不同施肥比例對(duì)無(wú)患子生長(zhǎng)和養(yǎng)分分配的影響

摘要：選擇優(yōu)質(zhì)無(wú)患子幼苗為試驗(yàn)材料，氮肥設(shè)置0（CK）、4、6、10、14 g/株，按氮（N）、磷（P）、鉀（K）（質(zhì)量比為 4 ∶3 ∶2）設(shè)定4個(gè)不同施肥比例處理，探討不同N、P、K比例施肥對(duì)溫室盆栽無(wú)患子生長(zhǎng)及養(yǎng)分分配的影響。結(jié)果表明：（1）隨著施肥量的增加，無(wú)患子幼苗的苗高、地徑和生物量均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，8月和9月無(wú)患子幼苗的苗高、地徑以及總生物量均在T2處理時(shí)達(dá)到較大值。（2）不同施肥比例顯著提高了無(wú)患子幼苗的N、P、K含量。在生長(zhǎng)季前期和中期無(wú)患子幼苗各組織器官的N、P含量表現(xiàn)為葉>莖>根，而各組織器官K含量表現(xiàn)為莖>根>葉，在生長(zhǎng)季末期葉片中的N、P、K含量明顯降低，幼苗莖、根中的N、P、K含量提高。綜上所述，無(wú)患子幼苗在施肥管理中應(yīng)注重N、P、K復(fù)合肥配施。

關(guān)鍵詞：無(wú)患子;NPK配施;生物量;養(yǎng)分含量;養(yǎng)分分配

中圖分類號(hào)： Q949.755.5;S714.8文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2020）13-0144-06

收稿日期：2019-08-25

基金項(xiàng)目：石門公園景觀林撫育項(xiàng)目（編號(hào)：2061700000100）。

作者簡(jiǎn)介：連人豪（1973—），男，廣東廣州人，林業(yè)工程師，主要從事森林培育等研究。E-mail：2258013929@qq.com。合理施肥可以顯著促進(jìn)苗木的生長(zhǎng)，提高苗木的生長(zhǎng)量和各組織器官的生物量，進(jìn)而提高苗木質(zhì)量[1]。苗木葉片中營(yíng)養(yǎng)元素含量的變化趨勢(shì)在一定程度上能夠反映苗木的生長(zhǎng)狀況[2]。有研究表明，氮（N）、磷（P）、鉀（K）按不同比例配施可以顯著影響三倍體毛白楊苗期的苗高和地徑生長(zhǎng)，N、P、K不同比例水平對(duì)毛白楊幼苗苗高影響差異很大，苗高隨著施N量的增加而增高[3]。N、P、K按適當(dāng)?shù)谋壤涫┛梢栽黾娱睒?shù)苗木生物量，并且顯著提高苗木中N、P、K含量以及氮肥利用效率，磷肥可以顯著促進(jìn)苗木根系生物量的積累[4]。也有研究者發(fā)現(xiàn)，施肥可以促進(jìn)毛白楊幼齡林對(duì)N、P、K養(yǎng)分的吸收，并加快毛白楊幼齡林的生長(zhǎng)速度[5]。在林地施用氮、磷、鉀肥可以顯著提高林地內(nèi)真菌和各種有益微生物的數(shù)量，從而改善林地的土壤條件，使土壤肥沃，更好地促進(jìn)樹(shù)木的生長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，在森林培育過(guò)程中，為了更好地促進(jìn)樹(shù)木的生長(zhǎng)，在樹(shù)木生長(zhǎng)季節(jié)進(jìn)行科學(xué)合理的施肥，可以有效地改善樹(shù)木的土壤養(yǎng)分狀況，促進(jìn)樹(shù)木的健康快速生長(zhǎng)，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。

