全 文 ：第 wu卷 第 u期
u s s y年 u 月
林 业 科 学
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巨桉短周期工业原料林养分平衡的矢量诊断 3
冯茂松 张 健 钟 宇
k四川农业大学林学园艺学院 雅安 yuxstwl
摘 要 } 以四川纳溪区巨桉试验林为研究对象 o运用植物营养矢量诊断法 o分析植物养分受限制状况 !交互作用 !
施肥效应 o结果表明 }四川纳溪巨桉试验区以 Ž为第 t养分限制因子 o°为第 u限制因子 o‘不受限 o…素缺乏 o°对
≤¤!ª存在拮抗作用 o对 …有促进作用 ∀施肥效应可延续 v年以上 ∀
关键词 } 巨桉 ~叶诊断 ~矢量诊断 ~养分限制 ~施肥效应
中图分类号 }≥zux1x ~≥z|u1v| 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylsu p ssxy p sz
收稿日期 }ussx p su p u{ ∀
基金项目 }国家/十五0科技攻关重大项目/四川盆地低山丘陵区水土流失综合治理技术与示范0kusst…„ysy„ p syl和四川省重点学科建设
项目/重中之重0资助项目k≥⁄swt|l ∀
3 张健为通讯作者 ∀
ςεχτορ ∆ιαγνοσισ οφ Νυτριεντ Βαλανχε οφ Ευχαλψπτυσ γρανδισ Φαστ2Γροωτη Πλαντατιον
ƒ ±¨ª ¤²¶²±ª «¤±ª¬¤± «²±ª≠∏
k Φορεστρψανδ Ηορτιχυλτυρε Χολλεγε oΣιχηυαν Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ψα. αν yuxstwl
Αβστραχτ} ׫¨ ³µ¬±¦¬³¯¨o·¨¦«±¬´∏¨ ¤±§¬·¶¤³³¯¬¦¤·¬²± ²© √¨ ¦·²µ§¬¤ª±²¶¬¶º¨ µ¨ ¬±·µ²§∏¦¨§¶¼¶·¨°¤·¬¦¤¯ ¼¯ ¬±·«¨ ³¤³¨µq׫¨
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©¬µ¶·±∏·µ¬¨±·p¯¬°¬·¨§©¤¦·²µo³«²¶³«²µ∏¶¶¨¦²±§²±¨ o±¬·µ²ª¨± º¤¶±²·¯¬°¬·¨§o¤±§¥²µ²± º¤¶§¨©¬¦¬¨±·q ²µ¨²√¨ µo³«²¶³«²µ∏¶
©¨µ·¬¯¬½¨ µ¤±·¤ª²±¬½¨ §·«¨ ©¨©¨¦·¶²©¦¤¯¦¬∏°¤±§°¤ª±¨ ¶¬∏°©¨µ·¬¯¬½¨ µ¶o¥∏·³µ²°²·¨§·«¨ ¥²µ²±©¨µ·¬¯¬½¨ µ¨ ©©¨¦·q’±·«¨ º«²¯¨o·«¨
©¨µ·¬¯¬½¤·¬²± ©¨©¨¦·º²∏¯§¦²±·¬±∏¨ ©²µ°²µ¨ ·«¤±·«µ¨¨¼¨ ¤µ¶q
Κεψ ωορδσ} Ευχαλψπτυσ γρανδισ~©²¯¬¤µ§¬¤ª±²¶¬¶~√¨ ¦·²µ§¬¤ª±²¶¬¶~±∏·µ¬¨±·2¯¬°¬·¨§~©¨µ·¬¯¬½¤·¬²± ©¨©¨¦·
林木营养诊断是对林木营养状况进行判断并提出相应施肥措施 o改进田间管理的一项技术措施 o国外已
得到广泛应用 ∀近 us ∗ vs年 o我国在借鉴农作物养分诊断研究的基础上 o逐步进行林木营养诊断研究 o先后
在杨树k樊巍等 ot||| ~余常兵等 ousswl !杉木k张建国等 oussv ~李倘弟等 ot|||l !湿地松k洪顺山等 ot||z ~徐有
明等 oussul !桉树k林书蓉等 ot|||l等树种上进行施肥及养分诊断方法的研究与探讨 o但除范少辉等kt||y¤~
t||y¥l对杉木做过系统的研究外 o其他树种研究仅限于特定条件 o短时间研究 ∀对林木的养分诊断多采用临
界值法 !综合诊断施肥法k⁄•Œ≥l !相关值法等 o这些方法存在干扰因子多 !时空变化大 !生长相关性小 !工作量
大 !容易误判等缺点 ∀矢量分析通过土壤分析 !肥效反应 !外形分析 !组织分析等手段 o利用植物发育过程中
养分供应 !植物生长 !体内养分之间的函数型数量关系 o分析植物生长营养元素种类和丰缺程度 o提供有效施
肥处方指导 o克服了上述方法的缺点 o成为国外林木营养诊断的主要方法k׬°°¨ µ ετ αλqot|z{ ~• ¨¨·°¤± ετ
αλqot|{u ~≥¦«r±¤∏ ετ αλqot|{v ~× ±¨ª ετ αλqot||s ~‹¤¤¶¨ ετ αλqot||xl ∀我国对于矢量分析营养诊断的研究仍处
于起步阶段 o张健等kt||ul介绍了矢量诊断方法 o并对我国常用的林木营养诊断方法进行了详细对比 ∀其后
俞元春等kt|||l !曹福亮等kusstl !≥∏±等kusssl分别运用该法对杉木 ‘°与微量元素交互效应 !银杏施肥效
应 !松柏混交林养分交互效应做出了积极的探索 ∀
巨桉k Ευχαλψπτυσ γρανδισl属桃金娘科k ¼µ·¤¦¨¤¨ l o桉属 o双蒴盖亚属k≥∏¥ª¨±∏¶ σψµπηψ µψρτυσl o横脉组
k Τρανσϖερσαραl o柳桉系kΣαλιγανχεl的优良速生用材树种 o天然分布在澳大利亚 ∀四川自 t|{y年引入巨桉 o经
过引种和品比实验 o于 t||u年营建巨桉第一子代林 o目前已成为四川桉树的主要栽培种 o分布在川中 !川南 !
