全 文 ：第 1 卷 第 5 期
1 9 8 8 年 1 0 月
林 业 科学研 究
FO R E S T R E S E A R C H
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1
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新疆杨元素含量与生物量研究 ‘
陈章水 方 奇
(中国林业科学研究院林业研究所 )
关键词 新疆杨 ; 元素含量 ; 生物量
新疆杨 (PoP o lu : bo l oan a La uc he) 在我国新疆栽培最早 , 尤以和田 、 喀什 地 区 生 长最
好。 青海、 甘肃 、 宁夏亦早有栽培 , 近十余年在陕西 、 内蒙 、 山西 、辽宁 、吉林诸省和北京市
也有引种 [’J , 是我国干旱 、 半干旱地区农田防护林及人工丰产林的优良树种 。 为进一步利用
新疆杨 资源 , 研究其生物量将具有实际应用价值 。
一 、 资 料 收 集
在新疆南部疏勒、 麦盖提 、 叶城等县 , 新疆杨生长表现良好 。 在人工营造的片林内 , 实测
调查 4 5株林木的生物量 。 被调查的林分都属于 2 x s m 、 3 x 3 m 密度 , 8 一23 年生同龄纯
林。
调查实测方法是 : 选择树冠完整 、 生长发育正常、 第 亚生长级的林分平均木作为研究对
象。 样木选定后 , 量取其冠幅 , 再将样木贴根颈伐倒 。
1
。 量取树高、 胸径 、 枝下高 , 对主干按一米区分法计算材积 , 剥取主千树皮 。
2
. 分别主干(去皮 )、 树皮 、 枝条、 叶 , 秤其全量的鲜重 。
3
。 挖 出全部伐根 (要求保留至细根 )。 并秤其全量鲜重 。
4
。 查数全部叶片数量 , 并测定叶面积 。
5
。 取根 、 主干 、 皮 、 侧枝 、 叶的样品 , 秤其鲜重 , 至室内在 10 3 ℃烘箱内烘干后 , 秤其
干重。 另取一部分气干后用作元素 含量分析 。
6
。 元素含量分析方法 : 由中国林科院分析中心分析 , 采用 W at er r 氨基 酸自动 分析仪
分析氨基酸含量 , 用高效液相色谱法分析糖量 , 用 P一E 7 03 原子吸收分光光度计分析矿 物元
素含量 , 用手工提取秤重法分析灰分及粗脂肪含量 。
二 t、 气候、 土壤和植被概况
南疆绿洲平原地处暖温带极端干旱的大陆性气候区 , 以气候温暖干燥 、 温度变化大 , 风
大沙暴多 , 光热资源丰富为主要特征 , 年均气温1 1 . 3一 1 1 . 7 ℃ , ) 10 ℃积温4 0 0 一 4 28 9 ℃ ,
本文于 1 9 87 年 10 月收到 。
·参加野 外工作 的有喀什地 区林业处阿克木 、 陈刚 同志 。
5 3 6 林 业 科 学 研 究 1 卷
年降水3 6一 4 1 m m , 年蒸发量 2 1 6 7 . 4一2 7 3 0 。 4 m m , 年均相对湿度5 1 . 5写 , 全年无霜期 19 9 . 5
一 24 5 . 6 d , 新疆杨林下土壤多为灌淤土 、潮土及受到灌淤影响的盐土 , 本次收集样品的林下多
为灌淤土 , 林下植被比较稀疏 , 覆盖哎为 30 一 50 写 , 主要植被有苦 卖 菜 (Ixe 汀 : d阴 tZ。, lat a
S te b b )
、 骆驼刺(AI人a g i p s e : d a lha g i D e s r )等 。
三 、 新疆杨的营养成分分析
对新疆杨的叶 、 枝 、 皮 、 根 、 木材等器官组织分别进行营养成分分析 , 以便进一步扩大
资源开发利用 。
1
. 叶 新疆杨叶子的营养价值比较高 , 其有机营养成分如丧 l 、 表 2 。 这是生长 旺 盛
季节七月份叶的营养成分 , 其粗脂肪与总糖量之和为20 . 7 05 9 八 0 9 干叶 , 加上氨基 酸 , 叶
表 1 1 4年生新弧杨叶子有机营养成分
(单位 : g / 1 00 9 干 叶 )
、
_ 成 分 ⋯ ⋯ 一 幼, 离 糖
_
\\ {粗脂助 . 总姗 { 纤维 一——柞 本 \ 、 \ } , 蔗错 一葡萄助 果精多年生枝上叶
一年生枝上 叶
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2
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1
.
