氮磷鉀配比施肥對美國流蘇容器苗生長的影響1)

曹鈺 胡濤 張鴿香

(南京林業(yè)大學，南京，210037)

美國流蘇(Chionanthusvirginicus)是木犀科(Oleaceae)流蘇樹屬(Chionanthus)的落葉小喬木或大灌木，為本屬模式種，原產(chǎn)于美國東南部，是美國鄉(xiāng)土樹種，具有較高的觀賞、藥用等價值。美國流蘇生長速度緩慢，壽命長，喜光或半陰環(huán)境，喜濕潤的酸性土壤，抗空氣污染能力強，耐熱，在寒冷地區(qū)生長良好，耐寒極限-32 ℃。其樹形典雅，花枝美麗，初夏滿樹白花，花香清雅，秋色葉有時呈亮黃色或金黃色，可搭配種植于水邊、庭院、公園等，也可用于建筑物、道路等硬質(zhì)景觀的綠化[1]。到目前為止，國內(nèi)外對美國流蘇的研究主要集中在藥用價值[2-4]、種子特性[5-7]、快速繁殖[8-9]、病蟲害[10]等方面，對于美國流蘇苗期施肥，尤其是配比施肥技術(shù)研究鮮有報道。

容器育苗是目前一項先進育苗技術(shù)[11-12]，具有育苗周期短、造林成活率高等特點，在世界各國得到大量應(yīng)用[13-16]。容器育苗是在根系受限的體積內(nèi)進行育苗，隨著根系不斷吸收養(yǎng)分，基質(zhì)原先的肥力已遠遠不夠，因此需要通過合理施肥，增加基質(zhì)中養(yǎng)分，以滿足苗木的生長要求[17-18]。在實際生產(chǎn)中，苗木施肥主要是施用氮磷鉀肥。本試驗以美國流蘇1年生實生苗為試驗材料，通過設(shè)置不同的氮磷鉀施肥配比進行處理，研究N、P、K等3種營養(yǎng)元素及其配比對美國流蘇容器苗生長的影響，為美國流蘇容器苗的施肥管理提供技術(shù)參考，以期推動該樹種的園林綠化應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗地設(shè)在南京林業(yè)大學園林試驗教學示范中心的玻璃溫室內(nèi)。供試苗木為生長健壯、無病蟲害，且苗高、地徑、根莖粗大體均勻一致的1年生美國流蘇苗，平均苗高4.56 cm，平均地徑1.02 mm。育苗基質(zhì)為V(泥炭)∶V(珍珠巖)∶V(蛭石)=0.46∶0.27∶0.27，基質(zhì)的全氮質(zhì)量分數(shù)2.10%，全磷質(zhì)量分數(shù)2.10%，有效磷44.71 mg·kg-1，速效鉀312.38 mg·kg-1。育苗容器使用D10 cm×H11 cm的無紡布袋。試驗選用的肥料為：尿素CO(NH2)2(含N 46%)、過磷酸鈣Ca(H2PO4)2·H2O(含P2O514%)、氯化鉀KCl(含K2O 60%)。

1.2 試驗設(shè)計

試驗時間為2017年4—10月份。采用3因素3水平L9(34)正交試驗設(shè)計(表1)，設(shè)9個處理，增加一個清水對照組。每處理重復3次，每個處理50株。施肥從2017年4月初開始，每30 d以水肥形式施肥1次，共施肥4次。

表1 正交試驗因素水平表

1.3 測定指標及方法

苗高、地徑的測定：秋季苗木基本停止生長期，各處理隨機抽取美國流蘇苗10株，用鋼卷尺測量苗高(精確到0.1 cm)；地徑用游標卡尺測量(精確到0.01 cm)。

生物量的測定：將苗木沖洗干凈，后用濾紙擦干水分后，將每株苗木按根莖葉剪開分開放置，經(jīng)105 ℃、15 min殺青后70 ℃烘干至恒質(zhì)量，冷卻后用分析天平稱量地上、地下干質(zhì)量(精確到0.01 g)，重復3次。

葉片養(yǎng)分質(zhì)量分數(shù)的測定：將烘干的葉片粉碎，過100目篩，每個處理稱取0.3 g，H2SO4-H2O2消煮后采用凱氏定氮法測定植物全氮質(zhì)量分數(shù)，鉬銻抗比色法測定全磷質(zhì)量分數(shù)，火焰光度法測定全鉀質(zhì)量分數(shù)[19]。

苗木質(zhì)量指數(shù)=苗木總生物量/(苗高/地徑+莖干質(zhì)量/根干質(zhì)量)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS19.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。運用隸屬函數(shù)法對各指標進行綜合分析[20]，計算出各施肥處理組在各指標內(nèi)的隸屬度值，進而綜合判定苗木質(zhì)量。隸屬函數(shù)計算公式如下。

U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)；

(1)

U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

(2)

