施用尿素對芳樟矮林生長及得油率的影響

彭藝 張北紅 王顏波 姜睿 李衛(wèi)東 李鳳 肖祖飛

摘 要：樟樹是我國亞熱帶地區(qū)常綠闊葉林中重要組成樹種之一，它的根、莖、葉含有精油，廣泛應用于醫(yī)藥、日用化工、香精香料、食品添加劑等領域，具有重要經(jīng)濟價值。天然芳樟醇主要來源于芳樟醇型樟樹（芳樟）。當前芳樟采用矮林栽培，割去枝葉提取精油，大量枝葉被帶走會導致土壤肥力衰退。為芳樟矮林施肥提供理論依據(jù)，以4年生芳樟矮林為材料，研究不同尿素施用量對芳樟矮林的生長和得油率的影響。結(jié)果表明，施用尿素對芳樟矮林萌芽、萌條長度、粗度有顯著促進作用，對芳樟矮林成枝數(shù)影響不明顯，尿素施用量為100g/株時對芳樟矮林萌芽和萌條生長促進作用最好;施用尿素對芳樟矮林株高、冠幅有顯著促進作用，對地徑有顯著抑制作用，尿素施用量為100g/株時對芳樟矮林株高和冠幅促進作用最好;尿素施用量在25～100g/株對芳樟矮林單株鮮重、單株葉鮮重、單株小枝鮮重及單株主枝鮮重顯著促進作用，繼續(xù)增加至200g/株則抑制芳樟生物量;施用尿素對芳樟矮林單株葉得油率無顯著影響，但會提高主枝得油率，降低小枝得油率，降低葉片油細胞密度，減小葉片油細胞的直徑。因此綜合各項指標，施用100g/株尿素對芳樟矮林生長較好，可以提高單位面積生物量，提高單位面積精油產(chǎn)量。

關鍵詞：樟樹 芳樟矮林 尿素 生長 得油率

中圖分類號：S792.23 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

樟樹（Cinnamomum camphora）隸屬樟科樟屬，常綠喬木，枝葉茂密，冠大蔭濃，是我國長江流域常見的園林綠化和特色經(jīng)濟樹種[1，2]。樟樹根據(jù)枝葉精油主成分含量可分為腦樟、龍腦樟、芳樟、檸檬樟等化學型，如主含芳樟醇的樟樹為芳樟。芳樟醇是重要的工業(yè)原料，芳樟醇及其部分衍生物廣泛應用于香精香料、醫(yī)用、日用化工等方面[3-5]，具有重要經(jīng)濟價值。目前，以芳樟為香料原料林采用矮林密植、割取枝葉提取精油，極大地提高了精油的產(chǎn)量。但是采伐會帶走大量枝葉，造成土壤肥力衰退，需要通過施肥來補充缺失的肥力。酰胺態(tài)氮肥——尿素，是固體氮中含氮最高的肥料，可以為植物提供大量氮素。用尿素作為氮肥對芳樟矮林施用，能夠滿足芳樟矮林生長發(fā)育過程中對氮素的需求。有研究表明，施用氮素能夠促進樟樹幼苗根系生長，與對照相比較，樟樹幼苗細根根尖數(shù)、體積、表面積、長度顯著增加[6]。施肥能促進香樟幼苗株高、地徑的生長以及生物量的積累，施用6g/株氮肥幼苗生長效果最好，株高、地徑和鮮重達到最大值[7]。施用一定量的復合肥（12g/株）能夠顯著促進香樟幼苗株高、地徑的生長以及生物量的累積，施用16 g/株復合肥會抑制苗高和地徑生長，生物量降低[8]。目前，對樟樹苗木施肥取得一定進展，但芳樟矮林施肥方面的研究較少，為芳樟矮林的合理施肥提供理論依據(jù)，以4年生芳樟矮林為研究對象，采用田間試驗法，研究施用尿素對芳樟矮林株高、地徑、生物量、精油分布規(guī)律等的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗地位于江西省南昌市南昌工程學院園林實踐基地內(nèi)，地理位置為東經(jīng)115°27′～116°35′、北緯28°09′～29°11′，屬亞熱帶濕潤季風氣候，氣候溫潤。一年中夏冬季長，春秋季短，是夏炎冬寒的典型城市，年平均氣溫17～17.7 ℃，極端最高氣溫40.6 ℃，極端最低氣溫-9.7℃。年降雨量1600～1700 mm，降水日為147～157d，年平均暴雨5.6 d，年平均相對濕度為78.5%。年日照時間1723～1820 h，日照率為40%。年無霜期251～272 d。

