【目的】杨树速生丰产林是我国主要的纸浆兼用材林,较低的水肥利用效率容易造成土壤退化、环境污染甚至林分产量下降。因此,迫切需要探究适宜的水肥耦合策略,实现可持续发展。本研究通过探讨不同水肥耦合处理对根区土壤氮分布、根系分布以及林木产量的影响,旨在筛选出适宜毛白杨人工林的最佳水肥耦合措施。【方法】以三倍体毛白杨为研究对象,设置3个灌溉水平:-20 kPa(I_(20))、-33 kPa(I_(33))、-45 kPa(I_(45))和4个施N水平:0(F_0)、120 kg/(hm~2·a)(F120)、190 kg/(hm~2·a)(F190)、260 kg/(hm~2·a)(F_(260)),并设置CK对照(不灌溉不施肥)。测定其全年的土壤NO_3~--N动态、细根分布以及生物量产量。【结果】(1)施N量和灌溉量显著增加NO_3~--N运移、分布和深层累积量,其中I_(20)F_(260)处理NO_3~--N深层浸出现象严重,而I_(20)F_(120)处理浸出量最小。(2)水肥耦合管理可使根系分布浅层化;其中N肥供应可改变根系分布规律,灌溉促使根系分布表层化;而根系生长对N的响应取决于灌溉水平,其中I_(20)F_(260)处理根长密度(RLD)显著高于其他处理(P

【目的】三倍体毛白杨作为华北平原重要的速生丰产树种之一，是我国木材战略储备的重要资源。滴灌水氮耦合技术已被广泛应用于人工林培育，掌握该栽培技术下毛白杨幼林细根生长、分布及形态特征，明确影响细根生长的重要环境因子，对精准水氮耦合策略的制定具有重要意义。【方法】以砂壤土立地条件下2年生毛白杨为研究对象，设置由-20 kPa(W20)、-33 kPa(W33)、-45 kPa(W45)3个灌溉水平和0(N0)、80 kg/（hm~2·a）(N80)、150 kg/（hm~2·a）(N150)、220kg/（hm~2·a）(N220)4个施氮水平组成的12个水氮耦合处理，并设置无灌溉施肥的对照处理，监测特定水氮耦合处理下（W20N220、W20N80、W20N0、W45N220、W45N0）幼林细根生长、分布及形态指标的变化规律，并分析对应土层土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮及土壤含水率与细根生长的关系。【结果】（1）滴灌水氮耦合及土层深度对细根生长及形态指标有显著影响（P 硝态氮>铵态氮。【结论】W20滴灌施肥处理能显著促进表土层细根生长，不同施氮量对细根性状无明显影响；三倍体毛白杨优先改变细根生物量在不同土层的分配及部分形态特征，而非改变细根总生物量以适应水氮资源的异质性；滴灌水氮耦合措施实施的过程中，应采取少量多次的灌溉施肥方式对0～30 cm细根集中分布土层及时补充水氮资源，提高资源的吸收利用效率。

以未退耕的陡坡耕地作对比,对退耕还林(草)4年后2种草本层模式的三倍体毛白杨林地进行≤1mm细根生物量及土壤水稳性团聚体(WSA)含量的研究。结果表明:2种林地的林木细根生物量均为上层>中层>下层,比值均约为50∶30∶20,黑麦草林地林木细根年平均生物量约为自然草林地的2倍;但就总细根量来说,自然单根系大于黑麦草根系,是黑麦草的4.4倍;林地的水稳性团聚体含量和未退耕地在总量上差别不大,但林地上层和中层大粒级的水稳性团聚体含量明显高于未退耕地;相关性分析结果表明,≤1mm细根能提高大粒级及水稳性团聚体含量及水稳性团聚体总量。

