配方施肥对钩栗生长和生理特性的影响

蔡雅桥 ，许德琼 ，陈 松 ，张 斌 ，王佩兰 ，周鑫伟 ，李志辉 ，吴 毅

（1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.汨罗市玉池国有林场，湖南 汨罗 414400；3.张家界市永定区林业局，湖南 张家界 427000）

钩栗Castanopsis tibetana又名钩栲，钩锥，属壳斗科栲属的高大乔木。在我国主要分布于安徽、浙江、福建、江西、湖北、湖南以及广东、广西等省区，为我国亚热带常绿阔叶林的重要组成树种，树形优美，是优良的园林绿化树种[1]。其木材红褐色、质地坚硬、耐水腐，是优良的用材树种。其果实富含淀粉、味香甜，同时是珍贵的中药药材[2-4]。目前，国内外学者对钩栗的研究较少。林敏学者等对钩栗种群生命过程进行过研究[5]；陈养学者对钩栗人工育苗进行了有益探讨[2]；王佩兰等对钩栗种子形态及主要生理指标进行了测定分析，同时也对钩栗种源间幼苗生长状况和光合特性进行了比较研究[6-7]；田艳伶等对钩栗ISSR-PCR反应体系进行了优化[8]；黄荣林等对钩栗不同基质和生根剂处理容器育苗进行对比试验[9]。但有关钩栗苗木配方施肥的研究未见报道。张斌等学者对仿栗[10]、卢漫等学者对泡桐[11]、刘昌勇等学者对杜仲[12]、黄红兰等学者对毛红椿人工幼林配方施肥报道[13]。本项目对2 a生钩栗幼苗进行了不同施肥处理试验研究，以了解对其苗木生长及生理的影响，通过测定配方施肥处理的苗高、地径、生物量、叶绿素含量、叶片蛋白质含量、可溶性糖含量来寻求最佳施肥配比，为培育优质钩栗壮苗提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于长沙市中南林业科技大学森林培育学科苗圃内。属亚热带季风气候区，四季分明：春末夏初多雨，夏末秋季多旱，春湿多变，夏秋多晴，严冬期短，暑热期长；年平均气温16.8～17.2 ℃，极端最高气温40.6 ℃，极端最低气温-12 ℃。年平均总降水量1 422.4 mm。水资源以地表水为主，水资源充沛，年均地表径流量达到808亿m3。全年无霜期约275 d。

1.2 试验材料

本次试验采用钩栗2a生苗木，苗木规格基本一致，平均苗高为21.8cm，平均地径为4.5 mm。试验肥料具体为氮肥：尿素（含氮46%）；磷肥：过磷酸钙（含P2O518%）；钾肥：氧化钾（含K2O60%）。试验采用30 cm×20 cm×25 cm的塑质喷钵，每盆基质2.5 kg。育苗基质为珍珠岩、泥炭土、黄心土混合而成，体积比为1∶1∶3。

1.3 试验设计

氮、磷、钾肥配比试验对2a生钩栗形态及生理特性的影响采用“3414”正交设计[14-16]（见表1、表2），共14个处理，每个处理8次重复。2014年10月25日按试验设计对其进行了第1次施肥，肥料用水溶解稀释后淋施。

表1 各水平肥料含量†Table 1 Content of each level of fertilizer (g/tree)

1.4 取样与分析测定

1.4.1 苗木取样与形态指标测定

主要形态指标包括苗高、地径、生物量。测定在2015年4月进行。测定14个处理的每一株苗高与地径。苗高采用钢卷尺进行测定，精确至0.1 cm；地径采用游标卡尺进行测定，精确至0.01 mm；生物量按根、茎、叶分别称鲜质量，然后置于烘箱内经105℃杀青30 min，80℃烘干至恒质量，称干质量。

表2 各水平肥料组合Table 2 Fertilizer combinations of each level of

1.4.2 苗木生理指标的测定

生理指标取样测定在2015年4月进行。测定时均取2 a生成熟叶片，并将主脉去除。紫外分光光度计—乙醇法[17]对各处理的钩栗苗木进行叶片叶绿素含量的测定；考马斯亮蓝G—250法[18]对各处理的钩栗苗木进行叶片可溶性蛋白含量的测定；蒽酮比色法[19]对各处理的钩栗苗木进行叶片可溶性糖含量的测定。