5 8 5
的总营养成分为28 . 0 3 9 / 1 0 0 9 干叶 , 一年
生枝上叶营养成分含量更高 。 由此可知 , 新
疆杨叶是一种营养价值很高的木本饲料。
叶所含的矿物元素有氮 (N ) 、 磷 (P )、
钾 (K ) 、 钙 (C a ) 、 镁 (M g ) 、 钠 (N a ) 、 铁
(Fe )
、 锰 (M n ) 、 硫(S )。 其含量百分数如表
3 , 多年生与一年生枝上叶二者基本一致 。
其含虽次序如下 :
表 2 14年生新班杨叶子橄基酸成分 (单位 : g / 1 0 09 + 叶 )
蛋鲤限
一祠叫65 .7
酸络氮”⋯3一八Uc曰n酸亮虹叙胶氮丙酸纵甘好酸补鱿放处”氮酸酸苏虹鱿 基 酸牛羊 本 天 氨门辈冬胶 异抓亮敌 苯姐丙股 一州网一:一0一出多年生伎上叶一 年生伎上叶书乙 J勺 一。 . 了3 。, 。· 3 65⋯。· 3 7“. 。· ”“5. : ’ :::l :. :::⋯: :::. :. ;:) 0 . 二4 50 . 5 600 . 5 03 0 . 4 600 . 6 100 . 5 3 5 0 . 3 5 50 . 5 75吐6sI一:一 0多年生枝 _b.l lt. : 灰分> C a > S > K > M g > N > F e > N a > P> M n
一年生枝上叶 : 灰分> C a > S > K > N > M g > F e > N a > P> M n
叶的微量矿物元素成分如表 r , 有铜 (C u ) 、 福 ( Cd ) 、 钻 (C o ) 、 宝乌乙( N i ) 、 锌 ( Z n ) 、 宝目
( M o)
、 铬 ( C r) 、 铅 ( Pb) 、 硼 ( B ) 。 多年生枝上叶的微 一墩矿物元素较一年生的含童 高 , 尤其
B
、
Z n 含员更高 , 只有 C u 、 M 。、 C d 一年生枝上叫一含 城高于多年生枝上叶的含堵 , 其顺序为 :
多年生枝上叶 : Z n > B > C u > N i > M o > C r = Pb > Cd > C。
一年生枝上叶 : Z n > B > C u > M o > N i> Cd > C r > P b > C o
2
. 根 系 根系对改良林地土壤理化性质有很大作用 , 其矿物元素成分如 丧 3 、 友 ‘l 。 从
丧巾可知 , 根系中 C a 及灰分含量较高 , 微址元素中的 C u 、 Z n 、 B 为多 。
3
. 皮 、 枝 、 干 树皮不是新疆杨的土产品 , 但多数兀索含量均超过树枝及主干 ( N 、 P
略低于树枝 ) , 其中又 以 C a 、 K 、 S 、 M g 含 哦最高。 在微虽元素中 , 树皮中含量亦 高 于 枝
5 期
表 3
陈章水等: 新疆杨元素含量与生物量研究 5 3了
新班杨叶 、 根 、 枝 、 皮 、 于矿物元案成分
(单位 :
N P K C a 1 Mg N
a
Fe M n
% )
灰分
多 年生枝上叶
一 年生枝上叶
0
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2 3 6 0
0
.
