欧美107杨砂培扦插苗对指数施肥的响应

孙 一，马履一，贾忠奎，杨自立，邓 坦

（北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京，100083）

施肥是培养优质壮苗的重要技术途径，N是植物生长发育所需的重要营养因子，是限制植物生长的主要矿质元素[1～3]。目前苗木生产多采用一次性施入基肥或在苗木生长期分次施以等量的肥料，这不符合苗木生长的需肥规律，并且造成了大量浪费。因此，如何获得最佳的施肥效果与提高N肥利用率成为目前研究的主要方向之一[4～6]。指数施肥方法是根据植物的生长速率来添加肥料，能够有效的提高苗木的养分利用效率，大量的研究证明，指数施肥方法能够有效满足植物生长需求，提高自身养分含量，达到节肥增效的目的[7～8]，而目前指数施肥方法在杨树上应用较少。

杨树是我国主要的造林树种之一，欧美107杨（Populus×euramericana cv.74/76，又称P.×euramericana cv.‘Neva’）有良好的适生性能，具有速生、丰产、优质等特性。本试验以1年生欧美107杨扦插苗为试验材料，利用砂培指数施肥方法研究苗木的需肥规律，以期找出欧美107杨苗木培育的合理施肥量。

1 材料与方法

1.1 实验地概况与实验材料

实验地位于北京市昌平区马池口镇白浮村，北京林学会科研基地、北京林业大学产学研联合培养研究生基地。115° 50′ 17″ ～ 116° 29′ 49″ E，40° 2′ 18″ ～ 40° 23′ 13″ N，海拔 1 439 m，典型的大陆性气候，气温年较差和日较差都较大。年平均气温8.5 ～ 9.6℃，无霜期一般为150 d左右，年平均降水量607 mm。

实验材料为春季扦插的当年生长欧美107杨扦插苗。

1.2 试验设计

试验采用指数施肥公式来确定各处理的施肥量，其方程式为[9～10]：

式中，Nt是第t次施加的肥量（t = 1, 2, …, 7）；Ns是开始处理时植物体内养分含量，此处指开始施肥前苗木含N量（g）；r为营养物相对添加速率；t为处理时间（d）。

r由公式r = [ln（NT/Ns＋1）]/T计算得出，NT为施肥后苗木最终养分含量，T为施肥次数。综合考虑杨树生长周期、施肥操作的方便性等因素，本试验施肥间隔设为15 d，施肥次数为7次，T = 7。根据前一年田间预备试验平均优势木的生物量和养分浓度计算得出整株苗木养分含量（NT = 6.136 5 g），同理计算插穗养分含量（Ns= 0.046 3 g）。根据上述公式，分别计算第n（n = 1, 2, …, 7）次的施肥量如表1。分别设置施肥量为10、8、6、4、0 g/株共5个处理。

表1 指数施肥各处理施肥量统计Table 1 Fertilizer amount in different treatments g

1.3 试验方法

试验设置5个处理（含1个对照，不施肥），每个处理设置重复18次，共计90盆。根据不同的N水平倒入Hoagland营养液[11]，调节营养液的pH约为5.5。各处理灌水量一致，保持水分充足。

1.4 指标测定及数据分析

苗木调查：从2009年5月21日第1次施肥开始每15 d测定1次苗高、地径。至11月苗木停止生长后最后1次测定，共计12次。苗高采用钢卷尺测定，精度为0.1 cm；地径采用游标卡尺测定，精度为0.01 cm。

生物量及养分测定：出苗后每月进行取样测定生物量并测定植株N含量。将取样苗木分为茎、叶、根和根桩置于烘箱内，杀青后85℃烘干至恒重，称重测定生物量。将烘干样品粉碎，过筛，消化后用凯氏定氮法测定植株N含量。

数据分析使用Microsoft Excel和SPSS软件。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对苗木生长的影响

2.1.1 不同施肥处理对苗木苗高的影响 杨树扦插苗生长可分为成活期、幼苗期（5－6月）、速生期（7－8月）和硬化期（9－10月）。分析施肥对苗木的影响时，主要分析生长时期各月的苗高生长情况。

砂培条件下，指数施肥处理的苗高生长动态如图1所示。从图1可看出，苗高生长的顺序依次是：N2＞ N1＞N3＞ N4＞ ck，在硬化期前对苗木分成3个时期进行具体分析：

4月成活期，苗木营养来自插穗本身，不需要施肥。5月初到6月底幼苗期，各施肥处理都与ck有显著性差异，表明施肥处理在此时期对苗高生长有作用。6月底幼苗期结束时，处理N1生长最好达到61.60 cm，且显著高于对照处理48.32 cm，苗高是ck的1.27倍。由于指数施肥前两次施肥量较小，对苗木高生长作用较小，苗木增长速率基本一致。7月初到8月底苗木速生期，此时期苗木高生长很快。N2苗高增长最多，在8月底速生期末苗高达到172.38 cm，增加了114.1 cm，增幅达300%。N3、N1、N4和ck分别增加了111.1、107.9、103.3和37.4 cm。，进行多重比较，各施肥处理与ck之间都达到极显著性差异，N2是ck苗高85.67 cm的2.01倍，N2和N4间达到显著性差异，N2是N4处理的1.08倍。N1和N4间也达到显著性差异，N1是N4处理的1.06倍。可见，N2（8 g/株）为最优处理。

2.1.2 不同施肥处理对苗木地径的影响 砂培条件下，指数施肥处理的苗木地径生长动态如图2。从图 2可以看出，地径大小依次为：N2＞ N1＞ N3＞ N4＞ ck，与苗高一致。

