不同類型腐殖酸肥料對尾巨桉苗木生長及養(yǎng)分吸收的效應(yīng)

云朝光， 韋秋梅， 陸海燕， 趙毅輝， 楊 梅

(1.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西南寧 530004； 2.廣西壯族自治區(qū)南寧良鳳江國家森林公園，廣西南寧 530031)

桉樹(Eucalyptusspp.)具速生、豐產(chǎn)、耐貧瘠、抗逆性強、干形優(yōu)良和用途廣泛等特點，具有極大的經(jīng)濟、社會效益[1-3]。目前，我國桉樹人工林栽培面積達440多萬hm2，居世界前列，但產(chǎn)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于巴西、澳大利亞等國家，其中一個重要的原因是人工林森林土壤質(zhì)量欠佳，退化嚴(yán)重[4-5]?，F(xiàn)代化的人工林培育、施肥是改良土壤性質(zhì)、提高人工林土壤生產(chǎn)力、增加林木產(chǎn)量、獲得優(yōu)質(zhì)林分的重要經(jīng)營措施之一，亦是人工林可持續(xù)經(jīng)營的重要策略[6]。桉樹人工林施肥技術(shù)由營養(yǎng)單一的化學(xué)肥料發(fā)展到配方肥、專用肥等大量元素、中微量元素與有機質(zhì)、活性物質(zhì)的科學(xué)配比[7]。研究表明，施肥能明顯促進桉樹的生長，氮磷鉀肥混合施用的3年生桉樹高達6.8 m，胸徑達6.2 cm[8]；而配方施肥桉樹年均增長蓄積量達60%以上[9]；還有報道稱施用生活污泥好氧堆肥制成的有機肥料，其桉樹生長量比施常規(guī)無機肥高20%以上[10]。譚宏偉等根據(jù)桉樹對礦質(zhì)養(yǎng)分吸收的特性研究平衡施肥模式，認(rèn)為實際生產(chǎn)中為滿足桉樹的生長要求，須在肥料中添加以B為主的微量元素或配施有機質(zhì)肥料，且應(yīng)根據(jù)需要加大施肥量[11]。

桉樹施肥應(yīng)考慮生態(tài)環(huán)境友好型肥料和提高肥料利用率，當(dāng)前桉樹肥料研究和應(yīng)用的重心應(yīng)轉(zhuǎn)移到有緩、控釋肥效果的新型多功能肥料上[12]。桉樹長效緩釋肥營養(yǎng)釋放過程與桉樹生長的需求曲線基本吻合，用其進行追肥，能使桉樹極高效地吸收和利用養(yǎng)分，從而有效地加速桉樹生長[13]。腐殖酸肥料是一種有機-無機肥，具有多種有機大分子基團，能改善土壤膠體、降低養(yǎng)分流失、增強植物吸收養(yǎng)分的能力，能與多種養(yǎng)分(尤其是P)形成絡(luò)合物，利于植物吸收，并且減緩肥料養(yǎng)分的流失[14-16]。研究表明，腐殖酸肥料能提高桉樹葉片葉綠素含量、提高葉面積指數(shù)、促進光合作用、提高林木產(chǎn)量，且肥料品質(zhì)好、穩(wěn)定性強、適應(yīng)性廣，投入產(chǎn)出比高，經(jīng)濟效益高[17-18]。目前的研究側(cè)重于林木產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，未對腐殖酸的作用機理及桉樹養(yǎng)分吸收效應(yīng)進行進一步研究。本試驗通過對尾巨桉DH3229桉組培苗木施用腐殖酸等肥料，研究對桉樹苗木生長、養(yǎng)分元素吸收積累以及土壤肥力的影響，初步評價腐殖酸肥料肥效，為進一步優(yōu)化桉樹肥料配方、提高肥料利用效率提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

