3種桉樹無性系苗期養(yǎng)分需求特性研究

陳新宇，楊會肖，廖煥琴，徐放，張衛(wèi)華

(廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510520)

桉樹是桃金娘科(Myrtaceae)桉樹屬(Eucalyptus)樹種的總稱，具有速生、高產(chǎn)、用途廣泛和養(yǎng)分要求低等特點(diǎn)，是我國南方速生豐產(chǎn)林的最主要樹種之一[1-3]。尾巨桉(E. urophylla×E.grandis)無性系DH32-29、巨尾桉(E. grandis×E. urophylla)無性系GL9、巨桉(E. grandis)無性系Eg6是我國南方地區(qū)推廣應(yīng)用最廣泛的桉樹無性系，其高產(chǎn)、高效、適應(yīng)性廣，為社會創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[4]。

我國桉樹引種地區(qū)土壤肥力水平偏低，N、P、K等養(yǎng)分缺乏，且有效性較差[3,5-6]，施肥對桉樹人工林增產(chǎn)作用尤為明顯[7]。合理施肥是營造速生豐產(chǎn)林的重要技術(shù)措施，因此研究樹種營養(yǎng)元素變化對揭示樹種的養(yǎng)分需求和制定科學(xué)合理的栽植技術(shù)有重要的指導(dǎo)作用[8-9]。

本研究通過分析華南地區(qū)3種主栽桉樹苗期的養(yǎng)分需求特性，測定幼苗N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cu、Zn、Mn和B共11種營養(yǎng)元素含量，探索其變化規(guī)律，以期為桉樹的科學(xué)合理施肥提供一定的理論依據(jù)[10]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)苗木為桉樹廣 9、DH32-29、EG6組培無性系苗，苗齡約3個月，苗高15 ~ 20 cm，每個單株為1個重復(fù)，3次重復(fù)。試驗(yàn)地位于廣東省林業(yè)科學(xué)研究院苗圃(23°06'N，113°16'E)，屬亞熱帶氣候類型。為丘陵山地，土壤為花崗巖發(fā)育的赤紅壤。年平均溫度22.8℃，最低溫度0℃左右，最高溫度38℃。年均降雨量為1 982.7 mm，平均相對濕度為68%。全年中4―6月為雨季，8―9月天氣炎熱。多臺風(fēng)，10―12月氣溫適中。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 苗木培養(yǎng)

試驗(yàn)容器為長寬高分別為60 cm × 40 cm × 10 cm的圓形塑料小桶，基本營養(yǎng)液采用霍格蘭營養(yǎng)液配方和阿農(nóng)微量元素混合液配方配置成完全營養(yǎng)液(表1)，其配方如下：

根據(jù)水培植物常規(guī)用量配比，每配制10 L營養(yǎng)液需分別加入：霍格蘭營養(yǎng)液10倍母液1 L；阿農(nóng)微量元素混合液1 000倍母液10 ml；鐵鹽200倍母液50 ml。

表1 霍格蘭營養(yǎng)液和阿農(nóng)微量元素混合液的母液配方

1.2.2 培養(yǎng)方法

將3種無性系幼苗從基質(zhì)中取出，用清水將根部清洗干凈后放于直徑5 cm、高10 cm的玻璃瓶中，進(jìn)行室內(nèi)水培預(yù)培養(yǎng)。分別置于25 ml清水、1/4濃度Hoagland(霍格蘭)營養(yǎng)液、1/2濃度Hoagland營養(yǎng)液以及完全營養(yǎng)液中各培養(yǎng)1周。預(yù)培養(yǎng)完畢后，移至透光度約60%的塑料大棚中，開展養(yǎng)分測定試驗(yàn)。在圓形塑料桶中加入10 L Hoagland營養(yǎng)液，將打孔泡沫板置于上方，把幼苗按順序從孔內(nèi)穿過，并用棉花固定，進(jìn)行不同營養(yǎng)元素不同濃度梯度處理。每天充分?jǐn)嚢柰?次，早晚視情況噴霧，保持空氣濕度為80%，營養(yǎng)液pH值調(diào)至6.0 ―6.5，1周更換1次營養(yǎng)液。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計

