氮素指數施肥對連香樹幼苗生長和生物量分配的影響

馬衛平，李銀梅，陳靜

（1.甘肅省小隴山江洛林場，甘肅徽縣 742305；2.甘肅省小隴山林業科學研究所，甘肅天水 741022）

氮素指數施肥對連香樹幼苗生長和生物量分配的影響

馬衛平1，李銀梅2，陳靜2

（1.甘肅省小隴山江洛林場，甘肅徽縣 742305；2.甘肅省小隴山林業科學研究所，甘肅天水 741022）

用氮素指數施肥法對連香樹幼苗進行不同施氮量處理，結果表明，隨著施氮量的增大，連香樹幼苗的株高、地徑、葉片數以及根、莖、葉生物量和總生物量總體呈先增后降，均在施尿素10 g/株時達到得最大值，在施尿素14 g/株的處理下，葉面積最大。根冠比隨施氮量的增加而降低。綜合分析苗高、地徑和生物量3個性狀，確定連香樹幼苗生長的最適施氮量為尿素10 g/株。

連香樹；指數施肥；幼苗；生物量

苗木培育過程中，通過施肥來提高苗木質量，由于施肥方法的不同，養分利用效率也不盡相同。如何提高養分利用效率成為目前研究苗木施肥的熱點之一［1］。指數施肥是穩態營養理論的重要研究方向，是結合養分的指數供給和苗木指數生長的養分需求，采用相似于相對生長率的養分增加率，控制每次的施肥量和施肥次數，誘導植株奢侈消耗，最終使植物在體內形成養分載荷［2］。指數施肥能夠滿足植物不同生長階段的養分需求，提高養分利用效率，增強生存競爭力，節省肥料，同時也避免了多余的肥料對土壤造成污染［3～4］。有研究表明，施氮肥顯著提高了楸樹無性系的生長量［5］，一定濃度范圍內配合施用硝態氮和銨態氮對馬大相思的生長有明顯的促進作用［6］，不同形態的氮素可影響營養元素在番茄幼苗體內的含量和積累量［7］。連香樹為東南亞植物區系的特有種，產于日本和中國，僅適于亞熱帶和暖溫帶的氣候條件，為國家II級保護植物，在中國主要分布在四川、浙江、湖北、安徽、河南等省。連香樹不耐陰、不喜濕，生長于山地黃壤或黃棕壤、中性或酸性土壤中，且土壤疏松多孔，富含有機質［8］。我們研究不同指數施肥期間連香樹一年生幼苗生長、生物量的變化規律，從而找出最佳氮肥施用量，旨在為連香樹苗木精準施肥和速生豐產提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為一年生連香樹實生苗，采自小隴山林業科學研究所苗圃。

1.2 試驗地概況

試驗設在甘肅省小隴山林業科學研究所綜合試驗基地，位于秦嶺北坡、渭河支流川臺區，東經105°54′37″、北緯34°28′50″。當地海拔1 160 m，氣候屬暖溫帶半濕潤型，年降水量600～800 mm，年蒸發量1 290 mm，≥10℃年積溫3 359.0℃，平均氣溫10.7℃，年最高氣溫40.0℃，年最低氣溫-19.2℃［9］。

