氮素指數(shù)施肥對(duì)連香樹(shù)幼苗生長(zhǎng)和生物量分配的影響

馬衛(wèi)平，李銀梅，陳靜

（1.甘肅省小隴山江洛林場(chǎng)，甘肅徽縣 742305；2.甘肅省小隴山林業(yè)科學(xué)研究所，甘肅天水 741022）

氮素指數(shù)施肥對(duì)連香樹(shù)幼苗生長(zhǎng)和生物量分配的影響

馬衛(wèi)平1，李銀梅2，陳靜2

（1.甘肅省小隴山江洛林場(chǎng)，甘肅徽縣 742305；2.甘肅省小隴山林業(yè)科學(xué)研究所，甘肅天水 741022）

用氮素指數(shù)施肥法對(duì)連香樹(shù)幼苗進(jìn)行不同施氮量處理，結(jié)果表明，隨著施氮量的增大，連香樹(shù)幼苗的株高、地徑、葉片數(shù)以及根、莖、葉生物量和總生物量總體呈先增后降，均在施尿素10 g/株時(shí)達(dá)到得最大值，在施尿素14 g/株的處理下，葉面積最大。根冠比隨施氮量的增加而降低。綜合分析苗高、地徑和生物量3個(gè)性狀，確定連香樹(shù)幼苗生長(zhǎng)的最適施氮量為尿素10 g/株。

連香樹(shù)；指數(shù)施肥；幼苗；生物量

苗木培育過(guò)程中，通過(guò)施肥來(lái)提高苗木質(zhì)量，由于施肥方法的不同，養(yǎng)分利用效率也不盡相同。如何提高養(yǎng)分利用效率成為目前研究苗木施肥的熱點(diǎn)之一［1］。指數(shù)施肥是穩(wěn)態(tài)營(yíng)養(yǎng)理論的重要研究方向，是結(jié)合養(yǎng)分的指數(shù)供給和苗木指數(shù)生長(zhǎng)的養(yǎng)分需求，采用相似于相對(duì)生長(zhǎng)率的養(yǎng)分增加率，控制每次的施肥量和施肥次數(shù)，誘導(dǎo)植株奢侈消耗，最終使植物在體內(nèi)形成養(yǎng)分載荷［2］。指數(shù)施肥能夠滿足植物不同生長(zhǎng)階段的養(yǎng)分需求，提高養(yǎng)分利用效率，增強(qiáng)生存競(jìng)爭(zhēng)力，節(jié)省肥料，同時(shí)也避免了多余的肥料對(duì)土壤造成污染［3～4］。有研究表明，施氮肥顯著提高了楸樹(shù)無(wú)性系的生長(zhǎng)量［5］，一定濃度范圍內(nèi)配合施用硝態(tài)氮和銨態(tài)氮對(duì)馬大相思的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用［6］，不同形態(tài)的氮素可影響營(yíng)養(yǎng)元素在番茄幼苗體內(nèi)的含量和積累量［7］。連香樹(shù)為東南亞植物區(qū)系的特有種，產(chǎn)于日本和中國(guó)，僅適于亞熱帶和暖溫帶的氣候條件，為國(guó)家II級(jí)保護(hù)植物，在中國(guó)主要分布在四川、浙江、湖北、安徽、河南等省。連香樹(shù)不耐陰、不喜濕，生長(zhǎng)于山地黃壤或黃棕壤、中性或酸性土壤中，且土壤疏松多孔，富含有機(jī)質(zhì)［8］。我們研究不同指數(shù)施肥期間連香樹(shù)一年生幼苗生長(zhǎng)、生物量的變化規(guī)律，從而找出最佳氮肥施用量，旨在為連香樹(shù)苗木精準(zhǔn)施肥和速生豐產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為一年生連香樹(shù)實(shí)生苗，采自小隴山林業(yè)科學(xué)研究所苗圃。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在甘肅省小隴山林業(yè)科學(xué)研究所綜合試驗(yàn)基地，位于秦嶺北坡、渭河支流川臺(tái)區(qū)，東經(jīng)105°54′37″、北緯34°28′50″。當(dāng)?shù)睾０? 160 m，氣候?qū)倥瘻貛О霛駶?rùn)型，年降水量600～800 mm，年蒸發(fā)量1 290 mm，≥10℃年積溫3 359.0℃，平均氣溫10.7℃，年最高氣溫40.0℃，年最低氣溫-19.2℃［9］。

