施肥對(duì)不同巖性土壤上棕櫚幼苗根系生長及生物量積累的影響

，，，

（貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

棕櫚Trachycarpus fortunei（Hook.）H.Wendl.為棕櫚科棕櫚屬常綠喬木，俗稱棕樹，原產(chǎn)于中國中南部山地，在中國的長江以南各省區(qū)和日本等國家和地區(qū)均有分布。棕櫚適應(yīng)性強(qiáng)、病蟲害少，投產(chǎn)較早（7 ～8 a）而經(jīng)營周期長、利用年限長，應(yīng)用廣泛，是我國特有的優(yōu)良園林觀賞和纖維經(jīng)濟(jì)樹種[1-2]。在我國云南省的紅河自治縣有近2 萬 hm2的棕櫚人工林，這是云南省的主要支柱產(chǎn)業(yè)[3]。貴州省也將其作為重要的纖維原料林進(jìn)行發(fā)展，貴州省林業(yè)廳擬整合天保、珠防、退耕還林、石漠化治理等林業(yè)重點(diǎn)工程發(fā)展20 萬 hm2棕櫚基地。貴州屬于典型的喀斯特地貌，其由碳酸鹽巖和非碳酸鹽巖發(fā)育而成的土壤基本情況和肥力各不相同[4-5]。一定的土壤條件決定著相應(yīng)樹種的生產(chǎn)力，前人對(duì)不同巖性土壤和日本柳杉[6]、杉木[7]、閔楠[8]、皂角[9]、猴樟[10]和馬尾松[11]等樹種進(jìn)行了相關(guān)研究。目前，有關(guān)研究者從棕櫚種源種子的生理生化[12]、抗旱性[13]、纖維材料特性[14]、苗期生長性狀[15]、花苞營養(yǎng)成分[16]、雌雄花內(nèi)源激素[17]和果實(shí)總黃酮含量及其抗氧化性[18]等方面進(jìn)行了研究。在其遺傳特性上，胡志姣等[19]研究了貴州省棕櫚種源地理變異情況。龍鵬等[20]就不同立地條件對(duì)棕櫚人工林及其產(chǎn)量的影響的研究結(jié)果表明，在不同立地條件下土壤中各種營養(yǎng)元素的變化均較大，棕櫚人工林經(jīng)營可根據(jù)不同立地條件的養(yǎng)分特點(diǎn)進(jìn)行合理施肥以提高產(chǎn)量。而有關(guān)施肥對(duì)不同巖性土壤上棕櫚樹生長的影響研究尚未見諸報(bào)道。棕櫚根系淺、須根發(fā)達(dá)，其幼年階段生長比較緩慢。為給造林后棕櫚幼樹的科學(xué)施肥提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)，以促進(jìn)棕櫚幼樹的快速成林，本研究針對(duì)不同巖性土壤上的棕櫚幼樹開展了施肥試驗(yàn)，研究了不同施肥處理對(duì)不同巖性土壤上棕櫚幼苗根系生長狀況及其生物量的影響情況，現(xiàn)將研究結(jié)果分析報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)在貴州大學(xué)林學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)苗圃內(nèi)進(jìn)行。苗圃地處黔中地區(qū)，東經(jīng)104°34′、北緯26°34′，海拔高度1 159 m，系中亞熱帶濕潤溫和型氣候區(qū)。年均氣溫15.8 ℃，絕對(duì)最高氣溫39.5 ℃，最低氣溫-9.5 ℃，≥10 ℃的年活動(dòng)積溫為4 637.5 ℃，年降水量為1 229 mm，年均相對(duì)濕度為79%，太陽輻射總量為3 567 MJ/m2。

