施肥深度對(duì)直播麻瘋樹(shù)生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響

韋劍鋒，韋冬萍，和麗媛，岑忠用,2*，胡桂娟

(1.廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院，廣西 柳州 545616； 2.河池學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)系，廣西 宜州 546300)

施肥深度對(duì)直播麻瘋樹(shù)生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響

韋劍鋒1，韋冬萍1，和麗媛1，岑忠用1,2*，胡桂娟1

(1.廣西科技大學(xué)鹿山學(xué)院，廣西 柳州 545616； 2.河池學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)系，廣西 宜州 546300)

為確定麻瘋樹(shù)基肥施用適宜深度，采用盆栽試驗(yàn)，研究不同施肥深度(0、10、20、30 cm)對(duì)麻瘋樹(shù)云熱-1號(hào)根、莖及葉生長(zhǎng)、養(yǎng)分含量及養(yǎng)分積累量的影響。結(jié)果表明：與不施肥比較，施肥可顯著促進(jìn)麻瘋樹(shù)各器官生長(zhǎng)，提高各器官氮、磷、鉀養(yǎng)分含量和積累量。其中，在試驗(yàn)初期，地徑和莖高隨施肥深度的增加而減小；之后，地徑和莖高以施肥深度20 cm的最大，其次是施肥深度10 cm的。隨施肥深度增加，4條側(cè)根總長(zhǎng)、1級(jí)側(cè)根總數(shù)、各器官干物質(zhì)積累量和氮、磷、鉀積累量先增而后減，其中均以施肥深度20 cm的最大，處理間植株干物質(zhì)積累總量和氮、磷及鉀積累總量的差異顯著；肥料深施(10～30 cm)也明顯提高各器官氮、磷、鉀含量?？梢?jiàn)，麻瘋樹(shù)基肥施用土層深度以20 cm較適宜。

麻瘋樹(shù)； 施肥深度； 生長(zhǎng)； 氮； 磷； 鉀

麻瘋樹(shù)(JatrophacurcasL.)又名膏桐、小桐子、臭桐樹(shù)等，是一種多用途速生樹(shù)種，是生產(chǎn)生物能源、農(nóng)藥和醫(yī)藥的主要原料[1]。21 世紀(jì)初，我國(guó)將麻瘋樹(shù)列為生物質(zhì)燃料油技術(shù)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)項(xiàng)目的主要能源植物，并在良種培育、栽培技術(shù)及開(kāi)發(fā)利用等方面開(kāi)展了一些研究[1-2]。但是，麻瘋樹(shù)在施用肥料養(yǎng)分含量、施肥量、施肥方式等技術(shù)問(wèn)題上還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和模式[3]。養(yǎng)分管理是作物栽培中重要環(huán)節(jié)之一，合理施肥不僅有利于養(yǎng)分的高效利用，并對(duì)促進(jìn)植株生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量及增強(qiáng)植株抗逆性至關(guān)重要[4]。前人研究表明，在適當(dāng)土層施肥，可顯著提高桃樹(shù)[4]、葡萄[5]、蘋果[6]等氮肥利用效率，也能明顯提高葡萄[7]、棉花[5]、木薯[8]等的產(chǎn)量和品質(zhì)。可見(jiàn)，確保作物適當(dāng)施肥深度，是保證作物高產(chǎn)高效栽培的關(guān)鍵措施之一。麻瘋樹(shù)在基肥施用方式方面，一般是在挖塘后隨回填土壤一起施肥[2,9]或?qū)⒎柿先鍪┯谠耘嘌▋?nèi)[10]。但麻瘋樹(shù)基肥采用何種方式施用或施用深度多少才能最大限度發(fā)揮肥效未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此，在盆栽條件下設(shè)置不同施用深度基肥處理，分析麻瘋樹(shù)根、莖及葉的生長(zhǎng)、養(yǎng)分含量及養(yǎng)分積累量差異，以探討適宜施肥深度，為麻瘋樹(shù)科學(xué)施肥提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2014年4月至2015年7月在柳州市進(jìn)行；供試土壤取自建筑工地回填土，為紅壤，pH值6.5，有機(jī)質(zhì)9.36 g/kg，全氮0.96 g/kg，全磷0.52 g/kg，全鉀1.95 g/kg，堿解氮51.32 mg/kg，速效磷16.83 mg/kg，速效鉀63.40 mg/kg；供試麻瘋樹(shù)種子為云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所2013年8月采收的云熱-1號(hào)；供試肥料為當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)銷售的蔗滿多生物有機(jī)肥(江西綠悅生物工程股份有限公司生產(chǎn)，含有機(jī)質(zhì)≥30%，有效活菌數(shù)≥0.3億/g)和復(fù)合肥(福建中化智勝化肥有限公司生產(chǎn)，N∶P2O5∶K2O=18∶8∶18，總有效養(yǎng)分≥44%)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用有底塑料桶(上口徑50 cm、下口徑40 cm、高40 cm，桶底鉆直徑1 cm圓孔6個(gè))栽培。試驗(yàn)以不施肥為對(duì)照(CK)，設(shè)基肥施用深度0、10、20、30 cm處理，分別以T0、T1、T2、T3表示，每處理施生物有機(jī)肥0.25 kg/桶+復(fù)合肥16.4 g/桶。播種前15 d，不施肥處理的桶內(nèi)裝滿細(xì)土；施肥處理的桶內(nèi)裝細(xì)土至相應(yīng)施肥深度時(shí)，將肥料全部撒施在桶內(nèi)，然后繼續(xù)裝細(xì)土至桶面；裝土后塑料桶隨機(jī)擺放。