試驗地點位于廣西南寧樹木園(地理位置108°21′E，22°40′N)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，常年溫和濕潤，夏季炎熱潮濕，冬季稍顯干燥，夏季長而冬季短。年平均氣溫21.6 ℃，年均降水量1 300 mm以上，平均相對濕度為79%，≥10 ℃積溫 7 200 ℃/年。

1.2 試驗材料與方法

本試驗材料為尾巨桉DH3229組培苗，苗齡為1個月(平均苗高18.99 cm，平均地徑0.25 mm)。試驗時間為2014年6—9月。盆栽試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)5個處理：常規(guī)復(fù)合肥(Ⅰ)、桉樹專用肥(Ⅱ)、桉樹專用肥+泥炭腐殖酸(Ⅲ)、桉樹專用肥+風(fēng)化褐煤腐殖酸(Ⅳ)、不施肥(CK)，每個處理3個重復(fù)，每個重復(fù)10株苗木，施肥量為300 g/株，各處理肥料養(yǎng)分情況見表1。盆栽容器規(guī)格為70 cm×60 cm×50 cm，盆栽基質(zhì)為黃心土 ∶珍珠巖=7 ∶3(體積比)，基本養(yǎng)分含量見表2。供水方式為人工供水，降水不足時適當(dāng)噴灌，每周除草1次。

表1 不同處理肥料養(yǎng)分含量基本情況

表2 盆栽基質(zhì)養(yǎng)分本底值

1.3 樣品采集及測定

(1)苗高、地徑：試驗前對桉樹苗進行本底調(diào)查，每月對試驗區(qū)苗木進行每木調(diào)查。

(2)生物量：每個處理選3～5株平均木，將植株挖出，分別測根、莖、葉鮮質(zhì)量，取樣后采用恒重法測定干質(zhì)量，三者相加為整株生物量。

(3)根、莖、葉養(yǎng)分含量：氮、磷經(jīng)硫酸-過氧化氫法消煮提取，采用全自動間斷化學(xué)元素儀(SmartChem 200)進行測定；鉀用堿熔-火焰光度法測定；鈣、鎂采用硝酸-高氯酸消煮，原子吸收分光光度計測定。

(4)將所采平均木的培養(yǎng)基質(zhì)混合均勻，每個處理取3～5個重復(fù)，每個重復(fù)取樣2份，一份風(fēng)干過100目篩，用于測定全量養(yǎng)分；另一份4 ℃下保存鮮樣，測速效養(yǎng)分含量。氮(N)、磷(P)用硫酸-高氯酸消煮，銨態(tài)氮、硝態(tài)氮分別采用KCl、CaSO4浸提，速效磷采用HCl-1/2H2SO4浸提，利用全自動間斷化學(xué)元素儀進行測定；鈣(Ca)、鎂(Mg)采用硝酸-高氯酸消煮，原子吸收分光光度計測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用SPSS 21.0、Microsoft Excel 2010等統(tǒng)計分析軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計整理、方差分析及顯著性檢驗(Duncan新復(fù)極差法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理苗木生長差異分析

由表3可知，施肥處理苗高生長量、地徑生長量及生物量均極顯著高于不施肥處理，苗高、地徑月平均增量達 27.22～31.36 cm、5.05～5.52 mm，總生長量高達CK的2.37～10.51倍(P≤0.01)，其中添加腐殖酸的施肥處理Ⅲ和Ⅳ苗高、地徑生長量比施用常規(guī)復(fù)合肥處理Ⅰ高出8.52%～14.41%，差異極顯著。根系生物量增加較為明顯， Ⅳ根系生物量極顯著高出Ⅰ和Ⅱ處理53.00%和40.92%，Ⅲ根系生物量比Ⅰ處理增加17.83%，說明腐殖酸能明顯促進尾巨桉苗木的根系生長。Ⅲ、Ⅳ處理植株生物量分別比Ⅰ處理高3.25%和6.91%，但未達到顯著差異水平，這可能與腐殖酸肥料的釋緩效果有關(guān)，由于研究期較短，尚未表現(xiàn)出優(yōu)勢，需進一步觀察研究。