川东南 !川西南边缘地带 o主要栽培区在泸州 !宜宾 !富顺 !荣县 !乐山 !沐川 !眉山 !丹棱 !洪雅 !彭山等地 o栽培
面积已达 u万 «°u 以上 ∀巨桉作为国际短周期工业纸浆原料林的主要树种之一 o一般 y ∗ {年达到工艺成
熟 o具有明显的前期速生性 o属于高度集约栽培的定向培育林分 o应用前景十分广阔 ∀因此 o巨桉幼年养分管
理将直接影响巨桉林分的采伐收获量和经济效益 ∀本项研究通过巨桉林分人工控制施肥量的定位试验 o运
用矢量分析法对 ‘!° !Ž!≤¤!ª!… !±养分状况和丰缺程度进行诊断 o系统介绍矢量分析的原理 !方法及其
运用 o为我国林木营养诊断研究提供参考依据 ∀
t 材料和方法
111 试验区产地条件和林分概况
试验地位于四川省泸州市纳溪区河丰镇双河村 ∀位于东经 tsxβuvχ o北纬 u{βuyχ ∀海拔 wss ∗ wys °∀年
均温 tz ε ot月均温 y1t ε oz月均温 uz1t ε o绝对最低温 p y ε o年平均降水 |vw1y °° o属中亚热带湿润性
气候 ∀试验区地形地势变化不大 o土壤为典型的山地黄壤 o母质为残积母质 ∀土层深厚 o肥力中等 ∀
参试材料为由澳大利亚引进的巨桉优树种源 ∀苗木为营养袋苗 o定植于 t||z年 v月 o定植前施基肥 ∀
整地方式为 {s ¦° ≅ {s ¦° ≅ {s ¦°穴植 ∀
112 方法
t1u1t 试验处理 采用人工控制施肥量的定位试验 o设立密度k÷tl !氮k÷ul !磷k÷vl !钾k÷wlw个因素 o每因
素 x个水平 o随机区组排列 ∀采用二次通用旋转设计 o详细设计参见文献k冯茂松等 oussvl ∀
t1u1u 样本采集和制备 为便于比较不同立地林木营养状况 o确定采样时间为 t||{ ) usst年巨桉树木营养
稳定期k即巨桉生长休眠期 ott月至次年 v月l o采样时每处理选取 ts ∗ us株平均木作为采样样木 o采样部位
为树冠上部 tΠv处的 w个方向 o随机采取生长完全 !无缺陷的新成长kt年生l叶片 o采取混合叶样约 xss ªk干
质量l o样本采回后随机选取 tss片叶测定鲜质量和风干质量k精确到 s1t °ªl o其余叶片迅速经 {s ε 杀青 o
ys ε 烘干 o粉碎备用 ∀
t1u1v 化学分析 按国标 Š…z{{{ p {z号方法对叶样一次性消化 o进行 ‘!° !Ž!≤¤!ª测定 o±按 Š…z{{z p
{z号方法测定 o全 …按国标 Š…z{|s p {z号方法测定 ∀其中 Ž!≤¤!ª!±均采用原子吸收分光光度计测定 ∀
t1u1w 生长量测定 各处理每木检尺 o实测胸径 !树高 o用公式 ς€ s1sss sz{ vzv { ∆t1ztt {uz xt Ηs1||z |{t wwk黄从
德等 oussvl计算单株材积 o进而得出各处理小区蓄积 ∀
t1u1x 本底分析 在造林前按标准采取土样进行本底分析 o并结合土壤养分评价标准予以评价 ∀结果表
明 }试验区有机质含量 ts1y ∗ ux1y ª#®ªpt o全氮含量 s1yw ∗ s1|{ ª#®ªpt o速效氮 yv1x ∗ tvz1| °ª#®ªpt o速效磷
z1t| ∗ uw1| °ª#®ªpt o速效钾 t|1z ∗ xu1x °ª#®ªpt o总体土壤肥力可概括为中钾 !高氮 !中磷 o肥力中等 ∀同时
在施肥后 u ∗ w年连续测定土壤养分 o土壤中总 ‘!° !Ž含量 o有效 °含量基本保持不变 o仅有小幅增长 o但速
效 ‘!速效 Ž有较大增长 o且这种养分状态能维持 u ∗ v年 o说明施肥措施能有效改变当地立地 ‘!Ž养分状
况 o而对 °素贡献不大 o这与 °素容易被固定有关 ∀
u 结果与分析
211 诊断时间的选择
诊断时间的选择关系到诊断结果的正确性 ∀时间选择过早 o施肥效应未充分表现 ~时间过晚 o对生产没
有指导意义 ∀施肥的目的是提高生产量 o因此可以利用叶片养分浓度和比值与生长末期材积的相关分析来
确定两者最显著相关的叶龄即诊断时间 ∀研究中采用方程 ψ € α n βξ n χξu 进行计算 o以叶片 ‘!° !Ž浓度
和比值与材积的相关分析确定最显著相关的叶龄 o作为合适的诊断时间 ∀按照此方法 o确定相关显著且 ⠁
s者为有效方程 ∀结果k表 tl表明 }uw月龄采样的巨桉林 t|组方程中分别有 x !x !t组有效 o远远高于 vy月