2014年4月14日，選用粒大、飽滿、種殼完整、種皮平滑的種子。播種時(shí)在桶內(nèi)表土中心挖寬約5 cm、深約3 cm小穴，每穴放種6粒，然后用細(xì)土完全覆蓋小穴，并淋水至表土濕透。出苗穩(wěn)定后進(jìn)行定苗，每桶保留1苗。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

2014年5月開(kāi)始，選定6桶麻瘋樹(shù)，每月最后一天調(diào)查植株地徑和莖高；2015年7月31日，每處理取6桶麻瘋樹(shù)完整植株，調(diào)查主根0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm及30 cm以下(從主莖與主根連接處往下劃分)著生的1級(jí)側(cè)根數(shù)量，以及調(diào)查主根長(zhǎng)、4條側(cè)根(從胚根最早分化生長(zhǎng)的4條側(cè)根)總長(zhǎng)，然后分別將根、莖及葉烘干，稱干物質(zhì)質(zhì)量，粉碎，按農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T2419—2013、NY/T2420—2013、NY/T2421—2013分別測(cè)全氮(N)、全磷(P2O5)及全鉀(K2O)含量，并計(jì)算全氮、全磷及全鉀積累量。應(yīng)用Excel 2003和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理麻瘋樹(shù)莖生長(zhǎng)性狀

圖1顯示，麻瘋樹(shù)幼苗出土后，地徑隨生育進(jìn)程推進(jìn)持續(xù)明顯增加，到12月份后，增長(zhǎng)趨于停滯。在不同生長(zhǎng)階段，不同處理的地徑大小差異明顯，其中在2014年5月表現(xiàn)為T0>T1>T2>T3>CK，2014年6月表現(xiàn)為T1>T2>T0>T3>CK，此后表現(xiàn)為T2>T1>T3>T0>CK。2015年7月，T2分別比T1、T3、T0及CK增加3.55%、7.37%、12.46%、80.48%，其中T2與T0、CK的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。說(shuō)明施肥尤其是適當(dāng)深施有利于促進(jìn)麻瘋樹(shù)地徑生長(zhǎng)。

圖1 不同處理麻瘋樹(shù)地徑生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

圖2顯示，隨生育進(jìn)程的推移，不施肥處理的莖高增長(zhǎng)不明顯，而4個(gè)施肥處理的莖高先持續(xù)增加，到8月份快速增長(zhǎng)，9月份后增長(zhǎng)趨于停滯，至次年3月冬眠解除后，莖高略恢復(fù)增長(zhǎng)。在不同生長(zhǎng)階段，不同處理的莖高差異明顯，其中在2014年5月表現(xiàn)為T0>T1>T2>T3>CK，此后表現(xiàn)為T2>T1>T3>T0>CK。2015年7月，T2分別比T1、T3、T0及CK增加17.37%、22.93%、48.66%、323.98%，其中T2與其他處理的差異達(dá)顯著水平(P<0.05)。說(shuō)明施肥尤其是適當(dāng)深施有利于促進(jìn)麻瘋樹(shù)莖高生長(zhǎng)，其中施肥深度為20 cm的效果較好。

圖2 不同處理麻瘋樹(shù)莖高生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)