1.2 栽培土壤

供試土壤分別為由純質(zhì)灰?guī)r發(fā)育而成的石灰土（采自貴陽市花溪水庫）、由灰質(zhì)白云巖發(fā)育而成的石灰土（采自貴陽市花溪區(qū)把火村）和由砂頁巖發(fā)育而成的黃壤（采自貴陽市花溪區(qū)孟關(guān)林場），全部采用B 層（距離地表深30 ～100 cm處）土壤作為樣品。將采回的土壤樣品撿出石塊等雜物后過1 cm2的篩孔，風(fēng)干，然后用0.5%的高錳酸鉀溶液消毒后再混勻，裝入底部打孔且已墊上漏水網(wǎng)的塑料桶（上口徑28.3 cm、下口徑19 cm、高19.5 cm）里，每盆裝入風(fēng)干土6 kg 作為栽培基質(zhì)。供試土壤樣品的基本理化性質(zhì)指標(biāo)的測定結(jié)果分別如下：純質(zhì)灰?guī)r石灰土的pH 值為7.00，其有機(jī)質(zhì)含量為36.16 g/kg，含水量為74.45%，容重為1.31 g/cm3，其全氮、全磷、全鉀含量分別為1.64、4.34、9.21 g/kg，其堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為128.33、143.29、33.00 mg/kg；灰質(zhì)白云巖石灰土的pH值為6.88，其有機(jī)質(zhì)含量為24.10 g/kg，含水量為71.73%，容重為1.23 g/cm3，其全氮、全磷、全鉀含量分別為0.75、2.43、5.71 g/kg，其堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為63.00、68.34、27.82 mg/kg；砂頁巖黃壤的pH 值為4.64，其有機(jī)質(zhì)含量為46.08 g/kg，含水量為82.85%，容重為1.47 g/cm3，其全氮、全磷、全鉀含量分別為1.19、2.87、2.99 g/kg，其堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別為53.67、178.87、10.19 mg/kg。

1.3 供試苗木

棕櫚苗木選取獨(dú)山縣麻尾鎮(zhèn)堯棒村育苗基地培育的長勢均一致的3年生苗（同一種源），2018年3月上旬移栽入塑料桶中，每桶栽植1 株，共栽植2 000 株，移栽后按常規(guī)進(jìn)行澆水、除草管理，待其成活后開始進(jìn)行施肥試驗(yàn)。棕櫚苗木的年生長期為271 d。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試肥料：氮肥（尿素，含氮量為46.2%）、磷肥（鈣鎂磷肥，含五氧化二磷16%）、鉀肥（硫酸鉀肥，含氧化鉀51%）。選用L16(45)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行施肥試驗(yàn)，分別以氮、磷、鉀元素為試驗(yàn)因素，此3 個(gè)因素各設(shè)4 個(gè)施肥水平，共設(shè)16 個(gè)施肥處理，試驗(yàn)所設(shè)的施肥因素及施肥水平見表1，各處理的具體施肥量見表2。分別于2018年的6月14日、7月30日、8月14日 分3 次 將 肥料環(huán)繞棕櫚根系周圍施入土壤中，每次施肥量為施肥總量的1/3，然后覆土，澆少量水以稀釋土壤中的肥料，易于苗木吸收。每個(gè)處理各設(shè)3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)13 株苗木，共計(jì)1 872 株苗。

表1 棕櫚苗施肥試驗(yàn)的因素和水平Table1 Fertilization factors and levels of T.fortunei seedlings

1.5 觀測方法

根系掃描：施肥當(dāng)年12月采樣，每個(gè)處理取3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)各采集樣株7 株，用數(shù)字化根系掃描儀（STD1600 Epsom USA）進(jìn)行掃描，采用Win-Rhizo（Version 410B）根系分析系統(tǒng)軟件分析根長度、表面積、體積、平均直徑、根尖數(shù)等指標(biāo)。

生物量的測定：將根系掃描后的樣株的根、莖、葉分開，洗凈后用吸水紙吸干水分，分別裝入信封中，測定各部分的鮮質(zhì)量，置于105 ℃的烘箱中殺青30 min 后，再將溫度調(diào)至75 ℃烘干至恒質(zhì)量，分別稱其干質(zhì)量，精確到0.001 g。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 18.0 和Origin Pro 9.1 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗根系形態(tài)的影響

