底部滲灌下施肥對(duì)華北落葉松容器苗生長(zhǎng)和養(yǎng)分狀況的影響1)

宋協(xié)海 萬芳芳

(省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083)

姚飛 李成 劉勇

(北京市大東流苗圃) (省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))

底部滲灌下施肥對(duì)華北落葉松容器苗生長(zhǎng)和養(yǎng)分狀況的影響1)

宋協(xié)海 萬芳芳

(省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，北京，100083)

姚飛 李成 劉勇

(北京市大東流苗圃) (省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))

采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtiiMayr.)1年生播種苗為研究對(duì)象，底部滲灌下設(shè)置3個(gè)梯度施肥量(0.36、0.72、1.08 g·株-1)。通過觀測(cè)生長(zhǎng)末期(11月25日)苗木的形態(tài)指標(biāo)和氮、磷、鉀等養(yǎng)分狀況，確定了華北落葉松容器苗底部滲灌條件下最佳緩釋肥施肥量。結(jié)果表明：底部滲灌緩釋肥能有效促進(jìn)華北落葉松的生長(zhǎng)。當(dāng)施肥量為0.72 g·株-1時(shí)，1年生華北落葉松容器苗開始進(jìn)入奢養(yǎng)階段，此時(shí)的苗高、地莖和生物量達(dá)到最大，分別為34.60 cm、3.86 mm和1.36 g。為培育造林效果好的華北落葉松容器苗，底部滲灌技術(shù)下緩釋肥較佳施肥量為0.72～1.08 g·株-1。

底部滲灌；緩釋肥；華北落葉松；容器苗

容器苗底部滲灌是通過基質(zhì)中毛細(xì)管作用由下而上為容器苗提供水分的新型灌溉方式，多余的水分經(jīng)過濾消毒循環(huán)利用，進(jìn)而達(dá)到節(jié)水節(jié)肥的目的[1]，在我國(guó)容器苗培育上具有重要的意義。與對(duì)傳統(tǒng)上方灌溉方式相比，底部滲灌系統(tǒng)節(jié)約49%～83%灌水量[2]，降低氮淋溶46%～65%[3]，降低磷淋溶16%～64%[4]。

緩釋肥料可以滿足苗木生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)養(yǎng)分的需求，提高苗木對(duì)肥料的利用率[5]，同時(shí)有效降低因施用常規(guī)肥料引起的養(yǎng)分損失。近年來，緩釋肥在國(guó)外林木育苗培育中得到廣泛應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)緩釋肥多應(yīng)用于農(nóng)作物，如辣椒(CapsicumannuumL.)、水稻(OryzasativaL.)等[5-11]，在林木育苗方面僅在浙江楠(PhoebechekiangensisC. B. Shang)、閩楠(Phoebebournei(Hemsl.) Yang)和長(zhǎng)白落葉松(LarixolgensisHenry)等樹種上有少量研究[12-14]。在底部滲灌條件下緩釋肥施肥量對(duì)苗木生長(zhǎng)和養(yǎng)分狀況研究則更少。因此，以華北落葉松容器苗為研究對(duì)象，布設(shè)不同施肥量緩釋肥，旨在研究底部滲灌條件下不同緩釋量對(duì)其生長(zhǎng)和養(yǎng)分含量的影響，以期完善華北落葉松容器苗培育的底部滲灌技術(shù)，為底部滲灌技術(shù)和緩釋肥在林木育苗方向的應(yīng)用提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地為北京林業(yè)大學(xué)妙峰山教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地森林培育學(xué)科普照院溫室。溫室內(nèi)育苗設(shè)備齊全，晝、夜平均溫度分別為28、21 ℃，采用自然光照，濕度控制在30%～40%。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