2.2 不同處理麻瘋樹(shù)根生長(zhǎng)性狀

表1顯示，4個(gè)施肥處理間的主根長(zhǎng)差異不顯著，但均顯著大于CK，比CK增加12.81%以上；4條側(cè)根總長(zhǎng)表現(xiàn)為T2>T1>T3>T0>CK，處理間的差異達(dá)顯著水平，其中T2比其他處理增加22.12%～174.13%；1級(jí)側(cè)根總數(shù)表現(xiàn)為T2>T1>T3>T0>CK，其中除T1與T3基本持平外，其他處理差異達(dá)顯著水平。在1級(jí)側(cè)根垂直分布方面，在0～10 cm表現(xiàn)為T2>CK>T3>T1>T0，其中T0與其他處理的差異達(dá)顯著水平；在10～20 cm、20～30 cm表現(xiàn)為T2>T1>T3>T0>CK，其中T2與其他處理的差異達(dá)顯著水平；在30 cm以下表現(xiàn)為T3>T1>T2>T0>CK，其中CK與其他處理的差異達(dá)顯著水平。說(shuō)明施肥可促進(jìn)麻瘋樹(shù)主根的伸長(zhǎng)，而肥料深施對(duì)促進(jìn)側(cè)根尤其是深層側(cè)根的萌發(fā)和生長(zhǎng)效應(yīng)較好。

表1 不同處理麻瘋樹(shù)根生長(zhǎng)性狀

注: 同列中不同小寫字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，下同。

2.3 不同處理麻瘋樹(shù)各器官干物質(zhì)積累量

表2顯示，隨施肥深度的增加，麻瘋樹(shù)根、莖、葉干物質(zhì)積累量以及干物質(zhì)總量先增加而后減少，其中均以T2的積累量最大，分別比CK增加1 206.65%、1 206.19%、2 587.50%、1 290.43%，比其他施肥處理增加20.54%～90.61%、19.83%～86.60%、52.64%～146.32%、23.19%～93.50%，處理間的差異均達(dá)顯著水平。說(shuō)明施肥可促進(jìn)麻瘋樹(shù)各器官干物質(zhì)積累，其中施肥深度為20 cm的效應(yīng)最突出。

表2 不同處理麻瘋樹(shù)各器官干物質(zhì)積累量 g/株

2.4 不同處理麻瘋樹(shù)各器官養(yǎng)分含量

表3顯示，4個(gè)施肥處理的根、莖及葉的氮、磷、鉀含量均顯著大于CK，比CK增加14.44%以上。施肥處理間，T1、T2、T3各器官的氮含量差異均不顯著，但三者各器官氮含量均大于T0，且T1各器官、T2葉及T3根和莖的氮含量與T0的差異均達(dá)顯著水平；T1、T2、T3各器官的磷含量均顯著大于T0，比T0增加21.63%以上，但T1、T2、T3間的差異均不顯著；T1、T2、T3各器官的鉀含量均大于T0，比T0增加5.88%以上，且T1、T2各器官及T3根和莖的鉀含量與T0的差異達(dá)顯著水平，除T3根的鉀含量顯著大于T2外，T1、T2、T3間的其他差異不顯著。說(shuō)明施肥可提高麻瘋樹(shù)各器官氮、磷及鉀營(yíng)養(yǎng)水平，其中肥料深施的效果較好。

2.5 不同處理麻瘋樹(shù)各器官養(yǎng)分積累量

表4顯示，施肥處理的各器官全氮、磷及鉀積累量及其總量均顯著大于CK，比CK增加685.71%以上。施肥處理間，各器官氮積累量及氮積累總量表現(xiàn)為T2>T1>T3>T0，其中T2比T0增加101.05%以上，處理間莖、葉氮積累量及氮積累總量的差異均達(dá)顯著水平，T2根的氮積累量與其他處理的差異也達(dá)顯著水平；各器官磷積累量及磷積累總量表現(xiàn)為T2>T1>T3>T0，其中T2比T0增加125.64%以上，處理間莖、葉磷積累量及磷積累總量的差異達(dá)顯著水平，T2根的磷積累量與其他處理的差異也達(dá)顯著水平；各器官鉀積累量及鉀積累總量表現(xiàn)為T2>T1>T3>T0，其中T2比T0增加106.77%以上，處理間莖、葉鉀積累量及鉀積累總量的差異達(dá)顯著水平。說(shuō)明施肥有利于促進(jìn)麻瘋樹(shù)對(duì)氮、磷及鉀養(yǎng)分的吸收與積累，其中施肥深度為20 cm的效應(yīng)最為突出。