3 9 9 0
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4
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5 2 8 5
条皮干枝树10年生树木
0
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9 6 3 3
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6 6 3 3
0 7 3 0 3
条皮干枝村树14年生树术
表 4 新祖杨叶 、 根 、 枝 、 皮 、 千微量矿物元案成分
(单位 : PPm )
{
一、一几二一!cu :ca 一 沙 Zn Mo 一 沙 { ·兰霏重篡士井 ⋯:: ::⋯: :; ; :; ::;: {:: :: ’: ;: ⋯::;: ⋯; ;: 1 :: ::一{ 1 3 · 8 3 ⋯1 · 4。 ⋯。. 、。 月 2 . 。。 ⋯5 : · 。5 ⋯3 · 。5 , 1 . 3 0 1 : . , 。 . 4 0 . 1 5
1 0 年生根
1 4年生根
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一a八U几廿沈才6⋯内O厅口条枝 皮干树
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17 3 8条皮一宁枝树
年主树木一过生材术
条及树干 (只有 C u 、 Pb 低于枝条及树干 ) , 无论是枝条 、
含量最高 。 树干中的元素含量都比枝条 、 树皮的含量少 。
灰分是矿物元素含量的重要标志 , 各器官的灰分含量
> 根 > 枝 > 干 。
树皮或树干 , 都 以 Z n 、 C u 、 B 的
以叶为最高 , 其顺序是 : 叶 > 皮
四 、 新疆杨生物量及其增长规律
新疆杨全株总生物量以及主干 、 主干树皮 、 枝条、 枝条树皮、 叶、 根系 , 经过灌淤而埋
53 8 林 业 科 学 研 究 1 卷
夕、土中的淤坡的生物量 , 按胸径和树高两因素的相关关系 , 探讨其变化规律 , 籍以达到预测
目的 , 是本次研究的主要内容 。 这里所指生物量 , 是脱水后的干物质 。
(一) 运用数理统计方法 [z] 探讨生钧 t 与脚径 、 树高的相关经验式
什么样的回归漠式能够比较准确地描述树木生物峨随树高 、 胸径而 变化的规律 , 目前尚
无现成的经验 , 为此 , 采用下列七个公式进行研究。
:。 = b o e (6 : D ‘ . : “ ) (1 )
川 = b o D . : H ‘三 (2 )
:夕 = b o e 一‘i D 日 (3 )
妙 二 b o e一 : (。一 6 : + , z一 3 ) ( 4 )
川 = b。[ 1 一 e 一 ‘: (。“ 卜 H 6 3 )〕 (5 )
:夕 = b。 + b ,D ZH (6 )
留 = b。 + b : D H (7 )
式中 w 为生物量 , D 为胸径 , H 为树高 , 。 为自然对数的底 , b。、 去, 、 b : 、 b。 为参数值 。
第 l 、 3 、 4 式是二元指数公式 , 第 5 式是按威伯尔公式改变成二元形式 , 第 7 式为线性方
程 。
将生物量与胸径 、 树高原始数据 , 按上述 7 个公式计算 出回归方程参数值后 , 根据复相
关系数 、 偏相关系数的大小 , 选择其中最佳者 , 中选的回归模式如下 :
总生物量 : :。。 = 0 . 0 3 2 9 2 7 D ‘· , , , ” ‘H 。· , 6 。 ’6 2 (1 )
尺 = 0 . 9 8 9 7 , , 二。 . , I = 0 . 8 8 1 9 4 r , ; “ . 。 = 0 . 5 6 4 5 0
主干(木质 )生物量 : :。; = O . 0 0 8 2 0 2 5 7 D ‘· ‘, 2 ’2 , H , · 之‘, “‘, (2 )
R = O
。
9 9 4 5 了 , 夏n . H = 0 。 9 1 2 9 2 了 . : “ . 0 = 0 。 7 8 5 6 8
主 二I: 树皮生物量 : ,。2 = 0 . 0 0 8 0 2 6 8 2 了D , · ’“ ‘4 2H 。· , “ “““ (3 )
R = 0
。
9 8 6 Z r , ;。
.
H = 0
。
8 5 7 8 2 了 . 二衬 . 0 = 0 . 4 6 7 4 3
枝条(木质 )生物量 : :。3 = 0 . 0 0 1 6 0 4 6 5了D 卜 3 ‘o “‘。H 。· ’‘. ’。, (4 )
R = 0
.
9 7 1 7 了 , 」n . “ = 0 。 7 7 7 9 4 下 , ;月
. 。 二 0 . 3 0 8 3 0
枝条树皮生物量 : :。‘ = 0 . 0 0 0 5 6 2 2 3 3 D 2 · 2 2 ‘ ’0 2万。· ‘“, ” 3 ‘ (s )
R = 0
。
9 6 9 1 了 , . o . H = 0 。 7 6 3 5 8 下二 , 2 . 。 = 0 . 2 8 5 4 3
树叶生物星 : ‘“。 = 3 6 · 5 9 9 3 3 2 e 一 3 · , , , “. (D 一 。· ““ 。“· H 一” ·“ , 3 ““) (6 )
R = 0
.