龄k分别为 s !u组l和 w{月龄k分别为 s组l o从而确定叶片营养诊断合适的采样时间为 uw月龄 ∀通过施肥
量与生长量的相关分析表明 }施肥措施对巨桉生长效应可达到 v年以上 o结合叶片诊断时间以及巨桉短轮伐
期原料林的经营周期k一般为 y ∗ {年l o故足可说明采样时间的适宜性和用作营养诊断的可靠性 ∀
212 矢量诊断
u1u1t 矢量诊断的理论基础 在矢量分析k√¨ ¦·²µ¤±¤¯¼¶¬¶l中 o采用养分含量k ξl !养分浓度kψl !生物量kζl进
行诊断 ∀其理论依据是三者之间具有一定的函数关系 o可记为 ξ € φkψoζl ∀植物需要充足 !均衡的养分维持
最佳生长发育 o在养分不足 !过多或比例失调的情况下 o养分含量 !养分浓度 !生物量将随之发生变化而偏离
原来的函数关系 o导致植物生长减慢或停止 ∀因此 o可以通过对上述 v个指标的监测进行植物养分供应状况
的诊断 o从而进一步指导施肥措施 ∀
zx 第 u期 冯茂松等 }巨桉短周期工业原料林养分平衡的矢量诊断
表 1 巨桉叶片养分浓度和比值与第 2 !3 !4 年材积的相关关系及有效性 ≠
Ταβ .1 Χορρελατιονσ ανδ τηειρ ϖαλιδιτψ οφ νυτριεντ χονχεντρατιονσιν Ε . γρανδισφολιαγε ανδ τηειρ ρατιοσ
ωιτη ωοοδψ ϖολυµειν τηε σεχονδ , τηιρδ , ανδ φουρτη ψεαρσ
叶龄 ƒ²¯¬¤µ¤ª¨ 材积 ∂²¯∏°¨ 相关系数 ≤²¨©©¬¦¬¨±·²©¦²µµ¨ ¤¯·¬²±
uw月
uw °²±·«¶
第 u年 u±§¼¨ ¤µ Ž s1v|t33 ⁄ ‘° s1vsz 3 ⁄ ‘Ž s1vw{ 3 ⁄ ‘Π°Ž s1vu| 3 ⁄ ŽΠ‘° s1wsz33 ⁄
第 v年 vµ§¼¨ ¤µ Ž s1vzs33 ⁄ ‘ΠŽ s1wss33 ⁄ ‘°ΠŽ s1vvs 3 ⁄ ‘Π°Ž s1v|x33 ⁄ ŽΠ‘ s1vvv 3 ⁄
第 w年 w·«¼¨ ¤µ ‘ s1vvt 3 ≥ ŽΠ° s1vyw33 ⁄
vy月
vy °²±·«¶
第 v年 vµ§¼¨ ¤µ ‘ s1vw{ 3 ≥ °Π‘ s1wx{33≥ ‘ΠŽ s1vzy33 ≥ ŽΠ‘ s1wzz333 ≥ ‘°Ž s1vuz 3 ≥
°ŽΠ‘ s1wyt33 ≥ ŽΠ‘° s1wyx333 ≥ °Π‘Ž s1wxt33 ≥
第 w年 w·«¼¨ ¤µ ° s1wsx
33 ≥ ‘Π° s1v{w33≥ °Ž s1w{w333≥ °ŽΠ‘ s1wuv33 ⁄ ‘Π°Ž s1wtw33 ≥
Ž s1xyy333≥ °Π‘ s1vwv 3 ⁄ ‘°Ž s1vzz33 ≥
w{月
w{ °²±·«¶ 第 w年 w·«¼¨ ¤µ ‘Π° s1wys
33 ≥ ‘ΠŽ s1wxv33≥ ŽΠ‘ s1wus33 ≥ °ŽΠ‘ s1xwx333 ≥ ‘Π°Ž s1xws333 ≥
≠ 3 表示 ρs1t € s1vsz o33表示 ρs1sx € s1vyt o333表示 ρs1st € s1wyv o≥为无效方程 o⁄为有效方程 ∀ ׫¨ ¶¼°¥²¯¶²©− 3 . o−33. o¤±§−333. ¶·¤±§
©²µ·«¨ ¶¬ª±¬©¬¦¤±¦¨ ¯¨ √¨ ¶¯²©−s1t. o−s1sx. o−s1st. µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q׫¨ ¶¼°¥²¯¶²©−≥. o¤±§−⁄. ¶·¤±§©²µ·«¨ ¬±√¤¯¬§¤±§√¤¬¯§©∏±¦·¬²±¶µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q
矢量诊断中最常采用的是叶分析法 ∀由于叶片不仅养分集中而且是树木对营养元素盈缺变化最敏感的
器官 o所以目前多采用叶片的营养状况来确定林木养分状况 o其诊断结果较为可靠 ∀而基于叶分析的养分诊
断 o都是建立在树木叶组织中养分和树木生长量间相关性分析的基础上 ∀通过对四川纳溪 t ∗ w年生巨桉人
工林的相关分析 o巨桉叶片 ‘!° !Ž!≤¤!ª!… !±等养分浓度和含量与巨桉林分生长量k包括胸径 !树高 !蓄
积l存在显著的相关关系≈ Ρs1tskvsl  o同时建立了叶片养分浓度与生长量之间的二元模型 o达到极显著水平