無(wú)患子（Sapindus mukorossi Gaertn.）別稱苦患樹(shù)，是無(wú)患子科的落葉喬木。廣泛分布于亞熱帶、熱帶地區(qū)，喜土層深厚的壤質(zhì)土[6]，在我國(guó)主要分布于淮河以南地區(qū)，樹(shù)高達(dá)25 m，是典型的南方樹(shù)種[7]。無(wú)患子被廣泛用于寺廟、庭院園林綠化觀賞樹(shù)種，也是具有重要的生態(tài)價(jià)值樹(shù)種，能夠有效防止水土流失，具有涵養(yǎng)水源等功能。果實(shí)圓形，成熟時(shí)為金黃色，干燥后為暗紅色[8]，假果皮含大量的皂苷，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。皂苷是一種天然的清潔劑，也是肥皂、醫(yī)藥和農(nóng)藥的主要乳化劑。種仁含油率較高，傳統(tǒng)主要用于工業(yè)潤(rùn)滑，已經(jīng)成為我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的生物柴油原料樹(shù)種之一。目前，學(xué)者們已經(jīng)對(duì)無(wú)患子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、開(kāi)發(fā)利用以及栽培技術(shù)等方面都進(jìn)行了相關(guān)研究[9-11]。在生態(tài)適應(yīng)性、抗性生理、光合生理、種子資源鑒別等方面也開(kāi)展了相關(guān)研究。而無(wú)患子施肥技術(shù)基礎(chǔ)研究較為薄弱，還難以據(jù)此制定科學(xué)合理的施肥方案。因此，本研究以溫室盆栽無(wú)患子幼苗為研究對(duì)象，采用不同配比施肥，研究N、P、K不同配比施肥對(duì)無(wú)患子的生長(zhǎng)和養(yǎng)分分配的影響，探求無(wú)患子對(duì)肥料的需求特性以及對(duì)不同施肥量的響應(yīng)機(jī)制，篩選出最優(yōu)的施肥方案，以期為無(wú)患子多目標(biāo)培育和精準(zhǔn)施肥提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣州市石門國(guó)家森林公園管理處的溫室大棚（113°45′E，27°27′N）。該區(qū)域?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候帶，年平均氣溫為22 ℃，年平均降水量為 1 651.5 mm，平均相對(duì)濕度高達(dá)68%。最熱的月份（7月）平均氣溫為29 ℃，絕對(duì)最高氣溫高達(dá)39.5 ℃;最冷的月份（1月）平均氣溫為12 ℃，絕對(duì)最低氣溫為-3.4 ℃。

1.2試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料是購(gòu)自九江惠豐綠化苗木有限公司的已經(jīng)過(guò)沙藏層積的無(wú)患子種子。2016年3月中旬采用規(guī)格為35 cm×45 cm×25 cm（上部直徑×高度×下部直徑）的塑料花盆，每個(gè)花盆底部配有塑料托盤，盆內(nèi)墊有雙層網(wǎng)布，防止基質(zhì)漏出。每個(gè)花盆裝基質(zhì)約8 kg，種植基質(zhì)是采用黃心土、泥炭土以及蛭石按體積比為 4 ∶3 ∶2 混合，土粒徑為 28 mm，容重為1.1 g/cm3，土壤總孔隙度為55.2%，pH值為7.34，有機(jī)質(zhì)含量為42.13 g/kg，全氮含量為0.62 g/kg，全磷含量為0.22 g/kg，全鉀含量為6.25 g/kg，堿解氮含量為61.21 mg/kg，有效磷含量為4.1 mg/kg，速效鉀含量為41.33 mg/kg。

