积累量为
803． 80 kg /hm2，在 不 同 器 官 的 大 小 顺 序 表 现 为 秆
(618． 58 kg /hm2)＞叶(98． 25 kg /hm2)＞枝(86． 97 kg /hm2)，
秆中所占比例达 77． 0%。营养元素中以 N的积累量最大，所
占比重达 59． 0%，表明粉单竹具有较强的 N 吸收能力，适时
合理地补充氮肥，可能对促进粉单竹的生长具有良好的效果。
粉单竹 9 种营养元素总的分配率大小表现为秆
(77． 0%)＞叶(12． 2%)＞枝(10． 8%)，营养元素主要分配在
秆中，所占比例均超过 50%。每生产 1 t 干物质所需 5 种营
养元素为 12． 91 kg，其中需要量最大的是 N素，达 7． 73 kg，占
59． 9%。这更进一步说明粉单竹在生长过程中施加氮肥的重
要性。
参考文献:
［1］杨 菲，肖唐付，周连碧，等． 铜矿尾矿库无土修复植物营养元素
含量特征［J］． 地球与环境，2011，39(4):464 － 468．
［2］宋智芳，安沙舟，孙宗玖． 放牧地伊犁绢蒿营养元素分配特点
［J］． 草业科学，2014，31(1):132 － 138．
［3］李伟成，盛海燕，钟哲科． 竹林生态系统及其长期定位观测研究
的重要性［J］． 林业科学，2006，42(8):95 － 101．
［4］彭 颖，范少辉，苏文会，等． 箣竹地上生物量分配格局及秆形结
构特征［J］． 四川农业大学学报，2013，31(3):296 － 301．
［5］马乃训． 国产丛生竹类资源与利用［J］． 竹子研究汇刊，2004，23
(1):1 － 5．
［6］曾 翔． 不同气候地区粉单竹生物学特性和生理学特性研究
［D］． 长沙:中南林业科技大学，2011．
［7］叶喜青，黄竞中，舒夏竺． 龙门县粉单竹产业发展现状及对策
［J］． 惠州学院学报，2013，33(6):63 － 66．
［8］徐 平，周纪刚，舒夏竺，等． 粉单竹丰产栽培技术研究［J］． 广
东林业科技，2007，23(6):32 － 35．
［9］杨秀艳，傅懋毅，谢锦忠，等． 粉单竹纸浆材材性的地理变异及产
地选择［J］． 林业研究:英文版，2009，20(3):261 － 267．
［10］陈建华，曾 翔，曹福祥，等． 不同气候地区粉单竹竹材化学成
分含量的分析［J］． 中南林业科技大学学报，2011，31(3):17 －
20．
［11］李本祥，李 婕，蒋俊明，等． 粉单竹引种川南的适应性研究
［J］． 世界竹藤通讯，2012，10(6):13 － 17．
［12］蒙启骏，李兵云，付时雨，等． 酶处理对粉单竹 SCMP 纤维表面
化学成分影响［J］． 造纸科学与技术，2013，32(4):69 － 73，57．
［13］Wu J S，Xu Q F，Jiang P K，et al． Dynamics and distribution of nu-
trition elements in bamboos［J］． Journal of Plant Nutrition，2009，32
(3) :489 － 501．
［14］叶 晶，葛高波，应雨骐，等． 青皮竹地上部营养元素的吸收、积
累和分配特性研究［J］． 植物营养与肥料学报，2015，21(1):
164 － 170．
［15］邱尔发，陈卓梅，洪 伟，等． 山地麻竹林生态系统养分分配格
局［J］． 生态学报，2004，24(12):2693 － 2699．
［16］鲁如坤．土壤农业化学分析方法［M］． 北京:中国农业科学技术
出版社，2000．
［17］刘 力，林新春，金爱武，等． 苦竹各器官营养元素分析［J］． 浙
江林学院学报，2004，21(2):172 － 175．
［18］吴家森，周国模，钱新标，等． 不同经营类型毛竹林营养元素的
空间分布［J］． 浙江林学院学报，2005，22(5):486 － 489．
［19］吴家森，吴夏华，叶 飞． 雷竹林营养元素分配与积累［J］． 竹
子研究汇刊，2005，24(1):29 － 31．
［20］戴启惠，黄大勇． 粉单竹纸浆林施肥制度研究［J］． 广西林业科
学，1997，26(1):31 － 35．
—682— 江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 5 期