【目的】研究不同田间持水量和纯氮施用量对毛白杨人工林单位面积上林分蓄积量的影响,确定毛白杨无性系最佳水氮组合方案。【方法】采用裂区试验设计在河北威县林地研究不同水氮耦合处理对不同无性系(BT17,B331,S86,1316)毛白杨林分蓄积量影响。【结果】1)无性系在不同纯氮施用量和田间持水量灌溉条件下单位面积上林分生长量有差异,S86无性系对高水肥处理响应较好,1316无性系响应较差。2)对杨树人工林进行水分灌溉管理措施时,应该设置田间持水量75%以上作为灌溉临界值同时灌溉临界值应考虑造林地区的环境条件、造林密度、林龄等因素。3)杨树人工林单位面积上纯氮施肥量范围是在100～400 kg·hm~(-2),且施肥量应当根据实验地区肥力等级状况进行酌量加减。【结论】在河北威县S86无性系是在田间持水量75%以上和每株施氮量160 g的管理措施下能实现速生丰产的毛白杨无性系,建议在相近地区进行杨树人工林速生丰产林培育时候优先考虑。

为研究水氮耦合效应对毛白杨无性系人工林林分蓄积量与经济效益的影响,在河北省威县苗圃场选择4个毛白杨无性系1316、BT17、B331、S86人工林林分,采用裂区设计进行了连续4年田间试验研究。结果表明:水氮对4个毛白杨无性系林分蓄积量与经济效益有显著影响,各因素对林分蓄积量影响的次序为:水>氮>水氮交互,其中水、氮存在正交互作用。经模型寻优得出4个毛白杨无性系1316、BT17、B331、S86的水氮最佳经济效益组合:当施氮量分别为380kg/hm2(300g/株)、457kg/hm2(360g/株)、472kg/hm2(371g/株)、508kg/hm2(400g/株),土壤水分分别控制在田...

【目的】为滴灌施肥下的毛白杨提供合理的氮(N)肥管理建议。【方法】以毛白杨(无性系B301)速生纸浆林(林龄35年)为研究对象,于2010—2012年研究施N量和施N频率对毛白杨生物量积累和N吸收的影响。试验设置为施N量115(N_(115)),230(N_(230))和345(N_(345))kg·hm(-2)a(-1)和施N频率[每年分4次施入(F4)和2次施入(F2)]所组成的6个滴灌施肥处理和1个只灌溉不施肥的对照处理(CK)。试验期间,对林木生长、生物量积累、N吸收量和土壤养分进行测定。【结果】

【目的】分析不同施氮量和灌水水平对毛白杨林地土壤矿质氮动态的影响,以提高林地生产力和水氮利用效率,降低氮素损失,为林地长期施氮和灌水水平的合理选择提供理论依据。【方法】通过田间试验探究单次施氮周期内,4种施氮量(N0、N1、N2、N3分别为0、101.6、203.2、304.8 kg·hm~(-2))和3种灌水水平(W1、W2、W3分别表示土壤含水量下限为田间持水量的45%、60%、75%)下土壤矿质氮含量、氨挥发速率和脲酶活性的相关关系。【结果】单次施氮周期内,0～100 cm土层硝态氮平均含量为4.84～29.02 mg·kg~(-1),铵态氮平均含量为3.18～13.22 mg·kg~(-1)。硝态氮和铵态氮含量均随土层加深先增大后降低,随时间推移先增大后降低,分别于施氮后第7天和第3天达最大值(26.64～62.34 mg·kg~(-1)和26.61～51.32 mg·kg~(-1))。林地0～100 cm土层硝态氮和铵态氮累积量分别为55.39～331.99 kg·hm~(-2)和31.45～254.21 kg·hm~(-2),土壤矿质氮素主要以硝态氮形式累积,且累积量显著低于农田和果园等,铵态氮含量相对较低且稳定(除表层外)。林地土壤矿质氮含量和累积量与施氮量呈正相关,W3处理更易引起硝态氮向深土层运移。土壤氨挥发总量与施氮量和灌水水平呈显著正相关,且主要发生在施氮后10天内,于施氮后1～2天达到峰值(0.96～3.46 kg·hm~(-2)d~(-1)),单次施氮周期氨挥发损失量为1.57～18.29 kg·hm~(-2),损失率为14.05%～18.97%。土壤脲酶活性受施氮量和灌水水平影响极显著(P<0.01),随施氮量和灌水水平增大而增大,随时间推移先增大后降低,于施氮后第3天达最大值(3.14～4.48 mg·g~(-1))。偏相关分析表明,土壤表层硝态氮含量与铵态氮含量呈显著负相关,铵态氮含量与氨挥发速率呈显著正相关。【结论】不同施氮量和灌水水平显著影响毛白杨林地土壤硝态氮和铵态氮动态、氨挥发特征和脲酶活性。为减少林地氨挥发损失、降低硝态氮淋失风险,建议施氮量为203.2 kg·hm~(-2),土壤含水量控制在田间持水量的60%～75%。

