緩釋氮肥對(duì)橡膠幼苗生物量及養(yǎng)分積累的影響

貝美容，倪維茜,2，林清火，茶正早，劉海林，羅 微*

(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所/農(nóng)業(yè)部橡膠樹(shù)生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地-海南省熱帶作物栽培生理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究中心，海南 ?？?571101；2.海南大學(xué)林學(xué)院，海南 ?？?570228)

【研究意義】目前，天然橡膠基本產(chǎn)自巴西橡膠樹(shù)(Heveabrasiliensis)。巴西橡膠樹(shù)上世紀(jì)初開(kāi)始引入我國(guó)，如今主要種植于高溫多雨的熱帶地區(qū)，如海南、云南、廣東等。氮素在植物的光合作用及營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)程中扮演著重要的角色[1]。橡膠樹(shù)氮素需求量大，氮對(duì)橡膠樹(shù)的生產(chǎn)和增產(chǎn)起重要作用。氮素是橡膠樹(shù)高產(chǎn)的重要因素，橡膠樹(shù)的產(chǎn)量受到氮肥的影響最大[2-3]。而橡膠樹(shù)通常在高溫多雨的季節(jié)施肥，在這個(gè)階段肥料中許多的養(yǎng)分會(huì)經(jīng)淋溶損失掉[4]。緩釋氮肥是所有利用物理化學(xué)和生物化學(xué)等方法研制的，能夠讓氮素在土壤中緩慢釋放，延長(zhǎng)其作物有效性的肥料統(tǒng)稱[5-8]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】緩釋氮肥的養(yǎng)分釋放緩慢，前人的研究表明，緩釋氮肥的養(yǎng)分供應(yīng)與許多作物的營(yíng)養(yǎng)需求相匹配，能夠有效的提高肥料利用率，增加作物產(chǎn)量，減少養(yǎng)分的損失[9-11]。楊凱等及林清火等研究了包膜尿素、炭基復(fù)混肥等緩釋氮肥在橡膠園土壤中的養(yǎng)分釋放特征，結(jié)果表明緩釋氮肥在膠園土中的釋放特征符合橡膠苗生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的需求規(guī)律[12-13]。楊凱等研究表明，施用含50 %脲甲醛的肥料棒處理下橡膠苗株高及莖圍的增加量最大[14]。前人研究表明，緩釋氮肥養(yǎng)分供應(yīng)與許多作物營(yíng)養(yǎng)需求相匹配，能夠有效地提高肥料利用率，增加作物產(chǎn)量，減少養(yǎng)分損失，但是緩釋氮肥在橡膠施肥方面的研究較少，其中對(duì)比多種緩釋氮肥對(duì)橡膠生長(zhǎng)影響的研究，未見(jiàn)報(bào)道?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】本研究分析不同緩釋氮肥在對(duì)橡膠苗各部位生物量和養(yǎng)分累積吸收量的影響。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】此研究為緩釋氮肥在橡膠苗施肥中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試橡膠苗品種：熱研7-33-97組培苗。供試肥料：普通尿素，含氮量46 %；包膜尿素，含氮量43 %；硝化抑制劑(DMPP)-尿素肥料，含氮量46 %，DMPP的添加量為尿素的1 %；腐植酸-脲醛，緩釋氮肥料31.16 %；肥料棒，含氮量16 %；過(guò)磷酸鈣，P2O5含量為15 %；氯化鉀，K2O含量為60 %。供試土壤：土壤采集自中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所五隊(duì)試驗(yàn)基地(海南儋州)，土壤類型為花崗巖發(fā)育而來(lái)的磚紅壤，化學(xué)性質(zhì)如表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本研究共設(shè)6個(gè)試驗(yàn)處理：不施肥處理，記為CK；施用普通尿素處理，記為N1；施用硝化抑制劑-尿素肥料處理，記為N2；施用包膜尿素處理，記為N3；施用腐植酸-脲醛緩釋氮肥料處理，記為N4；施用肥料棒處理，記為N5。