1.2 試驗材料

試驗材料為4年生芳樟矮林（同一無性系），株距1.0 m、行距1.5 m，種植后每年10月底伐樁，伐樁高度為20 cm，每年3月份每株穴施100 g復合肥和200 g尿素，正常養(yǎng)護管理。

1.3 試驗設計

以尿素為氮肥（含氮≧46.0%，山西天澤煤化工集團股份公司生產(chǎn)），施肥時間為2019年5月4日，尿素施用量為0 g/株、25 g/株、50 g/株、100 g/株、200 g/株（分別記為N0、N1、N2、N3、N4），施肥方式為打孔施，在離植株基部30 cm處打孔施入尿素，回填土壤，每個處理15株，3次重復。同時，測定每個處理每顆植株基樁地徑。6月4號對不同處理芳樟基樁萌芽數(shù)進行統(tǒng)計，同時每個處理每顆植株選取生長最高的萌條測定其長度。10月底結(jié)束試驗，測定不同處理植株的地徑、株高和冠幅，然后每個處理隨機選取5株，從枝條頂部數(shù)起摘取第5或第6片葉子用于精油細胞數(shù)量和大小的統(tǒng)計，之后在離地面20 cm處砍伐，獲取其地上部分，帶回實驗室測定單株鮮重，然后將其分成葉、小枝、主枝三部分，測定單株葉鮮重、小枝鮮重、主枝鮮重，再分別從葉、小枝和主枝中稱取一部分（200～400 g），采用水蒸氣蒸餾法，提取精油，進而計算出得油率。

1.4 測定指標與方法

（1）單株萌芽數(shù)和成枝數(shù)

單株萌芽數(shù)：6月份，調(diào)查不同伐樁高度基樁上萌條數(shù)。

單株成枝數(shù)：10月份采伐時，調(diào)查不同伐樁高度基樁上枝條數(shù)。

（2）地徑、株高和冠幅的測定

參照GB ?6000-1999《主要造林樹種苗木質(zhì)量分級》[9]中的標準：地徑指苗木土痕處的粗度，用游標卡尺測量;株高是指地徑至植株頂芽基部的苗干長度，用卷尺測定;冠幅是指樹（苗）木的南北和東西方向?qū)挾鹊钠骄?，用卷尺測量。

（3）生物量的測定

采伐后用電子天平測定單株鮮重，之后將其葉、小枝、主枝分開，再用電子天平稱量其鮮重。

（4）精油提取和得油率計算

從（3）中取部分葉、小枝和主枝，各稱取一定重量W1（200～400 g），采用水蒸氣蒸餾法提取精油，蒸餾40 min，關停設備，取出精油，用已知重量棕色玻璃瓶W2貯存，稱重W3，得油率計算公式為：

得油率（%）=（W3-W2）/W1×100

（5）葉片油細胞數(shù)量和大小的測定

采用初慶剛和胡正海[10]的方法：將芳樟葉片中脈去除，切成5 mm×5 mm的小塊，用鑷子將其放入2 mL離心管，再向離心管加入1.5 mL 5%的NaOH水溶液，之后放入60 ℃培養(yǎng)箱中透明24～72 h。透明后用超純水清洗3遍，再用H2O2漂白5～15 min，用超純水清洗干凈制成臨時封片，在顯微鏡（Ni-U+DS-Ri2）下觀察、拍照，記錄10×視野油細胞數(shù)量，每個視野隨機選取10個油細胞測量其直徑。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與方法

