鈣肥對楊樹幼苗生長及光合特性的影響

劉素榮

(山西省桑干河楊樹豐產林實驗局林業調查設計隊，山西 大同 037000)

1 引言

楊樹(PopulusL.)，屬楊柳科楊屬植物。在我國華中、華北、西北、東北等地區均有分布，楊樹不僅是我國重要的經濟林速生樹種，也是我國干旱半干旱地區的主要生態防護樹種之一，還被用作工業用材，具有較高的生態價值和工業價值[1]。

植物的生長與細胞分裂、分化有著密切的關系，這些過程又決定了植物的形態建成[2]，鈣是植物生長的必需營養元素，同時也參與植物的各項生理活動，是細胞間信號傳導的重要信號物質[3]。研究表明，鈣還會影響植物的光合作用，當外界供給的Ca2+低于植物體所需的正常范圍時，植物的生長及光合作用會受到影響，但是Ca2+過多也會破壞葉綠體內膜，產生毒害作用，干擾光合作用，抑制植株生長[4]。因此，適量的鈣肥是保證植株正常生長的關鍵。吳朝波等[5]研究表明，外源鈣濃度≤300 mg/kg時，檳榔在形態、生理、養分吸收方面均積極響應，當鈣濃度≥400 mg/kg時，隨鈣濃度增加，檳榔細胞滲透調節和活性氧清除能力下降，氮磷鉀鈣積累開始減少，檳榔生長隨鈣濃度增加而減弱。高靜[6]研究表明，施鈣處理下，馬鈴薯株高、莖粗、莖葉和塊莖的干物質積累量顯著增加，施鈣處理的凈光合速率顯著高于對照。黃遠博[7]研究表明，在無花果生長過程中添加適宜濃度的鈣可以增強葉片的光合作用，促進植株生長,提高果實的品質。本試驗設置4個鈣肥施用量，研究楊樹幼苗物質積累以及光合參數變化特征，為楊樹的高效種植提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗于2020年4～8月份在試驗基地的溫室內進行。試驗選用1年生的楊樹幼苗為試驗材料，選擇頂芽飽滿、大小一致、無機械損傷的苗木，栽植前用清水沖去表面泥土，栽植到裝有蛭石的塑料盆中進行緩苗，定植后苗木每隔3 d澆一次Hoagland營養液，每次每桶200 mL。培養1個月后用于試驗處理。試驗用蛭石購自當地花卉市場，試驗用土壤為疏林草地土壤，土壤pH值為6.7，有機質8.53 g/kg，堿解氮7.18 mg/kg，速效磷32.56 mg/kg，速效鉀73.18 mg/kg。試驗用肥料為尿素(N 46%)、過磷酸鈣(P2O512%)、氯化鉀(K2O 60%)和氧化鈣(Ca含量71.3%)。

2.2 試驗設計

試驗采用桶栽法，采用完全隨機設計，試驗以不施鈣肥為對照(CK)，設置4個鈣肥施用量，分別為0.8 g/kg(T1)，1.6 g/kg(T2)，2.4 g/kg(T3)，3.6 g/kg(T4)，每個處理氮肥(N)施用量為2.0 g/kg，磷肥(P2O5)1.0 g/kg，鉀肥(K2O)1.0 g/kg，在試驗前將所有處理肥料摻混均勻，將配制好的土壤填入直徑為32.0 cm，高為34.6 cm的桶中，每桶填裝干土14 kg，隨后澆透水一次，放置3 d，將預處理后的苗木取出，移栽到桶中，每個處理重復9 次。每隔6 d澆一次水，處理60 d后將楊樹幼苗取出測定各指標。

2.3 測定指標與方法

2.3.1 植株形態特征的測定

處理完成后用卷尺測定楊樹幼苗株高，用游標卡尺測定地徑。

2.3.2 生物量的測定

處理結束后，將植株全部取出，用蒸餾水清洗幼苗，將植株分成根、莖、葉三部分，分別放入烘箱中，用105 ℃殺青0.5 h后，然后在80 ℃烘干至恒重，用天平稱重，記錄各處理各部位生物量。

2.3.3 光合參數的測定

在楊樹幼苗處理后40 d，選擇晴朗天氣條件下的8：30～ 11：30，使用 Li-6400 便攜式光合測定系統(LI-COR，Inc，USA)測定水曲柳葉片的凈光合速率(Pn)，氣孔導度(Cr)、蒸騰速率(Tr)和胞間二氧化碳濃度(Ci)光合參數。重復3次，進行測量。