2018年3月末選取經(jīng)過(guò)沙藏層積的飽滿的無(wú)患子種子放入含50%可溶性粉劑的多菌靈溶液中浸泡殺菌30 min，隨后將取出的種子放于清水中浸泡6 h。最后，將無(wú)患子種子置于培養(yǎng)皿中室溫培養(yǎng)，待3～4 d后取出芽的種子進(jìn)行播種，選擇生長(zhǎng)一致的健康幼苗進(jìn)行試驗(yàn)。供試肥料為尿素[含CO（NH2）2 46.0%]、過(guò)磷酸鈣（含P2O5 12.0%）、氧化鉀（含K2O 50.0%）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)氮肥于2018年6月25日、7月25日、8月25日共分3次施入，磷肥和鉀肥于2018年5月25日一次性施入（N、P、K質(zhì)量比為4 ∶3 ∶2）。共設(shè)4個(gè)處理（T1、T2、T3、T4）和1個(gè)對(duì)照（CK），每個(gè)處理20次重復(fù)，外加施肥前的10株破壞性取樣，無(wú)患子幼苗共計(jì)110株。具體見(jiàn)表1、表2。

為了防止水肥流失，根據(jù)Timmer等的方法[12]確定花盆的最大持水量，根據(jù)無(wú)患子幼苗的需水量，以最大持水量的60%作為初始澆水量，此后，每天稱質(zhì)量澆水，根據(jù)天氣條件和苗木生長(zhǎng)狀況適當(dāng)調(diào)整澆水量。為減小邊際效應(yīng)，在試驗(yàn)期間定期更換幼苗的位置。試驗(yàn)期間，溫室內(nèi)的平均日溫為 25～35 ℃，平均夜間溫度為20 ℃，平均濕度為50%，平均光照度為12 900 lx。

1.3.2指標(biāo)測(cè)量施肥前（5月20日）及施肥后（7月15日、8月15日和9月15日）隨機(jī)選取5株生長(zhǎng)均勻一致的苗木進(jìn)行破壞性取樣。收獲苗木時(shí)先用自來(lái)水、再用蒸餾水清洗根系，清洗掉根系表面的基質(zhì)和殘留肥料。用枝剪在苗木的根頸處分離，將植株分為根、莖、葉等3個(gè)部分，在105 ℃條件下殺青30 min后，在65 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量。用天平準(zhǔn)確稱量根、莖和葉的生物量，粉碎后過(guò) 0.25 mm 篩，全氮、全磷、全鉀的樣品均采用 H2SO4-H2O2消煮法消煮，N采用半微量凱氏定氮法測(cè)定，P采用鉬銻抗比色法測(cè)定，K采用火焰光度計(jì)法測(cè)定，N、P、K含量測(cè)得時(shí)全氮、全磷、全鉀的含量。根據(jù)測(cè)定的各組織器官中N的（或P、K）質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定其含量，植株根（或莖、葉）中N（或P、K）的含量=根（或莖、葉）中N（或P、K）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)×各組織器官相應(yīng)的生物量[13]。

在每個(gè)月中旬，分別采用卷尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量無(wú)患子幼苗的苗高和地徑，分別精確到0.1 cm和0.01 mm。

1.3.3數(shù)據(jù)分析方法所有數(shù)據(jù)均通過(guò)Excel 2010進(jìn)行整理，采用SPSS 13.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)處理各組分的生長(zhǎng)、生物量、養(yǎng)分含量等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行方差分析和Duncans多重比較，采用Sigmaplot 14.0進(jìn)行繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同施肥比例對(duì)無(wú)患子幼苗生長(zhǎng)的影響

由圖1可以看出，6—9月不同處理間無(wú)患子幼苗的苗高和地徑均隨施肥量的增大而呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)，9月施肥結(jié)束后的苗高和地徑與8月差異不顯著。

7—9月各處理的苗高均是T3處理的最大;施肥結(jié)束后（9月）的T3處理的苗高是施肥前（5月）T3處理的6.90倍。方差分析結(jié)果表明，同一時(shí)期的苗高從7月開(kāi)始差異明顯，說(shuō)明施肥可以明顯促進(jìn)無(wú)患子苗高的增長(zhǎng)。多重比較結(jié)果表明，5月各處理之間的苗高沒(méi)有顯著性差異;6月的各施肥比例處理的苗高均顯著高于CK處理（P<0.05），各施肥比例處理之間差異不顯著;9月T1、T2、T3處理的苗高均顯著高于CK處理和T4處理（P<0.05），且T1、T2、T3處理之間差異不顯著，CK處理的苗高與T4處理差異顯著（P<0.05）。