華北落葉松種子于2013年10月采于河北省承德市圍場(chǎng)縣龍頭山種苗場(chǎng)。進(jìn)口塑料容器(購(gòu)于Stuewe & Sons,lnc公司)，規(guī)格為3.8 cm(口徑)×21.0 cm(高度)，容器體積164 cm3。育苗基質(zhì)為V(5號(hào)泥炭)∶V(珍珠巖)=3∶1(丹麥品氏托普公司生產(chǎn))。肥料為綠色無機(jī)包膜緩釋肥(美國(guó)進(jìn)口奧綠肥5號(hào)，肥效5～6個(gè)月，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=14∶13∶13)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，因素為緩釋肥施肥量，設(shè)置0.36、0.72、1.08 g·株-13個(gè)水平，同一處理將緩釋肥總質(zhì)量同泥炭和珍珠巖混勻再裝填到容器中。共3個(gè)處理，每處理4次重復(fù)，每重復(fù)育98株苗，共計(jì)1 176株。

1.3 播種育苗及管理

華北落葉松種子于2014年4月17日催芽播種。播種前基質(zhì)澆足底水，每容器播種2～3粒，播種后，用基質(zhì)土覆蓋一層(厚度為種子厚度的2倍)。苗木出齊后間苗，保留1株生長(zhǎng)較好的苗木。出苗1個(gè)月后開始底部滲灌，每個(gè)處理的滲灌水進(jìn)行消毒后進(jìn)行下次同一個(gè)處理底部滲灌使用，滲灌前稱容器質(zhì)量，當(dāng)基質(zhì)質(zhì)量降至其飽和質(zhì)量的70%～75%時(shí)進(jìn)行滲灌。每隔2周噴施1次2 000倍液多菌靈進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)，及時(shí)除草。

1.4 取樣和生理指標(biāo)測(cè)定

2014年11月25日測(cè)定苗高與地徑，破壞取樣。每個(gè)重復(fù)6株，每處理24株。首先測(cè)定其苗高、地徑。后用清水洗凈根系黏帶的基質(zhì)，再用蒸餾水潤(rùn)洗，清洗時(shí)盡量避免根系的損失；將根、莖分開，分別裝入信封，放到恒溫65 ℃的烘箱中72 h烘干至恒質(zhì)量，用電子天平(±0.000 1 g)稱量樣品的干質(zhì)量，即生物量。再將稱質(zhì)量后的同一重復(fù)樣品混勻，用干樣粉碎機(jī)粉碎過200目篩，用四分法取0.2 g的樣品，采用H2SO4-H2O2消煮法進(jìn)行消煮，用凱氏定氮法測(cè)定氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)，用鉬銻抗吸光光度計(jì)法測(cè)定全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)；用火焰光度計(jì)法測(cè)定全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)[15]。

根據(jù)公式：含氮量=生物量×氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)×1 000，進(jìn)而計(jì)算出根、莖及整株苗的含氮量(mg·株-1)，磷、鉀計(jì)算方法與之相同。生物量收獲指數(shù)(BYI)，BYI=M/Z，式中：M為收獲苗木生物量；Z為氮、磷和鉀的供養(yǎng)總量。養(yǎng)分收獲指數(shù)(NYI-i)，NYI-i=Y/F，式中：Y為收獲苗木養(yǎng)分含量；F為氮或磷或鉀的供養(yǎng)量；i為N、P、K[16-18]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2015和R語言進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與方差分析，若差異顯著，則用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)華北落葉松容器苗生長(zhǎng)的影響

由表1可知，施肥量對(duì)華北落葉松容器苗苗高、地徑、莖生物量、根生物量和單株生物量影響顯著，0.72 g·株-1各個(gè)形態(tài)指標(biāo)最大，分別為34.9 cm、3.9 mm、0.819、0.582、1.401 g·株-1，比0.36 g·株-1分別高出13.06%、13.81%、40.45%、24.35%、33.3%，差異顯著，但與1.08 g·株-1差異不明顯。

表1 不同施肥水平下華北落葉松容器苗生長(zhǎng)指標(biāo)

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。同列不同小寫字母表示不同施肥處理間差異顯著(P<0.05)。

2.2 對(duì)華北落葉松容器苗養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由表2可見，1.08 g·株-1處理組，容器苗的養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高。0.72 g·株-1處理組苗木根的氮、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于0.36 g·株-1處理，分別提高了28.4%和34.0%；1.08 g·株-1處理組苗木除莖的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)比0.72 g·株-1處理提高了21.3%且差異顯著外，根的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)、根和莖的磷鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均與0.72 g·株-1處理組差異不顯著。

