全 文 ：林业科学研究　2005 ,18 (2) :120～124
Forest Research
　　文章编号 :100121498 (2005) 0220120205
泡桐生长季节中叶片养分吸收变化规律的研究 3
王保平1 , 李素艳2 , 孙向阳2 , 胡　昊2
(11 国家林业局泡桐研究开发中心 ,河南　郑州　450003 ;21 北京林业大学水保学院 ,北京　100083)
摘要 :研究了河南省商丘市 2 年生泡桐一个生长季节的养分变化情况及不同冠层养分状况。结果表明 :在自然状况
下 ,从出叶到落叶的整个生长过程中 : ①N 元素的浓度是呈锯齿状下降趋势 ,最高值出现在 5 月末 ,为 42. 0 g·kg - 1 ,
最低值出现在 11 月中旬 ,为 21. 5 g·kg - 1 ;P元素浓度是在生长季开始时较高 ,最高为 2. 5 g·kg - 1 ,到 6 月份以后基本
趋于平稳 ,到 10 月份 ,又呈现下降趋势直到落叶 ,最低为 1. 2 g·kg - 1 ; K元素浓度在生长季开始时较高 ,最高为 14 g·
kg - 1 ,到 6 月份以后基本趋于平稳 ,直到 9 月底。10 月份呈现下降趋势 ,从 11 月开始又基本稳定直到落叶 ,最低值
为 6. 6 g·kg - 1 ; ②整株树的养分积累状况中 ,N、P、K三种元素呈现出相似的变化规律 ,在开始略有下降 ,随后是一直
增长 ,到 7 月份达到最高 ,N、P、K最高积累量分别为 7. 26 g·株 - 1 、0. 37 g·株 - 1 、2. 3 g·株 - 1 ,之后开始下降 ,到 9 月份
降到最低 ,N、P、K最低积累量分别为 3. 2 g·株 - 1 、0. 16 g·株 - 1 、0. 96 g·株 - 1 ,随后又开始缓慢增长 ,直至落叶 ; ③单
叶片的营养元素的积累量是持续增长的 ; ④不同冠层的 N、P、K浓度差异不显著。
关键词 :泡桐 ;冠层 ;叶片 ;养分变化
中图分类号 :S792143 　　　　　文献标识码 :A
收稿日期 : 2003208226
基金项目 : “十五”国家科技攻关子课题 (2002BA515B0304)资助
作者简介 : 王保平 , (1965 —) ,男 ,博士生 ,副研究员. 主要研究方向 :森林培育3 本文在数据采集及分析中得到文瑞钧、周海江、乔杰等同志的大力相助 ,在此表示感谢 1
The Nutrients Changes of Paulownia’s Leaves in the Growing Season
WANG Bao2ping1 , LI Su2yan2 , SUN Xiang2yang2 , HU Hao2
(1. Research and Development Centre of Paulownia of State Forestry Administration ,Zhengzhou 　450003 ,Henan ,China ;
2. Beijing Forestry University ,Beijing 　100083 ,China)
Abstract :The Nutrients changes and the nutrient levels in different canopy layers of 22year2old Paulownia fortunei Yulinensis in
a growing season were studied under the natural condition. The results showed that : ①N concentration decreasesd as a saw sha2
pes in the whole growing season. The highest was 42. 0 g·kg - 1 ; the lowest was 21. 5 g·kg - 1 . P concentration decreased in the
beginning and extended to be steady fromJune to October , then , kept the descending trend again. The highest was 2. 5 g·kg- 1 ;
the lowest was 1. 2 g·kg - 1 . K concentration decreased in the beginning and extended to be steady from June to October , then ,
kept the descending trend till November , and extended to be steady again. The highest was 14 g·kg- 1 ; the lowest was 6. 6 g·
kg - 1 . ②The nutrient content of a whole tree showed descending trend in the beginning and turned to increasing trend till July
and decreased till September and increased slowly till the end of the growing season. The highest contents of N ,P ,and Kwere 7.
26 g·tree - 1 ,0. 37 g·tree - 1 ,and 2. 3 g·tree - 1 which appeared in the end of July ;and the lowest was 3. 2 g·tree - 1 ,0. 16 g·
tree - 1 ,and 0. 96 g·tree - 1 which appeared in September. ③The nutrient content (N ,P and K) per leaf kept increasing in the
whole season. ④There was no difference for nutrient element content in different canopy layers.