式中：U(Xi)為隸屬函數(shù)值，且U(Xi)∈[0,1]；Xi為美國流蘇容器苗某個測定指標值，Xmax、Xmin分別為該指標測定值內(nèi)最大值和最小值。對與苗木質(zhì)量呈正相關(guān)的指標采用公式(1)計算，與苗木質(zhì)量呈負相關(guān)的指標采用公式(2)計算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比施肥對美國流蘇容器苗生長的影響

方差分析表明，不同氮磷鉀配比施肥下，除了莖根比不顯著(p>0.05)，美國流蘇容器苗的苗高、地徑、高徑比、單株生物量指標均達到極顯著差異水平。

從不同配比施肥處理對美國流蘇容器苗的生長表現(xiàn)來看(表2)，處理6的生長狀況最優(yōu)，其次為處理9和處理5。處理6的苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量最大，分別比對照增加了4.74 cm、1.19 mm、1.11 g、1.51 g、2.62 g，而高徑比、莖根比分別比對照減少了4.62%、6.41%。處理6的苗高、地徑、地上部分生物量顯著高于其余處理(p<0.05)；處理9和處理5的地下部分生物量、總生物量和莖根比與處理6均無顯著差異(p>0.05)。

方差分析顯示，氮對美國流蘇容器苗的苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量均有極顯著影響(p<0.01)；磷對地徑、地上部分生物量和總生物量均有極顯著影響，對苗高、地下部分生物量有顯著影響；而鉀僅顯著影響苗高生長(p<0.05)。

由表5可知，對各因素不同水平的均值進行多重比較，得到美國流蘇容器苗生長的最優(yōu)水平組合為N2P3K1，即處理6，與美國流蘇容器苗的實際生長情況表現(xiàn)一致。K在各生長指標的極差R值最小，苗高、地徑、高徑比、單株生物量影響效應(yīng)從大到小均為N、P、K。

表2 不同配比施肥下美國流蘇容器苗生長狀況

注：表中數(shù)值為平均值±標準差，同列不同小寫字母表示在α=0.05水平差異顯著。

2.2 不同配比施肥對美國流蘇容器苗苗木質(zhì)量指數(shù)的影響

質(zhì)量指數(shù)是對苗木生長情況、苗木質(zhì)量好壞的綜合評價，一般來說，質(zhì)量指數(shù)越高，苗木生長越好，兩者成正比關(guān)系。方差分析表明，不同配比施肥間美國容器苗質(zhì)量指數(shù)的差異性明顯，F(xiàn)值為10.384，處理間差異極顯著。質(zhì)量指數(shù)由高到低分別為：處理6、處理9、處理4、處理5、處理2、處理7、處理3、處理8、CK、處理1。最高值達到0.7，為最低值的4.44倍。多重對比表明：處理6除與處理9差異不顯著之外，與其余處理間均存在顯著差異。從合適的質(zhì)量指數(shù)來考慮，適宜的施肥配比為處理6，即施氮肥0.10g.株-1，磷肥0.03 g·株-1，鉀肥0.02 g·株-1時，苗木質(zhì)量指數(shù)最佳(表3)。

表3 不同配比施肥下美國流蘇苗木質(zhì)量指數(shù)的影響

注：表中數(shù)值為平均值±標準差，同列不同小寫字母表示在α=0.05水平差異顯著。

2.3 不同配比施肥對美國流蘇容器苗葉片氮磷鉀單株質(zhì)量的影響

由表4可知，與對照相比，各配比施肥處理的葉片氮磷鉀單株質(zhì)量都有不同程度增加。其中，各施肥處理美國流蘇容器苗葉片N單株質(zhì)量在18.78～30.45 mg·株-1，比未施肥對照CK增加了4.57%～69.54%；葉片P單株質(zhì)量在2.09～2.72 mg·株-1，比對照CK增加了29.81%～68.94%；葉片K單株質(zhì)量在5.33～7.87 mg·株-1，比對照CK增加了39.16%～105.48%；葉片NPK總單株質(zhì)量在26.20～39.40 mg·株-1，比對照CK增加了11.97%～68.38%。處理6(N2P3K1)美國流蘇容器苗的葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量、葉片NPK總單株質(zhì)量均達到最大，處理5(N2P2K3)的葉片K單株質(zhì)量為最大值，相比較而言，葉片養(yǎng)分積累量最小值為對照CK。

方差分析顯示，氮對美國流蘇容器苗的葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量、葉片K單株質(zhì)量和葉片NPK總單株質(zhì)量均有極顯著影響(p<0.01)，磷對葉片N單株質(zhì)量及葉片K單株質(zhì)量生長均有極顯著影響，鉀對葉片K單株質(zhì)量生長有極顯著影響，磷和鉀對葉片NPK總單株質(zhì)量生長具有顯著影響(p<0.05)。

由表5可知，對各因素不同水平的均值進行多重比較，得到葉片N單株質(zhì)量的最佳水平組合為N2P3K1，葉片P單株質(zhì)量的最佳水平組合為N3P3K1，葉片K單株質(zhì)量的最佳水平組合為N2P2K3，葉片NPK總單株質(zhì)量的最佳水平組合為N2P3K1。

