2024年9月14日发(作者:褒籁)
第31卷第12期
热带作物学报
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS
Vo1.31 No.12
2010年12月
Dec.20l0
不同年龄橡胶树P R 1 07养分利用效率研究
曹建华 ,陶忠良 ,蒋菊生 ,谢贵水 ,赵春梅
中国热带农业科学院橡胶研究所
1农业部橡胶树生物学重点开放实验室 海南儋州 571737
农业部儋州热带农业资源与生态环境重点野外观测站
2海南省农垦科学院.海南海口 571026
摘要 以橡胶无性系PR107为材料,研究不同年龄段(2 28 a)橡胶树对矿质养分N、P、K、Ca、Mg的利用效率,
同时比较了不同树龄和不同器官的养分利用情况 结果表明:(1)橡胶树不同器官对养分的利用效率高低顺序为:
树干>胶乳>树根>树枝>树皮>树叶:(2)橡胶树体对5种养分元素的利用效率大小顺序为:P>Mg>K>N>Ca;(3)中
幼龄树(4~14 a)南于树体生长代谢旺盛,养分利用效率也较高,而老龄树(22~28 a)养分利用效率则较低。
关键词橡胶树;年龄;器官;养分利用效率
doi 10.3969 ̄.issn.1000—2561.2010.12.002
中图分类号¥794.1
养分利用效率是生态学上的一个重要尺度.它将变化的生理进程中养分的吸收及其植物利用吸收养
分的多少用于生物量生产联系了起来.对于研究生态系统生产力和养分循环具有重要作用。养分在植物
体内的循环是植物所有保持养分机制中最重要的策略之一,会对竞争、养分吸收、生产力等过程产生重
要影响Il_。它在植物体内养分供求平衡中.与植物从无机环境中吸收养分同等重要,并有助于植物适应不
利生境【2J 对植物养分利用效率的研究。可以追溯到20世纪20年代科学家对养分迁移的研究。从30年
代到80年代.该领域的研究得到广泛的重视.相继有大量名词和语句用于描述该过程【3 。Vitousek[6]在
1982年首次提出来了养分利用效率(nutrient use efficjency。NUE)的概念:单位重量净养分所生产的干物
质量 此后.NUE的概念及其描述参数的方法日趋完善 。而对NUE的格局【 31以及影响其内外因素的研
究l2 .,14-15]也得到了长足的发展,尤其还对在养分贫瘠的环境中,竞争物种间对养分吸收和利用效率策略的
进化发展问题的研究犹为深入[1_s 16] 对于橡胶林生态系统关于该方面的研究.三=要集中在养分利用策
略上,如通过挖肥穴施有机肥、覆盖等措施改良土壤、提高肥力和减少土壤对肥料的同定 ,将橡胶专用
肥或其它化肥混施B8-2o].选择合适的施肥位置[211等.以提高养分的利用效率。但是,对于中国热区胶园养
分的利用效率.特别是橡胶树体养分利用效率的研究却较少,目前未见有较确切的报道。本研究以
PR107为研究对象.探讨了不同树龄PR107及其不同器官对5种大量元素的利用效率.旨在为天然橡胶
生产施肥、提高肥料利用效率、节约生产成本开展一些有益的探索。
1材料与方法
1.1 材料
以现行普遍推广的乙烯利刺激割胶制度(d/3+ET2.0 )下不同年龄段的无性系PR107为研究对象,在西联、
西庆、中国热带农业科学院试验农场选择树龄2~28 a的l0个林段,株行距为3 mx7 m,约476株/hm 。每一
年龄段选择一个树位(约300株胶树)为一试验小区,在小区内设置3个重复,每一重复约70~80株橡胶树。
基金项目:农业部科研院所基本业务费资助项目“橡胶林生态系统数字化技术研究”(No.xjsywfzx2008—23),海南省自然科学基金项目“橡
胶林生态系统养分循环及动态模拟研究”(No.070835)资助。
第一作者简介:曹建华,男,1973年生,博士,副研究员 主要从事橡胶栽培生理生态学研究。E-mail:cjhl314521@l26.conl。
收稿日期:2010—04—19 修回日期:2010—11-19
热
1.2 方法
带作物学报 31卷
胶树生长量:在胶树离地1.3 m处作标记,每月由固定人员定时测定一次各试验小区所有胶树离地
1.3 m处的茎围 试验时间为2007年2月~2008年12月。
橡胶树各器官生物量的估测:参照文献[4】报道的橡胶树体生物量估算模型进行估算,具体如下:
树叶——ln 芦1.754 54 lnG一4.918 45
小枝——( ̄InW 2.556 56 lnG一6.668 2 1 2( ̄12nW产2.540 46 lnG一6.824 87