≈ Φs1sxkvsl  ∀
图 t 植物营养矢量诊断图
ƒ¬ªqt ∂ ¦¨·²µ§¬¤ª±²¶¬¶²©³¯¤±·±∏·µ¬¨±·¶
表 2 植物营养矢量诊断解释 ≠
Ταβ .2 Ιντερπρετατιον οφ διρεχτιοναλσηιφτσιν νυτριεντ χονχεντρατιον , νυτριεντ χοντεντ ανδ δρψ µασσ
矢量类型
⁄¬µ¨¦·¬²± ²©¶«¬©·
相对变化 • ¶¨³²±¶¨ ¬±
生物量
⁄µ¼ ¥¬²°¤¶¶
养分浓度
≤²±¦q
养分含量
≤²±·¨±·
§kχlΠ§τ 说明Œ±·¨µ³µ¨·¤·¬²±
诊断结果
°²¶¶¬¥¯¨§¬¤ª±²¶¬¶
„ n ) n  s 稀释效应 ⁄¬¯∏·¬²± 无养分限制 ‘²±2¯¬°¬·¬±ª
… n s n € s 养分充足 ≥∏©©¬¦¬¨±¦¼ 无养分限制 ‘²±2¯¬°¬·¬±ª
≤ n n n  s o t 养分缺乏 ⁄¨ ©¬¦¬¨±¦¼ 养分限制 ¬°¬·¬±ª
⁄ s n n € t 奢侈消耗k富积作用l∏¬∏µ¼ ¦²±¶∏°³·¬²± 无毒害 ‘²±2·²¬¬¦
∞ ) n n ?  t 养分过量 ∞¬¦¨¶¶ 毒害作用 ײ¬¬¦
ƒ ) ) ) € s 养分过量 ∞¬¦¨¶¶ 养分拮抗作用 „±·¤ª²±¬¶·¬¦
≠ }n表示增加 o) 表示减少 os表示不变 ∀ ׫¨ ¶¼°¥²¯¶²©− n . o− p . o¤±§−s. ¶·¤±§©²µ¬±¦µ¨¤¶¨ o§¨¦µ¨¤¶¨ o±²¦«¤±ª¨ µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q
u1u1u 矢量分析诊断原理 矢量分析法是在 t张二维坐标图中
引入辅助坐标轴k轴l o根据研究需要确定参比对象 o分别绘制诊
断对象的矢量线 o根据矢量的大小和方向判断各营养元素供应状
况k亏缺 !充足 !奢侈消耗 !毒害 !稀释等l及其程度 o见图 t !表 u ∀
图 t中 „类型为最常见类型 o植物样品生物量 !养分含量与参照点
比较增高 o而养分浓度下降 o表明在该种养分供应状况下促进了林
木生长 o浓度下降是由于生长量增加造成 o即养分吸收量比生物量
增加速度慢 o表现为养分的稀释效应 o无养分限制 ∀ …类型中生物
量和养分含量成比例增加 o达到养分平衡状态 o因而养分浓度保持
不变 o此时植株营养供应充足 o无养分限制 ∀ ≤ 类型中生物量 !养
分含量 !养分浓度三者同时增加 o表明植株仍有提高生长速度的潜
力 o养分供应受到限制 ∀ ⁄类型中生物量保持不变 o而养分含量和
养分浓度增加 o表明植株已达到最大生长潜力 o但养分供应过量 o
不断向植株体内富集 o表现为奢侈吸收 ∀如果再增加养分供应 o植物组织养分富集浓度过大 o对植物生理活
动造成毒害 o表现为植物生长速度降低 o生物量减少 o如 ∞类型 ∀ ƒ类型中由于养分的过量供应 o高浓度的离
子与离子之间产生拮抗作用 o从而降低了养分的吸收 o表现为植物生物量 !养分含量 !养分浓度同时下降 ∀
{x 林 业 科 学 wu卷
Œ°²和 ׬°°¨ µkt||zl通过引入时间变量用于评价稳态营养反应 o由于植物组织营养元素浓度kχl是营养吸收
kαl和生物量积累k µl共同作用的结果 o因此 o浓度的时间变化可以用 §kχlΠ§τ € §kαΠµlΠ§τ表示 o当 §kχlΠ§τ
€ s时k…矢量l o植物处于稳态营养阶段 o生物量积累和养分含量持续上升 o而养分浓度保持基本不变 ~§kχlΠ
§τ s时k„矢量l o生物量积累和养分吸收上升 o但养分浓度下降 o表现为生长稀释效应 ~s  §kχlΠ§τ  t时
k≤矢量l o生物量 !养分吸收量 !养分浓度同时上升 o植物生长仍具潜力 o此时存在养分限制 ~而 ⁄!∞ !ƒv种类
型由于缺乏相关研究数据 o未做详细说明 ∀
u1u1v 矢量诊断图的制作 tl参照点选择 根据研究需要可设立对照作为参照点 o也可不设对照 o以生长
最优的处理作为参照点 o这是因为在同等立地条件下 o最优处理其养分供应状况相对最充分 o养分最均衡 o可
依此判断其他处理养分供应状况 ∀由表 v可知 o处理 y小区蓄积最大 o为最优处理 o因此作为参照点 ∀
表 3 纳溪试验区巨桉叶片养分及生物量记录表(24 月龄) ≠