不同施肥處理對(duì)純質(zhì)灰?guī)r石灰土壤上棕櫚幼苗根系生長的影響情況見表3。由表3可知，不同組合肥料處理下純質(zhì)灰?guī)r石灰土壤上棕櫚幼苗各根系生長指標(biāo)值均存在顯著差異（P＜0.05）。16 個(gè)施肥處理中，5號(hào)處理的棕櫚苗其總根長最長，根系表面積最大，根尖數(shù)最多，其總根長、根系表面積、根尖數(shù)分別為對(duì)照組的1.6、2.3 和1.5 倍；棕櫚苗根系總體積和根系直徑均最大的處理編號(hào)分別是12 和9號(hào)；15號(hào)處理的棕櫚苗其總根長、根系表面積、根系總體積、根系直徑、根尖數(shù)均最小。

表2 棕櫚苗施肥試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案Table2 Experimental design of fertilization for T.fortunei seedlings

表3 不同施肥處理對(duì)純質(zhì)灰?guī)r石灰土壤上棕櫚苗根系生長的影響?Table3 Effects of different fertilization treatments on root growth of T.fortunei seedlings on pure limestone

不同施肥處理對(duì)灰質(zhì)白云巖石灰土壤上棕櫚苗根系生長的影響情況見表4。從表4中可以看出，不同組合肥料處理下棕櫚苗的根系總長、根系表面積、根系總體積及根系平均直徑、根尖數(shù)都存在顯著差異（P＜0.05）。5號(hào)處理的棕櫚苗其根系表面積和根系總體積均最大，分別是對(duì)照組的1.5 和1.9 倍；4號(hào)處理的棕櫚苗其根系表面積和根系總體積均最小；總根長、根尖數(shù)、根系直徑最大的處理編號(hào)分別是7、9 和6號(hào)，7、9 和6號(hào)處理的總根長、根尖數(shù)、根系直徑分別是對(duì)照的1.3、1.4 和1.6 倍；總根長和根尖數(shù)均最低的處理編號(hào)是14號(hào)，根系直徑最小的處理編號(hào)是8號(hào)。

不同施肥處理對(duì)砂頁巖黃壤上棕櫚苗根系生長的的影響情況見表5。表5表明：不同組合肥料處理下砂頁巖黃壤上棕櫚苗的根系總長、根系表面積、根系總體積及根系直徑、根尖數(shù)都存在顯著差異（P＜0.05）。5號(hào)處理的棕櫚苗其總根長最長，根系表面積最大，根系總體積最大，根尖數(shù)最多，其總根長、根系表面積、根系總體積與根尖數(shù)分別為對(duì)照組的1.8、2.0、2.5 和1.4 倍；總根長最短、根系表面積最小和根尖數(shù)最少的處理編號(hào)是13號(hào)；根系總體積和根系直徑均最小的處理編號(hào)是1號(hào)。

表4 不同施肥處理對(duì)灰質(zhì)白云巖石灰土壤上棕櫚苗根系生長的影響Table4 Effect of different fertilization treatments on root growth of T.fortunei seedlings in calcite dolomite soil

表5 不同施肥處理對(duì)砂頁巖黃壤上棕櫚苗根系生長的影響Table5 Effect of different fertilization treatments on root growth of T.fortunei seedlings in sand shale yellow soil

2.2 不同處理組合影響下不同巖性土壤上棕櫚苗根系形態(tài)指標(biāo)值的極差分析

為了篩選出對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗根系形態(tài)施用效果最好的氮、磷、鉀配比肥料的最佳配比，并探討其影響次序，設(shè)計(jì)了不同處理組合對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗進(jìn)行了正交施肥試驗(yàn)，然后對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了極差分析，結(jié)果見表6。由表6可知，最能有效促進(jìn)純質(zhì)灰?guī)r石灰土上棕櫚苗總根長、根系表面積和根尖數(shù)增長的最優(yōu)方案均為N2P4K1，最能促進(jìn)其根系直徑生長的最優(yōu)方案是N3P4K3，而此2 個(gè)最優(yōu)方案在正交試驗(yàn)方案中均未出現(xiàn)。最能促進(jìn)其根系總體積增大的最優(yōu)方案是N3P4K2，即12號(hào)處理。在氮、磷、鉀3 個(gè)因素中，N 對(duì)根系形態(tài)指標(biāo)的影響最大，P、K 元素的影響次序卻因根系形態(tài)指標(biāo)而各異。