2.3 對(duì)華北落葉松容器苗養(yǎng)分總量的影響

1.08、0.72 g·株-1處理的苗木根和莖的氮、磷、鉀總量差異不顯著(表2)，但兩者顯著高于0.36 g·株-1處理的。0.72 g·株-1處理的苗木莖的氮、磷、鉀總量比0.36 g·株-1處理的提高了46.2%、35.9%和53.9%，根的氮、磷、鉀總量比0.36 g·株-1處理的提高了102.6%、89.9%和80.2%。1.08 g·株-1處理的苗木莖的氮、磷、鉀總量比0.36 g·株-1提高了70.7%、42.4%和59.9%，根的氮、磷、鉀總量比0.36 g·株-1提高了124.5%、118.7%和77.2%。

表2 底部滲灌施肥水平對(duì)華北落葉松容器苗莖和根的養(yǎng)分的影響

施肥量/g·株-1含氮量/mg·株-1莖根含磷量/mg·株-1莖根含鉀量/mg·株-1莖根0．36(9．021±0．442)b(6．023±0．637)b(1．698±0．065)b(1．153±0．165)b(2．079±0．153)b(3．778±0．269)b0．72(13．189±1．187)a(12．205±1．005)a(2．307±0．135)a(2．190±0．207)a(3．200±0．353)a(6．806±0．389)a1．08(15．402±1．031)a(13．518±0．303)a(2．417±0．111)a(2．522±0．094)a(3．325±0．201)a(6．693±0．068)a

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。同列不同小寫字母表示不同施肥處理間差異顯著(P<0.05)。

2.4對(duì)華北落葉松容器苗的生物量和養(yǎng)分收獲指數(shù)的影響

0.36、0.72、1.08 g·株-1處理下華北落葉松生物量收獲指數(shù)和氮、磷收獲指數(shù)差異顯著(表3)，隨著施肥量的增加生物量收獲指數(shù)及氮、磷和鉀收獲指數(shù)逐漸下降，下降速度逐漸變快。0.72、1.08 g·株-1處理相比0.36 g·株-1生物量收獲指數(shù)分別下降23.5%和50.6%，氮收獲指數(shù)分別下降15.6%、35.9%，磷收獲指數(shù)分別下降21.1%和42.2%，鉀收獲指數(shù)分別下降9.9%和40.9%。0.72 g·株-1處理生物量收獲指數(shù)和氮、磷收獲指數(shù)均顯著高于1.08 g·株-1。

表3 不同施肥水平下華北落葉松生物量收獲指數(shù)和養(yǎng)分收獲指數(shù)

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。同列不同小寫字母表示不同施肥處理間差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論與討論

施肥的目的一是促進(jìn)苗木生長(zhǎng)，二是提高苗木體內(nèi)養(yǎng)分總量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)。底部滲灌條件下，隨著施肥量的增加，華北落葉松容器苗的苗高、地徑、生物量和氮磷鉀等養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨之增大。根據(jù)苗木營(yíng)養(yǎng)理論，苗木養(yǎng)分狀況可分為貧養(yǎng)、奢養(yǎng)、毒害3個(gè)階段。貧養(yǎng)階段苗木生物量、養(yǎng)分總量、養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)都隨施肥量的增加而增加；奢養(yǎng)為形態(tài)特征沒有顯著變化，而養(yǎng)分總量和養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)上升；毒害則是生物量和養(yǎng)分總量均顯著下降，養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)升高[19]。從造林角度看，希望苗圃培育的苗木處于奢養(yǎng)階段，其體內(nèi)具有充足的營(yíng)養(yǎng)，能夠促進(jìn)造林初期苗木的成活與生長(zhǎng)，因?yàn)樵谠炝殖跗?，根系吸收養(yǎng)分的能力較弱，如果體內(nèi)有充足的營(yíng)養(yǎng)貯藏，就會(huì)被轉(zhuǎn)運(yùn)至根和莖的生長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)苗木成活和加快苗木生長(zhǎng)。華北落葉松苗木的特點(diǎn)是，落葉前將葉子中的養(yǎng)分向根和莖中轉(zhuǎn)移，進(jìn)行養(yǎng)分儲(chǔ)存[17，20-21]。造林后的生長(zhǎng)初期，又利用體內(nèi)儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)發(fā)根和長(zhǎng)新葉，所以落葉松苗木生長(zhǎng)初期需養(yǎng)量較大[22]，使苗木達(dá)到奢養(yǎng)階段很重要。

