不同施N 肥方式對櫸樹容器苗生長特性的影響

崔子佳 ，萬俊鵬 ，吳 文 ，張于卉 ，喻方圓

（1.南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，南京林業(yè)大學(xué)·林學(xué)院，江蘇 南京 210037；2.江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院，江西 贛州 341000；3.上海市金山區(qū)林業(yè)站，上海 200540；4.上海市林業(yè)總站，上海 200040）

櫸樹（Zelkova schneideriana）屬于榆科(Ulmaceae)櫸屬(Zelkova)落葉喬木[1]。櫸樹樹形優(yōu)美，樹冠冠幅大，葉片色彩在秋季變化多樣，觀賞價值高，是做行道樹或庭院樹種不錯的選擇。同時，櫸樹根系發(fā)達，能固持水土，涵養(yǎng)水源，減少水土流失，具有一定的生態(tài)價值。此外，櫸樹還是供造船、橋梁、車輛，以及生產(chǎn)各種高檔家具和工藝品等的上等木材，是一種珍貴的用材樹種，具有很高的經(jīng)濟價值[2-3]。由于其較高的經(jīng)濟價值和較大的市場需求，現(xiàn)已被過度開發(fā)利用，導(dǎo)致野生資源大量減少，甚至處于瀕危狀態(tài)[4]。因此，如何加快櫸樹幼苗生長速率，縮短育苗周期，提高苗木產(chǎn)量及質(zhì)量，進而滿足人們大量的需求成為當(dāng)下研究的重點。

施肥是一種最普遍也是最快捷的林木增產(chǎn)方式，林木施肥方式的差異會造成各土壤養(yǎng)分濃度的不同，從而導(dǎo)致苗木吸收養(yǎng)分的效率也跟著改變，所以施肥方式會對養(yǎng)分的吸收及利用效率造成很大的影響[5]。傳統(tǒng)施肥通常采用等量施肥法，其不符合苗木慢－快－慢的生長規(guī)律，這不僅影響苗木的養(yǎng)分吸收效率，而且還會造成肥料的浪費[6]。而指數(shù)施肥則很好地解決了這個問題，顧名思義，指數(shù)施肥就是指通過指數(shù)遞增增加施肥量的方式來施以肥料，這不僅貼合苗木的生長速率，而且能使苗木的養(yǎng)分吸收達到穩(wěn)定狀態(tài)，進而使苗木體內(nèi)營養(yǎng)含量達到穩(wěn)定狀態(tài)，該施肥方式在國外已成為容器苗培育首選施肥技術(shù)[7-8]。研究表明，與傳統(tǒng)施肥相比，指數(shù)施肥不僅節(jié)約肥料，還能有效提高苗木體內(nèi)養(yǎng)分吸收效率與養(yǎng)分載荷，從而提高苗木的產(chǎn)量及質(zhì)量[9-10]。

本研究旨在通過對櫸樹容器苗實施指數(shù)施肥和傳統(tǒng)施肥兩種不同施肥模式，綜合分析各施肥處理對櫸樹容器苗生長特性（包括苗高、地徑和生物量）的影響，探索出最適櫸樹容器苗生長的施肥量和施肥策略，從而加快苗木生長速率，提高苗木出圃質(zhì)量，這對櫸樹容器苗標(biāo)準(zhǔn)化、集約化和規(guī)?；a(chǎn)具有重要的理論和現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料來源于上海市寶山區(qū)森林種質(zhì)資源基地櫸樹育苗區(qū)，2018年3 月中旬將充足的櫸樹種子播種于苗床上，待長至2018年5 月下旬時，選取生長狀況相對一致（苗高約10 cm）的櫸樹實生苗810株移栽于規(guī)格為15 cm×20 cm（上口徑×高）的無紡布袋中，基質(zhì)采用70%菜園土、20%泥炭、10%珍珠巖。待緩苗至6 月初開始露天環(huán)境下施肥試驗。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)置2種施肥方式，4種施氮量，共9個處理。分別為對照處理（CK：0 mg·株-1）、傳統(tǒng)施肥（MF1000∶1 000 mg·株-1；MF1500∶1 500 mg·株-1；MF2000：2 000 mg·株-1；MF4000：4 000 mg·株-1）、指數(shù)施肥（EF1000∶1 000 mg·株-1；EF1500 ∶1 500 mg·株-1；EF2000 ∶2 000 mg·株-1；EF4000∶4 000 mg·株-1）。每個處理 3個重復(fù)，每個重復(fù)30株苗，一共810株。傳統(tǒng)施肥每周等量地添加肥料，其公式如下：