所有實驗數(shù)據(jù)先用Excel ?2010計算、整理，再用SPSS ?19.0進行方差分析和Duncan多重比較，顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用尿素對芳樟矮林萌芽、萌條長度和萌條粗度的影響

施用尿素對芳樟矮株枝條、萌發(fā)狀況的影響見圖1至圖3。

由圖1可知，施用一定量的尿素對芳樟矮林萌芽有促進作用。N1處理芳樟矮林萌芽數(shù)最少，平均為16.44個，與對照（N0）差異不顯著;N3處理芳樟矮林萌芽數(shù)最多，平均為21.33個，顯著高于N1處理，高于N0處理（18.11個）。N2和N4處理芳樟萌芽數(shù)分別為20.22個和20.00個，與N3處理差異不顯著。

由圖2可知，芳樟矮林萌條長度隨尿素施用量的增加呈先增后降趨勢。N2處理芳樟矮林萌條長度最大（122.46 cm），其次是N3處理（118.10 cm），N2和N3處理差異不顯著，顯著大于對照（N0，103.62 cm）和N1處理（106.12 cm）。N4處理芳樟萌條長度變小，低于N2和N3處理，與N0和N1處理差異不顯著。因此，N2或N3處理對萌條長度效果較好，即尿素施用量50～100 g/株。

由圖3可知，施用尿素對芳樟萌條粗度有一定促進作用。N3處理芳樟萌條粗度最大（56.46 mm），N1處理芳樟萌條粗度最?。?7.71 mm），二者相差8.75 mm，N3處理萌條粗度也比對照（N0）大7.46 mm。N3處理萌條粗度顯著大于其它處理，而N0、N1、N2和N4處理萌條粗度差異不顯著。因此，N3處理對芳樟萌條粗度效果最佳，即尿素施用量100 g/株。

2.2 施用尿素對芳樟矮林成枝數(shù)的影響

由圖4可知，N1、N2和N3處理芳樟成枝數(shù)較多，平均為11個、10.67個和10.89個，稍高于對照（N0，9.78個）和N4處理（9.56個），各處理間差異不顯著，與對照差異也不顯著。施用尿素對芳樟矮林成枝數(shù)影響不明顯。

2.3 施用尿素對芳樟矮林地徑、株高和冠幅的影響

2.3.1 施用尿素對芳樟矮林地徑生長的影響

由圖5可知，芳樟矮林地徑隨著尿素施用量的增大而逐漸減小。N2、N3、N4處理地徑顯著小于對照（N0），N1處理和對照（N0）地徑無明顯差異。地徑最大的是對照（N0），平均為19.36 mm，地徑最小的是N4處理，平均為12.79 mm，二者相差6.57 mm。

因此，施用尿素對芳樟矮林地徑有抑制作用，且尿素施用量越大抑制作用越明顯。

2.3.2 施用尿素對芳樟矮林株高的影響

由圖6可知，施用尿素對芳樟矮林株高有促進作用，N3處理株高最大（226.20 cm），顯著高于其它處理和對照（N0，189.47 cm）。N1、N2和N4處理株高略大于對照（N0），之間無明顯差異。芳樟矮林株高隨尿素施用量的增多逐漸增大，當尿素施用量為100 g/株時，芳樟矮林株高達到最大，繼續(xù)增加尿素施用量，促進作用減弱。

2.3.3 施用尿素對芳樟矮林冠幅的影響

由圖7可知，施用尿素對芳樟矮林冠幅有促進作用，各處理冠幅高于對照（N0）。N3處理冠幅最大（194.52 cm），顯著大于其它處理，其次是N1和N4處理，分別為184.08 cm和183.82 cm，顯著高于對照（N0），對照（N0）冠幅最小（172.54 cm）。