由表6還可知道，最能有效促進(jìn)灰質(zhì)白云巖石灰土上棕櫚苗總根長、根系表面積和根尖數(shù)增長的最優(yōu)方案均為N2P1K1，最能促進(jìn)其根系直徑生長的最優(yōu)方案是N2P1K3，而此2 個(gè)最優(yōu)方案在正交試驗(yàn)方案中也都未出現(xiàn)。最能促進(jìn)其根系總體積增大的最優(yōu)方案是N2P1K2，即處理5。N 肥是其總根長和根尖數(shù)的主導(dǎo)影響因子，P 肥是其根系表面積和根系直徑的主導(dǎo)影響因子，K 肥是其根系總體積的主導(dǎo)影響因子。

從表6中可以看出，最能有效促進(jìn)由砂頁巖發(fā)育而成的黃壤上棕櫚苗總根長和根尖數(shù)增長的最優(yōu)方案均為N2P4K1，最能促進(jìn)其根系表面積和根系總體積增長的最優(yōu)方案均為N2P4K2，而此2 個(gè)最優(yōu)方案在正交試驗(yàn)方案中均未出現(xiàn)。最能促進(jìn)其根系直徑生長的最優(yōu)方案是N3P4K2，即處理12。在氮、磷、鉀三因素中，N 元素是對(duì)其總根長、根系表面積、根系總體積和根尖數(shù)影響最大的因子，P、K 元素的影響程度因其根系形態(tài)指標(biāo)而異，P 元素對(duì)其根系直徑的影響最大，K 元素的影響次之。

表6 不同施肥處理下不同巖性土壤上棕櫚苗根系指標(biāo)值的極差分析結(jié)果Table6 Range analysis of root index values of T.fortunei seedlings in different lithological soils under different fertilization treatments

2.3 N、P、K 的施用量對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗根系生長的影響

N、P、K 的不同施肥水平和施用量對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗根系生長的影響情況如圖1所示。由圖1可知，隨著氮素水平的增加，由純質(zhì)灰?guī)r發(fā)育而成的石灰土、由灰質(zhì)白云巖發(fā)育而成的石灰土和由砂頁巖發(fā)育而成的黃壤上棕櫚苗的總根長、根系表面積和根尖數(shù)均呈先升高后下降的變化趨勢，其在N2水平處理下均達(dá)到了最大值；施肥處理下純質(zhì)灰?guī)r石灰土、灰質(zhì)白云巖石灰土、砂頁巖黃壤上棕櫚苗總根長的最大值比對(duì)照組的分別高18.4%、13.6%、16.2%，其根系表面積的最大值比對(duì)照組的分別高21.1%、16.9%、21.6%，其根尖數(shù)的最大值比對(duì)照組的分別高18.9%、18.9%、10.5%。純質(zhì)灰?guī)r石灰土和砂頁巖黃壤上棕櫚苗的根系總體積均先增加后降低；純質(zhì)灰?guī)r石灰土上棕櫚苗的根系總體積在N3水平處理下達(dá)到最大值，比對(duì)照組的高34.4%；砂頁巖黃壤上棕櫚苗的根系體積在N2水平處理下達(dá)到最大值，比對(duì)照組的高31.0%；灰質(zhì)白云巖石灰土上棕櫚苗的根系總體積呈雙峰曲線的變化趨勢，分別在N2與N4水平處理下達(dá)到最大值，比對(duì)照組的分別高24.6%和23.6%。3 種巖性土壤上棕櫚苗根系直徑的變化趨勢一致，均表現(xiàn)為先增加后降低；純質(zhì)灰?guī)r石灰土與砂頁巖黃壤上棕櫚苗的根系直徑在N3水平處理下達(dá)到最大值，比對(duì)照組的分別高24.4%和16.7%；灰質(zhì)白云巖石灰土上棕櫚苗的根系直徑在N2水平處理下達(dá)到最大值，比對(duì)照組的高12.2%。