树干——①ln j_=2.587 1 8 lnG一5.949 85②ln 2.555 34 lnG一5.993 27
树根——①ln 3.099 68 lnG一10.575 8( ̄lnW 3.557 08 lnG一13.00 03
树皮总量——In 2.649 08 lnG一7.445 99
全树总量——In ,=2.402 05 lnG一4.580 3 l
其中,G为130 em处橡胶树茎同;①一带皮部分,②一去皮部分;产胶消耗的干物质=2.5×干胶产量
(胡耀华.1982
养分利用效率:参照文献『221的方法,用橡胶树各器官每生产1 t干物质所需要从土壤中吸收的养分
数量来表示该器官对养分的利用效率
养分分析方法 参照文献f231的方法测定树体各器官养分含量,即:全氮含量测定用重铬酸钾一硫酸消
化法.速效钾用醋酸氨光焰光度计法,速效磷用碳酸氢钠提钼锑抗比色法,原子吸收法测定全钙、全镁,
有机质用油浴加热一K,CrO7(重铬酸钾)容量法。
2结果与分析
2.1 不同树龄各器官生物量
从表1可以看出.随着树龄的增长.橡胶树各器官生物量逐年增加。比较橡胶树各器官生物量情况,
可以看出:2 a胶树,树干>小枝>叶>皮>根;4~17 a胶树,树干>小枝>皮>叶>根;19 a胶树,树干>小枝>
皮>根>叶:22~28 a胶树.树干>小枝>根>皮>叶。可见,橡胶树各器官的生物量会随着树龄的增加而发生
改变.树干和小枝占的比重一直较大.而树皮、叶、根则在不同年龄阶段会有所改变:在幼龄至中龄树
皮的生物量相对较大.而到中龄后根的生物量相对较大,叶量相对较小。然而,橡胶树每年都要完全落
叶1次,据测算在其整个生长周期内树叶的总量将超过350 kg/株。而对于干胶,从第1次割胶开始,一
般情况下橡胶树整个生长周期内可连续割胶25~30 a,据初步估算将超过100k ̄株。
表1不同树龄橡胶无性系PR1 07各器官平均生物量 单位:kg琳
说明:采用Turkey法同列比较,相同字母表示差异不 著,不同字母代表差异显著(P<0.05),下同。
2.2不同树龄各器官养分平均含量
由表2可知,N素平均含量为1.355 6%,其中:树叶>树根>树枝>树皮>胶乳>树干;P素平均含量为
0.129 4 ,其中:树If>胶乳>树枝>树根>树皮>树干;K素平均含量为0.905 5%,其中:树If>树枝>树
皮>树根>胶乳>树干;Ca素平均含量为1.431 4%,其中:树皮>树枝>树根>树叶>树干>胶乳;Mg素平均
含量为0.190 7%,其中:树If>树皮>树根>树枝>胶乳>树千。5种矿质养分元素在橡胶树不同器官中所起
12期 曹建华等:不同年龄橡胶树PR107养分利用效率研究 2093
的生理作用不同,决定了其含量的差异。
表2不同树龄橡胶无性系PR1 07不同器官养分元素的全年平均含量比较,%
2.3不同树龄各器官养分积累量
各器官养分积累量受生物量与养分的百分含量共同作用,因各年龄段同一养分含量的年度平均值差
别不明显.故各器官养分积累量受生物量的影响更大。
由表3可知。随着树龄的增长,橡胶树各器官生物量明显增长,使得各器官养分积累量也显著增加。
表3不同树龄橡胶无性系PR1 07不同器官养分元素的全年平均积累量 单位:k 株
2 a
4 a
6 a
8 a
14 a
0.OOl 0.O01 0.【x】1
0.01 6
0.040
0.【x】l
O.0l5
0.067
n00l
O.0o5
0_(】26
0.066
0.0舳
O.o02
0.005
n002
O.003
0.06l
0.18l 0.0l2
O.002
0.004
0.oo5
0.O【)7
0.O【】7
0.008
0 0l0
0Dl9
O-(】24
0D15
O-(】O1
0-(】01
0D01
0.001
0.001
0.001
0.001
0.00l 0_n24
0.006
0.OO8
0.009
0 01 7
O.053
0.064
O 073
O.106
O.O75
O.1O5
0.116
O.175
O.0o6
O.0o6
0.oo7
0.o09
0.220
0.276
0.3Ol
0.015
0.025
O.03l
0.037
0.041
0.025
0.002
0-(】04
OD04
0D04
0_032
0_054
O_067
O1064
0D84
O053
0.093
O.0%
0.1 32
0.1 94
O_208
n 1 92
l 7
l 9 a
0.439
O.641
0.649
0.592
22 a
24 0
