氮、磷營養(yǎng)對土沉香幼苗生長的實驗影響探究

黃昭彩

為進一步探究土沉香幼苗生長過程的影響因素，本次研究針對氮素和磷素兩種營養(yǎng)元素的施加作業(yè)角度加以展開。在確定實驗材料、實驗流程和實驗指標測試方法后，分別對不同氮素和不同磷素營養(yǎng)成分水平下的土沉香幼苗指標進行測定，包括苗高、地徑、根長和葉面積，以及生物量和葉片營養(yǎng)元素含量等多方面內(nèi)容。結(jié)果顯示，當?shù)貭I養(yǎng)濃度為每株600mg、磷素營養(yǎng)濃度為每株800mg時，土沉香幼苗的生長指標、總生物量和葉片各營養(yǎng)物質(zhì)含量方面基本可達到最大值，且與對照組之間的差異也尤為顯著，因此可作為后續(xù)幼苗培育的參考技術(shù)參數(shù)。

土沉香是瑞香科沉香屬植物，在華南地區(qū)具有一定分布，其分泌物“沉香”具有較高的藥用價值。受此影響，近年來國內(nèi)土沉香植物資源長期受到過度開發(fā)。加之土沉香幼苗在自然環(huán)境下成活率不足，因此土沉香資源緊張問題仍然較為突出。針對此類問題，則需要探究人工模式下的土沉香幼苗生長，并分析幼苗生長的關(guān)鍵影響因素，以實現(xiàn)土沉香種植工作的優(yōu)化提升。

一、實驗材料與實驗方法

1、實驗材料

結(jié)合本次實驗研究目標，主要選用以下幾類實驗材料：①土沉香幼苗，其為廣西農(nóng)科院培育的6個月土沉香幼苗，選擇平均苗高在7.2cm左右，且幼苗高度之間不具有顯著差異的一批幼苗，在溫室中培養(yǎng)1個月，確保其未出現(xiàn)病蟲害后，作為實驗原材料。②實驗用土壤，其選用黃心土、河砂、泥炭和蛭石四種原材料，按照質(zhì)量比4：3：2：1的比例均勻混合，并使用濃度為0.1%的生物制劑進行消毒處理。

2、實驗方法

上述實驗材料準備就緒后，按照以下幾個步驟開展實驗：

①對植株種植相關(guān)參數(shù)進行確定。該步驟在3月進行，并選擇陰雨天氣進行定植作業(yè)，種植前按照株行距挖穴，穴規(guī)格為50cm×50cm×40cm，挖好種植穴后，先回填地表土，再按照一定比例投放基底肥。同時在種植密度上，由于該區(qū)域水肥條件較為優(yōu)良，因此種植密度設(shè)置為2m×3m，每畝種植數(shù)量約為100株。按照上述條件準備實驗環(huán)境，同時按照土沉香幼苗的常規(guī)生長環(huán)境對環(huán)境進行優(yōu)化布置，這樣可以使實驗結(jié)果更加準確。

②進行植株的栽植。在移植苗木之前，需要修剪苗木的下部側(cè)枝和葉片，保留上部的幾片葉子，并將每片葉子剪去一半。在栽植時，應(yīng)該選擇適當?shù)纳疃葘⒚缒驹匀胪林?，然后回填土壤并輕輕壓實。在穴的表面，需要覆蓋一層厚度約為3cm至5cm的細土。完成栽植后，要給予苗木充足的澆水，確保水分滲透到根系，隨后進行排水溝的開挖。

③進行植株養(yǎng)護。在幼苗種植完成后，結(jié)合自然環(huán)境變化適當進行松土和除草作業(yè)，并同時進行施肥作業(yè)。

3、相關(guān)指標測定方法

結(jié)合本次實驗研究目標，確定以下幾方面的指標測定方法：

①針對苗高、地徑、根長和生物量的測定。其中苗高、地徑和根長直接應(yīng)用直尺或游標卡尺進行測量；生物量則進行105℃殺青和60℃烘干處理后，再使用托盤天平進行測量。

②對葉面積進行測定，直接應(yīng)用掃描儀進行掃描，并使用PS對圖像進行處理后，得到葉面積。

③對植株養(yǎng)分含量進行測量，該類指標直接應(yīng)用原子吸收光譜儀測定。

二、氮素營養(yǎng)對土沉香幼苗生長的影響

1、氮素營養(yǎng)濃度對土沉香苗高、地徑、根長和葉面積的影響。

在測量不同氮素營養(yǎng)濃度的影響過程中，共計設(shè)置6個處理實驗組，分別編號為T1～T6，每個處理實驗組內(nèi)均為12株幼苗，各個處理實驗組的氮素營養(yǎng)濃度梯度分別設(shè)置為每株0mg、100mg、200mg、400mg、600mg、800mg。施加氮素的實驗組中，氮肥均采用指數(shù)施肥法進行，其參考的公式如下：