2.4 施用尿素對芳樟矮林生物量的影響

施用尿素對芳樟矮林鮮葉、枝條等生物量的影響見圖8至圖11。

2.4.1 施用尿素對芳樟矮林單株鮮重的影響

由圖8可知，施用一定量的尿素對芳樟矮林單株鮮重有促進作用，N1單株鮮重最大（5021.55 g），其次是N3處理（4946.70 g），N4處理和對照（N0）單株鮮重較小，分別為3967.33 g和4125.86 g。與N0相比較，N1、N2和N3處理單株鮮重分別增加了895.69 g、456.31 g和820.84 g，N4處理單株鮮重降低了158.53 g。各處理單株鮮重N1>N3>N2，且這三者顯著大于N4和對照，N4處理和對照單株鮮重無明顯差異。

2.4.2 施用尿素對芳樟矮林單株葉鮮重的影響

由圖9可知，施用一定量的尿素對芳樟矮林單株葉鮮重有促進作用，芳樟矮林單株葉鮮重最大的是N1處理，平均為2584.23 g，其次是N2和N3處理，最小的是N4處理，平均為1733.69 g。與對照（N0）相比較，N1、N2和N3處理單株葉鮮重分別增加了485.22 g、226.89 g和220.97 g，N4處理降低了392.32 g。N1處理與N2、N3處理單株鮮重差異不顯著，顯著大于N4處理和對照（N0）。N2和N3處理單株鮮重顯著大于N4處理，與對照差異不顯著。因此，施用25～100g/株的尿素可以促進芳樟單株葉鮮重的增長，200 g/株的尿素施用量則會抑制單株葉鮮重的增長。

2.4.3 施用尿素對芳樟矮林單株小枝鮮重的影響

由圖10可知，施用尿素對芳樟矮林單株小枝鮮重有促進作用，但過高的尿素施用量促進效果不明顯。單株小枝鮮重最大的是N1處理（1523.52 g），其次是N3處理（1390.32 g），單株小枝鮮重最小的是對照（N0，958.77 g）。與對照相比較，N1、N2、N3和N4處理單株小枝鮮重均增加了，分別增加了564.76 g、264.28 g、431.56 g和138.75 g。N1和N3處理單株小枝鮮重差異不顯著，顯著高于其它處理和對照，N3處理顯著高于對照（N0），N4處理和對照無明顯差異。

2.4.4 施用尿素對芳樟矮林單株主枝鮮重的影響

由圖11可知，施用尿素對芳樟矮林單株主枝鮮重有顯著影響，各處理單株主枝鮮重均顯著大于對照（N0），各處理間也有顯著差異。N1處理單株主枝鮮重最大（1523.52 g），顯著高于其它處理和對照，其次是N3處理（1390.32 g），顯著高于N2、N4和對照，N2和N4處理單株主枝鮮重分別為1223.04 g和1097.52 g，二者差異不顯著，但均顯著大于對照（958.77 g）。

2.5 施用尿素對芳樟矮林得油率的影響

2.5.1 施用尿素對芳樟矮林葉得油率的影響

由圖12可知，芳樟矮林單株葉片得油率最大的是N2處理，平均為1.45%;單株葉片得油率最小的是N1處理，平均為1.18%。各處理之間差異明顯，與對照葉差異不明顯。因此，施用尿素對芳樟矮林單株葉片得油率無顯著影響。

2.5.2 施用尿素對芳樟矮林小枝得油率的影響

由圖13可知，芳樟矮林單株小枝得油率最大的是N4處理（0.157%），其次是對照（0.154%），N1、N2、N3處理單株小枝得油率顯著下降。

2.5.3 施用尿素對芳樟矮林主枝得油率的影響

由圖14可知，施用尿素對芳樟矮林主枝得油率有顯著促進作用，得油率隨著尿素施用量的增大而升高。單株主枝得油率最大的是N3和N4處理，其次是N1和N2處理，得油率最小的是對照（N0）。N3和N4處理得油率均為0.14%，顯著大于其它處理和對照。N1和N2處理得油率均為0.10%，顯著大于對照。