6月、7月各處理之間的地徑均是T1處理的最大;而8月、9月各處理之間的地徑均是T2處理的最大。施肥結(jié)束后（9月）的T2處理的幼苗地徑是施肥前（5月）T2地徑的4.34倍。方差分析結(jié)果表明，同一時(shí)期幼苗地徑從6月開(kāi)始差異明顯，說(shuō)明施肥能夠明顯促進(jìn)無(wú)患子幼苗地徑的增長(zhǎng)。多重比較結(jié)果表明，5月各處理間的地徑?jīng)]有顯著性差異，6月開(kāi)始各施肥處理的地徑和CK處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。9月T4處理的地徑與T1、T2、T3處理差異達(dá)顯著水平（P<0.05），而T1、T2、T3處理間差異不顯著。

綜上所述，在一定的施肥范圍內(nèi)，增加施肥量可以顯著促進(jìn)無(wú)患子幼苗的苗高和地徑的生長(zhǎng)，施肥量過(guò)大，則抑制無(wú)患子幼苗的生長(zhǎng)。

2.2不同施肥比例對(duì)無(wú)患子幼苗生物量的影響

由表3可知，7月不同處理的各組織器官的生物量和總生物量均隨施肥量的增加而呈現(xiàn)先降低后增加的變化趨勢(shì)，各施肥處理的根系生物量均低于CK處理，說(shuō)明施肥可以促進(jìn)植物將更多的光合產(chǎn)物分配給莖、葉，促進(jìn)無(wú)患子幼苗苗高生長(zhǎng)。8月T4處理的莖生物量（32.94 g）和總生物量（40.98 g）高于其他月和其他處理，分別是CK的5.76、3.97倍。 9月不同處理各組織器官的生物量和總生物量均隨施氮量增加呈現(xiàn)出先增加后降低的變化趨勢(shì)，均在T2處理達(dá)到最大值。方差分析結(jié)果表明，7月各施肥處理的各組織器官生物量和總生物量與CK之間差異達(dá)到顯著水平，不同施肥處理間沒(méi)有顯著性差異。8月不同處理根系生物量差異不顯著;各施肥處理的莖生物量和總生物量與CK差異達(dá)顯著水平;而有處理之間的葉片生物量差異達(dá)到顯著水平。說(shuō)明適當(dāng)增加施肥量可以促進(jìn)無(wú)患子莖、葉片生物量和總生物量的積累，而氮素缺乏或P、K肥過(guò)量均不利于生物量的積累。

2.3不同施肥比例對(duì)各組織器官N、P、K分配的影響

由圖2可知，7月、8月無(wú)患子幼苗各組織器官中N含量表現(xiàn)為葉>根>莖。9月無(wú)患子各組織器官中N含量整體表現(xiàn)為莖>根>葉，這是由于落葉前，葉片中的氮素回流，被重新吸收利用所致。不同施肥比例處理間的根、莖、葉也有不同程度的差異，且7月和8月各施肥處理葉片和莖的N含量顯著高于CK處理。7月根、莖和葉片N含量最高的處理分別為T3處理（22.35 g/株）、T3處理（18.26 g/株）、T4處理（53.43 g/株），分別是CK處理的4.68、2.21、1.77倍;8月根、莖和葉片N含量最高分別為T4處理（23.70 g/株）、T4處理（20.16 g/株）、T3處理（47.56 g/株），分別為CK處理的3.25、2.70、1.22倍;9月根和葉片N含量最高的均為T4處理，分別為46.40、21.60 g/株，分別為CK處理的2.95、1.19倍，莖N含量最高的為CK處理。可見(jiàn)，不同N、P、K施肥比例可以顯著提高無(wú)患子各組織器官中的N含量。