0.023
0.0l 8
0 01 6
0.142
0.152
0.149
0.269
0.258
0 224
0.0l3
0.013
0.011
0.O09
0.006
0.028
0.0l8
0.0l7
0DO5
0.Oo3
0.026 0.Oo7 0_(】Ol O.0o4
OD55
2094 热带作物学报 31卷
在橡胶树体中,南于树干和小枝的牛物量最大,且树枝养分含量也较高,凶此小枝养分积累量最高.其
次足树:f,其余依次为树皮、树叶、树根和胶乳。值得注意的是胶乳,胶乳巾的养分随着胶乳被人丁移
橡胶林生态系统,在橡胶林整个生长周期内,几乎不再参与系统内养分循环,其养分含量和积累量几
乎都是最低。这是否是橡胶树的一种自我保护策略.值得深入研究
5种养分元素(N、P、K、Ca、Mg)在不同器官中的积累量大小存在一定差异 叶片:5种养分元素平
均 累量在0.028 4 ̄0.346 6 kg/株之间,其中N>K>Ca>Mg>P;树枝:5种养分元素平均积累量在0.084 2~
0.795 6 k 株之间,其中Ca>K>N>Mg>P;树皮:5种养分元素平均积累量在0.03l 8~0.465 9 k 株之间,
其中Ca>K>N>Mg>P;树干:5种养分元素平均积累量在0.066 0~0.713 7 kg/株之问,其中N>K>Ca>Mg>P:
树皮:5种养分元素平均积累量在0.007 0~0.135 0 kg/株之间,其中Ca>N>K>P>Mg;胶乳:5种养分元素
平均积累量在0.000 5NO.026 4 kg/株之间.其中N>K>P>Mg>Ca
2.4养分利用效率
从表4可以看 ,不同树龄橡胶树对同一种养分元素,同一树体对不同养分元素
一
.
树体各器官对同
养分元素的利』}_}j效率都不同,这反映f_H橡胶树对不同养分的需求特征。树叶对5种大量元素的利用效
率大小顺利为:Mg>P>K>Ca>N,树枝为:P>Mg>N>K>Ca,树皮为:P>Mg>N>K>Ca,树十为:P>Mg>K>
Ca>N,树根为:P>Mg>K>Ca>N,胶乳为:Ca>Mg>P>K>N;各器官对N素的利用效率大小为:树十>树
皮>胶乳>树枝>树根>树叶,对P素的利朋效率大小为:树干>树皮>树根>树枝>胶-/L>树叶.对K素的利
用效率大小为:树干>胶乳>树根>树皮>树枝>树叶,对Ca素的利用效率大小为:胶乳>树干>树根>树枝>
树叶>树皮,对Mg素的利,}_H效率大小为:树干>树根>胶乳>树枝>树皮>树叶:整体上,橡胶树体对5种
养分元素的利用效率大小顺序为:P>Mg>K>N>Ca 具体见表5
表4不同年龄橡胶无性系PR107各器官养分利用效率 单位:kgi于物质
5.9
3 8
5.1
8.4
2 9
12 8
6.7
4.5
l2期 曹建华等:不同年龄橡胶树PR107养分利用效率研究 2095
从橡胶树不同器官来看,树干的养分利用效率最高(平均为l4.86),其次是胶乳(平均为l8.83),再
次是树根(平均为35.39)、树枝(平均为42.44)、树皮(平均为63.93)和树叶(平均为67.17)。
比较不同年龄阶段对养分整体利用效率的结果见表6。从表6可以看出,橡胶树整体上对养分的利用
效率大小为:随着树龄的增加
呈先升高后逐渐降低的趋势
中幼树(4 14 a)由于树体生长
代谢较旺盛.其养分利用效率
也较高.因而每生产l t干物
质.从土壤中吸收的养分数量
最少。而老树由于生长和代谢
相对较缓慢.其养分利用效率
表6不同树龄的橡胶无性系PR107养分利用效率比较 单位:kg/t干物质
较低.每生产1 t干物质需从
土壤中吸收较多的养分
3讨论
(1)养分利用效率是一个极为有用的概念,它反映了树木对养分环境的适应状况和利用状况.对于森林
生态系统养分循环研究具有重要作用。在森林养分研究中应用较多的是Chapin指数[241.即以植物生物量
与植物养分贮量之比值作为养分利用效率,此实质上就是植物体养分平均含量(%)的倒数 刘增文等认
为,以Chapin指数来反映树木的养分利用效率存在许多问题:一是树木所积累的干物质以低养分含量
( )的木质部为主,所以以全树平均养分含量(%)的倒数将会产生养分利用效率过高的估计:二是养分
在树木生长过程中是一个循环利用的过程,而以Chapjn方法计算的养分利用效率不能反映树木从土壤中
吸收养分的情况 。所以,本文借鉴刘增文的方法。用橡胶树各器官每生产1t干物质所需要从土壤中吸
收的养分数量来反映该器官对养分的利用效率.吸收量多说明其利用效率低,吸收量少说明利用效率高.