NT=NS（ert-1）（1）

式（1）中，NT代表總施氮量，單位為毫克（mg）；Ns表示施肥處理前植株的初始含氮量，單位為毫克（mg）；t指施肥總次數(shù)；r表示氮素營養(yǎng)的相對添加率，單位為百分比（%）。

基于上述步驟進行種植后，對不同氮素營養(yǎng)濃度水平下的土沉香苗高、地徑、根長和葉面積四項指標的數(shù)據(jù)進行匯總。結(jié)果顯示，當增大氮素營養(yǎng)的濃度后，土沉香幼苗在各項指標上均出現(xiàn)了較為顯著的提升，以苗高為例，對照組的平均值僅為12.292cm，而在后續(xù)的各組中，平均值分別變更為15.758cm、17.258cm、20.642cm、21.917cm、16.658cm。當然同時也可發(fā)現(xiàn)，在濃度升至600mg/株后，再提升氮素營養(yǎng)濃度則反而導致指標開始降低。結(jié)合實驗結(jié)果可知，當濃度達到600mg/株后，實驗獲取的相關(guān)數(shù)值便會達到峰值。

在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用SPSS進行多重顯著性分析，結(jié)果顯示，在不同處理組別間，各項指標均具有較為顯著的差異，特別是針對T5組別（即對應(yīng)濃度為600mg/株）而言，該組除與T4的差異不顯著外，與其他各組之間的差異都具有顯著性，特別是與對照組T1之間的顯著性尤為突出，苗高、地徑、主根長度和葉面積分別達到對照處理的1.78倍、1.40倍、1.58倍和4.99倍。

2、氮素營養(yǎng)濃度對土沉香幼苗生物量生長的影響

為探究不同氮素營養(yǎng)濃度對土沉香幼苗生物量的影響，仍按照上文所述的方法進行分組和分別處理，處理完成后，對土沉香幼苗生物量生長情況進行綜合分析，對數(shù)據(jù)信息進行匯總后，結(jié)果顯示，在地上部分生物量指標中，各個實驗組的平均值分別為0.218g、0.267g、0.368g、0.427g、0.841g、0.616g（以每株的含量計算，下同）；在地下部分生物量指標中，各個實驗組的平均值分別為0.158g、0.160g、0.211g、0.258g、0.286g、0.266g；在總生物量指標中，各個實驗組的平均值分別為0.369g、0.416g、0.575g、0.675g、1.123g、0.880g；在根冠比指標上，各個實驗組的平均值則分別為0.756g、0.623g、0.583g、0.553g、0.342g、0.439g。

由此不難看出，當提升氮素營養(yǎng)濃度后，土沉香幼苗在生物量的各項指標上，變化趨勢基本相同，均為先增后降，并在T5組別（即對應(yīng)濃度為600mg/株）上達到最高點。初步推斷，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，在初始階段提升氮素營養(yǎng)濃度使得植株獲得了較高的養(yǎng)分，這段期間隨著氮素營養(yǎng)濃度的提升，綜合環(huán)境對于植物的生長支持會愈加明顯，促使土沉香幼苗在充足的養(yǎng)分條件下快速生長。與此同時，當生長環(huán)境內(nèi)養(yǎng)分情況達到土沉香幼苗的最大需求量后，即使進一步提高氮素營養(yǎng)的濃度，也無法對土沉香幼苗生長提供更多幫助。反之當?shù)貭I養(yǎng)濃度過高時，還可能導致其他關(guān)鍵養(yǎng)分的相對不足，因為過量的氮素可能干擾其他養(yǎng)分（如各種無機微量元素）的吸收和利用，造成植株生長反而受到負面影響。

在此基礎(chǔ)上，進一步進行方差分析，結(jié)果顯示，在各個實驗組之間，土沉香幼苗在生物量的幾項指標上均呈現(xiàn)出顯著差異，特別是在根冠比指標上更為突出。據(jù)此可知，在土沉香幼苗中，其生物量分配情況受到氮素水平的影響尤為顯著，當?shù)貭I養(yǎng)水平較低時，嚴重的低氮脅迫導致了土沉香幼苗將更多的營養(yǎng)物質(zhì)分配至地下部分。隨著氮素的增加，越來越多的營養(yǎng)物質(zhì)將隨之轉(zhuǎn)移到土沉香幼苗的地上部分，使得根冠比逐步下降。相對而言，在生物量指標上，仍以實驗組T5最具優(yōu)勢，其在地上部分、地下部分和總生物量三項指標中，分別為對照組T1的7.227倍、1.810倍和3.043倍。