由圖3可知，不同施肥比例對(duì)根和莖的P含量無(wú)明顯提高，但顯著提高了葉片P含量，且不同施肥比例處理對(duì)根、莖、葉片P含量提高效率不同。7月、8月無(wú)患子P含量整體表現(xiàn)為葉>莖>根;9月無(wú)患子P含量整體表現(xiàn)為根>莖>葉。7月各組織器官的P含量均隨施肥量的增大而降低，根、莖、葉的P含量均在T1處理時(shí)最高，分別為2.75、2.88、5.44 g/株;8月根、莖、葉的P含量分別是T2處理（2.55 g/株）、T2處理（2.10 g/株）、CK處理（5.00 g/株）最高，9月根、莖、葉的P含量分別是CK處理（5.77 g/株）、T4處理（3.66 g/株）、CK處理（3.24 g/株）最高?？梢?jiàn)， 施肥量N為6 g/株、 P

為 4.5 g/株、K為3 g/株（T2處理）時(shí)使無(wú)患子各組織器官P含量達(dá)到最大，施肥結(jié)束后（9月），各施肥處理根和葉片 P含量均低于CK處理，說(shuō)明P肥可抑制根、葉中P含量的積累。

由圖4可知，與CK相比，不同配比施肥處理間K含量無(wú)明顯差異。7月無(wú)患子各組織器官K含量表現(xiàn)為莖>根>葉，并明顯高于8月、9月。7—9月植物體內(nèi)K含量整體上逐漸降低，說(shuō)明在苗木生長(zhǎng)前期施肥能促進(jìn)植株體內(nèi)K含量的積累。7月根、莖K含量最高的分別為T3處理（76.70 g/株）、T2處理（82.55 g/株），分別為CK處理的2.38、1.14倍;葉片中K含量最高的為CK處理（69.84 g/株）。可見(jiàn)，T2處理對(duì)無(wú)患子各組織器官K含量積累的效果最好。

3討論與結(jié)論

3.1不同施肥比例對(duì)無(wú)患子幼苗生長(zhǎng)的影響

施肥可以促進(jìn)苗木苗高和地徑的生長(zhǎng)以及提高生理代謝，增加苗木生物量，提高苗木質(zhì)量，這是培育優(yōu)質(zhì)苗木的關(guān)鍵技術(shù)之一[14]。本研究中，不同施肥比例對(duì)無(wú)患子幼苗苗高和地徑有相似的影響，6—8 月的持續(xù)施肥顯著促進(jìn)了無(wú)患子苗高和地徑的增長(zhǎng)，苗高均在T3處理達(dá)到最大。6月、7月地徑在T1處理達(dá)到最大，8月、9月在T2處理達(dá)到最大。T1、T2和T3處理的苗高和地徑整體上高于T4處理和CK處理。說(shuō)明適當(dāng)?shù)氖┓柿靠梢源龠M(jìn)無(wú)患子的生長(zhǎng)，過(guò)量施肥的抑制了無(wú)患子的生長(zhǎng)。劉福妹等對(duì)白樺和山核桃進(jìn)行施肥研究發(fā)現(xiàn)，施肥可以顯著促進(jìn)植株樹(shù)高和地徑的生長(zhǎng)以及葉綠素的積累[15-16]，本研究與之基本一致。

3.2不同施肥比例對(duì)無(wú)患子幼苗生物量的影響

生物量及其分配直接影響植物的生長(zhǎng)，合理施肥能夠提高植物生物量的積累及影響N、P、K的分配[12]?？紤]到苗木生物量累積及生產(chǎn)中節(jié)約成本等方面因素，氮、磷和鉀肥配施可有效提高肥料的利用率，促進(jìn)苗木生物量累積和分配[17]。本研究結(jié)果表明，不同比例配施N、P、K能夠顯著影響植株各器官的生物量分配。7月根系生物量積累顯著低于CK處理，表明在N、P和K施肥量分別為4、3、2 g/株（T1處理）時(shí)無(wú)患子幼苗將更多的生物量分配到地上部分，這與Treseder等的研究結(jié)果[18-19]類似。在磷肥受限制時(shí)，會(huì)降低植物生物量積累。6—8月期間持續(xù)施肥能夠顯著提高植株總生物量的積累，因此，不同比例N、P、K 配施可以顯著提高無(wú)患子生物量的累積，磷肥和鉀肥的施肥量影響無(wú)患子生物量的分配格局。