隨著磷水平的增加，純質(zhì)灰?guī)r石灰土和砂頁巖黃壤上棕櫚苗的總根長、根系表面積、根系總體積、根系直徑和根尖數(shù)均呈先降低后增加的變化趨勢，在P2水平處理下各指標(biāo)的測定值均低于對(duì)照組，而在P4水平處理下各指標(biāo)的測定值均高于對(duì)照組。灰質(zhì)白云巖石灰土上棕櫚苗各根系指標(biāo)的測定值隨著P 元素的增加均逐漸降低，P4水平處理的根系總長度、根系表面積、根系總體積、根尖數(shù)、根系直徑比P1水平處理的分別低25.2%、27.2%、31.9%、27.4%、29.2%。

圖1 N、P、K 的施用量對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗根系指標(biāo)的影響Fig.1 Effect of N,P and K application amount on root index values of T.fortunei in different lithological soils

隨著鉀水平的增加，3 種土壤上棕櫚苗各根系指標(biāo)的測定值均呈先升高后降低的變化趨勢。除了灰質(zhì)白云巖石灰土上棕櫚苗根系總體積的最大值出現(xiàn)在K2水平處理下，純質(zhì)灰?guī)r石灰土與灰質(zhì)白云巖石灰土上棕櫚苗其余各根系指標(biāo)的最大值均出現(xiàn)在K3水平處理下；純質(zhì)灰?guī)r石灰土與灰質(zhì)白云巖石灰土壤上棕櫚苗的總根長比K1水平處理的分別高11.9%和24.2%，其根系表面積比K1水平處理的分別高16.9%和20.8%，其根系總體積比K1水平處理的分別高23.3%、19.3%，其根系直徑比K1水平處理的分別高14.0%、23.3%。除根尖數(shù)外，K2水平處理的砂頁巖黃壤上棕櫚苗各根系指標(biāo)值均達(dá)到最大，其總根長、根系表面積、根系總體積、根系直徑比K1水平處理的分別高14.2%、20.8%、29.9% 和19.9%；純質(zhì)灰?guī)r石灰土和灰質(zhì)白云巖石灰土上棕櫚苗各根系指標(biāo)值，K4水平處理的均高于K1水平處理的；而砂頁巖黃壤上棕櫚苗的多數(shù)根系指標(biāo)值與K1處理的都接近。試驗(yàn)結(jié)果表明，只有合理的施肥才能對(duì)棕櫚苗根系形態(tài)有較好的影響，這與韓叢蔚等[21]的研究結(jié)果一致，即通過施肥對(duì)其細(xì)根形態(tài)產(chǎn)生影響，從而增強(qiáng)其根系的吸收能力。

2.4 不同施肥處理對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗生物量和根冠比的影響

不同施肥處理對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗生物量和根冠比的影響情況見表7。從表7中可以看出，施肥對(duì)純質(zhì)灰?guī)r石灰土、灰質(zhì)白云巖石灰土和砂頁巖黃壤上棕櫚苗生物量及根冠比均有顯著影響（P＜0.05）。在純質(zhì)灰?guī)r石灰土上，棕櫚苗的莖、葉干物質(zhì)質(zhì)量和根干物質(zhì)質(zhì)量均最大的處理編號(hào)是5號(hào)，其莖、葉干物質(zhì)質(zhì)量分別是對(duì)照組的1.53、1.44 倍；其根冠比最大的處理編號(hào)是10號(hào)，其根冠比是對(duì)照組的1.19 倍。在灰質(zhì)白云巖石灰土和砂頁巖黃壤上，棕櫚苗的莖、葉干物質(zhì)質(zhì)量最大的處理編號(hào)均為6號(hào)，其莖、葉干物質(zhì)質(zhì)量分別是對(duì)照組的1.66、1.74 倍。灰質(zhì)白云巖石灰土的根干物質(zhì)質(zhì)量和根冠比均最大的處理組是對(duì)照組。砂頁巖黃壤上，棕櫚苗的根干物質(zhì)質(zhì)量最大的處理編號(hào)是7號(hào)，其根干物質(zhì)質(zhì)量是對(duì)照組的1.36 倍；棕櫚苗的根冠比最大的處理編號(hào)是2號(hào)，其根冠比是對(duì)照組的1.07 倍。