Ταβ .3 Νυτριεντ χονχεντρατιονσ ανδ βιοµασσ οφ Ε . γρανδισφολιαγειν Ναξι Χουντψ, Σιχηυαν(24 µ οντησ)
处理号
×µ¨¤·° ±¨· ‘Πkª#®ª
ptl °Πkª#®ªptl ŽΠkª#®ªptl …Πk°ª#®ªptl ±Πk°ª#®ªptl ≤¤Πkª#®ªptl ªΠkª#®ªptl
百叶干质量
⁄µ¼ °¤¶¶²©
tss ¯¨ ¤√¨ ¶Πª
蓄积
∂²¯∏° Π¨
k°v#«°pul
t ts1z| s1{s y1s yx1wx wy1ut vs1s w1y tst1s t1twt y
u tu1ux s1|y y1| yx1ws w{1yz vv1| x1u {x1u t1v|| |
v tv1z{ s1z| x1| wt1{z wv1zt vw1{ w1{ tvu1{ t1yuw t
w tx1yx s1{u w1x x|1vt w|1wy vx1t x1x tsx1| t1twx u
x tw1x| t1v| x1s zs1|y wz1{s us1x w1z ttu1| t1zv| y
y µ tv1vs s1zu w1v x|1yy w{1ws u{1u x1u yz1z t1zxw z
z tu1sz s1zu x1y yw1tv xx1xw ux1w w1z |z1v t1ysz s
{ tw1yv s1zt x1{ yw1zs wz1|z vs1t x1v |{1x t1yxz x
| tu1{v s1zy y1y yt1ut ws1ts uv1x w1w {t1{ t1twy t
ts tv1s| s1z{ y1u yv1wy ww1tu uv1x w1v tsv1x s1{yy t
tt tt1sy s1zz x1{ xx1{{ wv1vx vu1y x1w {y1z s1z{z z
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tv tv1tx s1zv w1v yu1{s v|1tt uw1v w1s tvs1v t1uwt u
tw tx1sv s1|y x1x z|1wz ww1vv ux1z w1w xv1x t1ysw v
tx tw1w| s1zu v1w {y1wz wv1ty uw1u x1t |y1s t1stu u
ty tu1ty s1zy x1w zu1{{ wy1tu uy1y x1u tv{1w t1wt| v
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t{ tu1xu t1sz x1| {z1t{ xv1yx t|1y x1x |z1{ t1uw{ y
t| tu1xu s1{w x1{ {u1zv yy1tv uy1t w1y tsy1| t1vzs x
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uu tv1t| t1ss x1s {x1{s w|1tz ut1t w1x yy1u t1w{s v
uv t{1uw t1xt {1x tsu1wy x{1s| uy1x w1x |s1x t1sxx t
uw ty1tt t1tx v1w tst1|z w|1y| vu1t y1x {z1w t1twz x
ux tu1us t1sy y1v tty1uv ww1v{ u|1u x1| |x1u t1wv{ |
uy tx1wx t1tu x1| tsy1uz ww1{v u|1u w1| zv1v t1t{x v
uz t{1s{ t1vs z1u tt{1xs w|1ux vv1u x1t zz1{ t1tu{ x
u{ |1z| t1uv y1z ts{1yv wt1uw u{1w w1w |u1s t1tzz x
u| tw1xu t1vy x1u {x1{z xy1su u|1s w1y ||1v t1uzu x
vs tu1|{ t1u{ w1t ts{1ws w|1{y vu1| x1x |{1| t1uvs z
vt tv1uv t1u{ y1v tst1sx wv1uw vu1| x1x yy1u t1tx| y
≠带 µ的处理为选择的参照点 ∀ ׫¨ ·µ¨¤·°¨ ±·¶º¬·«·«¨ ¶¼°¥²¯ ²©− µ . ¤µ¨ ·«¨ µ¨©¨µ¨±¦¨ ³²¬±·¶¶¨¯¨ ¦·¨§q