2.6 施用尿素對芳樟矮林葉片油細胞密度和直徑的影響

施用尿素對芳樟矮林葉片油細胞密度與直徑的影響分別見圖15和圖16。

由圖15可知，各處理間葉片油細胞密度在37.50～38.50個/mm2之間，各處理間葉片油細胞密度差異不明顯。對照葉片油細胞密度高達50.07個/mm2，顯著高于各處理葉片油細胞密度。因此，施用尿素會減少芳樟矮林葉片油細胞密度。

由圖16可知，芳樟矮林葉片油細胞直徑最大的是對照（31.97 μm），最小的是N2處理（20.49 μm）。各處理芳樟矮林葉片油細胞直徑均小于對照，其中N3和N4處理稍小于對照，與對照差異不顯著，N1和N2處理顯著小于對照。因此，施用尿素會減小芳樟矮林葉片油細胞的直徑。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1 施用尿素對芳樟矮林萌芽的影響

施用一定量的尿素可以促進芳樟矮林萌芽，芳樟矮林萌條長度、粗度增加，這可能是由于施用尿素，芳樟矮林根系獲得足夠氮素，為基樁的萌芽提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，促進基樁的萌芽和萌條的增高、增粗生長。施用尿素對芳樟矮林成枝數(shù)影響不明顯，究其原因可能是成枝數(shù)受遺傳控制，樟樹矮林自身存在疏枝現(xiàn)象。

3.1.2 施用尿素對芳樟矮林生長的影響

施用尿素對芳樟矮林株高、冠幅有促進作用。有研究表明，適量施用尿素可以促進香樟幼苗成長[11]，張銀榮[12]等人研究氮、磷、鉀混合肥對龍腦香樟幼苗生長的影響也發(fā)現(xiàn)，施用氮肥可以促進香樟幼苗株高生長，與本研究結(jié)果基本一致。芳樟矮林地徑則會隨著尿素施用量的增大而逐漸減小，并且尿素施用量越大，抑制效果越明顯，表明施用尿素不利于芳樟地徑生長。這一結(jié)論與林婉奇[13]等人研究不同密度樟樹幼苗生長對氮磷添加的響應結(jié)果基本一致，在80株/m2的密度下，對照組的樟樹幼苗地徑大于氮處理的幼苗地徑。出現(xiàn)上述情況的原因可能是因為尿素中含有大量的氮元素，氮元素能夠促進植物地上部分的增長，抑制地下部分的增長。

本試驗中，施用尿素對芳樟矮林單株鮮重、單株葉鮮重、單株小枝鮮重、單株主枝鮮重有促進作用，尿素施用量為25～100g/株時對芳樟矮林生物量促進作用較好，尿素施用量為200g/株時單株鮮重和單株葉鮮重比對照組小。出現(xiàn)這種情況的原因可能是因為氮素會促進葉片生長，而過量施用氮素會使得葉片過于肥大，導致植株空隙減少，通風透光能力降低，葉片光能利用率下降，同時其呼吸旺盛，提高了光合產(chǎn)物的消耗，導致干物質(zhì)積累降低。有研究表明，施用適量的增效尿素可以使棉花產(chǎn)量上升，過量則會使產(chǎn)量下降[14]。胡麻在施用適量氮肥后，其干物質(zhì)積累量有明顯提高，但當?shù)适┯眠^量時，將會使得胡麻干物質(zhì)積累量減少[15]。

3.1.3 施用尿素對芳樟矮林得油率的影響

施用尿素對芳樟矮林葉片得油率無顯著影響，這一結(jié)果與劉新亮[16]等人研究基本一致。施用尿素促進芳樟矮林主枝得油率，可能是因為氮素可以促進枝粗生長，使得主枝得油率得到顯著提高。施用尿素會減小芳樟矮林葉片油細胞密度和直徑，出現(xiàn)這一情況可能是因為施用尿素促進芳樟矮林單株葉鮮重的增加，單株葉量增加，導致油細胞密度降低、油細胞大小減小。

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