表4 不同配比施肥下美國流蘇容器苗葉片養(yǎng)分積累量的影響mg·株-1

注：表中數(shù)值為平均值±標準差，同列不同小寫字母表示在α=0.05水平差異顯著。

表5 不同水平氮、磷、鉀配比施肥效果統(tǒng)計分析mg·株-1

注：表中同一性狀同列不同小寫字母表示在α=0.05水平差異顯著。

比較各因素的極差R值，影響美國流蘇容器苗的葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量和葉片NPK總單株質(zhì)量的因素從大到小為N、P、K，葉片K單株質(zhì)量影響效應(yīng)從大到小為K、N、P。

2.4 不同配比施肥對美國流蘇容器苗質(zhì)量綜合評定

計算出各施肥處理組在各指標內(nèi)的隸屬度值，進而綜合判定苗木質(zhì)量。由表6可知，各施肥處理平均隸屬值排序從大到小為處理6、處理5、處理9、處理4、處理7、處理8、處理2、處理3、處理1、CK。得分最高即苗木質(zhì)量最好的是處理6(N2P3K1)，其苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量達最大，苗木質(zhì)量指數(shù)同樣最高；其次為處理5(N2P2K3)和處理9(N3P3K2)對照組得分最低。

表6 不同氮磷鉀配比施肥下苗木質(zhì)量綜合評價

3 結(jié)論與討論

氮和磷對美國流蘇容器苗的苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量具有顯著或極顯著影響，而鉀僅顯著影響美國流蘇的苗高，可能是因為基質(zhì)中所含有的鉀已經(jīng)能夠滿足美國流蘇幼苗對鉀的需求，因此在美國流蘇幼苗的養(yǎng)分管理中，應(yīng)該考慮基質(zhì)中養(yǎng)分的實際含量，合理配備N、P、K比例。氮、磷、鉀對金葉榆(Ulmuspumila)苗高影響不顯著，顯著影響地徑，影響排序從大到小為P、N、K[18]。氮、磷、鉀配施對任豆(Zeniainsignis)苗高、地徑、根、莖和總生物量的影響，其中P的影響最大，其次為N和K[21]。本研究中，對美國流蘇容器苗的苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量影響效應(yīng)從大到小均為N、P、K，最佳施肥組合為N2P3K1，其苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量表現(xiàn)最優(yōu)，分別比對照增長了49.02%、55.87%、277.50%、260.34%、270.10%。由此可見，氮磷鉀3種肥料對于不同苗木或同一苗木的某一指標也有大小不同的影響效應(yīng)。

在苗木形態(tài)指標一致的情況下，氮、磷、鉀營養(yǎng)元素的含量可以作為評價苗木質(zhì)量的指標。葉片作為植物代謝最為活躍的器官，能敏銳感知養(yǎng)分供應(yīng)情況，研究植物葉片中的氮、磷、鉀含量，可以了解植物的養(yǎng)分吸收利用情況以及養(yǎng)分限制狀況。本試驗發(fā)現(xiàn)，相比未施肥處理，各施肥處理組的葉片N、P、K養(yǎng)分單株質(zhì)量明顯提高，說明施肥處理可以促進植物吸收、利用和積累養(yǎng)分元素。而不同施肥處理間對植物養(yǎng)分單株質(zhì)量的影響也存在差異。試驗表明，葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量、葉片NPK總單株質(zhì)量影響效應(yīng)從大到小依次為N、P、K，處理6施肥處理(N2P3K1)對葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量、葉片NPK單株質(zhì)量促進作用最大，分別比對照增長了69.54%、68.94%、68.38%。葉片K單株質(zhì)量影響效應(yīng)從大到小為K、N、P，最大值出現(xiàn)在處理5(N2P3K1)，比對照增長了105.48%。

隨著N、P、K施用量的增加，苗高、地徑、生物量、葉片養(yǎng)分含量均得到不同程度的提高，但從另一角度來說，施肥需要適量，施肥過少或者過多對苗木的生長起不到促進作用，甚至會對苗木造成傷害。有研究表明過量施用N肥，會造成植物枝葉徒長、抗逆性差等[22]。本試驗發(fā)現(xiàn)，不同的施肥配方對于美國流蘇容器苗的形態(tài)指標存在一定差異。美國流蘇容器苗的苗高、地徑、主根長、生物量等指標最大值均出現(xiàn)在中氮組，說明在一定范圍內(nèi)，苗木生長隨著施肥量的增加而增加，當施肥過度時，會對美國流蘇的苗木產(chǎn)生一定的抑制作用。此結(jié)論與奚旺等[23]對華北落葉松容器苗施肥研究與胡厚臻等[24]對刨花潤楠幼苗的氮磷鉀施肥研究結(jié)果相似。綜合評價表明，對美國流蘇容器苗生長促進作用最佳的施肥組合為N2P3K1，即N0.10 g·株-1、P0.03 g·株-1、K0.02 g·株-1。