3.3不同施肥比例對(duì)各器官N、P、K分配的影響

土壤中 N、P、K的供應(yīng)是植物營(yíng)養(yǎng)元素與分配的主要影響因素之一。在本研究中，無(wú)患子幼苗根、莖和葉片中的氮素的分配主要受施氮量的影響，施加磷、鉀肥對(duì)其影響較小。無(wú)患子幼苗根、莖和葉片中的氮含量隨著施氮量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，說(shuō)明無(wú)患子幼苗在生長(zhǎng)季須要攝取大量的氮素維持自身生長(zhǎng)，并且將大量的氮素分配到最需要的組織器官中，但過(guò)量施肥不利于養(yǎng)分的積累，這與Graciano 等的研究結(jié)論[17，20]一致。

P是植物體中蛋白質(zhì)和核酸的重要成分，在植物細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化和各種代謝過(guò)程中起著重要作用[21]。Güsewell 等通過(guò)N、P配施對(duì)濕地植物的研究表明，在自然生態(tài)系統(tǒng)中，一般植物葉片中N與P的含量具有顯著的正相關(guān)關(guān)系[22]。李玲等對(duì)辣木幼苗施肥研究發(fā)現(xiàn)，缺氮處理的植株，癥狀出現(xiàn)早且表現(xiàn)最為明顯，而缺磷處理的癥狀表現(xiàn)相對(duì)不明顯[23]。在本研究中，無(wú)患子幼苗根、莖和葉片中P含量隨著施磷量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，并且在生長(zhǎng)季前期為了滿足生長(zhǎng)需求將更多的養(yǎng)分分配到葉片，促進(jìn)光合作用，當(dāng)磷供應(yīng)水平滿足葉片需求時(shí)，將過(guò)多的磷素分配給莖和根系。施鉀肥可以顯著提高無(wú)患子根、莖和葉片中鉀含量，隨施鉀肥量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，并且在生長(zhǎng)季前中期，施加鉀肥對(duì)無(wú)患子幼苗營(yíng)養(yǎng)元素積累效果較好，說(shuō)明無(wú)患子幼苗對(duì)鉀的吸收主要受外部鉀濃度的影響，這與柴仲平等的研究結(jié)論[24]類似。

綜上所述，不同施肥比例促進(jìn)了無(wú)患子幼苗苗高和地徑的生長(zhǎng)以及提高了各組織器官的生物量和改善了養(yǎng)分分配格局。隨著施肥量的增加，苗高、地徑和生物量等形態(tài)指標(biāo)以及N、P、K養(yǎng)分含量均呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)，在T2處理（N、P、K分別為6、4.5、3 g/株）時(shí)，無(wú)患子幼苗的苗高、地徑生長(zhǎng)量以及總生物量達(dá)到較大值，說(shuō)明施入適當(dāng)比例的氮磷鉀能夠顯著促進(jìn)無(wú)患子幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育和養(yǎng)分積累。本研究?jī)H從生長(zhǎng)形態(tài)指標(biāo)和養(yǎng)分分配狀況等指標(biāo)評(píng)價(jià)不同配比施肥對(duì)無(wú)患子幼苗生長(zhǎng)和養(yǎng)分積累的影響，今后還須深入研究無(wú)患子幼苗對(duì)養(yǎng)分吸收、利用以及運(yùn)轉(zhuǎn)分配等相關(guān)機(jī)制，進(jìn)一步為無(wú)患子多目標(biāo)培育和精準(zhǔn)施肥提供科學(xué)依據(jù)。

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