表3 不同處理麻瘋樹(shù)各器官氮、磷及鉀含量 %

表4 不同處理麻瘋樹(shù)各器官氮、磷及鉀積累量 g/株

3 結(jié)論與討論

麻瘋樹(shù)是一個(gè)地區(qū)性樹(shù)種，以往認(rèn)為其耐旱耐貧瘠，適宜于半干旱和瘠薄土壤種植[1]，但近年研究發(fā)現(xiàn)，良好的土壤水肥條件是麻瘋樹(shù)速生、高產(chǎn)的重要前提[2-3,10-11]。本研究表明，未施肥處理的麻瘋樹(shù)生長(zhǎng)緩慢甚至莖高基本未增長(zhǎng)，這可能是土壤貧瘠、有效養(yǎng)分濃度低，根系難以吸收養(yǎng)分來(lái)滿足植株正常生長(zhǎng)需求的緣故，但土壤有效養(yǎng)分濃度降低至何值時(shí)才對(duì)麻瘋樹(shù)生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用有待研究。研究也發(fā)現(xiàn)，施肥處理的麻瘋樹(shù)地徑和莖高增長(zhǎng)迅速，且主根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)量多，干物質(zhì)積累量也成倍甚至10余倍大于未施肥處理，這與前人研究結(jié)果相似[2-3,10-11]。說(shuō)明麻瘋樹(shù)具有較強(qiáng)的“可塑性”和增長(zhǎng)空間，同時(shí)也喜好養(yǎng)分，并對(duì)養(yǎng)分供給反應(yīng)強(qiáng)烈。此外，施肥處理的麻瘋樹(shù)地徑和莖高生長(zhǎng)1 a后也均趨于停滯。這可能是所施的肥料養(yǎng)分因植株吸收和其他損失而耗盡的緣故，具體機(jī)制有待從土壤養(yǎng)分變化進(jìn)行研究論證?？梢?jiàn)，麻瘋樹(shù)作為經(jīng)濟(jì)作物栽培，尤其是在貧瘠土壤條件下栽培，必須重視施肥和培肥地力，以滿足植株正常生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的持續(xù)需求。

施肥深度影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，進(jìn)而影響作物的生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的形成[4-8,12]。但不同作物由于根系生長(zhǎng)特性和根系在土壤剖面的分布有差異，相應(yīng)作物適宜施肥深度也不同，如在露地條件下，前人比較研究后發(fā)現(xiàn)木薯[8]、蘋果[6]、葡萄[7]及棉花[12]的適宜施肥深度分別為6、20、40 cm及40～60 cm。也有研究表明，在薄膜覆蓋地表?xiàng)l件下，氮肥水溶后施于土壤深度10 cm處有利于桃樹(shù)新梢增長(zhǎng)，但氮素的吸收利用率小于氮肥施于表土的[4]。本研究表明，在試驗(yàn)進(jìn)行初期，施肥處理的麻瘋樹(shù)地徑和莖高隨施肥深度的增加而減小，其中均以T0的最大。這可能是試驗(yàn)初期麻瘋樹(shù)根系少而短，未能完全伸入深層土壤吸收利用所施肥料養(yǎng)分的緣故。隨著試驗(yàn)進(jìn)程推移，尤其是試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，與T0比較，肥料深施(10～30 cm)明顯促進(jìn)麻瘋樹(shù)根、莖及葉的生長(zhǎng)，提高各器官氮、磷及鉀養(yǎng)分含量及其積累量，其中以T2的綜合效應(yīng)最好，這與前人研究其他作物的結(jié)果相似[6-8,12]。而肥料適當(dāng)深施有利于促進(jìn)麻瘋樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育和養(yǎng)分吸收利用，主要原因可能有兩方面，一是肥料施用位置影響肥料損失[7]，其中肥料施于土壤表面易揮發(fā)，易被雨水或灌溉水沖走，也易被土面新發(fā)芽的雜草所吸收，而肥料施用位置過(guò)深，肥料主要向深層土壤尤其是盆外淋溶比較大，因此肥料損失較多；二是肥料施用位置影響?zhàn)B分在土壤中的轉(zhuǎn)化，土壤養(yǎng)分的變化影響根系的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而影響根系對(duì)養(yǎng)分的吸收利用[4]。當(dāng)肥料施于土壤表面時(shí)，一方面引起表層土壤銨態(tài)氮濃度過(guò)大，抑制幼苗側(cè)根的萌發(fā)和生長(zhǎng)[3]，因而側(cè)根數(shù)量少，吸收養(yǎng)分受限制，另一方面生物有機(jī)肥在土壤中分布淺，且表層土壤濕度小、溫度高，不利于微生物分解轉(zhuǎn)化土壤中的養(yǎng)分，因此有效養(yǎng)分供給數(shù)量少；肥料施于土體中間位置，土壤的溫度、濕度條件較好，促進(jìn)了肥料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和微生物對(duì)土壤礦化養(yǎng)分的分解，增加有效養(yǎng)分?jǐn)?shù)量供給，進(jìn)而促進(jìn)側(cè)根生長(zhǎng)發(fā)育，增加側(cè)根在土壤剖面的垂直分布，擴(kuò)大根系的吸收空間；肥料施用位置過(guò)深，肥料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和土壤養(yǎng)分分解后富集于底層土壤，而分布于中上層土壤的根系無(wú)法吸收利用，因而根系可獲得的養(yǎng)分有限。前人研究還表明，在作物根系密度較大區(qū)域施肥，養(yǎng)分易于擴(kuò)散到根系周圍，能促進(jìn)根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而促進(jìn)植株生長(zhǎng)[4]。因此，麻瘋樹(shù)施肥時(shí)應(yīng)根據(jù)根系分布特點(diǎn)，將肥料適當(dāng)深施特別是施在根系密度較大的土層。根層施肥促進(jìn)作物對(duì)肥料的吸收利用，不僅與根系密度和分布有關(guān)，還與肥料可提高根系活力有關(guān)[13]，但不同施肥深度對(duì)麻瘋樹(shù)根系活力的具體影響如何有待進(jìn)一步研究。另外，肥料深施能促進(jìn)麻瘋樹(shù)生長(zhǎng)，可能與深施肥料促進(jìn)根系生長(zhǎng)后提高植株耐旱性有關(guān)，但具體機(jī)制需要進(jìn)一步研究論證。