表3 不同施肥處理下桉樹苗木生長量及生物量

注：同列數(shù)據(jù)后不同大寫字母、小寫字母分別表示在0.01、0.05水平上差異顯著。下同。

2.2 不同施肥處理苗木養(yǎng)分積累量差異分析

從巨尾桉苗木的養(yǎng)分積累量(表4)來看：各個施肥處理均能明顯促進巨尾桉對養(yǎng)分的吸收利用，各元素養(yǎng)分積累量均極顯著高于不施肥處理(比CK高4.50倍以上)。Ⅲ和Ⅳ處理N積累量分別比Ⅰ和Ⅱ處理低29.93%和31.02%，差異達到極顯著水平；P積累量以Ⅲ處理最高，比其他施肥處理顯著高 5.46%、5.96%和9.08%，依次為Ⅰ、Ⅳ和Ⅱ處理，后三者之間無顯著差異；各施肥處理間的K積累量表現(xiàn)為處理Ⅱ最高，為較其他3個處理平均提高16.85%；添加腐殖酸的Ⅲ和Ⅳ處理Ca積累量較施用常規(guī)復(fù)合肥Ⅰ處理分別高15.38%和21.89%，差異達到極顯著水平；Mg積累量以Ⅱ最高，但與Ⅲ和Ⅳ處理差異不顯著，而添加風(fēng)化褐煤腐殖酸的Ⅳ處理比Ⅰ顯著高出3.96%。

2.3 不同施肥處理對盆栽基質(zhì)養(yǎng)分差異分析

由表5可看出，施肥處理增加了土壤分含量，各養(yǎng)分含量均高于CK，添加腐殖酸的施肥處理Ⅲ和Ⅳ基質(zhì)土壤N含量分別較常規(guī)復(fù)合肥(Ⅰ)及桉樹專用肥(Ⅱ)增加了35.21%、65.52% 和42.25%、74.14%(P≤0.01)，銨態(tài)氮含量則表現(xiàn)為Ⅲ處理最高，比Ⅰ和Ⅱ處理增加55.65%和54.02%，腐殖酸對土壤N養(yǎng)分的影響較為顯著；土壤全P及有效磷含量均表現(xiàn)為Ⅲ和Ⅳ處理比Ⅱ處理高36.36%～179.74%，差異達到極顯著水平，說腐殖酸對盆栽基質(zhì)P的有一定強度的活化作用；基質(zhì)土壤中K含量表現(xiàn)出Ⅲ和Ⅳ處理全K含量分別較Ⅱ處理高16.95%(P≤0.05)，但與處理Ⅰ無顯著差異，速效鉀則是Ⅲ處理最高，高于Ⅰ、Ⅱ處理55.01%、5.72%，差異極顯著；Ca含量表現(xiàn)為Ⅳ處理最大，高出其他處理12.12%、81.12%和43.89%(P≤0.05)，Ⅲ處理高于Ⅱ處理25.87%(P≤0.05)，但較Ⅰ低；Mg含量與N表現(xiàn)出相似的結(jié)果，表現(xiàn)為Ⅲ處理最高，其后依次為Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ處理，添加腐殖酸的施肥處理Ⅲ、Ⅳ較Ⅰ、Ⅱ增加了 8.88%～42.19%。