1.3 試驗方法

選取生長相對一致的48株一年生連香樹實生苗，于2011年3月采用30 cm×30 cm×45 cm（底徑×上口徑×高）的花盆栽植，每盆栽植1株。栽植基質為森林土與泥炭按7∶3的比例混合而成，覆蓋鵝卵石。基質含有機質80.43 g/kg、全氮3.57 g/kg、全磷1.48 g/kg、全鉀18.97 g/kg、堿解氮346.72 mg/kg、有效磷146.42 mg/kg、速效鉀495.62 mg/kg，容重0.96 g/cm3，毛管持水量606.70 g/kg，總孔隙度63.64%，pH 5.91。施肥前連香樹的苗高、地徑分別為26.11±0.60 cm、4.99±0.07 mm。待苗木生長至5月下旬進行施肥試驗，采用氮素指數施肥法［10］，設施尿素0（CK，對照）、6、10、14 g/株4個處理，分別用N-0、N-6、N-10、N-14表示（見表1），每處理12株。從5月27日開始施肥，每7 d施肥1次，到8月12日結束，共施尿素12次，按表1設計用量準確稱量后分次施入。各處理均在第1次施肥時一次性施入過磷酸鈣10 g/株、硫酸鉀5 g/株作底肥。分別于5月25日、6月23日、7月21日、8月18日，每處理各取生長相對一致的苗木3株，進行生長量和生物量指標的測定。將整個苗木分根、莖、葉進行破壞性取樣，把根、莖、葉分別放入烘箱，在85℃下烘干48 h后稱其生物量。地上生物量=莖生物量+葉生物量，總生物量=地上生物量+根生物量，根冠比=根生物量/地上生物量。

表1 連香樹氮素指數施肥法尿素施用量g/株

1.4 數據處理

試驗數據表示為平均值±標準誤差，用Excel 2003對試驗數據進行統計分析和繪圖，并用SPSS 14.0進行方差分析和0.05水平的Duncan多重比較。

2 結果與分析

2.1 對連香樹幼苗生長的影響

表2 不同指數施肥處理連香樹幼苗的生長指標

由表2可以看出，連香樹不同處理對苗高、地徑、葉片數、葉面積等生長指標具有較大影響。從趨勢看，隨著施氮量的增大，連香樹幼苗的株高、地徑和葉片數總體上均呈現出先增加后降低的趨勢，但均在N-10處理下達到最大值，其中苗高平均值為164.9 cm，比CK、N-6處理、N-14處理分別提高了50.7%、35.2%、15.8%；地徑平均值為1.46 cm，比CK、N-6處理、N-14處理分別提高了51.4%、39.1%、20.5%；葉片數平均值為44.50片，比CK、N-6處理、N-14處理分別提高了45.8%、17.7%、7.3%。葉面積隨施氮量的增加而增大，在N-14處理時達到最大，平均值為4 654.11 cm2，分別比CK、N-6處理、N-10處理增加86.6%、69.2%、33.9%。

2.2 對連香樹幼苗生物量分配的影響

表3 不同指數施肥處理對連香樹幼苗生物量分配的影響

由表3可以看出，連香樹幼苗根、莖、葉生物量和總生物量均隨施氮量的增加呈先增后降的趨勢，均在N-10處理時取得最大值。連香樹幼苗在N-10處理下的根、莖、葉生物量分別是CK的2.18、3.86、4.97倍，是N-6處理的1.67、1.89、2.52倍，N-14處理的1.22、1.32、1.47倍。總生物量分別是CK、N-6處理、N-14處理的3.22、1.93、1.32倍。方差分析表明，不同處理根、莖、葉生物量和總生物量差異極顯著（P＜0.01）。進一步進行多重比較，連香樹在N-10處理下的根、莖、葉生物量和總生物量顯著高于其它處理。同一處理的生物量比例存在明顯規律，莖生物量明顯大于葉生物量，地上生物量明顯大于地下生物量，說明適量施氮明顯促進了連香樹幼苗根、莖、葉生物量和總生物量的積累，而氮素缺乏或過量都不利于生物量的積累。

2.3 對連香樹幼苗根冠比的影響

由圖1可知，連香樹幼苗的根冠比整體上是以5月最大，其次是8月，最小的是7月，整體趨勢是隨著施肥量的增加，根冠比逐漸減小。5月份CK的根冠比均明顯高于各施肥處理，分別比N-6處理、N-10處理、N-14處理高14.1%、22.9%、34.1%，各處理間差異均達顯著水平。6月份不同處理的根冠比間差異不顯著。7月份N-10處理根冠比最大，與CK、N-6處理、N-14處理差異顯著；N-6處理、N-14處理間差異不顯著，但均與CK差異顯著。8月份不同處理的根冠比隨施肥量的增加而降低，CK與N-6處理、N-10處理、N-14處理的根冠比之間差異顯著，N-6處理與N-10處理、N-14處理的根冠比之間差異顯著，N-10處理與N-14處理的根冠比之間差異不顯著。