表7 不同施肥處理對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗生物量和根冠比的影響Table7 Effect of different fertilization treatments on biomass and root-shoot ratio of T.fortunei seedlings in different lithological soils

2.5 不同處理組合影響下不同巖性土壤上棕櫚苗生物量的極差分析

為了探討氮、磷、鉀配比施肥對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗生物量施用效果的最優(yōu)方案及影響次序，對(duì)其根干物質(zhì)質(zhì)量、莖葉干物質(zhì)質(zhì)量和根冠比的正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，結(jié)果見表8。由表8可知，能有效促進(jìn)純質(zhì)灰?guī)r石灰土上棕櫚苗根生物量增長的最優(yōu)方案是N2P1K4，能有效促進(jìn)其莖葉生物量增長的最優(yōu)方案是N2P1K3，能有效促進(jìn)其根冠比增大的最優(yōu)方案是N1P2K4，而此3 個(gè)最優(yōu)方案在正交試驗(yàn)方案中均未出現(xiàn)。在氮、磷、鉀3 個(gè)因素中，N 對(duì)棕櫚苗根生物量和莖葉生物量的影響均最大，P、K 的影響均次之；而K 對(duì)其根冠比的影響最大，N、P 的影響均次之。能有效促進(jìn)灰質(zhì)白云巖石灰土上棕櫚苗根生物量增長的最優(yōu)方案是N2P1K4，能有效促進(jìn)其莖葉生物量增長的最優(yōu)方案是N2P2K4，這2 個(gè)最優(yōu)方案在正交試驗(yàn)方案中亦均未出現(xiàn)。能有效促進(jìn)根冠比增大的最優(yōu)方案是N1P1K1，即對(duì)照組。在氮、磷、鉀3 個(gè)因素中，N 對(duì)根生物量和莖葉生物量的影響均最大，P、K 元素的影響次序因指標(biāo)而異。能有效促進(jìn)由砂頁巖發(fā)育而成的黃壤上棕櫚苗根生物量增長的最優(yōu)方案是N2P3K2，能有效促進(jìn)其莖葉生物量增長的最優(yōu)方案是N2P3K2，能有效促進(jìn)其根冠比增大的最優(yōu)方案是N2P4K2，此3 個(gè)最優(yōu)方案在正交試驗(yàn)方案中都未出現(xiàn)。在氮、磷、鉀3 個(gè)因素中，N 對(duì)棕櫚苗根生物量、莖葉生物量和根冠比的影響均最大，P、K 的影響均次之；而K 對(duì)其根冠比的影響最大，N、P 的影響均次之。通過極差分析可知，除純質(zhì)灰?guī)r石灰土外，灰質(zhì)白云巖石灰土和砂頁巖黃壤上的棕櫚幼苗，施入氮肥對(duì)其根冠比的影響最大，且其根冠比隨著氮肥量的增加而降低。這一試驗(yàn)結(jié)果說明，合理地施入適宜配比的肥料能夠較好地調(diào)節(jié)苗木地上和地下生物量的分配，在養(yǎng)分貧乏時(shí)能促進(jìn)苗木根系生長，這與程勇等[22]對(duì)青岡櫟的研究結(jié)果基本一致。

表8 不同處理組合影響下不同巖性土壤上棕櫚苗生物量的極差分析結(jié)果Table8 Range analysis of T.fortunei seedlings biomass in different lithological soils under different fertilization treatments

2.6 不同施肥處理下不同巖性土壤上棕櫚苗生長狀況的綜合評(píng)價(jià)

前述各項(xiàng)指標(biāo)分析只是從棕櫚苗整體生長角度進(jìn)行的，由于各項(xiàng)指標(biāo)適宜的施肥配方不同，難以對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗的整體施肥效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此，采用隸屬函數(shù)法對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗生長的整體施肥效應(yīng)進(jìn)行分析。