Key words :paulownia ;nutrient changes ;canopy layers ;leaf
营养元素的吸收与循环 ,是维持植物有机体物
质生产的基本功能过程。在生态系统的物质循环
中 ,营养元素的循环既是生命活动的主要物质基础 ,
同时又是影响能量在系统中运动和分配的重要因
素。它对系统的稳定性、连续性以及生物生产力产
生着巨大的影响。泡桐 ( Paulownia spp . ) 是农桐复
合系统的主要组成成分 ,在我国黄淮海平原地区具
有广泛的代表性[1 ,2 ] 。研究其一个生长季节的养分
变化规律 ,对制定泡桐合理经营管理方案、充分挖掘
其生产潜力、创造高产高效稳定持续的生态系统具
有重要意义。叶片是植物各种功能的中心 ,它对直
接影响光合的矿质元素来说是相当灵敏的指示器 ,
从林木对养分吸收的多少来说 ,叶片对养分的吸收
最大[3 ,4 ] , 对泡桐营养规律的研究已有许多报
道[5～10 ] ,但多停留在生物量的积累及营养元素的积
累上 ,本文主要是通过连续测定泡桐叶片的各种营
养元素的浓度、叶片面积及叶片数量的变化来探究
泡桐的养分吸收规律 ,从而了解泡桐的生长习性 ,为
更好地经营、管护泡桐林或农桐复合林提供理论依
据。泡桐吸收最大的营养元素是 N、P、K[4 ] ,本次试
验主要是通过对 N、P、K的测定及分析来揭示泡桐
的养分变化规律。
1 　试验地概况
试验地位于河南省商丘市梁园区国有林场 ,34°
33′18″～34°34′28″N ,115°34′44″～115°40′53″E ,属暖
温带大陆性季风气候 ,春季干旱多风 ,夏季炎热多
雨 ,年平均气温 14. 1 ℃,极端最高、最低气温分别为
43. 6 ℃、- 13. 9 ℃,年平均降水量和蒸发量分别为
711. 9 mm、1 756 mm ,无霜期 213 d。
土壤由黄河泛滥泥沙沉积形成 ,属粉沙土 ,以中
孔隙为主 ,土壤密度 1. 40～1. 51 g·cm - 3 ,保水保肥
性能差 ,地下水位 1. 5～3. 0 m ;pH值 8. 2～9. 2 ,有机
质、全 N、有效 P 含量分别低于 1. 30 g·kg - 1 、1. 25 g·
kg - 1 、3. 40 mg·kg - 1 。
试验林采用豫林一号泡桐 ( Paulownia fortunei
Yulinensis 1 Wang) 2 年生苗 ,1997 年春营造 ,栽植株
行距 5 m ×6 m 。在试验期内不施加肥料。
2 　研究内容和方法
(1)选择标准木。以随机抽样的方式在护林房
南泡桐地随机抽取 3 株树作为标准木 ,从泡桐出叶
第 15 天开始对标准木的整个生长期做跟踪实验测
定直到叶落。
(2)取样时间。实验时间是从 1998 年 5 月 2 日
出叶开始 ,一直到本年 11 月 12 日落叶为止。每隔 5
d 测定一次。测定内容包括泡桐叶片的面积、叶片
数及 N、P、K含量。另外还按不同冠层测定了 N、P、
K含量来确定不同冠层间的养分差异性是否显著。
(3)叶片面积的测定。在每一株标准木上随机
选取 3 片叶子测其长和宽 ,根据公式 :叶面积 = 长 ×
宽 ×0. 8 计算。
(4)营养元素的测定。N 采用凯氏定 N 仪测定 ;
P 采用紫外分光比色法测定 ; K及微量元素采用原
子吸收分光光度计测定。
3 　结果和分析
311 　营养元素的变化规律
31111 　N 的变化规律　N 在泡桐一个生长季中呈现
锯齿型下降趋势 (如图 1) ,从图 1 中可以看出 ,在春
季泡桐开始出叶时 ,叶片中 N 的浓度是相对较高的 ,
最高为 4210 g·kg - 1 ,随着叶片的增长变大 ,N 的浓度
也逐渐降低。在 6 月 21 日、7 月 21 日、8 月 20 日附
近 ,N 的浓度均有所回升 ,一般来说 ,在 N 浓度回升
这个时间段 ,都有新叶片长出 ,说明了新叶片的长出
促进了叶片对 N 的吸收。从 8 月 20 日 —10 月 28 日
这一阶段 ,N 的浓度是持续下降的 ,并没有明显的回
升。10 月 28 日以后 N 的浓度急剧下降直至落叶。
最低值为2115 g·kg - 1 。
由于在生长过程中 ,有落叶和出叶的变化 ,所以