3、氮素營養(yǎng)濃度對土沉香幼苗葉片養(yǎng)分含量的影響

在本環(huán)節(jié)的研究中，沿用章節(jié)2.1中的實驗處理方法，分析不同氮素營養(yǎng)濃度對土沉香幼苗葉片養(yǎng)分含量的影響，在對數(shù)據(jù)進行匯總后，得到結(jié)果如圖1所示。

根據(jù)圖1可見，隨著氮素營養(yǎng)的提高，土沉香幼苗葉片的氮、磷、鉀、鈣、鎂含量，均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，初步推斷，這與高濃度的氮素可能使植物更容易受到環(huán)境脅迫的影響不無關(guān)聯(lián)。從具體數(shù)據(jù)指標來看，對照組T1在葉片養(yǎng)分含量的五項指標上均處于最低水平，而當?shù)貭I養(yǎng)水平提升到600mg/株（即對應(yīng)實驗組T5）時，葉片養(yǎng)分含量均達到最大值氮、磷、鉀、鈣、鎂五種元素的吸收率也分別達到對照組處理的9.765倍、9.691倍、11.598倍、10.504倍和6.750倍。其中，鉀元素的增長幅度最大，而鈣元素的增長幅度最小。綜合以上內(nèi)容進行分析后初步確定，土沉香幼苗的最佳施氮量為600mg/株，此時，幼苗全株生物量最高，葉片中養(yǎng)分含量最大。

三、磷素營養(yǎng)對土沉香幼苗生長的影響

1、磷素營養(yǎng)濃度對土沉香苗高、地徑、根長和葉面積的影響

根據(jù)以往種植經(jīng)驗可知，土沉香葉尖端發(fā)黑問題，可以使用含有氮、磷等多種營養(yǎng)元素的全面肥料進行施用。氮元素可以促進植物生長和葉片綠色素合成，磷元素則有助于根系生長和開花結(jié)果，提高植物抗逆性和耐寒性。因此，進一步針對磷素營養(yǎng)與土沉香幼苗的關(guān)系進行研究，可以專門為果樹類植物設(shè)計復合肥進行施用。本節(jié)重在探究磷素營養(yǎng)濃度影響的研究環(huán)節(jié)，結(jié)合實際情況，并參考相關(guān)文獻資料后，保持實驗材料不變，采用隨機區(qū)組實驗設(shè)計，共計T1～T7七個處理水平，每個實驗處理水平為12株，設(shè)置三個小區(qū)，每小區(qū)幼苗數(shù)量4株，同時上述七個實驗處理的磷素濃度分別為每株0mg、200mg、400mg、600mg、800mg、1000mg和1200mg。含磷素的肥料則采用一次性施加的方式進行施肥作業(yè)。上述內(nèi)容完成后，按照1.3中的指標測量方法，對土沉香苗高、地徑、根長和葉面積四項指標進行測定。

上述內(nèi)容完成后，按照1.3中的指標測量方法，對土沉香苗高、地徑、根長和葉面積四項指標進行測定，結(jié)果顯示，隨著磷素營養(yǎng)濃度的提升，在土沉香幼苗中，苗高、地徑、根長和葉面積四項指標均呈現(xiàn)出先升后降的特點，以苗高為例，各組的數(shù)值（以平均值計，下同）分別為12.149cm、13.882cm、15.875cm、17.417cm、25.000cm、20.488cm、20.950cm。初步推斷，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，在初始階段，磷作為植株生長所必需的元素，使得土沉香幼苗的生長指標得到相應(yīng)的改善，但隨著磷素濃度的不斷升高，其可能導致植物對磷素的過度敏感，引起磷素毒害。這可能導致生理障礙，如磷素過多引起的離子不平衡，影響其他元素的吸收和利用，從而對植物生長產(chǎn)生負面影響。從實際情況來看，當實驗處理組為T5（對應(yīng)施加量為每株800mg）時，有苗高、地徑和葉面積三項指標取得最大值。

在此基礎(chǔ)上，進一步展開方差分析結(jié)果并顯示：在各個不同的實驗處理條件下，土沉香幼苗的苗高、地徑和葉面積均存在顯著差異，而根長指標的差異則均不顯著。相對而言，在苗高、地徑和葉面積三項指標上，均以T5組別對應(yīng)的數(shù)值為最高，而在根長上則以T4處理（對應(yīng)施加量為每株600mg）相對較具優(yōu)勢。