試驗(yàn)于2018年3月到2019年12月在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所五隊(duì)試驗(yàn)基地大棚內(nèi)進(jìn)行。選擇長(zhǎng)勢(shì)均一的處于二蓬葉生育期的熱研7-33-97組培苗進(jìn)行盆栽實(shí)驗(yàn)，每個(gè)處理種植25株。2018年3月17日將橡膠苗定植于38 cm×33 cm的塑料桶中，每個(gè)桶內(nèi)裝有混合均勻的2 kg洗凈河沙及15 kg供試土壤。施肥方法如下：沿桶壁挖10 cm的施肥溝，按照每0.6 gN/kg土的比例施入供試肥料，各處理施氮量相等，并以氮磷鉀3︰2︰3的比例加入過(guò)磷酸鈣及氧化鉀，所有肥料在橡膠苗緩苗期后一次性施入，定期澆水和病蟲(chóng)害管理。

1.3 生物量的測(cè)定

施用肥料后的240 d進(jìn)行1次采樣，每個(gè)處理隨機(jī)采集5株樹(shù)。將采集到的橡膠苗莖、主根、須根、葉片及葉柄經(jīng)105 ℃殺青處理后烘干，利用電子天平稱重。

1.4 橡膠苗氮磷鉀含量的測(cè)定

取上述橡膠苗莖、主根、須根、葉片及葉柄樣品測(cè)定其氮磷鉀含量。利用流動(dòng)分析儀法進(jìn)行氮及磷的測(cè)定，利用火焰光度計(jì)測(cè)定鉀的含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel進(jìn)行整理，用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同緩釋氮肥處理對(duì)橡膠苗生物量的影響

由表2可知，在施肥240 d后，所有施肥處理在各測(cè)定生物指標(biāo)中均顯著高于對(duì)照。DMPP-尿素處理橡膠苗莖的生物量與尿素相比無(wú)顯著差異；包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理橡膠幼苗莖的生物量4分別為尿素處理的1.61、1.83、1.94倍。所有緩釋氮肥處理橡膠苗主根的生物量均顯著高于尿素處理，且腐植酸-脲醛及肥料棒處理橡膠苗主根的生物量顯著高于DMPP-尿素及包膜尿素。而且DMPP-尿素處理橡膠苗須根的生物量與尿素處理無(wú)顯著性差異，但包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理橡膠苗須根的生物量均顯著高于尿素處理。在橡膠苗葉片生物量方面，尿素處理橡膠苗葉片干重與DMPP-尿素處理兩者無(wú)顯著性差異，但包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理橡膠苗葉片干重分別為尿素處理的1.69、1.88、2.75倍，均顯著高于尿素處理。比較橡膠苗總生物量可知，尿素處理與DMPP-尿素處理無(wú)顯著差異，腐植酸-脲醛與肥料棒處理二者間也無(wú)顯著差異，但均顯著高于其它各處理。

表1 供試土壤的化學(xué)性質(zhì)

表2 不同施肥處理橡膠苗生物量的變化

表3 橡膠苗對(duì)氮素的累積吸收量

2.2 不同緩釋氮肥對(duì)橡膠苗氮素吸收量的影響

由表3可知，所有施肥處理在測(cè)定的各部位氮素累積量均顯著高于對(duì)照。橡膠苗不同部位對(duì)氮素的累積能力不同，按氮素累積量從大到小排列為葉片>莖>主根>須根>葉柄。尿素處理橡膠苗莖中氮素的累積量為215.11 mg/株，DMPP-尿素、包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理下橡膠苗莖中氮素的累積量均顯著高于尿素處理。與尿素處理相比，DMPP-尿素處理對(duì)橡膠苗主根氮素累積的促進(jìn)作用不顯著，而包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理均可顯著促進(jìn)橡膠苗主根中氮素的累積。比較各處理橡膠苗主根氮素累積吸收量可知，包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理均能顯著增加橡膠苗主根氮素累積量，且腐植酸-脲醛最顯著，為尿素處理的1.79倍。而DMPP-尿素、包膜尿素、腐植酸-脲醛、肥料棒處理下橡膠苗葉片中氮素的累積量分別為299.63、431.32、466.21、537.79 mg/株，均顯著高于尿素處理，其中肥料棒處理下橡膠苗葉片中氮素的累積量最高，為尿素處理的2.01倍。另外，包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理均能顯著提高橡膠苗葉柄中氮素的累積量。所有緩釋氮肥處理中，肥料棒處理橡膠苗各部位氮素累積總量達(dá)1207.25 mg/株，顯著大于其他處理。