通過調(diào)節(jié)NH4NO3、NH4H2PO4、KNO3的濃度，在Hoagland and Arnon全營養(yǎng)液的基礎(chǔ)上，分別進(jìn)行N、P、K單肥試驗(yàn)。設(shè)置5種氮濃度梯度(CK、N1、N2、N3、N4)為0、100、200、300和400 mg·L-1。5種磷濃度梯度(CK、P1、P2、P3、P4)為 0、30、60、90 和120 mg·L-1。5 種鉀濃度梯度(CK、K1、K2、K3、K4)為 0、100、200、300 和 400 mg·L-1。

1.2.4 測定方法

根、莖、葉全N采用凱氏定氮蒸餾法測定[11]。根、莖、葉全P、K、Ca、Mg、Fe、S、Mn、Cu、Zn、B元素采用ICP(Prodigy xp ICP)法測定[12]。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

利用EXCEL對進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SAS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種桉樹無性系幼苗各器官間養(yǎng)分含量的差異

廣9、DH32-29、EG6在施用不同濃度的N、P、K肥后各營養(yǎng)器官的養(yǎng)分含量見圖1?？傮w而言，施用不同濃度的N、P、K肥后，對3個樹種總養(yǎng)分含量均有貢獻(xiàn)，不同器官間養(yǎng)分含量排序?yàn)椋喝~>莖>根。3個樹種總的養(yǎng)分含量符合相同規(guī)律：廣9>DH32-29>EG6，且施用N、P、K肥對廣9養(yǎng)分總含量的貢獻(xiàn)最明顯。廣 9、DH32-29、EG6在施用不同濃度的N、P、K肥后養(yǎng)分總含量規(guī)律相同，即：N>K>Ca>P>Mg>S>Fe>Mn>Zn>Cu>B。

施用不同濃度的N肥后，葉片對養(yǎng)分需求量最大，分別是根部和莖部的1.74、1.87倍；與對照CK相比較，隨著N濃度的逐漸升高，當(dāng)N肥濃度達(dá)到最高300 mg·L-1時，對廣9總養(yǎng)分總含量的貢獻(xiàn)作用最大。施用不同濃度P肥后葉片對養(yǎng)分的需求最大，分別是根部和莖部的1.87、1.77倍，并且葉片的養(yǎng)分含量分別與根、莖的養(yǎng)分含量有較大差異；與CK相比較，隨著P肥濃度的逐漸升高，當(dāng)施P肥濃度達(dá)到 60 mg·L-1時，施 P肥量對廣 9和DH32-29的養(yǎng)分總含量有較大貢獻(xiàn)，對EG6養(yǎng)分含量的貢獻(xiàn)不明顯；EG6葉片所含養(yǎng)分含量均高于廣9和DH32-29。在施用不同濃度的K肥后葉片對養(yǎng)分的需求最大，分別是根部和莖部的1.82、1.73倍，根、莖、葉之間的養(yǎng)分含量均具有較大差異。

圖1 不同濃度N、P、K肥對各營養(yǎng)器官總養(yǎng)分含量的影響

2.2 不同無性系同一元素需求差異性分析

由表2可知，不同濃度的施N肥量與對照CK相比均具有顯著差異(P<0.05)；不同濃度的施P肥量與對照 CK相比均具有顯著差異(P<0.05)，且 4個濃度之間，施P肥濃度為60 mg·L-1與其他3個濃度也具有顯著差異；不同濃度的施 K肥量與對照CK相比均具有極顯著差異(P<0.01)。

表2 施N、P、K肥后各營養(yǎng)元素差異顯著性

續(xù)表2

2.3 施N、P、K肥對3種桉樹無性系幼苗各營養(yǎng)元素含量的影響

由圖2可知，施用N肥對廣9、DH32-29與EG6 3種桉樹的養(yǎng)分總含量差異較小，但DH32-29與廣9、EG6的微量元素含量存在差異較大，且微量元素含量高于廣9與EG6。