而不以某一器官的养分利用效率或平均值代替整个树体的养分利用效率.这样计算更符合实际
(2)橡胶树不同器官对养分的利用效率高低顺序为:树干>胶乳>树根>树枝>树皮>树叶 各器官由于
所起的生理功能作用不同,决定了对养分的吸收、储存等都存在差异。同时.由于各器官的生物积累量
及年度增加量都存在较大差异,最终决定了对养分的利用效率情况有所不同。树干木质部养分含量较低.
生理活性也最低,且生物量最大,使得其养分利用效率最高。叶片是橡胶树同化器官.生理代谢活跃.
许多养分元素参与了物质的合成与代谢,因而叶片对养分的需要量较大.使得其养分利用效率最低。
(3)不同年龄的橡胶树,对养分的利用效率亦不相同。中幼龄树由于树体生长代谢旺盛。其养分在体
内的运转与再利用都较快.使得其养分利用效率也较高 而老龄树由于生长和代谢相树较缓慢。且树体
生物量较大,树体对养分的需求量也较大,使得其养分利用效率相对较低。
(4)不同的养分元素,橡胶树对其利用效率存在差异。整体上,橡胶树体对5种养分元素的利用效率
2096 热 带作物学报 31卷
大d,N序为:P>Mg>K>N>Ca。5种大量元素在橡胶树体内所起的生理作用各不相同,这决定了橡胶树对
其的吸收、分配、储存和体内再利用都存在差异。同时,N、P、K、Mg四种元素在植物体内易于流动,
可根据需要在橡胶树体内进行体内冉循环与再分配.从而提高其利用效率 而Ca元素在活细胞内的主要
存在场所是细胞壁,易发生沉淀作用被固定,因而其利用效率较低 因此,橡胶生产上应重视多施N肥,
并适当补充钙肥.以满足橡胶树体对养分的平衡需求
(5)由于伐树测算橡胶生物量会给生产上带来巨大的损失,不为生产部门允许,本文中橡胶树生物量
不是依据在海南西部地区建立的PR107回归方程.而是利用周再知在湛江徐闻地区建立的PR107回归方
程进行估测的,结果可能存在一定的差异。今后,一旦建立了不同年龄、不同地区及不同品系橡胶生物
量测算的精确数学模型.相信橡胶树养分生理生态学方面的研究会取得更大的进展.而其结果也将对生
产更具有指导意义
参考文献
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12期 曹建华等:不同年龄橡胶树PR107养分利用效率研究 2097
Nutrient Use Eficiency of Clone PR107 at Various Age f
Cao Jianhua ,Tao Zhongliang。,Jiang Jusheng2,Xie Guishui ,Zhao Chunmei
1 Rubber Research Institute/Key Laboratory of Rubber Biology,Ministy of Agriculrture/Ministry of Agriculture/
Danzhou Key Field Station of Observation and Research for Tropical Agricultural Resources and Environments,
CATAS,Danzhou,Hainan 57 1737;
2 Science Academy of State Farm,Haikou,Hainan 57 1026
Abstract The nutrient use eficifency(NUE)of mineral elements(N,P,K,Ca and Mg)in rubber trees
fHevea brasisiliensis)of clone PR107 at varioust ages,from 2 to 28 yr,was determined,and the NUE of
various age PR107 and organs were analyzed and compared.The main results showed that:1)the order of
NUE of different organs in clone PR107 was:trunk>latex>root>branch>bark>leaf.21 the order of NUE of
ifve kinks of main mineral elements for clone PR 1 07 was P>Mg>K>N>Ca.3)the young and mid age clone
PR107,4-14 yr,had a higher NUE than that of older trees,22 ̄28 yr,because of the former with active
metabolism and growth.However,the latter had a lower NUE.