2.3 不同緩釋氮肥對(duì)橡膠苗磷素吸收量的影響

由表4可知，所有施肥處理在測(cè)定的各部位磷素累積量均顯著高于對(duì)照。橡膠苗各部位對(duì)磷素累積量不同，按從大到小順序排列依次為莖>葉片>主根>須根>葉柄。緩釋氮肥對(duì)橡膠苗各部位磷素的累積有一定的促進(jìn)作用。在橡膠苗的莖部及葉片中，與傳統(tǒng)施用氮肥及施用DMPP-尿素緩釋氮肥相比，包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒均能顯著提高磷素的累積量，但3種緩釋氮肥料之間無(wú)顯著差異。與尿素處理相比較，包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒同樣可以顯著提高磷素在主根中的積累量。比較各處理橡膠苗的須根氮素累積量發(fā)現(xiàn)，僅有腐植酸-脲醛處理下橡膠苗須根中的磷累積量能夠顯著高于尿素處理。另外，DMPP-尿素、包膜尿素、腐植酸-脲醛和肥料棒均能顯著提高橡膠苗葉柄的磷素累積量，且肥料棒處理顯著高于其它各處理，而且包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒均能顯著提高橡膠苗葉柄中磷素的累積，且腐植酸-脲醛及肥料棒處理均顯著高于包膜尿素處理。但是包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理間橡膠苗各部位磷素累積總量差異不顯著。

表4 不同緩釋氮肥處理的橡膠苗磷素累積量

表5 不同緩釋氮肥處理的橡膠苗鉀素累積量

2.4 不同緩釋氮肥對(duì)橡膠苗鉀素吸收量的影響

由表5可知，所有施肥處理在測(cè)定的各部位鉀素累積量均顯著高于對(duì)照。橡膠苗各部位對(duì)鉀素的累積量有差異，莖對(duì)鉀素的累積量最高，葉柄最低。DMPP-尿素、包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理下橡膠幼苗莖中的鉀素累積量均顯著高于尿素處理，且肥料棒處理下橡膠幼苗莖中的鉀素累積量最高，為654.65 mg/株。緩釋氮肥對(duì)橡膠主根及須根中鉀素積累的促進(jìn)效果較差，與施用尿素相比，僅有腐植酸-脲醛顯著提高了橡膠苗主根及須根中鉀素的累積，分別提高了32.31、22.06 mg/株。與尿素相比，各緩釋氮肥提高橡膠苗葉片中鉀素含量的效果不同，DMPP-尿素對(duì)橡膠苗葉片中鉀素含量的提高效果不顯著，包膜尿素、腐植酸-脲醛和肥料棒均能顯著提高了橡膠苗葉片中鉀素的含量，分別為尿素處理的1.20、1.31和1.41倍。而施用包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒處理下葉柄中的鉀素含量顯著高于尿素處理。所有緩釋氮肥處理中，肥料棒處理橡膠苗各部位鉀素累積總量達(dá)1289.97 mg/株，顯著大于其他處理。

3 討 論

我國(guó)植膠區(qū)土壤多數(shù)較貧瘠，氮素是橡膠樹(shù)栽培中必須施用大量元素之一。氮素供應(yīng)的充分度很大程度上影響橡膠樹(shù)的生長(zhǎng)狀況及產(chǎn)膠量[15]。橡膠樹(shù)是長(zhǎng)期作物，一個(gè)種植周期約40年，再加上熱帶地區(qū)高溫多雨，土壤微生物活躍，多種氮肥特別是尿素等分解快，養(yǎng)分揮發(fā)量大。緩釋氮肥由于分解釋放較緩慢，淋溶揮發(fā)較少，因此更適合在橡膠樹(shù)上施用。本試驗(yàn)結(jié)果正表明，緩釋氮肥在促進(jìn)橡膠的生物量積累方面的效果要優(yōu)于普通化肥。此外，還表明肥料棒在促進(jìn)橡膠幼苗莖、葉片及葉柄生物量積累方面的效果最明顯，而腐植酸-脲醛肥料在促進(jìn)橡膠苗主根及須根生物量積累方面的效果最明顯，這可能因?yàn)榉柿习舻姆€(wěn)定性較高且其養(yǎng)分釋放率更緩慢，還有可能是因?yàn)榉柿习糁泻杏袡C(jī)肥，有研究表明有機(jī)肥可以通過(guò)提高土壤微生物及酶活性，進(jìn)而提高植物對(duì)養(yǎng)分的吸收積累，促進(jìn)植物生物量的積累[16]。