首先，采用隸屬函數(shù)法，對(duì)不同巖性土壤上培育的棕櫚植株各根系指標(biāo)及生物量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果見表9。由表9可知，在純質(zhì)灰?guī)r石灰土上培育的棕櫚植株其隸屬函數(shù)值最高的處理編號(hào)是5號(hào)（其處理組合為N2P1K2），16 個(gè)處理的棕櫚植株其隸屬函數(shù)值從大到小依次為：5號(hào)＞12號(hào)＞7號(hào)＞9號(hào)＞6號(hào)＞8號(hào)＞16號(hào)＞3號(hào)＞11號(hào)＞10號(hào)＞4號(hào)＞14號(hào)＞13號(hào)＞2號(hào)＞1號(hào)（CK）＞15號(hào)。在灰質(zhì)白云巖石灰土上培育的棕櫚植株其隸屬函數(shù)值最高的處理編號(hào)是6號(hào)（其處理組合為N2P2K1），16 個(gè)處理的棕櫚植株其隸屬函數(shù)值從大到小依次為：6號(hào)＞7號(hào)＞5號(hào)＞9號(hào)＞2號(hào)＞10號(hào)＞13號(hào)＞1號(hào)（CK）＞3號(hào)＞16號(hào)＞11號(hào)＞15號(hào)＞8號(hào)＞14號(hào)＞12號(hào)＞4號(hào)。在砂頁巖黃壤上培育的棕櫚植株其隸屬函數(shù)值最高的處理編號(hào)是5號(hào)（其處理組合為N2P1K2），16 個(gè)處理的棕櫚植株其隸屬函數(shù)值從大到小依次為：5號(hào)＞6號(hào)＞12號(hào)＞7號(hào)＞3號(hào)＞8號(hào)＞15號(hào)＞16號(hào)＞4號(hào)＞10號(hào)＞9號(hào)＞2號(hào)＞1號(hào)（CK）＞11號(hào)＞14號(hào)＞13號(hào)。

然后根據(jù)不同巖性土壤上棕櫚苗的根系指標(biāo)及生物量的隸屬函數(shù)總分值進(jìn)行極差分析，結(jié)果表明，對(duì)于純質(zhì)灰?guī)r石灰土上培育的棕櫚苗，能有效促其根系發(fā)育及生物量積累的最優(yōu)方案是N2P4K1，其中N 的影響最大，其次是P 的影響；對(duì)于灰質(zhì)白云巖石灰土上培育的棕櫚苗，能有效促其根系發(fā)育及生物量積累的最優(yōu)方案是N1P2K4，其中P 的影響最大，其次是N 的影響；對(duì)于砂頁巖黃壤上培育的棕櫚苗，能有效促其根系發(fā)育及生物量積累的最優(yōu)方案是N2P4K2，其中N 的影響最大，其次是K 的影響。能有效促進(jìn)3 種巖性土壤上棕櫚苗的根系發(fā)育及生物量積累的最優(yōu)方案在正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中均未出現(xiàn)。

表9 不同處理下不同巖性土壤上棕櫚苗根系指標(biāo)及生物量的隸屬函數(shù)值Table9 Subordinate function values of root index and biomass of T.fortunei seedlings in different lithological soils under different fertilization treatments