式(1)中，NT為施氮總量，Nt為第 t 次施肥量，T 為施肥周數(shù)(T=15，下同)。

指數(shù)施肥的每周施肥量參考以下兩個公式計算：

式(2)中，NT為施氮總量，NS為幼苗施肥前的初始含氮量，通過測定測得幼苗初始含氮量NS=86.24 mg·株-1，r 是需要確定的系數(shù)。

式(3)中，Nt為當(dāng)次施氮量，Nt-1為當(dāng)次前積累施肥量總和。

施肥間隔為1 周，共進行15 次施肥，采用水溶性的施肥方式，每次施肥時將20 mL 尿素水溶液用注射器施入每株幼苗的基莖周圍。為保證苗木正常生長，試驗期間每隔1 周需對苗木施加1 次磷肥和鉀肥（磷肥和鉀肥分別采用過磷酸鈣和硫酸鉀），整個生長季共補充 8 次，每次施入量均為8 g·株-1。具體施氮量見表1。

表1 櫸樹容器苗不同施肥水平每周施氮量/mg·株-1Tab. 1 Weekly amount of nitrogen application (mg/seedling) for Z. schneideriana container seedlings

1.3 測定方法

苗高地徑測定：分別在施肥前（第0 周，6 月10日）、施肥后（第 3 周，6 月 22 日；第 9 周，8 月 2 日；第15 周，9 月19 日）從每個處理的3個重復(fù)中隨機各取7株，共取 21株，用直尺(精確到 0.1 cm)測量苗高，游標(biāo)卡尺(精確到0.01 mm)測量地徑。

生物量測定：施肥結(jié)束后（第15 周），從每個處理的3個重復(fù)中隨機各取2株苗木帶回實驗室，將各株苗木用枝剪剪成根、莖、葉三部分并用清水洗干凈，再用去離子水洗凈，將苗木分為根、莖、葉不同器官樣品，分別裝入信封，置于烘箱內(nèi)，105℃殺青30 min后，于70℃烘48 h 至恒量。用電子分析天平(精確到0.001)測定根、莖、葉各器官生物量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2013 對試驗數(shù)據(jù)進行圖表處理，用SPSS 22.0 進行方差分析及LSD 多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對櫸樹容器苗苗高的影響

由圖1 可以看出，隨著時間的推移，櫸樹容器苗的苗高逐漸增加，經(jīng)傳統(tǒng)施肥后的櫸樹容器苗苗高隨著施氮量的增加呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，而經(jīng)指數(shù)施肥后的櫸樹容器苗苗高隨著施氮量的增加呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢，它們表現(xiàn)出兩種不同的變化規(guī)律。第1～3 周，在同一施氮總量上，傳統(tǒng)施肥后的櫸樹苗高普遍大于指數(shù)施肥后的櫸樹苗高，并在MF2000 處達到最大值27.5 cm，是對照組CK（19.54 cm）的1.41倍，而MF4000 苗高只有21.1 cm，小于除CK 外的其他處理，說明MF4000 由于施氮量過高，從一開始就受到了抑制；第3～9 周，在同一施氮總量上，指數(shù)施肥后的櫸樹苗高逐漸超過傳統(tǒng)施肥后的櫸樹苗高，并在處理EF4000 處取得最大值70.7 cm，是對照組CK（51.2 cm）的 1.38 倍；待施肥結(jié)束后（第 15 周），各處理苗高由大到小的順序依次為：EF4000 (85.46 cm)＞EF2000(84.56 cm)＞MF2000(84.23 cm)＞EF1500(82.45 cm)＞MF1500 (81.88 cm)＞EF1000 (79.94 cm)＞MF1000(79.07 cm)＞MF4000(73.61 cm)＞CK(60.64 cm)，各施肥處理分別較對照組 CK 增加了 40.93%、39.45%、38.90%、35.97%、35.03%、31.83%、30.39%、21.39%。多重比較結(jié)果表明：在施肥各處理中，MF2000、EF2000和 EF4000 顯著大于其他各處理（P＜0.05），且各施肥處理均與對照組CK 差異顯著，說明不同施肥方法和不同氮素添加量對櫸樹容器苗苗高生長都有促進作用，其中EF4000 處理的效果最好，其次為處理EF2000 和 MF2000。