为了探明水肥耦合对大麻生长发育的影响，以云麻１号为材料，采用盆栽试验，通过１２个处理研究水肥耦合对大麻不同生育时期株高及生物量的影响。结果表明：成熟期大麻生物量和株高最大的分别为组别９（水４５％，氮０．２６７ ｇ／ｋｇ，磷０．１００ ｇ／ｋｇ，钾０．０６７ ｇ／ｋｇ）和组别７（水４５％，氮０．１３３ ｇ／ｋｇ，磷０．１３３ ｇ／ｋｇ，钾０．１００ ｇ／ｋｇ）。水肥对大麻各生育期株高及生物量的影响表现为水效应＞肥效应。在成熟期，对大麻生物量影响的大小依次为水效应＞氮效应＞磷效应＞钾效应，对株高的影响大小依次为水效应＞磷效应＞钾效应＞氮效应。合理施肥能促进大麻对水分的利用，在保证施肥量的情况下要给．．．

天津滨海新区因其特殊的自然环境,城市园林植物高度依赖于人工灌水,耗水量很大且生长缓慢.该试验以2龄洋白蜡幼苗为研究对象,采用3因子5水平正交回归设计方法,用盆栽试验,研究探讨了不同水肥条件下,水、N、P3因子对洋白蜡生物量的影响,寻找最佳水肥施用量.结果表明:水、N对洋白蜡生物量作用明显;水、N对洋白蜡生物量存在着耦合交互效应,N肥对生物量的作用在很大程度上受水因子的影响,不同的水肥配合有不同的生物量积累.因此,合理施肥、量水配肥是改善天津滨海地区园林植物长势不良的有效途径.

[目的]研究灌溉和施氮对硝态氮在毛白杨林地土壤中积累与分布的影响,为毛白杨速生丰产林科学精准施肥和减少硝态氮淋失提供依据。[方法]在华北平原毛白杨适生地河北威县,利用"十二五"毛白杨大径材培育研究长期试验地,研究了通过灌溉保持不同土壤水分状况(田间持水量45%、60%、75%)和施氮量(0.0、101.6、203.2、304.8 kg·hm~(-2))对土壤硝态氮分布与积累的影响。[结果]土壤硝态氮分布具有明显的表聚性,在0■200 cm土层呈先下降后上升再下降的"S"型变化趋势,且施氮量越大,硝态氮在60■100 cm土层累积的趋势越明显。随着土壤水分的增加,土壤硝态氮的淋洗峰所在土层深度分别在40■60、60■80、80■100 cm。土壤硝态氮累积量随施氮量的增加而增加,随灌水量的增加则呈先增加后减少的趋势;水氮交互作用对硝态氮的分布与积累影响显著。林地不同水氮组合土壤硝态氮积累量为86.11■259.29 kg·hm~(-2)。[结论]施氮量与土壤水分含量对毛白杨林地土壤硝态氮的分布与积累影响显著,在0■200 cm土层内,随着施氮量的增加,硝态氮的积累量呈上升趋势;随着土壤含水量的增加,硝态氮积累峰所在的土层呈逐渐下移的趋势。与农田生态系统相比,试验林地0■200 cm土层内硝态氮积累量较低,林地生态系统庞大林木根系对硝态氮吸收作用值得重视。同时,为了减少硝态氮的淋失,建议减少氮肥的施用,并将田间持水量控制在60%■75%。