ul数据标准化 分别各处理按公式 ξ € ψζ计算养分含量 o式中 ξ为养分含量 oψ为养分浓度 oζ为生物
量积累即干物质积累量 ∀以第 y号处理的养分含量 !养分浓度 !叶片生物量为 tss o对其他处理相应数据进行
标准化 o如 vs号处理 ‘浓度为 tu1|{ ª#®ªpt oy号参照 ‘浓度为 tv1vs ª#®ªpt o则 vs号处理 ‘浓度标准化值
为 tu1|{ ≅ tssΠtv1vs € |z1x| ∀也可以养分含量 !养分浓度 !生物量积累量绝对值做图 ∀
vl建立矢量图 利用叶片干质量 !叶片养分浓度 !叶片养分含量标准化数据做出矢量诊断图 o诊断中由
于某些不可避免的误差 o应结合各处理与参照点的差异性检验进一步进行诊断 o如 t号处理中 ≤¤素诊断结
果为 ≤类型 o但与 y号参照相比 o差异不明显 o可诊断为不受限制 o介于 ≤k轻度缺乏l !…k充足l类型之间 ∀经
过差异性检验 o并结合诊断图中各营养元素矢量方向和大小可得出诊断结果 o受限制元素及程度大小k表 wl∀
以表 v数据标准化后做矢量图k见图 ul ∀
u1u1w 矢量分析结果 tl养分限制诊断 矢量诊断技术最初主要用于诊断和预测植物某一营养成分的丰
缺及其程度 ∀依据图 u中 ≤矢量大小可判断在当地立地条件下受限制养分元素以及受限制的程度 ∀表 w结
果表明 o在当地立地条件下 o° !Ž!…养分处于缺乏状态 o‘!≤¤!ª!±等养分受限制程度较小 ∀
|x 第 u期 冯茂松等 }巨桉短周期工业原料林养分平衡的矢量诊断
表 4 纳溪试验区巨桉叶片养分矢量诊断结果 ≠
Ταβ .4 ς εχτορ διαγνοσισ οφ νυτριεντ στατυσ οφ Ε . γρανδισφολιαγειν Ναξι Χουντψ, Σιχηυαν
处理
×µ¨¤·°¨ ±· ‘ ° Ž … ± ≤¤ ª
受限程度
¤¦® §¨ªµ¨¨
处理
×µ¨¤·°¨ ±· ‘ ° Ž … ± ≤¤ ª
受限程度
¤¦® §¨ªµ¨¨
t „ ≤ ≤ ≤ „ ≤ „ … °  Ž tz ≤ ≤ „ ≤ ≤ ≤ ≤ ±  °  ≤¤ … ‘
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x ≤ ≤ ≤ ≤ „ „ „ ‘ Ž … ° ut ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ „ ≤ Ž °  ‘ …
z „ „ ≤ ≤ ≤ „ „ … ± Ž uu ƒ ∞ ∞ ∞ ∞ ƒ ƒ Ž °  …
{ ≤ „ ≤ ≤ „ ≤ ≤ … ‘ Ž uv ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ „ „ ± ‘ … Ž °
| „ ≤ ≤ ≤ „ „ „ Ž uw ≤ ≤ „ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤¤ ‘ ª °  …
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tw ∞ ∞ ∞ ∞ ƒ ƒ ƒ ‘ Ž °  … u| ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ „ ± Ž … °
tx ≤ „ „ ≤ „ „ „ … vs „ ≤ „ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤¤ °  …
ty „ ≤ ≤ ≤ „ „ … … Ž vt ƒ ∞ ∞ ∞ ƒ ∞ ∞ ª ≤¤ Ž … °
≠ y号处理为参照点 o未列出 ∀ ׫¨ y·«·µ¨¤·°¨ ±·¬¶·«¨ µ¨©¨µ¨±¦¨ ³²¬±·±²··² ¥¨ ¬¯¶·¨§«¨µ¨ q
图 u 纳溪巨桉试验区各处理矢量图
ƒ¬ªqu ∂ ¦¨·²µ§¬¤ª±²¶¬¶²± ¤¯¯·µ¨¤·°¨ ±·¶²© Ευχαλψπτυσ γρανδισ ³¯¤±·¤·¬²±¶¬± ‘¤¬¬
图中虚线为对照 o¤中各实验从左至右依次为 u !z !{ !t !w !x !v号处理 o¥中依次为 tw !tu !| !tt !tx !ts !tv !ty号处理 o¦中为 uu !ut !uw !uv !