圖1 不同施肥處理對櫸樹容器苗苗高的影響Fig. 1 Effects of different fertilization treatments on height of Z. schneideriana container seedlings

2.2 不同施肥處理對櫸樹容器苗地徑的影響

經(jīng)傳統(tǒng)施肥后的櫸樹容器苗地徑的生長與苗高相似，而指數(shù)施肥則略有不同。圖2 顯示，第1～3 周傳統(tǒng)施肥后的櫸樹地徑隨著施氮量的增加呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，而指數(shù)施肥后的櫸樹地徑逐漸遞增，在EF4000、MF2000 處達到最大值2.92 mm，是對照組 CK 的 1.24 倍；第 3～9 周和第 9～15 周，指數(shù)施肥后的櫸樹地徑隨著施氮量的增加慢慢開始達到穩(wěn)定狀態(tài)，甚至還有減小的趨勢，均在EF2000 處達到最大值，分別為6.46 mm 和8.19 mm，是對照組 CK 的1.22 倍和1.09 倍，而處理MF4000 逐漸與各施肥處理拉開差距，分別只有5.41 mm 和7.56 mm，為對照組CK 的1.02 倍和1.01 倍，說明因為施氮量過高抑制了該處理的地徑生長。待施肥結(jié)束后（第15 周），各處理地徑由大到小的順序依次為：EF2000(8.19 mm)=EF4000 (8.19 mm)>MF2000 (8.18 mm)>EF1500(8.16 mm)>MF1500 (8.15 mm)>EF1000 (8.12 mm)>MF1000(8.09 mm)>MF4000(7.56 mm)>CK(7.49 mm)，各施肥處理分別較對照組CK 增加了9.35%、9.35%、9.21%、8.95%、8.81%、8.41%、8.01%、0.93%。多重比較結(jié)果表明：在各施肥處理中，除了處理MF4000，其余各施肥處理之間差異不顯著，但都與對照組CK 和處理MF4000 之間差異顯著，說明不同施肥方法和不同施肥量對櫸樹地徑影響不大，但都有促進作用，其中處理MF4000 促進效果很小，處理EF2000 效果最好。

圖2 不同施肥處理對櫸樹容器苗地徑的影響Fig. 2 Effects of different fertilization treatments on diameter of Z. schneideriana container seedlings

2.3 不同施肥處理對櫸樹容器苗生物量積累的影響

由圖3 可知，經(jīng)傳統(tǒng)施肥和指數(shù)施肥的櫸樹容器苗根生物量、莖生物量、葉生物量以及全株生物量都隨著施氮量的增加呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，只是二者生物量出現(xiàn)的峰值不同，傳統(tǒng)施肥中處理MF1500 的生物量達到峰值，而指數(shù)施肥中處理EF2000 的生物量達到峰值。櫸樹根生物量在處理MF1500 處達到最大值8.05 g，是對照組CK 的2.08 倍；莖生物量、葉生物量以及全株生物量均在處理EF2000 處達到最大值，分別為 15.31 g、13.36 g 和 36.16 g，是對照組 CK的 2.78、1.97 和 2.24 倍。全株生物量中，處理MF2000、MF4000 和EF4000 都較前一個處理有所減少，分別為 24.29 g、18.74 g 和 27.84 g，是對照組 CK的1.5、1.16 和1.72 倍，說明由于施氮量過高對這三個處理產(chǎn)生了抑制作用。不同處理的全株生物量由大到小的順序依次為：EF2000 (36.16 g)>MF1500(30.04 g)>EF4000(27.84 g)>EF1500(26.12 g)>EF1000(25.23 g)>MF2000(24.29 g)>MF1000(22.93 g)>MF4000(18.74 g)>CK(16.16 g)。多重比較顯示，各施肥處理均與對照組CK 差異顯著，處理EF2000 和MF4000 與其他施肥處理間均有顯著差異，而處理MF1500 與除了處理EF4000 外的其他施肥處理差異顯著。說明不同的施氮量與施肥方式都對櫸樹容器苗生物量的積累有很好的促進作用，但施氮量過高會產(chǎn)生抑制性。

圖3 不同施肥處理對櫸樹容器苗生物量的影響Fig. 3 Effects of different fertilization treatments on biomass of Z. schneideriana container seedlings