以上分析表明，肥料適當(dāng)深施有利于促進(jìn)麻瘋樹(shù)對(duì)氮、磷及鉀養(yǎng)分的吸收，提高植株氮、磷及鉀營(yíng)養(yǎng)水平，進(jìn)而促進(jìn)根、莖及葉的生長(zhǎng)，其中施肥深度為20 cm的效應(yīng)最佳。但本研究是在單一品種和盆栽條件下得出的結(jié)果，對(duì)于不同品種和不同栽培條件下的麻瘋樹(shù)而言，可能不具有統(tǒng)一性，今后需對(duì)不同栽培條件下的麻瘋樹(shù)適宜施肥深度做進(jìn)一步研究，以提出更全面、更準(zhǔn)確的施肥建議。

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Effects of Fertilization Depth on Growth and Nutrient Absorption of Direct SeedingJatrophacurcasL.

WEI Jianfeng1,WEI Dongping1,HE Liyuan1,CEN Zhongyong1,2*,HU Guijuan1

(1. Lushan College of Guangxi University of Science and Technology,Liuzhou 545616,China; 2. Department of Chemistry and Life Science,Hechi University,Yizhou 546300,China)

In order to determine reasonable base fertilizer application depth for direct seedingJatrophacurcasL.，a pot experiment was conducted to investigate the effects of fertilization depth(0,10,20,30 cm) on the growth,nutrients content and nutrients accumulation of roots,stem and leaves ofJatrophacurcascultivar Yunre No.1.The results showed that fertilizer application significantly accelerated the growth and increased content and accumulation of N,P and K in each organ compared with the control without fertilizer.As fertilizer application depth increased,the ground diameter and stem height decreased during the early stages of the experiment.Later,the ground diameter and stem height with fertilization in 20 cm depth were optimal,followed by fertilization depth of 10 cm.As fertilizer application depth increased,the primary lateral root total length,lateral root total number,dry matter accumulation and accumulation of N,P and K in each organ increased firstly and then decreased,which reached the peak values when the fertilization depth was 20 cm.There were significant differences in the total dry matter accumulation and total accumulation of N,P and K in plant among four fertilizer application depth treatments.Deep fertilizer application(10—30 cm depth) obviously increased the content of N,P and K in roots,stem and leaves.The suitable soil depth of base fertilizer applied was 20 cm.

JatrophacurcasL.; fertilization depth; growth; nitrogen; phosphorus; potassium

2016-06-06

廣西高校中青年教師基礎(chǔ)能力提升項(xiàng)目(KY2016YB847)；廣西高等學(xué)?？蒲许?xiàng)目(201204LX658)

韋劍鋒(1978-)，男(壯族)，廣西鹿寨人，副研究員，碩士，主要從事作物營(yíng)養(yǎng)與生理生態(tài)方面的研究。 E-mail：jianfengwei@163.com

*通訊作者：岑忠用(1977-)，男(壯族)，廣西田東人，副教授，碩士，主要從事作物高產(chǎn)栽培與生理研究。 E-mail：zhongyong20@163.com

S714.8

A

1004-3268(2016)10-0123-05