本研究結(jié)果表明，橡膠苗不同部位對(duì)氮素的累積能力不同，按累積量從大到小排列為葉片>莖>主根>須根>葉柄。橡膠苗葉片在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)氮素的積累量明顯高于其它部位，其含氮量是衡量氮素營(yíng)養(yǎng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[17]。在相同的供氮水平下，包膜尿素、腐植酸-脲醛、肥料棒處理橡膠苗葉片中氮素的累積量分別為尿素處理的1.61、1.74、2.01倍，均顯著高于尿素處理，這一結(jié)果與前人在其他作物上的研究結(jié)果相符[8]。這可能是因?yàn)橄鹉z苗在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分的消耗是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，而前人的研究表明緩釋氮肥與尿素相比，其養(yǎng)分釋放緩慢，更符合橡膠生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)氮素的需求規(guī)律。氮素變化結(jié)果表明肥料棒與腐植酸脲醛的氮素緩釋效果無(wú)顯著性差異，而肥料棒處理橡膠苗葉片氮素的積累量顯著高于其它所有處理，說(shuō)明肥料棒促進(jìn)葉片中氮素積累的作用不僅僅取決于其緩釋能力，還受其它方面的影響，本研究中肥料棒的制備過(guò)程中，其內(nèi)包含部分有機(jī)肥[14]，可能是有機(jī)肥起到的作用。

磷素與鉀素同樣是橡膠苗生長(zhǎng)發(fā)育所必須的營(yíng)養(yǎng)元素，磷素對(duì)橡膠種子發(fā)芽、根的生長(zhǎng)及樹(shù)圍的增粗都有促進(jìn)作用[18]，鉀素在橡膠樹(shù)生產(chǎn)中非常重要，缺鉀會(huì)降低膠乳產(chǎn)量及品質(zhì)[19]。本研究結(jié)果表明，在相同的供磷及供鉀水平下包膜尿素、腐植酸-脲醛、肥料棒處理橡膠苗莖、主根、葉片、葉柄中磷素的累積量及橡膠苗莖、葉柄中鉀素的累積量均高于傳統(tǒng)施肥。肥料棒、腐植酸-脲醛、包膜尿素處理橡膠苗葉片的磷素累積量分別為尿素處理的1.75、1.63、1.55倍；鉀素累積量分別為尿素處理的1.40、1.31、1.20倍。說(shuō)明緩釋氮肥對(duì)橡膠苗鉀素和磷素的累積具有一定的促進(jìn)作用，這與前人的研究結(jié)果相符[20]?？赡苁怯捎诰忈尩试谘泳彽蒯尫诺耐瑫r(shí)，也促使磷素和鉀素釋放的后移[21]，增加橡膠苗生長(zhǎng)后期磷素及鉀素的累積量，減少養(yǎng)分流失。

4 結(jié) 論

(1)與施用尿素相比，除DMPP-尿素外，緩釋氮肥可以增加橡膠苗的株高、莖圍、根莖葉及總生物量。6種處理的總生物量平均值按從大到小排列為肥料棒(146.64 g/株)>腐植酸-脲醛(142.36 g/株)>包膜尿素(124.14 g/株)>DMPP-尿素(91.90 g/株)>不施肥(30.50 g/株)，腐植酸-脲醛與肥料棒間無(wú)顯著差異，而顯著高于其它各處理，腐植酸-脲醛及肥料棒促進(jìn)橡膠苗生長(zhǎng)發(fā)育的效果高于其它各處理，有利于促進(jìn)橡膠苗的生長(zhǎng)。

(2)橡膠苗葉片中對(duì)氮素的積累最高，肥料棒對(duì)提高橡膠苗養(yǎng)分的累積結(jié)果最顯著，為尿素處理的2.01倍。緩釋氮肥在提高橡膠苗各部位氮素的含量同時(shí)，也在一定程度上促進(jìn)橡膠幼苗對(duì)磷素及鉀素的累積，肥料棒處理橡膠苗葉片的磷素和鉀素含量分別為尿素處理的1.75和1.40倍。綜上，肥料棒在促進(jìn)橡膠苗養(yǎng)分積累方面的效果最好。