表4 不同施肥處理下桉樹苗木養(yǎng)分積累量

表5 不同施肥處理土壤養(yǎng)分含量

3 結(jié)論與討論

腐殖酸含有多種有機大分子基團(羧基、酚羥基等)，能活化P等多種被土壤固定的養(yǎng)分元素，改善土壤膠體和化學(xué)性能，有效減少肥料養(yǎng)分淋溶流失[19]。有報道表明，配施腐殖酸處理下楊樹根系活力增強，根和葉的生長素、赤霉素含量上升，生物量提高，根系生物量增加尤其顯著(38.98%)，并顯著提高了楊樹氮、磷、鉀養(yǎng)分含量(35.73%、46.64%和34.50%)[20]；腐殖酸液肥還能提高楸樹在丘陵崗地的造林成活率，2.5 kg/株的施用量能達到96.7%的成活率[21]。本研究表明，添加腐殖酸肥處理下桉樹苗木苗高和地徑月平均增量達30 cm和5 mm左右，說明腐殖酸肥料不僅供肥能力強，同時對土壤保水及植物吸收水分具有一定協(xié)同促進作用，較大程度地滿足了桉樹苗木生長需求，在生物量及養(yǎng)分積累量方面還未有顯著差異，可能與腐殖酸肥料的緩釋效果有關(guān)，有待進一步延長試驗時間以觀察研究，但對根系的促生作用及P的積累有顯著影響，與前人研究結(jié)果一致，這與腐殖酸增強植物根系活力、活化P等礦物質(zhì)元素的功效相關(guān)。邢尚軍等的研究也表明腐殖酸能改善楊樹的生長狀況，尤其能增加毛細(xì)根數(shù)量，根系發(fā)達明顯，未經(jīng)活化及經(jīng)過硝酸活化的腐殖酸均能顯著促進楊樹根系生長，干重分別增加 35.14% 和35.88%，同時N素利用率高達54.76%[22]；另外，添加腐殖酸施肥玉米N、P、K吸收量較不添加的分別增加了11.0%～20.4%、6.8%～22.2%和49.3%～59.0%[23]。腐殖酸含有表面積巨大的多種活性基團，能夠刺激植物側(cè)根形成及增大有效吸收面積，其絡(luò)合作用使土壤養(yǎng)分易被植物吸收[24]，腐殖酸肥料中還兼含有有機、無機養(yǎng)分以及微生物，其緩急相濟的養(yǎng)分釋放效率與植物養(yǎng)分吸收規(guī)律基本一致，使得植物對肥料養(yǎng)分的吸收利用達到高效[25-27]。

有研究表明，加入腐殖酸使土壤對P的吸附量和吸附速率明顯降低，最多降低50%～60%，添加腐殖酸能改善肥料物理性狀，提高其供養(yǎng)的穩(wěn)定性和有效性[28]，當(dāng)土壤腐殖酸加入量為2.0 g/kg時，對土壤固定P元素的抑制作用最佳(凈固定抑制量達192.4 mg/kg)，超量抑制作用反而減弱[29]；腐殖酸緩效肥料能抑制土壤中NO3-N向下淋溶，0～40 cm土壤剖面中NO3-N所占比例顯著高于尿素及復(fù)合肥處理，分別達59.8%和54.4%，同時提高土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效磷含量及陽離子交換量[30]。本研究表明，施用腐殖酸肥料能一定程度提高基質(zhì)中各養(yǎng)分含量，尤其速效養(yǎng)分在泥炭腐殖酸處理下富集較為顯著，但風(fēng)化褐煤腐殖酸處理下速效養(yǎng)分有所降低，推測可能是桉樹高生長量對養(yǎng)分的吸收量較大、利用率高，造成盆栽土壤速效養(yǎng)分含量相對較低，腐殖酸通過影響胡敏酸碳與富里酸的比值提高腐殖質(zhì)活力，同時顯著增強土壤酶活性，有利于土壤培肥[31]。胡明芳等的研究也表明，腐殖酸液肥不僅能促進植物的生長(增加10.0%～65.8%)、提高養(yǎng)分吸收量(增加10.1%～101.4%)，還能降低土壤pH值，有機質(zhì)含量比一般施肥增加3.57 g/kg以上，速效P、K增加70%以上[32]。一方面，腐殖酸在土壤酸堿度、陽離子交換量、養(yǎng)分含量等方面更符合土壤環(huán)境的要求[33]，另一方面，其含有的大分子團呈不同的形態(tài)，可供植物在生長發(fā)育過程中利用微生物來增強土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，從而進一步影響土壤全量養(yǎng)分、速效養(yǎng)分[26]。