【目的】研究沟灌水氮耦合对三倍体毛白杨S86高密度短轮伐期纸浆林林木生长和林分生产力的影响，旨在为选择适合当地的高效沟灌-施肥技术制度提供科学理论依据。【方法】以山东省高唐县三倍体毛白杨S86为研究对象，采用完全随机区组试验设计，监测3个灌溉水平，即土壤水势值达到-20 kPa(W1）、-33 kPa(W2）、-45 kPa(W3）时开始灌溉，和4个施氮水平（N1,120 kg/（hm2·a);N2,190 kg/（hm2·a);N3,260 kg/（hm2·a);N4,0 kg/（hm2·a））组合下短轮伐期内（2017-2020年）胸径、相对生长率、蓄积、生产力的变化规律，并设置无灌溉施肥作为对照处理（CK）。【结果】三倍体毛白杨S86的胸径生长速生期持续较长，生长季内各处理不同林龄林分胸径生长均符合Logistic函数（R_2>0.99），各沟灌施肥处理的差异主要表现在6月份。沟灌施氮处理对2年生毛白杨S86林木胸径增长量、相对生长率有显著影响（P

【目的】研究栽植密度对毛白杨Populus tomentosa林地土壤养分的影响。【方法】在3种不同栽植密度[行距×株距分别为2 m×2 m(T_1)、 4 m×3 m(T_2)和4 m×5 m(T_3)]下,对10年生毛白杨速生丰产林试验地0～5、 5～10、 10～20、 20～40、 40～60和60～100 cm共6个土层的有机质、碱解氮、有效磷和速效钾质量分数进行了分析。栽植密度对土壤养分的影响用单因素分析法,数据间的多重比较用Ducan法。【结果】0～20 cm土层有机质、碱解氮、有效磷和速效钾所占比例分别为69%、 79%、 71%和74%;不同栽植密度下土壤养分质量分数不一致:T_2栽植密度下有机质在0～5 cm处最高,为15.44 g·kg~(-1),显著高于T_1,在5～20 cm土层处3栽密度间有机质差异显著(P0.05)。【结论】10年生毛白杨林地土壤养分富集在0～20 cm土层,栽植密度为2 m(行距)×2 m(株距)的养分低于栽植密度为4m×3m和4m×5m,养分质量分数随栽植密度和不同土层的变化而变化。图5表2参31

【目的】土壤水分是影响我国北方水分亏缺地区植被生长的重要因素，探究不同造林密度和水分管理下毛白杨林分的土壤水分状况，能为华北黄泛平原地区人工林土壤水分维持提供参考。【方法】以不同造林密度（Ⅲ3 m×3 m、Ⅱ3 m×6 m、Ⅰ6 m×6 m）和水分管理（滴灌FI、雨养NI）下的5种（FI_Ⅲ、FI_Ⅰ、NI_Ⅲ、NI_Ⅱ、NI_Ⅰ）毛白杨林分为研究对象，在2021年生长季内（5、6、8和10月），采用烘干称重法测定各处理6 m剖面内的土壤含水量（SWC），研究不同处理土壤水分状况及土壤干层现象。【结果】（1）各处理毛白杨林分浅土层（0～30 cm和30～100 cm）的SWC(5.62%～15.53%)显著低于深土层（100～200 cm、200～400 cm和400～600 cm）(16.50%～27.00%)；林分SWC在0～240 cm垂直剖面内随深度增加而增加，并在240～260 cm(26.37%～30.56%)和360～400 cm(22.79%～33.00%)出现两个峰值，而400～600 cm变化平缓；（2）5种林分土壤均在10月最为湿润，平均SWC为20.16%～23.16%；雨养条件下，不同密度毛白杨林分在6月最干燥，平均SWC为13.11%～14.96%，滴灌减轻了30 cm以下土层SWC的季节变异程度；（3）不同水分管理下，高密度林分中深土层土壤水分状况最好（FI_Ⅲ和NI_Ⅲ深土层平均SWC分别为23.18%和21.13%），但雨季末（10月），NI_Ⅱ土壤水分补偿量最高，达403.12 mm。在高密度和低密度林分中滴灌显著提高了林分0～30 cm土层的SWC，且增加了深土层土壤水分补偿量（FI_Ⅲ较NI_Ⅲ和FI_Ⅰ较NI_Ⅰ的储水量变化量分别提高了84.40%和173.99%），滴灌仅显著提高了高密度林分土壤储水量（P <0.05）;(4)滴灌和降雨均能缓解或消除不同密度林分在2 m深度内出现的可恢复性土壤干层现象。【结论】根据本研究结果，建议在华北黄泛平原毛白杨大径材林培育过程中，以3 m×3 m密度造林且于旱季（4—6月）辅以多频率滴灌充分灌溉，促进杨树人工林在快速生长期（2～4年）的林木生长并改善其深层土壤水分状况。待林分出现密度效应及深层土壤水消耗后，可通过间伐等措施在实现土壤水分维持的同时提高杨树人工林林地生产力。