圖1 不同指數施肥處理對連香樹幼苗根冠比的影響

3 小結與討論

1）試驗結果表明，連香樹幼苗的株高、地徑、葉片數隨施氮量的增加呈先上升后下降趨勢，根冠比隨施氮量的增加呈降低趨勢；隨著施氮量的增加，其根、莖、葉的生物量增加，且莖生物量增加的幅度大于葉；在低施氮量處理下，有利于根系的生長，較高施氮量處理下，則有利于葉片和莖的生長，這一結論和前人的研究結論一致［11～14］。綜合分析苗高、地徑和生物量3個性狀可知，施尿素10 g/株是連香樹幼苗生長的最適施氮量。不施氮（CK）由于氮素缺乏，根系吸收表面積減少，向莖葉的輸氮量減少，使莖葉生長受阻，造成根冠比較大。施氮（尿素）量為14 g/株時，連香樹苗木的生物量積累都相應降低，可能是該施氮量超過了連香樹的需求量。

2）氮素供應影響著植物對碳同化物質的分配格局［15］。氮素缺乏時，植物會加大根系生物量的分配比例，以提高根系的氮素吸收能力［16］，適量增加氮素供應，能夠促進植物根、莖、葉的生長，但往往對莖葉生長的促進作用大于根系，導致隨施氮量的增加根冠比降低，當氮素過量時，則會抑制植物的生長［17］。這種分配格局因植物不同而有所差別。對無性系的研究表明，不同施氮水平對黑楊新無性系的總生物量有顯著影響，并且不同的無性系對氮素的敏感性不同［18］，水稻在105 kg/hm2施氮處理下，可以獲得較優化的群體結構［19］，對馬褂木家系苗木不同施氮水平下，其生長和干物質積累等性狀皆存在顯著的家系遺傳差異，低氮脅迫將顯著抑制馬褂木苗高生長和干物質積累［20］。

3）連香樹育苗和人工林營造過程中，應該為每株幼苗提供與10 g尿素相當的氮素條件。但由于連香樹種內存在著豐富的遺傳變異，不同品種的需氮特性可能差異較大，有待進一步研究。

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（本文責編：鄭立龍）

Effects of Exponential Fertilization on the Seedling Growth and Biomass Allocation of Katsura tree

MA Wei-ping，LI Yi-mei，CHEN Jing
（1.Jiangluo Forest Fam of Xiaolongshan，Huixian Gansu 742305，China；2.Xiaolongshan Institute of Forestry Research，Tianshui Gansu 741022，China）

Katsura tree seedling is cultured with exponential fertilization under different nitrogen concentration，the seedling growth are studied.The results shows that with the increasing concentration of nitrogen，katsura tree of some trait which include ground the height、diameter、number of leaves，biomass of root、stem、leaves and total biomass of seedling increased and then decreased，it has the maximum value at N-10，Under the treatment of N-14.The largest leaf area，But root shoot ratio is decreased with the increasing concentration of nitrogen.Through the comprehensive analysis of seedling height，ground diameter and biomass，we found that the optimal concentration of nitrogen for Katsura tree seedling is per plant 10 g.

Katsura tree；Exponential fertilization；Seedling；Biomass

S792；S147.22

A

1001-1463（2014）11-0034-04

10.3969/j.issn.1001-1463.2014.11.013

2014-08-01

馬衛平（1971—），男，甘肅徽縣人，助理工程師，主要從事苗木培育與示范推廣。聯系電話：（0）15193899648。

李銀梅（1971—），女，甘肅秦安人，工程師，主要從事楸樹、灰楸等林木遺傳育種研究。E-mail：zhao6046@163. com