2、磷素營養(yǎng)濃度對土沉香幼苗生物量生長的影響

為探究不同磷素營養(yǎng)濃度對土沉香幼苗生物量生長的影響，仍采用3.1中的實驗設(shè)計模式進行實驗，并對結(jié)果數(shù)據(jù)進行匯總整理，結(jié)果顯示，在地上部分生物量指標中，各個實驗組的平均值分別為0.232g、0.487g、0.557g、0.732g、1.130g、0.826g、0.714g（以每株的含量計算，下同）；在地下部分生物量指標中，各個實驗組的平均值分別為0.129g、0.230g、0.209g、0.286g、0.302g、0.310g、0.245g；在總生物量指標中，各個實驗組的平均值分別為0.369g、0.585g、0.763g、1.017g、1.431g、1.136g、0.958g；在根冠比指標上，各個實驗組的平均值則分別為0.602g、0.800g、0.569g、0.425g、0.317g、0.393g、0.404g。顯然，土沉香幼苗生物量與磷素營養(yǎng)濃度之間的函數(shù)關(guān)系變化趨勢與上文中的生長指標變化趨勢基本類似，仍表現(xiàn)為先升后降的特征，推斷這與磷素與其他養(yǎng)分之間存在復雜的互作關(guān)系不無關(guān)聯(lián)。

另外，從方差分析結(jié)果來看，地上部分生物量指標中，以T5組的指標為最高，雖然與T4、T6和T7不顯著，但顯著高于T1、T2和T3；在地下部分生物量指標中，以T6組的指標為最高，但其與除了對照組T1外的其他各組之間均不存在顯著差異。另外，從根冠比這項指標來看，其呈現(xiàn)出先降后升的特征，其中以T2組對應(yīng)的根冠比的數(shù)值為最高，與其他各組之間均存在顯著差異。根據(jù)上述內(nèi)容進行綜合分析后可知，土沉香幼苗的生物量分配受施磷量的影響顯著。低磷脅迫導致了土沉香幼苗將更多的營養(yǎng)物質(zhì)分配至地下部分。隨著磷素的增加，越來越多的營養(yǎng)物質(zhì)被分配到土沉香幼苗的地上部分。而當磷素水平超過一定范圍時，根冠比不再繼續(xù)下降。當然，對照組T1的根冠比也略低于T2，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，對照組T1未添加任何磷素，導致幼苗嚴重缺磷，其根系發(fā)育受到抑制。

3、磷素營養(yǎng)濃度對土沉香幼苗葉片養(yǎng)分含量的影響

為探究不同磷素營養(yǎng)濃度對土沉香幼苗葉片養(yǎng)分含量的影響，沿用3.1中的實驗方法，并以1.3中的實驗測試方法，對土沉香幼苗葉片中的氮、磷、鉀、鈣、鎂含量進行測試，結(jié)果顯示，在提高磷素營養(yǎng)濃度的過程中，土沉香幼苗葉片養(yǎng)分含量中的氮、磷、鉀、鈣、鎂五項主要指標同樣呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，其可能的機理與前文所述的內(nèi)容類似，在此不再贅述。從具體指標來看，氮、磷、鉀、鎂四種元素在各組間的差異均較為顯著，但鈣含量無顯著差異。相對而言，當實驗組別為T5時，幼苗葉片在氮、磷、鉀、鈣、鎂五類營養(yǎng)元素的含量均處于相對較高的水平。據(jù)此推斷，適當提升施磷量有助于促進土沉香幼苗對氮、磷、鉀、鎂四種元素的有效吸收，但磷素營養(yǎng)濃度過高則容易適得其反。同時，鈣元素的吸收受到磷素營養(yǎng)水平的影響相對較小。

整體來看，在本次研究工作中，針對氮、磷素營養(yǎng)對土沉香幼苗生長的影響進行了較為全面的探究，結(jié)果顯示，當改變氮、磷素營養(yǎng)濃度的情況下，其對土沉香幼苗生長的影響情況也存在著較為顯著的差異。相對而言，當?shù)貭I養(yǎng)濃度為每株600mg、磷素營養(yǎng)濃度為每株800mg時，土沉香幼苗在生長指標、總生物量和葉片各營養(yǎng)物質(zhì)含量方面基本可達到最大值，且與對照組之間的差異也尤為顯著。因此上述兩個值即可作為后續(xù)的土沉香幼苗培育階段的參考。

（作者單位：537416廣西北流市沙垌鎮(zhèn)鄉(xiāng)村建設(shè)綜合服務(wù)中心）