Key words Hevea brasisiliensis;Age;organs;Nutrient use eficiency f
责任编辑:沈德发
2024年9月14日发(作者:褒籁)
第31卷第12期
热带作物学报
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS
Vo1.31 No.12
2010年12月
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不同年龄橡胶树P R 1 07养分利用效率研究
曹建华 ,陶忠良 ,蒋菊生 ,谢贵水 ,赵春梅
中国热带农业科学院橡胶研究所
1农业部橡胶树生物学重点开放实验室 海南儋州 571737
农业部儋州热带农业资源与生态环境重点野外观测站
2海南省农垦科学院.海南海口 571026
摘要 以橡胶无性系PR107为材料,研究不同年龄段(2 28 a)橡胶树对矿质养分N、P、K、Ca、Mg的利用效率,
同时比较了不同树龄和不同器官的养分利用情况 结果表明:(1)橡胶树不同器官对养分的利用效率高低顺序为:
树干>胶乳>树根>树枝>树皮>树叶:(2)橡胶树体对5种养分元素的利用效率大小顺序为:P>Mg>K>N>Ca;(3)中
幼龄树(4~14 a)南于树体生长代谢旺盛,养分利用效率也较高,而老龄树(22~28 a)养分利用效率则较低。
关键词橡胶树;年龄;器官;养分利用效率
doi 10.3969 ̄.issn.1000—2561.2010.12.002
中图分类号¥794.1
养分利用效率是生态学上的一个重要尺度.它将变化的生理进程中养分的吸收及其植物利用吸收养
分的多少用于生物量生产联系了起来.对于研究生态系统生产力和养分循环具有重要作用。养分在植物
体内的循环是植物所有保持养分机制中最重要的策略之一,会对竞争、养分吸收、生产力等过程产生重
要影响Il_。它在植物体内养分供求平衡中.与植物从无机环境中吸收养分同等重要,并有助于植物适应不
利生境【2J 对植物养分利用效率的研究。可以追溯到20世纪20年代科学家对养分迁移的研究。从30年
代到80年代.该领域的研究得到广泛的重视.相继有大量名词和语句用于描述该过程【3 。Vitousek[6]在
1982年首次提出来了养分利用效率(nutrient use efficjency。NUE)的概念:单位重量净养分所生产的干物
质量 此后.NUE的概念及其描述参数的方法日趋完善 。而对NUE的格局【 31以及影响其内外因素的研
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进化发展问题的研究犹为深入[1_s 16] 对于橡胶林生态系统关于该方面的研究.三=要集中在养分利用策
略上,如通过挖肥穴施有机肥、覆盖等措施改良土壤、提高肥力和减少土壤对肥料的同定 ,将橡胶专用
肥或其它化肥混施B8-2o].选择合适的施肥位置[211等.以提高养分的利用效率。但是,对于中国热区胶园养
分的利用效率.特别是橡胶树体养分利用效率的研究却较少,目前未见有较确切的报道。本研究以
PR107为研究对象.探讨了不同树龄PR107及其不同器官对5种大量元素的利用效率.旨在为天然橡胶
生产施肥、提高肥料利用效率、节约生产成本开展一些有益的探索。
1材料与方法
1.1 材料
以现行普遍推广的乙烯利刺激割胶制度(d/3+ET2.0 )下不同年龄段的无性系PR107为研究对象,在西联、
西庆、中国热带农业科学院试验农场选择树龄2~28 a的l0个林段,株行距为3 mx7 m,约476株/hm 。每一
年龄段选择一个树位(约300株胶树)为一试验小区,在小区内设置3个重复,每一重复约70~80株橡胶树。
基金项目:农业部科研院所基本业务费资助项目“橡胶林生态系统数字化技术研究”(No.xjsywfzx2008—23),海南省自然科学基金项目“橡
胶林生态系统养分循环及动态模拟研究”(No.070835)资助。
第一作者简介:曹建华,男,1973年生,博士,副研究员 主要从事橡胶栽培生理生态学研究。E-mail:cjhl314521@l26.conl。
收稿日期:2010—04—19 修回日期:2010—11-19
热
1.2 方法
带作物学报 31卷
胶树生长量:在胶树离地1.3 m处作标记,每月由固定人员定时测定一次各试验小区所有胶树离地
1.3 m处的茎围 试验时间为2007年2月~2008年12月。
橡胶树各器官生物量的估测:参照文献[4】报道的橡胶树体生物量估算模型进行估算,具体如下:
树叶——ln 芦1.754 54 lnG一4.918 45