图1 不同指数施肥处理的107杨苗高生长动态变化Figure 1 Variation of seedling height in different treatments

图2 不同指数施肥处理107杨地径生长动态变化Figure 2 Variation of basal diameter in different treatments

图3 不同指数施肥处理对苗木生物量的影响Figure 3 Seedling biomass under different treatments

成活期4月，不需要施肥。幼苗期5月初到6月底，地径生长和苗高生长一致，其中N1处理地径最大，达到7.32 mm，显著高于对照处理的6.37 mm，是ck的1.15倍。速生期7月初到8月底，同样N2地径增长最多，在速生期8月底地径最高达13.64 mm，增加了6.78 mm，增幅达200%。N3、N1、N4和ck分别增加了6.55、6.15、6.18和3.61 mm，施肥处理与对照地径增长差异都达到了显著水平。8月速生期进行多重比较得出，处理间差异达到显著水平，地径相对生长缓慢，N2的地径达到13.64 mm，相比ck达到极显著水平，与苗高具有类似的关系，N2为最优处理。

2.2 苗木施肥量与生物量的关系

整个生长季苗木生物量积累变化如图 3。成活期不需要施肥。幼苗期各处理的生物量增加主要为叶片，进行方差分析得出各处理间无显著差异。在速生期苗木生物量积累迅速增加，速生期末8月N2生物量积累最多，达到94.783 g，是ck增长量44.903 g的2.11倍，其次是 N3达到 89.782 g，说明处理 N2当供 N量为8 g/株时欧美 107杨苗木生物量积累达到最大值。N2显著高于N1的85.253 g，说明在一定供N水平范围内，生物量随着供N量的增加而提高，如果供给过量生物量积累则会下降。

硬化期没有施肥，但由于肥效反应延后，8月中旬的最后一次施肥使 9月生物量增加明显。之后生物量积累缓慢，10月后叶片逐渐脱落，生长基本停止。速生期是全年生物量增加最多的时期，因此也是最需肥的阶段。

2.3 苗木叶片N浓度对不同施肥处理的响应

叶片是整个植株中全N浓度最高的器官，因此一般营养诊断都用叶片进行分析。苗木叶片全N浓度的变化如图4。各处理表现出施肥量越大，全N浓度越大。在成活期，苗木生长主要依靠插穗内部存储养分供应，各处理养分浓度一致，是 2.36%。在幼苗期施肥后由于养分稀释效应的影响，各处理N浓度多成下降趋势，只有N1处理施肥量最大，N浓度略有上升。在速生期，随着施肥量的增加N浓度逐渐上升，N1处理N浓度明显高于其他处理，达到 2.80%，叶片卷曲易脱落，出现肥害反应。N4继续下降到最低点，说明N4不能满足苗木生长的需求。8月各处理全N浓度继续上升，各施肥处理包括对照ck全N浓度均上升。进入硬化期后，养分逐渐向其他器官转移，叶片开始变黄脱落，N1在9月达到最大值之后开始下降。N2、N3变化不大。

图4 叶片N浓度年度变化Figure 4 N concentration in leaves under treatments

图5 不同指数施肥处理对苗木N含量的影响Figure 5 Seedling N contents under different treatments

2.4 苗木N含量对不同施肥处理的响应

N浓度是指苗木体内含N量与生物量的比值，N浓度的变化与施肥量和生长都有关系，应将生物量与全N浓度结合，进一步分析含N量的变化。N含量是个绝对值，能较好的反映不同处理的优劣。苗木N含量年度变化如图5。

在幼苗期和速生期，N1的单株苗木含N量都是最高，在8月为1.5 g，是ck的2.14倍。指数施肥处理下苗木N含量的积累趋势和生物量的积累趋势基本一致，说明提高苗木 N含量可以加速生物量的积累。在硬化期 N2含N量迅速增加，在9月达到2.70 g，显著高于N1和N3，说明N1（8 g/株）能使欧美107杨苗木达到一个较高的N含量水平。之后各处理苗木含N量变化缓慢，甚至略有下降，说明当苗木达到最佳生长后，N积累速率开始减慢。由于10月开始落叶，叶片的含N量和生物量下降，因此这也是总的含N量下降的原因。

3 结论与讨论

掌握欧美107杨苗木苗期需肥规律及最适施肥量，可为苗木苗圃育苗施肥技术提供科学依据。之前的研究发现对于较高施肥量条件下，并不能大幅度提高苗木的产量，本试验以苗木节肥为目的，重点探索苗木最适的经济施N量。综上分析发现：

（1）不同指数施肥对苗木生长的影响中，各施肥处理的苗高地径都与对照ck达到显著性差异，并以N2处理生长最好，处理效果依次为N2＞ N1＞ N3＞ N4＞ ck，N2和N4间达到显著性差异，N1和N4间也达到显著性差异，其他处理间差异不显著。

（2）苗木在速生期之前生物量积累呈指数递增。在全年生长期内，速生期是苗木生物量增长速率最快的时期，因此也是最需施肥的阶段，此时施肥是苗木优质高产的关键。由于肥效的滞后性，在苗木生长高峰前15 d内施肥较为适宜。

（3）不同指数施肥对苗木生长的影响中，各处理都与对照ck达到显著性差异，从叶片全N浓度和整株苗木N含量分析得出，N2处理（8 g/株）苗木养分状况最好，N1处理（10 g/株）会产生轻微的肥害，处理效果依次为 N2＞ N1＞ N3＞ N4＞ ck。

（4）指数施肥方式可以节约肥料用量，可以在生产中推广。本实验是在砂培条件下完成，排除了其他干扰，但与大田实际状况还有一定差距，需作进一步研究检验。

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