1.3 試驗(yàn)方法

選取生長(zhǎng)相對(duì)一致的48株一年生連香樹(shù)實(shí)生苗，于2011年3月采用30 cm×30 cm×45 cm（底徑×上口徑×高）的花盆栽植，每盆栽植1株。栽植基質(zhì)為森林土與泥炭按7∶3的比例混合而成，覆蓋鵝卵石。基質(zhì)含有機(jī)質(zhì)80.43 g/kg、全氮3.57 g/kg、全磷1.48 g/kg、全鉀18.97 g/kg、堿解氮346.72 mg/kg、有效磷146.42 mg/kg、速效鉀495.62 mg/kg，容重0.96 g/cm3，毛管持水量606.70 g/kg，總孔隙度63.64%，pH 5.91。施肥前連香樹(shù)的苗高、地徑分別為26.11±0.60 cm、4.99±0.07 mm。待苗木生長(zhǎng)至5月下旬進(jìn)行施肥試驗(yàn)，采用氮素指數(shù)施肥法［10］，設(shè)施尿素0（CK，對(duì)照）、6、10、14 g/株4個(gè)處理，分別用N-0、N-6、N-10、N-14表示（見(jiàn)表1），每處理12株。從5月27日開(kāi)始施肥，每7 d施肥1次，到8月12日結(jié)束，共施尿素12次，按表1設(shè)計(jì)用量準(zhǔn)確稱量后分次施入。各處理均在第1次施肥時(shí)一次性施入過(guò)磷酸鈣10 g/株、硫酸鉀5 g/株作底肥。分別于5月25日、6月23日、7月21日、8月18日，每處理各取生長(zhǎng)相對(duì)一致的苗木3株，進(jìn)行生長(zhǎng)量和生物量指標(biāo)的測(cè)定。將整個(gè)苗木分根、莖、葉進(jìn)行破壞性取樣，把根、莖、葉分別放入烘箱，在85℃下烘干48 h后稱其生物量。地上生物量=莖生物量+葉生物量，總生物量=地上生物量+根生物量，根冠比=根生物量/地上生物量。

表1 連香樹(shù)氮素指數(shù)施肥法尿素施用量g/株

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差，用Excel 2003對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和繪圖，并用SPSS 14.0進(jìn)行方差分析和0.05水平的Duncan多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)連香樹(shù)幼苗生長(zhǎng)的影響

表2 不同指數(shù)施肥處理連香樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)

由表2可以看出，連香樹(shù)不同處理對(duì)苗高、地徑、葉片數(shù)、葉面積等生長(zhǎng)指標(biāo)具有較大影響。從趨勢(shì)看，隨著施氮量的增大，連香樹(shù)幼苗的株高、地徑和葉片數(shù)總體上均呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)，但均在N-10處理下達(dá)到最大值，其中苗高平均值為164.9 cm，比CK、N-6處理、N-14處理分別提高了50.7%、35.2%、15.8%；地徑平均值為1.46 cm，比CK、N-6處理、N-14處理分別提高了51.4%、39.1%、20.5%；葉片數(shù)平均值為44.50片，比CK、N-6處理、N-14處理分別提高了45.8%、17.7%、7.3%。葉面積隨施氮量的增加而增大，在N-14處理時(shí)達(dá)到最大，平均值為4 654.11 cm2，分別比CK、N-6處理、N-10處理增加86.6%、69.2%、33.9%。

2.2 對(duì)連香樹(shù)幼苗生物量分配的影響

表3 不同指數(shù)施肥處理對(duì)連香樹(shù)幼苗生物量分配的影響

由表3可以看出，連香樹(shù)幼苗根、莖、葉生物量和總生物量均隨施氮量的增加呈先增后降的趨勢(shì)，均在N-10處理時(shí)取得最大值。連香樹(shù)幼苗在N-10處理下的根、莖、葉生物量分別是CK的2.18、3.86、4.97倍，是N-6處理的1.67、1.89、2.52倍，N-14處理的1.22、1.32、1.47倍?？偵锪糠謩e是CK、N-6處理、N-14處理的3.22、1.93、1.32倍。方差分析表明，不同處理根、莖、葉生物量和總生物量差異極顯著（P＜0.01）。進(jìn)一步進(jìn)行多重比較，連香樹(shù)在N-10處理下的根、莖、葉生物量和總生物量顯著高于其它處理。同一處理的生物量比例存在明顯規(guī)律，莖生物量明顯大于葉生物量，地上生物量明顯大于地下生物量，說(shuō)明適量施氮明顯促進(jìn)了連香樹(shù)幼苗根、莖、葉生物量和總生物量的積累，而氮素缺乏或過(guò)量都不利于生物量的積累。

2.3 對(duì)連香樹(shù)幼苗根冠比的影響

由圖1可知，連香樹(shù)幼苗的根冠比整體上是以5月最大，其次是8月，最小的是7月，整體趨勢(shì)是隨著施肥量的增加，根冠比逐漸減小。5月份CK的根冠比均明顯高于各施肥處理，分別比N-6處理、N-10處理、N-14處理高14.1%、22.9%、34.1%，各處理間差異均達(dá)顯著水平。6月份不同處理的根冠比間差異不顯著。7月份N-10處理根冠比最大，與CK、N-6處理、N-14處理差異顯著；N-6處理、N-14處理間差異不顯著，但均與CK差異顯著。8月份不同處理的根冠比隨施肥量的增加而降低，CK與N-6處理、N-10處理、N-14處理的根冠比之間差異顯著，N-6處理與N-10處理、N-14處理的根冠比之間差異顯著，N-10處理與N-14處理的根冠比之間差異不顯著。