仅从 N 的浓度难以看出整株树木的吸收量。为此进
一步研究整株树木的叶片中 N 的积累状况 (见图
2) 。
图 1 　泡桐生长季节中 N 的浓度变化
121第 2 期 王保平等 :泡桐生长季节中叶片养分吸收变化规律的研究
图 2 　泡桐生长季节中整株树 N 的积累量
从图 2 中可以看出 ,在整个生长季中 ,整株树 N
的积累量在 5 —7 月份是快速增长的 ,到 7 月份达到
最高积累量为 7126 g·株 - 1 ,之后开始下降 ,到 9 月份
降到最低为 312 g·株 - 1 ,随后又开始缓慢增长 ,直到
落叶。在这个过程中 ,伴随着出叶、落叶的变化 ,养
分含量也因此发生一些变化。从图中也可以看出 ,
虽然 9 月份以后没有新叶长出 ,叶片面积也没有明
显增长 ,但叶片却没有停止对 N 的吸收 ,所以 N 的
积累量还是在持续上升的。
因为整株树木的养分积累受落叶的影响 ,所以
为了更好地了解 N 元素的吸收变化情况 ,可以从单
叶片的 N 元素的吸收变化情况来看 (见图 3) 。
图 3 　单叶片 N、P、K的积累量
从图 3 可以看出 ,在泡桐整个生长季中 ,单叶片
中 N 元素的积累量是逐渐上升的。在 5 —7 月份 ,上
升的速度较快 ,到 8 月份以后 ,上升的速度较平缓。
这也说明了在 5 —7 月份植株对 N 元素吸收较快。
31112 　P 元素的变化规律　泡桐叶片中 P 的浓度在
生长季开始的 5 月份较高 ,最高为 215 g·kg - 1 。随着
叶片的增大 ,P 的浓度也急剧下降 ,到 6 月份以后基
本趋于平稳 ,中间虽然也有波动 ,但总体来说还是在
同一平台里波动 ,其平均值为 116 g·kg - 1 ,直到 10 月
份 ,P 的浓度才又开始出现了较为明显的下降的趋
势 ,最低值出现在落叶 ,为 112 g·kg - 1 (见图 4) 。
图 4 　泡桐生长季节中 P 的浓度变化
整株树木的 P积累量(见图 5)在开始时略有下降 ,
随后随着叶片的生长增大快速上升 ,到 7 月份积累量达
最高值为 0137 g·株 - 1 ,随后逐渐下降到 9 月份出现最
低值为 0116 g·株 - 1 ,之后又一直上升直至落叶。
图 5 　泡桐生长季节中整株树 P 的积累量
从图 3 可以看出 ,在泡桐整个生长季中 ,单叶片
中 P 的积累量是逐渐上升的。在 5 —7 月份 ,上升的
速度较快 ,到 8 月份以后 ,上升的速度较缓。
31113 　K的变化规律 　泡桐叶片中 K的浓度在生
长季节开始的 5 月份最高为 1410 g·kg - 1 。随后 , K
的浓度也急剧下降 ,到 6 月份以后基本趋于平缓 ,直
到 10 月份 ,这一阶段的平均值为 1216 g·kg - 1 ,10 月
份以后 K的浓度又出现了一次较为明显的下降的
趋势 ,最低值为 616 g·kg - 1 ,到 10 月底则不再下降而
是保持在相对较低的水平上直到落叶 (如图 6) 。
221 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 18 卷
图 6 　泡桐生长季节中 K的浓度变化
　　整株树木的 K元素积累量 (见图 7) 在开始时略
有下降 ,从 5 月下旬开始快速上升 ,到 7 月份积累量
达最高值为 213 g·株 - 1 ,随后逐渐下降到 9 月份出
现最低值为 0196 g·株 - 1 ,之后又一直上升直至落
叶。但其上升趋势较 P 元素平缓。
从单叶片 K的积累量来看 (图 3) ,在泡桐整个
生长季节中 ,单叶片中 K的积累量在 5 —7 月份上升
的速度较快 ,到 8 月份以后 ,基本趋于平缓。
图 7 　泡桐生长季节中整株树 K的积累量
312 　泡桐不同冠层的营养元素的比较
为了探索泡桐同一株树不同冠层营养元素的吸
收状况 , 分别对 6 株泡桐进行了 N、P、K不同冠层的
养分测定。每一株树分上、下两个冠层 ,把上、下两
个冠层配成对 ,采用配对设计方法进行统计分析 ,测
定结果见表 1。
表 1 　不同冠层的营养元素的测定结果 g·kg - 1
项目
N
1 2 3 4 5 6
P
1 2 3 4 5 6
K
1 2 3 4 5 6