t{ !t| !tz !us号处理 o§中为 vt !uy !uz !u{ !ux !vs !u|号处理 ∀ ׫¨ §²·¨§ ¬¯±¨ ¶¬± ƒ¬ªqu ¤µ¨ ·«¨ ¦²±·µ²¯¶oº«¬¯¨ ·«¨ ¶²¯¬§ ¬¯±¨ ¶¶·¤±§©²µ·«¨ u±§ oz·« o
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uv·« ot{·« ot|·« otz·« ¤±§us·«¬± ƒ¬ªqu p ¦o·«¨ vt·« ouy·« ouz·« ou{·« oux·« ovs·« ¤±§u|·«¬± ƒ¬ªqu p §µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q
由 t ∗ {号处理矢量图k图 u¤l和表 w可知 }总体上 Ž素浓度增加 o叶质量也增加 o诊断为 ≤ 类型 o且 Ž矢
量最大 o表现为 Ž素缺乏 o为最明显的限制因子 ∀材积下降幅度为 x1xw h ∗ vw1|w h ∀而 °素浓度增加幅度
较小kx号处理中 °素为第 t限制因子 o这与该处理立地差异相关l o叶质量增加 o也属于 ≤ 类型 o表现为 °素
缺乏 o但其矢量大小次于 Ž素 o诊断为第 u限制因素 ∀ ‘!… !≤¤!± !ª等养分与对照相比变化幅度不大 o诊
断结果介于 „ !… !≤类型之间 o为微弱缺乏或充足状态 ∀
sy 林 业 科 学 wu卷
图 v 巨桉叶片养分动态变化图
ƒ¬ªqv ⁄¼±¤°¬¦¶²©±∏·µ¬¨±·¦²±¦¨±·µ¤·¬²±¶¬±·«¨ ©²¯¬¤ª¨¶²© Ευχαλψπτυσ γρανδισ
在 | ∗ ty号处理中k图 u¥!表 wl oŽ素矢量最大 o诊断为 ≤类型 o仍为第 t限制因子 o处于缺乏状态k个别
处理例外l o材积降低幅度为 t|1tt h ∗ xx1tt h ∀而 °素浓度增幅不大 o诊断为 …类型 o无养分限制 ∀
tz ∗ vt号处理k图 u¦!§!表 wl中 o…素矢量基本上都为最大 o为第 t限制因子 o° !Ž元素次之 o诊断为第 u
限制因素 o材积下降幅度为 {1uy h ∗ v|1{z h ∀处理立地条件不同 o‘!≤¤!ª!±等表现为不同程度的缺乏 ∀
ul施肥反应与养分交互效应诊断 与其他诊断方法相比 o矢量诊断在解释多种养分的相互作用和一些
施肥反应时具有更大的优越性 ∀分析结果表明 }tw号处理中 … !° !Ž浓度增大 o但叶质量下降 o属于 ∞类型矢
量 o诊断为过量吸收 ~≤¤!ª浓度和叶质量同时下降 o表现为 ƒ类型矢量 o诊断为过量拮抗作用 o即 … !° !Ž素
与 ≤¤!ª养分之间存在明显的拮抗作用 ∀同理 ouu号处理中 °素对 ≤¤!ª养分 ovt号处理中 ° !… !Ž对 ±
元素也存在拮抗作用 o但该处理与对照叶质量差异不明显 o其拮抗作用相对较弱 ∀就整个立地而言 o‘!° !Ž
肥不同组合促进叶生长显著 o叶相对干质量较对照增加 {1uz h ∗ tsw1wv h ∀而矢量图中 … !° !Ž三元素矢量
最大 o表明该地区土壤 ° !Ž缺乏是限制巨桉生长的重要因子 o施用 ° !Ž肥对土壤 …的吸收有明显的促进作
用 o° !Ž的缺乏将导致 …吸收不足 ∀此外 o林地磷肥施用可能会导致林木 ±缺乏 o在本次研究中也有一定程
度的表现 o但其作用相对较弱 ∀ ‘素在该地区诊断结果多为稀释效应 o但在一定程度上也受土壤 ° !Ž状况
影响 o其与 ° !Ž肥混合施用将有利于 … !±等微量元素的吸收 ∀
vl养分状况变化诊断 矢量技术对养分的时间动态变化也具有一定的诊断意义 ∀试验中采用 u ∗ w年
生巨桉叶片养分浓度的相对变化 o并结合表 u诊断解释 o做出 z种养分的动态变化图k图 vl o图中趋势一定程
度说明 }除 ±元素变化不显著外 o其他元素在不同年份均具有较强的动态变化 o叶片 ‘素浓度在 u年生以
后 o呈增加趋势 o说明 ‘素在当地由充足状态逐渐转向缺乏 o而 ° !Ž在第 u ∗ v年生时变化不明显 o第 w年生
时出现分化 o证明二者的养分状况在第 u ∗ v年生时仍未得到改善 o第 w年时 °素缺乏状况进一步加大 o而 Ž
素得到明显的缓解 ∀叶片 …素浓度先降后升 o说明 …吸收在得到缓解后由于 °素缺乏状态的加强而导致 …
素进一步缺乏 o由此也证明 …素的吸收主要受 °素的影响 ∀ ≤¤!ªu个元素表现出相同的规律 o既在第 u ∗ v