小枝——( ̄InW 2.556 56 lnG一6.668 2 1 2( ̄12nW产2.540 46 lnG一6.824 87
树干——①ln j_=2.587 1 8 lnG一5.949 85②ln 2.555 34 lnG一5.993 27
树根——①ln 3.099 68 lnG一10.575 8( ̄lnW 3.557 08 lnG一13.00 03
树皮总量——In 2.649 08 lnG一7.445 99
全树总量——In ,=2.402 05 lnG一4.580 3 l
其中,G为130 em处橡胶树茎同;①一带皮部分,②一去皮部分;产胶消耗的干物质=2.5×干胶产量
(胡耀华.1982
养分利用效率:参照文献『221的方法,用橡胶树各器官每生产1 t干物质所需要从土壤中吸收的养分
数量来表示该器官对养分的利用效率
养分分析方法 参照文献f231的方法测定树体各器官养分含量,即:全氮含量测定用重铬酸钾一硫酸消
化法.速效钾用醋酸氨光焰光度计法,速效磷用碳酸氢钠提钼锑抗比色法,原子吸收法测定全钙、全镁,
有机质用油浴加热一K,CrO7(重铬酸钾)容量法。
2结果与分析
2.1 不同树龄各器官生物量
从表1可以看出.随着树龄的增长.橡胶树各器官生物量逐年增加。比较橡胶树各器官生物量情况,
可以看出:2 a胶树,树干>小枝>叶>皮>根;4~17 a胶树,树干>小枝>皮>叶>根;19 a胶树,树干>小枝>
皮>根>叶:22~28 a胶树.树干>小枝>根>皮>叶。可见,橡胶树各器官的生物量会随着树龄的增加而发生
改变.树干和小枝占的比重一直较大.而树皮、叶、根则在不同年龄阶段会有所改变:在幼龄至中龄树
皮的生物量相对较大.而到中龄后根的生物量相对较大,叶量相对较小。然而,橡胶树每年都要完全落
叶1次,据测算在其整个生长周期内树叶的总量将超过350 kg/株。而对于干胶,从第1次割胶开始,一
般情况下橡胶树整个生长周期内可连续割胶25~30 a,据初步估算将超过100k ̄株。
表1不同树龄橡胶无性系PR1 07各器官平均生物量 单位:kg琳
说明:采用Turkey法同列比较,相同字母表示差异不 著,不同字母代表差异显著(P<0.05),下同。
2.2不同树龄各器官养分平均含量
由表2可知,N素平均含量为1.355 6%,其中:树叶>树根>树枝>树皮>胶乳>树干;P素平均含量为
0.129 4 ,其中:树If>胶乳>树枝>树根>树皮>树干;K素平均含量为0.905 5%,其中:树If>树枝>树
皮>树根>胶乳>树干;Ca素平均含量为1.431 4%,其中:树皮>树枝>树根>树叶>树干>胶乳;Mg素平均
含量为0.190 7%,其中:树If>树皮>树根>树枝>胶乳>树千。5种矿质养分元素在橡胶树不同器官中所起
12期 曹建华等:不同年龄橡胶树PR107养分利用效率研究 2093
的生理作用不同,决定了其含量的差异。
表2不同树龄橡胶无性系PR1 07不同器官养分元素的全年平均含量比较,%
2.3不同树龄各器官养分积累量
各器官养分积累量受生物量与养分的百分含量共同作用,因各年龄段同一养分含量的年度平均值差
别不明显.故各器官养分积累量受生物量的影响更大。
由表3可知。随着树龄的增长,橡胶树各器官生物量明显增长,使得各器官养分积累量也显著增加。
表3不同树龄橡胶无性系PR1 07不同器官养分元素的全年平均积累量 单位:k 株
2 a
4 a
6 a
8 a
14 a
0.OOl 0.O01 0.【x】1
0.01 6
0.040
0.【x】l
O.0l5
0.067
n00l
O.0o5
0_(】26
0.066
0.0舳
O.o02
0.005
n002
O.003
0.06l
0.18l 0.0l2
O.002
0.004
0.oo5
0.O【)7
0.O【】7
0.008
0 0l0
0Dl9
O-(】24
0D15
O-(】O1
0-(】01
0D01
0.001
0.001
0.001
0.001
0.00l 0_n24
0.006
0.OO8
0.009
0 01 7
O.053
0.064
O 073
O.106
O.O75
O.1O5
0.116
O.175
O.0o6
O.0o6
0.oo7
0.o09
0.220
0.276
0.3Ol
0.015
0.025
O.03l
0.037
0.041
0.025
0.002
0-(】04
OD04
0D04
0_032
0_054
O_067
O1064
0D84
O053
0.093
O.0%
0.1 32
0.1 94
O_208
n 1 92
l 7