【目的】明确毛白杨细根对土壤水分的短期响应,充分了解其根系对土壤水分的生态适应策略,并为其人工林水分管理策略的优化提供理论依据。【方法】在栽植砂壤土的2年生毛白杨林分中,设置3个灌溉处理:充分灌溉(FI)、控水灌溉(CI)和对照(CK)。灌溉2个月后,在各处理林分中采用根钻法进行取样,得到不同处理、深度和水平距离的细根生长、分布及形态数据。【结果】垂直方向上,各处理间细根生物量密度(FRBD)在任一土层内均无显著差异(P>0. 05);在各处理间浅土层水分差异较大的区域和整个根区内,细根分布深度表现出CK> CI> FI的特点,该规律在水分差异较小的区域未出现;水平方向上,CK处理下的FRBD呈现出明显的随距树距离增大而逐渐减小的趋势,该趋势在FI和CI处理中较弱;除水平距树30 cm处CK处理的FRBD显著大于FI和CI外(P0. 05);细根分布表现出距树越远垂直分布越浅的特点;灌溉处理下,细根在滴头两侧的浅土层中大量聚集,对照处理下细根则大量聚集在靠近树体的深土层中; 0～50 cm的任意土层内,各处理间细根形态指标(直径、比根长、组织密度)均无显著差异(P> 0. 05);林木平均生长空间内整个根区的细根总量表现出CK> FI> CI的特点。【结论】当浅土层存在短期水分差异时,随着干旱胁迫加剧,毛白杨细根生物量的垂直分布逐渐加深,同时向靠近树体的方向聚集;毛白杨通过调节细根分布而非浅土层内细根形态以适应水分胁迫;就细根总量而言,毛白杨会采取先小幅降低,后显著升高的调节策略。在旱季对毛白杨幼林进行灌溉时,建议采用较高频率的充分灌溉。

【目的】研究不同密度配置下的毛白杨人工林在造林4年后根系的空间分布特征，旨在探究不同密度配置是否对毛白杨根系分布存在影响，为毛白杨合理配置提供理论依据。【方法】选取2种造林密度（2 m×3 m和3 m×4 m）的5年生毛白杨人工林为研究对象，采用根钻法，在水平方向30、60、90、120、150 cm处，垂直方向20、40、60、80 cm处依次取样，每株共取得20个根系样品，共选取18株标准木，获得360个样品。对细根生物量、根长密度、根重密度等的空间分布特征进行研究。【结果】1）造林初期密度对树木的树高存在显著影响，胸径影响不显著。2）不同造林密度会对毛白杨人工林细根空间分布特征产生显著影响。株行距为2 m×3 m的细根生物量、细根根重密度均显著高于3 m×4 m密度配置；而比根长、根长密度、根表面积密度则以3 m×4 m密度配置下更优。3）水平方向上，2 m×3 m密度条件下，距树干水平距离0～30 cm处细根生物量显著高于其他水平距离，且0～30 cm细根生物量显著高于3 m×4 m。2 m×3 m密度下比根长、比表面积均随水平距离增加而增加，以120～150 cm处最大，而3 m×4 m密度下比根长各水平距离间均无显著差异。4）垂直方向上，两种密度下生物量、根重密度均呈现随着垂直深度的增加而逐渐减小的趋势，且均以0～20 cm深度处最大。5)3 m×4 m密度下根长密度表层显著高于其余深度土层，而2 m×3 m密度下60～80 cm根长密度分配比例（27.30%）接近0～20 cm处（27.25%），表层及深层均有较大细根分配比例。2 m×3 m较高密度40～80 cm根长密度占整株的53.64%，高于3 m×4 m较低密度40～80 cm的45.62%。【结论】不同密度配置显著影响毛白杨细根的空间分布，2 m×3 m较高密度配置会导致毛白杨根长密度分配比例下沉，即密度带来的竞争关系导致植物细根的向下伸长，吸收更深层次的土壤资源。