ty 第 u期 冯茂松等 }巨桉短周期工业原料林养分平衡的矢量诊断
年间表现为稀释效应 o其养分状况不受限制 o而在第 w年其养分状况变化不明显 ∀
wl诊断结果应用建议 综合上述矢量诊断结果 o在四川纳溪巨桉试验区 o由于 ‘素有效量较高 o因此在
造林前可不施 ‘基肥或少施 ‘基肥ks ∗ ux ª#·µ¨ p¨ tl o造林后第 u ∗ v年时应追施 ‘肥kux ª#·µ¨ p¨ tl ∀ ° !Ž素
在各个处理中基本上都表现为缺乏状态 o应加大施肥量kzx ∗ tss ª#·µ¨ p¨ tl o由于 °素易被固定 o建议采取少
量多次施肥 oŽ肥在 w年生后可少施或不施ks ∗ ux ª#·µ¨ p¨ tl ∀此外应注意适量施用微量肥料 …素 ∀
v 结论与讨论
矢量分析法是在一幅综合性的矢量分析图中 o揭示林木生长效应 o养分浓度及养分含量之间的内在联
系 o将不同环境条件 o不同处理导致的养分 ) 林木生长对应效果进行养分阈值 !养分互作 !养分平衡及林木生
长响应的比较分析 o具有强烈的可比性 o能对养分的富集作用 o稀释效应 o养分离子平衡及互作进行独立诊
断 o得出比其他诊断方法更为全面 !准确的养分诊断结果 ∀其优点是对叶片变异大的树木诊断也很准确 o而
且诊断结果可用图形表达 o既直观又准确 ∀研究表明 }矢量诊断技术适用于巨桉 o能准确地得出诊断结果 o具
有干扰因子少 !生长相关性大 !工作量小 !诊断迅速 !全面k可对其他立地因子差异进行诊断 o如光 !温度 !水分
等l !能反应时空变化 !精度高的优点 o适宜于在林木经营中推广应用 ∀
由于我国林业用地类型多样 o立地变化大 o诊断中应结合林木经营目的和目标产量确定最佳诊断时间 o
依据林木组织养分浓度的动态变化确定经营措施 o诊断指标应结合树种养分需求特点选择 o以尽可能多的指
标反应养分状态 o进而建立林木营养诊断指标体系 o为我国林业生产提供科学的理论依据 ∀
参 考 文 献
曹福亮 o郭起荣 o胡松竹 o等 qusst q银杏施肥的向量分析 q江西农业大学学报 ouvktl }{| p |u
范少辉 o盛炜彤 o俞新妥 o等 qt||y¤q人工林培育与地力衰退 q林业科学研究 o|k杉木人工林栽培营养研究专刊l }t{ p ux
范少辉 o沈国舫 o俞新妥 o等 qt||y¥q人工林的地力维持与营养管理 q林业科学研究 o|k杉木人工林栽培营养研究专刊l }uy p vv
樊 巍 o高喜荣 o郭 良 o等 qt||| q施肥对杨树人工林土壤养分及环境影响的研究 q林业科学 o≥³t }tst p tsx
冯茂松 o张 健 qussv q巨桉纸浆原料林施肥效应研究 q四川农业大学学报 outkvl }uut p uux ouyy
洪顺山 o胡炳堂 o黄小勤 o等 qt||z q湿地松幼林施肥五年生长反应 q林业科学研究 otskyl }yuw p yu{
黄从德 o胡庭兴 o李贤伟 o等 qussv q四川巨桉短周期工业原料人工林生长规律研究 q四川林业科技 ouwktl }zs p zw
李倘弟 o叶淡元 o吴泽鹏 o等 qt||| q林木相关值法营养诊断及施肥技术研究 q广东林业科技 otxkvl }tx p ut
林书蓉 o李淑仪 o廖观荣 o等 qt||| q短轮伐期桉树人工林科学施肥的研究 q林业科学研究 otukvl }uzx p u{u
徐有明 o林 汉 o洪院生 o等 qussu q施肥对湿地松幼林生长和木材物理力学性质的影响 q林业科学 ov{kwl }tux p tvv
余常兵 o陈 防 o万开元 qussw q杨树人工林营养及施肥研究进展 q西北林学院学报 ot|kvl }yz p zt
俞元春 o陈金林 o丁爱芳 o等 qt||| q施磷肥对杉木体内微量元素状况的影响 q南京林业大学学报 ouvkwl }wz p xs
张建国 o盛炜彤 o罗红艳 o等 qussv q杉木营养平衡与苗木干物质的分配关系 q林业科学 ov|kvl }vz p ww
张 健 o宫渊波 qt||z q向量分析法及其在林木营养诊断中的应用 Μ森林与土壤 }第六次全国森林土壤学术讨论会论文选编 q北京 }中国科学技
术出版社 otu{ p tvu
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k责任编辑 郑槐明l
uy 林 业 科 学 wu卷