施用不同濃度的 P肥后，廣 9養(yǎng)分含量與DH32-29、EG6養(yǎng)分含量均具有較大差異，DH32-29與EG6的差異較小(圖3)。DH32-29的微量元素含量與廣9、EG6的具有較大差異，且DH32-29的微量元素含量高于廣9、EG6。

圖 4表明，施用不同濃度的 K肥后，廣 9、DH32-29、EG6三者間的大量元素含量差異較小，微量元素含量均具有較大差異，DH32-29的微量元素含量遠(yuǎn)高于廣9與EG6。

圖2 施N肥濃度對各營養(yǎng)元素含量的影響

圖3 施P肥濃度對各營養(yǎng)元素含量的影響

圖4 施K肥濃度對各營養(yǎng)元素含量的影響

2.4 3種桉樹無性系幼苗對不同營養(yǎng)元素的需求比例

將3種處理下的廣9、DH32-29、EG6所含N、P、K、Ca、Mg、Fe、S、Cu、Zn、Mn、B 共 11種營養(yǎng)元素的含量進(jìn)行兩兩對比，結(jié)果表明B元素與大部分元素之間的比例差異較大。因此，在3種處理下3種桉樹的養(yǎng)分需求比例選擇以B為基本單位，具體養(yǎng)分需求比例見表3。

在3種不同處理下，廣9、DH32-29大量元素的養(yǎng)分需求比例均以P處理最大，在P處理下廣9大量元素含量與N、K處理相比均有較大差異，養(yǎng)分含量顯著大于N、K處理。EG6大量元素的養(yǎng)分需求比例以N處理最大，DH32-29對Fe、Mn元素的需求量明顯高于廣9和EG6。

表3 施N、P、K肥后3種桉樹無性系幼苗11種養(yǎng)分含量比較 %

3 結(jié)論與討論

3.1 營養(yǎng)元素在植株上的分布

廣 9、DH32-29、EG6苗期各器官營養(yǎng)元素含量的大小排序?yàn)椋喝~>莖>根，根和莖部差異不明顯。華元剛等[14]在海南島桉樹人工林營養(yǎng)與施肥的研究表明桉樹各器官中的營養(yǎng)元素含量大小排序?yàn)椋喝~>皮>根>枝>干。這種差異可能是源于各器官組織生理功能的不同：葉片是許多生理功能的中心，生活力強(qiáng)，元素的含量最高；莖是養(yǎng)分的疏導(dǎo)器官，其養(yǎng)分含量明顯低于葉片；根是養(yǎng)分的吸收器官，其養(yǎng)分含量稍低于莖部，產(chǎn)生濃度差，利于營養(yǎng)元素向葉片運(yùn)輸。

3.2 N、P、K肥濃度對廣9、DH32-29、EG6養(yǎng)分含量的影響

與對照CK相比較，本研究3個樹種總養(yǎng)分含量的依次為：廣9>DH32-29>EG6，且施用N、P、K肥對廣9養(yǎng)分總含量的貢獻(xiàn)作用最明顯。雷州半島桉樹人工林林地普遍嚴(yán)重缺乏N、P、K[15]，由此推測桉樹對 N、P、K的需求量大。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)不同施肥處理對微量元素含量的影響較大，尤其是在施入不同濃度的K肥和P肥后。

3.3 廣9、DH32-29、EG6養(yǎng)分需求比例

廣 9、DH32-29、EG6在不同處理下的養(yǎng)分含量比值差異較大，廣 9、DH32-29、EG6具有不同的養(yǎng)分需求比例。廣 9、DH32-29、EG6在施用不同濃度的 N、P、K肥后大量元素變化規(guī)律為：N>K>Ca>P>Mg>S，微量元素變化規(guī)律為：Fe>Mn>Zn>Cu>B。桉樹生物生長量大，需從土壤中吸收和消耗大量礦質(zhì)營養(yǎng)元素，且在在不同生長發(fā)育期對各種營養(yǎng)元素需求量也有差異[16]。后期可利用3種桉樹對11種營養(yǎng)元素的需求比例進(jìn)行科學(xué)合理的施肥，以達(dá)到幼苗速生的目的。