l 9 a
0.439
O.641
0.649
0.592
22 a
24 0
0.023
0.0l 8
0 01 6
0.142
0.152
0.149
0.269
0.258
0 224
0.0l3
0.013
0.011
0.O09
0.006
0.028
0.0l8
0.0l7
0DO5
0.Oo3
0.026 0.Oo7 0_(】Ol O.0o4
OD55
2094 热带作物学报 31卷
在橡胶树体中,南于树干和小枝的牛物量最大,且树枝养分含量也较高,凶此小枝养分积累量最高.其
次足树:f,其余依次为树皮、树叶、树根和胶乳。值得注意的是胶乳,胶乳巾的养分随着胶乳被人丁移
橡胶林生态系统,在橡胶林整个生长周期内,几乎不再参与系统内养分循环,其养分含量和积累量几
乎都是最低。这是否是橡胶树的一种自我保护策略.值得深入研究
5种养分元素(N、P、K、Ca、Mg)在不同器官中的积累量大小存在一定差异 叶片:5种养分元素平
均 累量在0.028 4 ̄0.346 6 kg/株之间,其中N>K>Ca>Mg>P;树枝:5种养分元素平均积累量在0.084 2~
0.795 6 k 株之间,其中Ca>K>N>Mg>P;树皮:5种养分元素平均积累量在0.03l 8~0.465 9 k 株之间,
其中Ca>K>N>Mg>P;树干:5种养分元素平均积累量在0.066 0~0.713 7 kg/株之问,其中N>K>Ca>Mg>P:
树皮:5种养分元素平均积累量在0.007 0~0.135 0 kg/株之间,其中Ca>N>K>P>Mg;胶乳:5种养分元素
平均积累量在0.000 5NO.026 4 kg/株之间.其中N>K>P>Mg>Ca
2.4养分利用效率
从表4可以看 ,不同树龄橡胶树对同一种养分元素,同一树体对不同养分元素
一
.
树体各器官对同
养分元素的利』}_}j效率都不同,这反映f_H橡胶树对不同养分的需求特征。树叶对5种大量元素的利用效
率大小顺利为:Mg>P>K>Ca>N,树枝为:P>Mg>N>K>Ca,树皮为:P>Mg>N>K>Ca,树十为:P>Mg>K>
Ca>N,树根为:P>Mg>K>Ca>N,胶乳为:Ca>Mg>P>K>N;各器官对N素的利用效率大小为:树十>树
皮>胶乳>树枝>树根>树叶,对P素的利朋效率大小为:树干>树皮>树根>树枝>胶-/L>树叶.对K素的利
用效率大小为:树干>胶乳>树根>树皮>树枝>树叶,对Ca素的利用效率大小为:胶乳>树干>树根>树枝>
树叶>树皮,对Mg素的利,}_H效率大小为:树干>树根>胶乳>树枝>树皮>树叶:整体上,橡胶树体对5种
养分元素的利用效率大小顺序为:P>Mg>K>N>Ca 具体见表5
表4不同年龄橡胶无性系PR107各器官养分利用效率 单位:kgi于物质
5.9
3 8
5.1
8.4
2 9
12 8
6.7
4.5
l2期 曹建华等:不同年龄橡胶树PR107养分利用效率研究 2095
从橡胶树不同器官来看,树干的养分利用效率最高(平均为l4.86),其次是胶乳(平均为l8.83),再
次是树根(平均为35.39)、树枝(平均为42.44)、树皮(平均为63.93)和树叶(平均为67.17)。
比较不同年龄阶段对养分整体利用效率的结果见表6。从表6可以看出,橡胶树整体上对养分的利用
效率大小为:随着树龄的增加
呈先升高后逐渐降低的趋势
中幼树(4 14 a)由于树体生长
代谢较旺盛.其养分利用效率
也较高.因而每生产l t干物
质.从土壤中吸收的养分数量
最少。而老树由于生长和代谢
相对较缓慢.其养分利用效率
表6不同树龄的橡胶无性系PR107养分利用效率比较 单位:kg/t干物质
较低.每生产1 t干物质需从
土壤中吸收较多的养分
3讨论
(1)养分利用效率是一个极为有用的概念,它反映了树木对养分环境的适应状况和利用状况.对于森林
生态系统养分循环研究具有重要作用。在森林养分研究中应用较多的是Chapin指数[241.即以植物生物量
与植物养分贮量之比值作为养分利用效率,此实质上就是植物体养分平均含量(%)的倒数 刘增文等认
为,以Chapin指数来反映树木的养分利用效率存在许多问题:一是树木所积累的干物质以低养分含量
( )的木质部为主,所以以全树平均养分含量(%)的倒数将会产生养分利用效率过高的估计:二是养分
在树木生长过程中是一个循环利用的过程,而以Chapjn方法计算的养分利用效率不能反映树木从土壤中
吸收养分的情况 。所以,本文借鉴刘增文的方法。用橡胶树各器官每生产1t干物质所需要从土壤中吸
收的养分数量来反映该器官对养分的利用效率.吸收量多说明其利用效率低,吸收量少说明利用效率高.