3 結(jié)論與討論

3.1 討 論

不同巖性土壤都含有原有巖石的礦質(zhì)營養(yǎng)成分，因而其養(yǎng)分狀況存在差異，這在一定程度上決定了相應(yīng)樹種的生產(chǎn)力[23]。在供試的3 種巖性土壤樣品中，由純質(zhì)灰?guī)r發(fā)育而成的石灰土中全氮、堿解氮、全磷、全鉀和速效鉀的含量在3 種土壤樣品中均是最高的，其速效磷含量在3 種土壤樣品中居第二位；由砂頁巖發(fā)育而成的黃壤中速效磷的含量最高，而其他養(yǎng)分含量在3 種土壤樣品中均居中等水平；由灰質(zhì)白云巖發(fā)育而成的土壤中，速效鉀含量最高，全鉀含量在3 種土壤樣品中居第二位，但其他養(yǎng)分含量在3 種土壤樣品中均最低。施肥效應(yīng)也因巖性土壤性質(zhì)而異。從總體上看，氮元素是植物營養(yǎng)三要素中最重要的元素，因而氮素對(duì)栽植于由純質(zhì)灰?guī)r和砂頁巖發(fā)育而成的土壤上的棕櫚苗生長的影響均最大，而對(duì)栽植于灰質(zhì)白云巖石灰土上的棕櫚苗生長的影響程度居于第二位。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同巖性土壤中比較虧缺的元素也往往成為影響棕櫚苗生長的重要養(yǎng)分元素，如灰質(zhì)白云巖石灰土壤中速效磷和全磷含量均最低，P 對(duì)棕櫚苗生長的影響卻最大；在由砂頁巖發(fā)育而成的黃壤中全鉀和速效鉀含量均最低，K 元素便成為影響棕櫚苗生長的僅次于氮元素的第二大養(yǎng)分元素。這與前人的研究結(jié)果相似。周運(yùn)超等[24]對(duì)馬尾松人工林的施肥試驗(yàn)結(jié)果表明，在南方缺磷少鉀的酸性土壤上施磷肥，其效果最好。紀(jì)建書等[25]對(duì)頁巖紅壤上濕地松幼林的施肥試驗(yàn)結(jié)果表明，在相對(duì)肥沃但仍然較缺P 元素的由頁巖坡積物發(fā)育而成的紅壤上，對(duì)濕地松幼林施用 P 肥的效果顯著。由此可見，針對(duì)不同巖性土壤的施肥試驗(yàn)結(jié)果表明，選擇適宜的肥料配方十分必要。當(dāng)然還可參考其他棕櫚科植物的施肥量和施肥時(shí)間。楊志國[26]認(rèn)為，一般而言，栽種棕櫚植物苗木時(shí)的施肥宜使用顆粒肥；對(duì)于棕櫚小苗或剛移栽的苗，肥料用量宜為200 ～400 g/株，施肥次數(shù)1年4 次；綠化苗的用量宜為300 ～500 g/株。施肥方法可采用條狀溝施或坑施法。因此，本試驗(yàn)采用的3 次施肥設(shè)計(jì)，還有待進(jìn)一步研究，需要根據(jù)棕櫚的需肥規(guī)律進(jìn)一步討論。本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用的是正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)在于既可降低試驗(yàn)次數(shù)，科學(xué)設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素與水平的全方位組合，又能很好地估計(jì)試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)精確度，判斷試驗(yàn)因素影響的主次順序，并找出最佳組合[27]。但是，研究中發(fā)現(xiàn)，不論是對(duì)根系指標(biāo)、生物量指標(biāo)還是對(duì)棕櫚苗的整體生長狀況的影響效應(yīng)，最佳的施肥處理組合中仍有一些不在所設(shè)計(jì)的正交試驗(yàn)方案之中，因此，需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證才能得到最終結(jié)果。試驗(yàn)中未曾考慮到所施入的氮磷鉀肥的交互作用問題，使得研究結(jié)果存在一定的局限性，今后應(yīng)在相關(guān)的試驗(yàn)研究中予以完善。

3.2 結(jié) 論

1）不同施肥配方對(duì)不同巖性土壤上棕櫚苗各根系指標(biāo)及生物量的影響差異均顯著，但能有效促進(jìn)不同巖性土壤上棕櫚苗根系發(fā)育和生物量積累的施肥配方是不同的。

2）可促進(jìn)由純質(zhì)灰?guī)r發(fā)育而成的石灰土和由砂頁巖發(fā)育而成的黃壤上棕櫚苗根系發(fā)育及生物量積累的適宜施肥配方均為N2P1K2，能有效促進(jìn)由白云質(zhì)灰?guī)r發(fā)育而成的石灰土上棕櫚苗根系發(fā)育及生物量積累的適宜施肥配方則為N2P2K1。

3）正交試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)由純質(zhì)灰?guī)r發(fā)育而成的石灰土上棕櫚苗的最優(yōu)施肥方案是N2P4K1，其中N 的影響最大，其次是P 的影響；對(duì)由白云質(zhì)灰?guī)r發(fā)育而成的石灰土上棕櫚苗的最優(yōu)施肥方案是N1P2K4，其中P 的影響最大，其次是N 的影響；對(duì)由砂頁巖發(fā)育而成的黃壤上棕櫚苗的最優(yōu)施肥方案是N2P4K2，其中N 的影響最大，其次是K 的影響。