3 結(jié)論與討論

苗高和地徑是評價苗木質(zhì)量水平非常重要的兩項指標(biāo)，通過施肥能明顯促進苗木苗高、地徑的生長，因此施肥是提高苗木質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)之一[11]。本試驗通過研究表明，在施肥第3 周時，傳統(tǒng)施肥后的櫸樹苗高普遍大于指數(shù)施肥，而到了施肥后第9 周時，指數(shù)施肥后的櫸樹苗高開始慢慢超過傳統(tǒng)施肥，說明傳統(tǒng)施肥前期能夠提供充足的養(yǎng)分來滿足植物生長所需，但是施氮量也不能過高，處理MF4000 就很好的說明了這一點，由于前期施氮量過高，MF4000 施肥處理的苗木很可能從前期開始就受到了毒害作用，從而導(dǎo)致容器苗生長勢緩慢。在施肥后段，傳統(tǒng)施肥的養(yǎng)分逐漸開始供應(yīng)不足，而指數(shù)施肥的施氮量則完全符合苗木整個生長期的生長規(guī)律，在后期能夠保證養(yǎng)分充足供應(yīng)，因此指數(shù)施肥后的苗木苗高開始逐漸超過傳統(tǒng)施肥。試驗結(jié)束時，各施肥處理的苗高和地徑都顯著高于不施肥處理CK。在苗高中，傳統(tǒng)施肥各處理呈現(xiàn)先增后減的趨勢，而指數(shù)施肥各處理呈現(xiàn)逐漸遞增的趨勢，并在處理EF4000 處達到最大值85.46 cm，是CK 的1.41 倍。在地徑上，指數(shù)施肥和傳統(tǒng)施肥后的各處理均表現(xiàn)出先增后減的趨勢，并都在指數(shù)施肥處理EF2000 處達到最大值8.19 mm，分別是對照組CK 的1.09 倍。指數(shù)施肥與傳統(tǒng)施肥相比，顯著提高了苗木苗高，但是地徑的差異并不顯著，這與前人對青岡櫟(Cyclobalanopsis glauca)的研究結(jié)果類似[12]，但也有研究表明指數(shù)施肥能同時顯著提高沉香(Aquilaria sinensis)容器苗的苗高和地徑[13]。存在這種現(xiàn)象的原因可能是由于樹種類型以及施肥量不同。傳統(tǒng)施肥中，施氮量為2 000 mg·株-1的苗高地徑最大，而指數(shù)施肥中，施氮量為4 000 mg·株-1的苗高最大，施氮量為2 000 mg·株-1的地徑最大，說明適量施氮能促進櫸樹苗木的生長，過量則會產(chǎn)生一定的抑制，但指數(shù)施肥中的苗高則隨著施氮量的增加而增加。

生物量是評價苗木生產(chǎn)力高低的重要指標(biāo)之一，施氮量的多少直接影響著植物體內(nèi)生物量的積累與分配[14]。在本研究中，傳統(tǒng)施肥與指數(shù)施肥的櫸樹苗木根莖葉及全株生物量都隨著施氮量的增加呈現(xiàn)出先增后減的趨勢。但兩種施肥方式出現(xiàn)的拐點不同，傳統(tǒng)施肥處理中，施氮量為1 500 mg·株-1的生物量最大，而施氮量增至 2 000 mg·株-1、4 000 mg·株-1時，生物量持續(xù)減少，指數(shù)施肥處理中，施氮量為2 000 mg·株-1的生物量最大，為36.16 g，是對照組CK 的 2.24 倍，而當(dāng)施氮量達到 4 000 mg·株-1時，生物量也開始減少，說明不論何種施肥方式，只有適量的施肥才能促進櫸樹容器苗的生長，而過量的施肥會使苗木受到毒害作用，從而導(dǎo)致苗木的生長與生物量積累都受到抑制[15]。王曉等[16]對閩楠幼苗的研究表明，指數(shù)施肥能顯著增加苗木生物量，但施氮過量也會抑制苗木生物量的積累，這與本試驗研究結(jié)果相似。

綜上所述，在指數(shù)施肥方式下施氮量2 000 mg·株-1為櫸樹容器苗生長的最佳施肥策略。本試驗研究通過不同的施肥方法和施氮濃度兩個因素確定了1年生櫸樹容器苗生長的最適施肥方案，但此研究中根系形態(tài)及養(yǎng)分承載的測定尚未涉及，因此想要更加科學(xué)全面地制定櫸樹容器苗施肥方案，在今后的試驗中應(yīng)逐步深入并完善，同時，如何才能將指數(shù)施肥準(zhǔn)確地運用到育苗實踐當(dāng)中去，也是今后的研究熱點和方向。