上层 3313 3519 3413 2914 3610 2816 1146 1180 2131 1144 1175 1142 7111 7139 10101 9118 8141 5192
下层 3915 3116 3212 3519 3015 3010 1135 1136 1149 1163 1146 1132 9105 7127 8104 7153 8152 5167
　　根据上下冠层的测定结果算出它们的差值 d ,以差值 d 做为统计分析数据进行统计分析 ,结果见表 2。
表 2 　不同营养元素的统计分析结果
营养元素 平均值 d S d S d =
S d
n
t =
| d|
S d
t0105 (5) = 2157 差异显著性
N - 01037 0152 0121 0118 t < tа 不显著
P 0126 0135 0114 1186 t < tа 不显著
K 0132 114 0157 0156 t < tа 不显著
从表 2 可以看出 ,N、P、K三种元素的 t 值均小
于 t0105 (5) ,所以得出 ,不同冠层间的 N、P、K的含量
无显著差别 ,即上下冠层的 N、P、K三元素的含量是
一致的。叶片中的营养元素不会因为其所处冠层不
一致而有区别。
4 　小结
(1) 在一个生长季节中 ,N 的浓度变化是呈现
锯齿状下降的。P 和 K总体上来说也是呈现下降趋
势的 ,但在 6 —10 月份是相对稳定的。而 K在生长
季末并没有继续降低而是保持相对稳定。
(2) 整株泡桐的叶片的元素含量的变化也是不
同的。N、P、K在整个生长季节中 ,其积累量在开始
均略有下降 ,随后是一直增长 ,到 7、8 月份达到最高
积累量 ,之后开始下降 ,到 9 月份降到最低 ,随后又
开始缓慢增长。N 元素在季末略有下降。
(3)在生长过程中 ,叶片数量由于气候的原因波
动较大 ,因此对整株树木养分的积累会造成一定的
影响。大体上说 ,整株树的叶片中营养元素的总的
含量在 7 月份达到高点。
(4) 单叶片的养分积累量是呈上升趋势的。在
5 —7 月份上升的速度较快 ,8 月份以后较平缓。
(5) 不同冠层的养分吸收没有显著性差异。上、
下冠层的养分浓度是一致的。
(6) 泡桐作为农林复合林 ,由于其发育特点 ,在
5 —7 月份吸收土壤中的养分元素较快 ,到 7 月份达
321第 2 期 王保平等 :泡桐生长季节中叶片养分吸收变化规律的研究
到最高 ,在这一段时间施肥比较合适。
参考文献 :
[1 ] 蒋建平. 泡桐栽培学[M] . 北京 : 中国林业出版社 , 1990 : 155～
173 , 263～283
[2 ] 李莲枝 1 泡桐栽培管理技术[J ]1 山西林业 , 2000 , 145 (3) : 21～
22
[ 3 ] 杨修 , 赵体顺 , 张存义 1 泡桐人工林养分年吸收规律的研究[J ] .
河南林业科技 , 1994 , 46 (4) :23～26
[4 ] 杨修 , 吴刚 , 黄冬梅 ,等. 兰考泡桐生物量积累规律的定量研究
[J ] . 应用生态学报 , 1999 , 10 (2) : 143～146
[5 ] 杨修 , 吴刚. 泡桐人工林生态系统养分循环的研究[J ] . 林业科
学 ,1993 , 29 (2) : 158～164
[6 ] 杨修 , 黄冬梅. 泡桐营养元素吸收和循环规律研究[J ] . 资源科
学 , 1999 , 21 (2) : 62～70
[7 ] 蒋建平. 泡桐的特色、优势和战略地位 [J ] . 河南林业科技 ,
1998 , 18 (1) :1～2
[8 ] 孙跃军 ,孙向阳 ,王保平 ,等. 泡桐叶片的水份特征研究[J ] . 北京
林业大学学报 ,1999 , 21 (6) : 28～34
[9 ] 王保平 ,李宗然 ,文瑞钧 ,等. 泡桐修枝促接干技术及其效应的研
究[J ] . 林业科学研究 ,2003 ,16 (2) :180～188
[10 ] 茹广欣 ,袁金玲 ,明　军 ,等 1 泡桐杂种花的形态变异分析 [J ]1
林业科学研究 ,2005 ,18 (1) :41～46
421 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 18 卷