2.4 數據分析

采用SPSS 19.0 和Microsoft Excel 2010 軟件分析試驗所得數據和作圖，采用多重比較法(Duncan)進行差異顯著性檢驗。

3 結果與分析

3.1 鈣肥對楊樹幼苗形態特征的影響

由表1可知，鈣肥顯著影響楊樹幼苗形態特征，其中隨著鈣肥用量的增加，樹高呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，T1、T2和T3處理顯著高于CK，分別比CK高出9.20%、21.50%和11.17%，T4處理顯著低于CK。地徑隨著鈣肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，T1、T2和T3處理顯著高于CK，分別比CK高出7.53%、17.66%和16.36%，T4處理和CK沒有顯著差異。

3.2 鈣肥對楊樹幼苗物質積累的影響

由表2可知，鈣肥顯著影響楊樹幼苗物質積累，其中隨著鈣肥用量的增加，葉片物質積累呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，T1、T2和T3

處理顯著高于CK，分別比CK高出13.04%、60.87%和44.57%，T4處理顯著低于CK。莖物質積累量隨著鈣肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，T1、T3和T4處理顯著高于CK，分別比CK高出25.37%、44.78%和28.36%，T4處理低于CK。根系物質積累量隨著鈣肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，各處理均顯著高于CK，T1、T2、T3和T4處理顯著高于CK，分別比CK高出31.75%、41.27%、23.81%和14.29%。物質量總和隨著鈣肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，T1、T2和T3處理顯著高于CK，分別比CK高出22.07%、50.45%和33.78%，T4處理合CK差異不顯著。

表2 鈣肥對楊樹幼苗物質積累的影響 g

3.3 鈣肥對楊樹幼苗光合特性的影響

由表3可知，鈣肥顯著影響楊樹幼苗光合特性，其中凈光合速率隨鈣肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，T2和T3處理顯著高于CK，分別比CK高出12.57%和11.23%，T4處理低于CK。氣孔導度隨鈣肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，T2和T3處理顯著高于CK，分別比CK高出19.35%和16.87%，T4處理低于CK。胞間二氧化碳濃度在T2處理時達到最大值，各處理表現為T2>T1>CK>T3>T4，T3和T4處理顯著低于CK。蒸騰速率隨著鈣肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，在T2處理時達到最大值，T1、T2和T3處理顯著高于CK，分別比CK高出8.59%、74.75%和32.83%，T4處理顯著低于CK。

4 討論

植物在生長過程中，不僅需要適宜的環境條件，也需要礦質營養元素，養分是植物生長過程中參與物光合作用決定作物物質積累，通過合理施鈣，能夠調節作物光合性能及光合產物的積累與分配[13]，當鈣肥施用量發生變化時，作物通過調節體內碳、氮含量分配，使其更好地適應生存環境[14]，葉片是植物進行光合作用的最主要器官，其光合作用為植物的生長提供了大部分能量。缺鈣時，植物細胞胞內結構破壞、液膜破裂、葉綠體松散膨脹、基粒片層結構破壞，甚至會引起細胞內外結構的破壞，進而影響光合作用[15]。本研究結果表明，鈣肥可顯著提高楊樹幼苗凈光合速率、胞間二氧化碳濃度、蒸騰速率和氣孔導度，說明鈣肥能夠增加楊樹幼苗光合作用，而光合參數隨著鈣肥用量的增加呈先增加后降低的趨勢，可能是由于Ca2+過多也會破壞葉綠體內膜，產生毒害作用，干擾光合作用。因此，在一定范圍內，鈣肥能夠促進楊樹幼苗生長、物質積累量以及光合參數，土壤施鈣量為1.6 g/kg時，效果最好，用量過多則會抑制生長。

表3 鈣肥對楊樹幼苗光合特性的影響

質代謝和能量轉換的關鍵物質[8]，也是影響植物形態特征的重要因素。前人研究發現，增施鈣肥會使植物株高增加，莖枝粗壯[9]。鈣元素是真核生物中細胞間信號傳導的重要信號物質，同時也是植物細胞壁和細胞間層間的重要組成部分，是植物細胞分裂必需的重要成分。但是鈣肥施用量過多也會影響植物正常生長，阻滯植物發育[10]。鞏磊等[11]研究表明，Ca處理顯著增加黃瓜株高、葉片光合色素含量、果實可溶性固形物及Ca、Mg和Fe含量。譚迪等[12]研究表明，噴施鈣肥提高葉片和果實鈣含量，幼果期噴施效果最明顯，鈣處理裂果率降低，果實橫徑增加，貯藏期間果實腐爛減少。鈣肥能夠顯著促進楊樹幼苗生長，增加楊樹幼苗樹高和地徑，增加楊樹幼苗根、莖、葉的物質積累量，主要是由于增施鈣肥能夠促進植株對其他養分的吸收，促進物質積累。隨著鈣肥用量的增加，植株形態和物質積累量呈先增加后降低的趨勢，說明過量的鈣肥會對楊樹生長產生抑制作用。