圖1 不同指數(shù)施肥處理對(duì)連香樹(shù)幼苗根冠比的影響

3 小結(jié)與討論

1）試驗(yàn)結(jié)果表明，連香樹(shù)幼苗的株高、地徑、葉片數(shù)隨施氮量的增加呈先上升后下降趨勢(shì)，根冠比隨施氮量的增加呈降低趨勢(shì)；隨著施氮量的增加，其根、莖、葉的生物量增加，且莖生物量增加的幅度大于葉；在低施氮量處理下，有利于根系的生長(zhǎng)，較高施氮量處理下，則有利于葉片和莖的生長(zhǎng)，這一結(jié)論和前人的研究結(jié)論一致［11～14］。綜合分析苗高、地徑和生物量3個(gè)性狀可知，施尿素10 g/株是連香樹(shù)幼苗生長(zhǎng)的最適施氮量。不施氮（CK）由于氮素缺乏，根系吸收表面積減少，向莖葉的輸?shù)繙p少，使莖葉生長(zhǎng)受阻，造成根冠比較大。施氮（尿素）量為14 g/株時(shí)，連香樹(shù)苗木的生物量積累都相應(yīng)降低，可能是該施氮量超過(guò)了連香樹(shù)的需求量。

2）氮素供應(yīng)影響著植物對(duì)碳同化物質(zhì)的分配格局［15］。氮素缺乏時(shí)，植物會(huì)加大根系生物量的分配比例，以提高根系的氮素吸收能力［16］，適量增加氮素供應(yīng)，能夠促進(jìn)植物根、莖、葉的生長(zhǎng)，但往往對(duì)莖葉生長(zhǎng)的促進(jìn)作用大于根系，導(dǎo)致隨施氮量的增加根冠比降低，當(dāng)?shù)剡^(guò)量時(shí)，則會(huì)抑制植物的生長(zhǎng)［17］。這種分配格局因植物不同而有所差別。對(duì)無(wú)性系的研究表明，不同施氮水平對(duì)黑楊新無(wú)性系的總生物量有顯著影響，并且不同的無(wú)性系對(duì)氮素的敏感性不同［18］，水稻在105 kg/hm2施氮處理下，可以獲得較優(yōu)化的群體結(jié)構(gòu)［19］，對(duì)馬褂木家系苗木不同施氮水平下，其生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累等性狀皆存在顯著的家系遺傳差異，低氮脅迫將顯著抑制馬褂木苗高生長(zhǎng)和干物質(zhì)積累［20］。

3）連香樹(shù)育苗和人工林營(yíng)造過(guò)程中，應(yīng)該為每株幼苗提供與10 g尿素相當(dāng)?shù)牡貤l件。但由于連香樹(shù)種內(nèi)存在著豐富的遺傳變異，不同品種的需氮特性可能差異較大，有待進(jìn)一步研究。

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（本文責(zé)編：鄭立龍）

Effects of Exponential Fertilization on the Seedling Growth and Biomass Allocation of Katsura tree

MA Wei-ping，LI Yi-mei，CHEN Jing
（1.Jiangluo Forest Fam of Xiaolongshan，Huixian Gansu 742305，China；2.Xiaolongshan Institute of Forestry Research，Tianshui Gansu 741022，China）

Katsura tree seedling is cultured with exponential fertilization under different nitrogen concentration，the seedling growth are studied.The results shows that with the increasing concentration of nitrogen，katsura tree of some trait which include ground the height、diameter、number of leaves，biomass of root、stem、leaves and total biomass of seedling increased and then decreased，it has the maximum value at N-10，Under the treatment of N-14.The largest leaf area，But root shoot ratio is decreased with the increasing concentration of nitrogen.Through the comprehensive analysis of seedling height，ground diameter and biomass，we found that the optimal concentration of nitrogen for Katsura tree seedling is per plant 10 g.

Katsura tree；Exponential fertilization；Seedling；Biomass

S792；S147.22

A

1001-1463（2014）11-0034-04

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.11.013

2014-08-01

馬衛(wèi)平（1971—），男，甘肅徽縣人，助理工程師，主要從事苗木培育與示范推廣。聯(lián)系電話：（0）15193899648。

李銀梅（1971—），女，甘肅秦安人，工程師，主要從事楸樹(shù)、灰楸等林木遺傳育種研究。E-mail：zhao6046@163. com