氮素指数施肥对连香树幼苗生长和生物量分配的影响

马卫平，李银梅，陈静

（1.甘肃省小陇山江洛林场，甘肃徽县 742305；2.甘肃省小陇山林业科学研究所，甘肃天水 741022）

氮素指数施肥对连香树幼苗生长和生物量分配的影响

马卫平1，李银梅2，陈静2

（1.甘肃省小陇山江洛林场，甘肃徽县 742305；2.甘肃省小陇山林业科学研究所，甘肃天水 741022）

用氮素指数施肥法对连香树幼苗进行不同施氮量处理，结果表明，随着施氮量的增大，连香树幼苗的株高、地径、叶片数以及根、茎、叶生物量和总生物量总体呈先增后降，均在施尿素10 g/株时达到得最大值，在施尿素14 g/株的处理下，叶面积最大。根冠比随施氮量的增加而降低。综合分析苗高、地径和生物量3个性状，确定连香树幼苗生长的最适施氮量为尿素10 g/株。

连香树；指数施肥；幼苗；生物量

苗木培育过程中，通过施肥来提高苗木质量，由于施肥方法的不同，养分利用效率也不尽相同。如何提高养分利用效率成为目前研究苗木施肥的热点之一［1］。指数施肥是稳态营养理论的重要研究方向，是结合养分的指数供给和苗木指数生长的养分需求，采用相似于相对生长率的养分增加率，控制每次的施肥量和施肥次数，诱导植株奢侈消耗，最终使植物在体内形成养分载荷［2］。指数施肥能够满足植物不同生长阶段的养分需求，提高养分利用效率，增强生存竞争力，节省肥料，同时也避免了多余的肥料对土壤造成污染［3～4］。有研究表明，施氮肥显著提高了楸树无性系的生长量［5］，一定浓度范围内配合施用硝态氮和铵态氮对马大相思的生长有明显的促进作用［6］，不同形态的氮素可影响营养元素在番茄幼苗体内的含量和积累量［7］。连香树为东南亚植物区系的特有种，产于日本和中国，仅适于亚热带和暖温带的气候条件，为国家II级保护植物，在中国主要分布在四川、浙江、湖北、安徽、河南等省。连香树不耐阴、不喜湿，生长于山地黄壤或黄棕壤、中性或酸性土壤中，且土壤疏松多孔，富含有机质［8］。我们研究不同指数施肥期间连香树一年生幼苗生长、生物量的变化规律，从而找出最佳氮肥施用量，旨在为连香树苗木精准施肥和速生丰产提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为一年生连香树实生苗，采自小陇山林业科学研究所苗圃。

1.2 试验地概况

试验设在甘肃省小陇山林业科学研究所综合试验基地，位于秦岭北坡、渭河支流川台区，东经105°54′37″、北纬34°28′50″。当地海拔1 160 m，气候属暖温带半湿润型，年降水量600～800 mm，年蒸发量1 290 mm，≥10℃年积温3 359.0℃，平均气温10.7℃，年最高气温40.0℃，年最低气温-19.2℃［9］。

1.3 试验方法

选取生长相对一致的48株一年生连香树实生苗，于2011年3月采用30 cm×30 cm×45 cm（底径×上口径×高）的花盆栽植，每盆栽植1株。栽植基质为森林土与泥炭按7∶3的比例混合而成，覆盖鹅卵石。基质含有机质80.43 g/kg、全氮3.57 g/kg、全磷1.48 g/kg、全钾18.97 g/kg、碱解氮346.72 mg/kg、有效磷146.42 mg/kg、速效钾495.62 mg/kg，容重0.96 g/cm3，毛管持水量606.70 g/kg，总孔隙度63.64%，pH 5.91。施肥前连香树的苗高、地径分别为26.11±0.60 cm、4.99±0.07 mm。待苗木生长至5月下旬进行施肥试验，采用氮素指数施肥法［10］，设施尿素0（CK，对照）、6、10、14 g/株4个处理，分别用N-0、N-6、N-10、N-14表示（见表1），每处理12株。从5月27日开始施肥，每7 d施肥1次，到8月12日结束，共施尿素12次，按表1设计用量准确称量后分次施入。各处理均在第1次施肥时一次性施入过磷酸钙10 g/株、硫酸钾5 g/株作底肥。分别于5月25日、6月23日、7月21日、8月18日，每处理各取生长相对一致的苗木3株，进行生长量和生物量指标的测定。将整个苗木分根、茎、叶进行破坏性取样，把根、茎、叶分别放入烘箱，在85℃下烘干48 h后称其生物量。地上生物量=茎生物量+叶生物量，总生物量=地上生物量+根生物量，根冠比=根生物量/地上生物量。