本研究中施肥量0.72、1.08 g·株-1容器苗的苗高、地徑和生物量差異不顯著，均顯著高于0.36 g·株-1施肥處理，因此，最佳施肥量可以首先排除0.36 g·株-1。從養(yǎng)分情況看，由0.72 g·株-1到1.08 g·株-1雖然施肥量增大，但兩者之間除苗木莖的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)外，根的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，根和莖的磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以及根和莖的氮、磷、鉀總量差異均不顯著，且總量均顯著高于0.36 g·株-1(表2)，表明施肥量0.72、1.08 g·株-1的營(yíng)養(yǎng)元素已達(dá)到奢養(yǎng)階段。養(yǎng)分收獲指數(shù)反映的是苗木生長(zhǎng)期養(yǎng)分轉(zhuǎn)移到養(yǎng)分庫(kù)的比例。在一定施肥量范圍內(nèi)，施肥量增加可以顯著提高苗木的氮、磷、鉀總量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但在施肥提高苗木對(duì)氮、磷、鉀的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力的同時(shí)，卻會(huì)降低養(yǎng)分利用效率。本研究表明，隨著緩釋肥量的增大，生物量及氮、磷、鉀的收獲指數(shù)減少，下降速度逐漸變快。雖然0.72、1.08 g·株-1處理的氮、磷和鉀元素已達(dá)到奢養(yǎng)階段，但0.72 g·株-1生物量收獲指數(shù)和氮、磷、鉀收獲指數(shù)均顯著高于1.08 g·株-1(表3)，結(jié)合生物量和養(yǎng)分收獲指數(shù)來看，最佳施肥量似乎選0.72 g·株-1更合適。但是，1.08 g·株-1生物量與0.72 g·株-1差異不顯著，且莖的氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于0.72 g·株-1，說明1.08 g·株-1也處于奢養(yǎng)階段，且尚未產(chǎn)生毒害。因此，華北落葉松容器苗在底部滲灌技術(shù)下較佳緩釋量施肥量為0.72～1.08 g·株-1，此時(shí)苗木的苗高、地徑和生物量最大，養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和總量進(jìn)入奢養(yǎng)階段。

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EffectofFertilizationonGrowthandNutrientStatusofContainerizedSeedlingsofLarixprincipis-rupprechtiiMayrunderSub-irrigationCondition//

Song Xiehai, Wan Fangfang
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China);
Yao Fei, Li Cheng
(Beijing Dadongliu Nursery);

Liu Yong
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University)//Journal of Northeast Forestry University，2017,45(9)：1-4.

One-year-oldLarixprincipis-rupprechtiiMayr containerized seedlings were raised with three gradients of slow-release fertilizer (0.36, 0.72 and 1.08 g·plant-1) under sub-irrigation system using the complete randomized block design. The optimum application amount of slow-release fertilizer was indicated by seedling morphological indexes and nutrient status in the late growth stage (November 25 th). The slow-release fertilizer can effectively promote the seedling growth and nutrient status. When the amount of applied nitrogen was 0.72 g·plant-1, the container seedlings began to enter the stage of excessive nutrient application, and the seedling height, root collar diameter and biomass reached the maximum of 34.6 cm, 3.86 mm and 1.361 g, respectively. In order to cultivate the containerized seedlings ofLarixprincipis-rupprechtiiwith better out-planting performance, the optimum slow-release fertilizer amount was 0.72-1.08 g·plant-1.

Sub-irrigation; Controlled release fertilization;Larixprincipis-rupprechtii; Containerized seedlings

S723.7；S791.229

1)國(guó)家林業(yè)局“948”計(jì)劃項(xiàng)目(2012-4-66)。

宋協(xié)海，男，1990年10月生，省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，碩士研究生。E-mail:songxiehai@bjfu.edu.cn。

劉勇，省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京林業(yè)大學(xué))，教授。E-mail:lyong@bjfu.edu.cn。

2017年4月13日。

責(zé)任編輯：程 紅。