而不以某一器官的养分利用效率或平均值代替整个树体的养分利用效率.这样计算更符合实际
(2)橡胶树不同器官对养分的利用效率高低顺序为:树干>胶乳>树根>树枝>树皮>树叶 各器官由于
所起的生理功能作用不同,决定了对养分的吸收、储存等都存在差异。同时.由于各器官的生物积累量
及年度增加量都存在较大差异,最终决定了对养分的利用效率情况有所不同。树干木质部养分含量较低.
生理活性也最低,且生物量最大,使得其养分利用效率最高。叶片是橡胶树同化器官.生理代谢活跃.
许多养分元素参与了物质的合成与代谢,因而叶片对养分的需要量较大.使得其养分利用效率最低。
(3)不同年龄的橡胶树,对养分的利用效率亦不相同。中幼龄树由于树体生长代谢旺盛。其养分在体
内的运转与再利用都较快.使得其养分利用效率也较高 而老龄树由于生长和代谢相树较缓慢。且树体
生物量较大,树体对养分的需求量也较大,使得其养分利用效率相对较低。
(4)不同的养分元素,橡胶树对其利用效率存在差异。整体上,橡胶树体对5种养分元素的利用效率
2096 热 带作物学报 31卷
大d,N序为:P>Mg>K>N>Ca。5种大量元素在橡胶树体内所起的生理作用各不相同,这决定了橡胶树对
其的吸收、分配、储存和体内再利用都存在差异。同时,N、P、K、Mg四种元素在植物体内易于流动,
可根据需要在橡胶树体内进行体内冉循环与再分配.从而提高其利用效率 而Ca元素在活细胞内的主要
存在场所是细胞壁,易发生沉淀作用被固定,因而其利用效率较低 因此,橡胶生产上应重视多施N肥,
并适当补充钙肥.以满足橡胶树体对养分的平衡需求
(5)由于伐树测算橡胶生物量会给生产上带来巨大的损失,不为生产部门允许,本文中橡胶树生物量
不是依据在海南西部地区建立的PR107回归方程.而是利用周再知在湛江徐闻地区建立的PR107回归方
程进行估测的,结果可能存在一定的差异。今后,一旦建立了不同年龄、不同地区及不同品系橡胶生物
量测算的精确数学模型.相信橡胶树养分生理生态学方面的研究会取得更大的进展.而其结果也将对生
产更具有指导意义
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12期 曹建华等:不同年龄橡胶树PR107养分利用效率研究 2097
Nutrient Use Eficiency of Clone PR107 at Various Age f
Cao Jianhua ,Tao Zhongliang。,Jiang Jusheng2,Xie Guishui ,Zhao Chunmei
1 Rubber Research Institute/Key Laboratory of Rubber Biology,Ministy of Agriculrture/Ministry of Agriculture/
Danzhou Key Field Station of Observation and Research for Tropical Agricultural Resources and Environments,
CATAS,Danzhou,Hainan 57 1737;
2 Science Academy of State Farm,Haikou,Hainan 57 1026
Abstract The nutrient use eficifency(NUE)of mineral elements(N,P,K,Ca and Mg)in rubber trees
fHevea brasisiliensis)of clone PR107 at varioust ages,from 2 to 28 yr,was determined,and the NUE of
various age PR107 and organs were analyzed and compared.The main results showed that:1)the order of
NUE of different organs in clone PR107 was:trunk>latex>root>branch>bark>leaf.21 the order of NUE of
ifve kinks of main mineral elements for clone PR 1 07 was P>Mg>K>N>Ca.3)the young and mid age clone
PR107,4-14 yr,had a higher NUE than that of older trees,22 ̄28 yr,because of the former with active
metabolism and growth.However,the latter had a lower NUE.
Key words Hevea brasisiliensis;Age;organs;Nutrient use eficiency f
责任编辑:沈德发