表1 连香树氮素指数施肥法尿素施用量g/株

1.4 数据处理

试验数据表示为平均值±标准误差，用Excel 2003对试验数据进行统计分析和绘图，并用SPSS 14.0进行方差分析和0.05水平的Duncan多重比较。

2 结果与分析

2.1 对连香树幼苗生长的影响

表2 不同指数施肥处理连香树幼苗的生长指标

由表2可以看出，连香树不同处理对苗高、地径、叶片数、叶面积等生长指标具有较大影响。从趋势看，随着施氮量的增大，连香树幼苗的株高、地径和叶片数总体上均呈现出先增加后降低的趋势，但均在N-10处理下达到最大值，其中苗高平均值为164.9 cm，比CK、N-6处理、N-14处理分别提高了50.7%、35.2%、15.8%；地径平均值为1.46 cm，比CK、N-6处理、N-14处理分别提高了51.4%、39.1%、20.5%；叶片数平均值为44.50片，比CK、N-6处理、N-14处理分别提高了45.8%、17.7%、7.3%。叶面积随施氮量的增加而增大，在N-14处理时达到最大，平均值为4 654.11 cm2，分别比CK、N-6处理、N-10处理增加86.6%、69.2%、33.9%。

2.2 对连香树幼苗生物量分配的影响

表3 不同指数施肥处理对连香树幼苗生物量分配的影响

由表3可以看出，连香树幼苗根、茎、叶生物量和总生物量均随施氮量的增加呈先增后降的趋势，均在N-10处理时取得最大值。连香树幼苗在N-10处理下的根、茎、叶生物量分别是CK的2.18、3.86、4.97倍，是N-6处理的1.67、1.89、2.52倍，N-14处理的1.22、1.32、1.47倍。总生物量分别是CK、N-6处理、N-14处理的3.22、1.93、1.32倍。方差分析表明，不同处理根、茎、叶生物量和总生物量差异极显著（P＜0.01）。进一步进行多重比较，连香树在N-10处理下的根、茎、叶生物量和总生物量显著高于其它处理。同一处理的生物量比例存在明显规律，茎生物量明显大于叶生物量，地上生物量明显大于地下生物量，说明适量施氮明显促进了连香树幼苗根、茎、叶生物量和总生物量的积累，而氮素缺乏或过量都不利于生物量的积累。

2.3 对连香树幼苗根冠比的影响

由图1可知，连香树幼苗的根冠比整体上是以5月最大，其次是8月，最小的是7月，整体趋势是随着施肥量的增加，根冠比逐渐减小。5月份CK的根冠比均明显高于各施肥处理，分别比N-6处理、N-10处理、N-14处理高14.1%、22.9%、34.1%，各处理间差异均达显著水平。6月份不同处理的根冠比间差异不显著。7月份N-10处理根冠比最大，与CK、N-6处理、N-14处理差异显著；N-6处理、N-14处理间差异不显著，但均与CK差异显著。8月份不同处理的根冠比随施肥量的增加而降低，CK与N-6处理、N-10处理、N-14处理的根冠比之间差异显著，N-6处理与N-10处理、N-14处理的根冠比之间差异显著，N-10处理与N-14处理的根冠比之间差异不显著。

图1 不同指数施肥处理对连香树幼苗根冠比的影响

3 小结与讨论

1）试验结果表明，连香树幼苗的株高、地径、叶片数随施氮量的增加呈先上升后下降趋势，根冠比随施氮量的增加呈降低趋势；随着施氮量的增加，其根、茎、叶的生物量增加，且茎生物量增加的幅度大于叶；在低施氮量处理下，有利于根系的生长，较高施氮量处理下，则有利于叶片和茎的生长，这一结论和前人的研究结论一致［11～14］。综合分析苗高、地径和生物量3个性状可知，施尿素10 g/株是连香树幼苗生长的最适施氮量。不施氮（CK）由于氮素缺乏，根系吸收表面积减少，向茎叶的输氮量减少，使茎叶生长受阻，造成根冠比较大。施氮（尿素）量为14 g/株时，连香树苗木的生物量积累都相应降低，可能是该施氮量超过了连香树的需求量。

2）氮素供应影响着植物对碳同化物质的分配格局［15］。氮素缺乏时，植物会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］，适量增加氮素供应，能够促进植物根、茎、叶的生长，但往往对茎叶生长的促进作用大于根系，导致随施氮量的增加根冠比降低，当氮素过量时，则会抑制植物的生长［17］。这种分配格局因植物不同而有所差别。对无性系的研究表明，不同施氮水平对黑杨新无性系的总生物量有显著影响，并且不同的无性系对氮素的敏感性不同［18］，水稻在105 kg/hm2施氮处理下，可以获得较优化的群体结构［19］，对马褂木家系苗木不同施氮水平下，其生长和干物质积累等性状皆存在显著的家系遗传差异，低氮胁迫将显著抑制马褂木苗高生长和干物质积累［20］。

3）连香树育苗和人工林营造过程中，应该为每株幼苗提供与10 g尿素相当的氮素条件。但由于连香树种内存在着丰富的遗传变异，不同品种的需氮特性可能差异较大，有待进一步研究。

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（本文责编：郑立龙）

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

马卫平（1971—），男，甘肃徽县人，助理工程师，主要从事苗木培育与示范推广。联系电话：（0）15193899648。

李银梅（1971—），女，甘肃秦安人，工程师，主要从事楸树、灰楸等林木遗传育种研究。E-mail：zhao6046@163. com