9 0 9 4 3 r , , 。 . H = 0 。 6 8 3 2 4 了 , , , r . 。 = 0 。 5 8 4 0 8
根系生物里 : ,“。 二 0 . 0 3 4 9 3 8 D , · 。3 , 么‘H 。· , ‘, 6 , 8 (7 )
R = 0
.
8 4 6 9 8 了。 。o . H = 0 . 3 5 8 2 7 沪油 。打 . 。 = 0 。 2 0 1 5 8
淤桩生物 行1: : 招 : = 3 7 3 · 3 4 7 6 4 1e 一 ‘· , “‘ ” (D 一 。· ‘。‘ 3 , ; “ 一 。· “, “““) (s)
R = 0
.
8 3 5 9 9 了 , , 。
. “ = 0 . 5 6 8 7 O r , , 封 . 。 = 0 。 4 8 3 4 3
带皮主干每立方米生物量 :
: u 。 = 3 9 4 . 7 9 8 9 2 4 3 + O。 18 0 4 6 7 9 2 3 D ll (9 )
R = 0
。
5 3 6 5
每立方米总生物量 :
川。 = 5 7 9 . 3 45 8 4 4 9 + 0 。 1 5 4 0 8 3 0 5 l D H (1 0 )
弓期 陈章水等: 新疆杨元素含量与生物量研究 弓3 9
R = 0
。
5 0 5 2 2 7
叶片数量 : 。i 。 = 2 0 7 7 。 7 4 + 1 . 0 5 6 D 2H (1 1 )
R = 0
。
9 1 7 4
叶面积 : , ; , = 一 0 。 2 1 0 7 5 + 0 . 0 9 4 3 7 8D H (1 2 )
R = 0
。
8 93 8
以上公式中叭一留。是生物量 (k g) , D 是胸径 (c m ) , H是树高 (m ) , 留 工。为叶片张数 , w : :为
叶面积 (m Z) 。
(二 ) 生物量预洲
按照上述回归模式 , 可以预测新疆杨各部位的生物量 , 从而可以计算出林分总生物量 ,
对生产具有实际指导意义 。为方便计 , 按上列公式编制了以 刀 、 H 为自变量的二元生物量表共
12 种 , 这里限于篇幅 , 生物量表从略。
从生物量表中可以看出有以下规律 : 主干生物量占总生物量 53 一74 % , 随树高 、 胸径的
增大 , 其比重逐步增大 , 枝条比重亦略有增大 , 约为 8 . 2一9 . 8 % 。其他部位的生物量都是随
树高和胸径的增大而比重逐步下降 , 主干树皮由10 。 4 %降至 5 。 6 % , 枝 条 树 皮 由 2 。 O %降
至 1 . 9 % , 叶由3 。84 %降 至 1 。 37 % , 根 系 由10 。 26 %降至 5 . 15 % , 淤 桩 由 1 1 。 3 6 %降至
5
.
15 %
。 随着胸径和树高的增长 , 每一立方米主干生物量逐步有所增加 , 说明 随 年 龄的增
大 , 单位体积的干物质有所增长 ; 叶片数与叶面积随胸径 、 树高的增加 , 其增大幅度较多 ,
而一片叶的平均面积则在胸径为 16 c m , 树高为16 m 时为最大 , 之后又略有减少。
五 、 小 结
1
. 通过分析 , 新疆杨树叶的粗脂肪和总糖量达 20 . 70 5 9 八 0 9 干叶 , 加上氨基酸共 计
2 8
.
0 5 9 / 1 0 0 9 干叶 , 营养成分较高 , 是很好的牲畜 、 家禽饲料 , 应予充分利用。
2
。 新疆杨树体内矿物元素种类较多 , 已分析所得常量元素及微量元素就有18 种 , 在常量
元素中 , 磷较缺 , 这也反应了林下土壤养分含量情况及今后施肥的方向。
3
。 研制了新疆杨各部位生物量预测经验模式并首次编制了生物量表 , 对于今后推算新疆
杨生物量提供了方便条件 , 在生产上具有一定价值 。
参 考 资 料
〔1 〕中国主要树种造林技术编委会 , 1 97 8 , 中国主要树种造林技术 , 农业 出版社 , 3 3‘
〔2 〕中国科学院救学所 , 19了4 , 回归分析方法 , 科学出版社 , 5 70
5
‘
10 林 业 科 学 研 究 1 卷
A S TU DY ON N UT R IE N T CONT E NT AND B旧MA SS
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