1.5 数据处理

数据采用 SPSS 软件对各项数据进行方差分析和多重比较，运用 Excel 2003制表[20-21]。

2 结果与分析

2.1 配比施肥对2 a生钩栗苗木生长的影响

将氮、磷、钾肥按照不同配比对2 a生钩栗苗进行了施肥试验，从调查结果（见表3）可以看出，在不同施肥处理后，苗木的苗高、地径的生长效应是存在差异的。各处理与对照相比，部分处理均有明显增长。苗高生长量较好的处理为9、6、7、2和5号，其苗高生长量分别为33.41、33.12、32.39、32.19和31.67 cm，比对照（处理1）分别提高了38.75%、37.54%、34.51%、33.68%和31.52%。苗高生长最好的是处理3号，其苗高为39.63 cm，比对照（处理1）高了64.58%。地径生长量较好的处理6、5、3和4号，其地径分别是6.21、5.78、5.66和5.53 mm，比对照（处理1）分别增加了35%、25.65%、23.04%和20.22%。地径生长最好的是9号处理，为6.36 mm，比对照（处理1）增加38.26%。

在方差分析的基础上，利用Duncan分析法做了多重对比，可知，处理3与处理1、13、8、11、12、14、10、4之间存在显著差异，与处理5、2、7、6、9差异不显著。因此，对于钩栗苗高生长而言，处理3施肥效果最佳。对于钩栗苗的地径，处理3、5、6之间差异不显著，处理1、13、14、12、10、8、11、7、2、4之间也差异不显著，而与处理9存在显著差异。所以，对于钩栗苗地径的生长而言，处理9施肥效果最佳。

表3 不同施肥配比处理下2 a生钩栗苗的生长量测定指标及其方差分析†Table 3 Increment index and variance analysis of twoyears-old Castanopsis tibetana under different NPK fertilizer treatments

2.2 配比施肥对2 a生钩栗苗木叶绿素含量的影响

叶绿素含量是植物营养状况的直接测量指标，是决定植物叶色浓度的主要色素，也是环境质量检测的重要指标[22]。对不同配方施肥处理下叶绿素含量进行了方差分析（见表4），结果表明：处理达到显著水平（F＜0.05），由此可知，不同配方施肥对钩栗苗2 a生叶绿素含量影响显著。其中，叶绿素总含量最高的是9号处理，为5.182 7 mg/g；叶绿素a含量最高同样是9号，为3.835 0 mg/g；叶绿素b含量最高的是处理6号，为1.815 7 mg/g。表明在相同环境下，进行不同配比施肥，钩栗苗叶片的补光能力有差异。

在方差分析显著的基础上，利用Duncan分析法做了多重对比（见表4）可知，处理10、12、11、13、14与对照（处理1）差异不显著，其他处理与对照差异均显著，其中，处理10叶绿素含量最低，为2.233 3 mg/g，比对照增加了5.9%，说明处理10对叶绿素含量没有起到明显的促进作用，而处理9叶绿素含量最高，为5.182 7 mg/g，比对照增加了145.94%，说明处理9对叶绿素含量的促进作用最明显。因此，各处理中处理9是提高钩栗苗叶片叶绿素含量的最优施肥配比。

表4 不同施肥配比处理下2 a生钩栗苗叶片的叶绿素含量及其方差分析Table 4 Chlorophyll content and the variance analysis of two-years-old Castanopsis tibetana under different NPK fertilizer treatments

2.3 配比施肥对2 a生钩栗苗木叶片营养成分的影响

由表5可以看出，不同处理间叶片可溶性蛋白、可溶性糖含量差异明显，对处理间进行方差分析，结果表明：主效应处理都达到显著水平（F＜0.05）。其中，叶片可溶性蛋白含量最高的是9号处理，为5.359 5 mg/g，比对照增加了83.16%，叶片可溶性蛋白含量最低的是处理10，为3.421 2 mg/g，仅仅比对照增加了17.05%。说明不同配方施肥对叶片可溶性蛋白含量的影响显著。其中，叶片可溶性糖含量最高的是处理3，为4.144 7 mg/g，比对照增加了98.71%，叶片可溶性糖含量最低的是10号处理，为2.205 7 mg/g，比对照增加了5.75%。说明不同配方施肥对叶片可溶性糖含量的影响也显著。

在方差分析显著的基础上，利用Duncan分析法做了多重对比（见表5），可知，各处理叶片可溶性蛋白、可溶性糖含量均高于对照（处理1），说明不同配方施肥对2 a生钩栗苗叶片可溶性蛋白、可溶性糖含量均有促进作用。其中，在蛋白质的处理中，处理10、11、12、14、13与对照（处理1）差异不显著，其他处理与对照差异均显著，且处理9与对照差异显著，说明该处理配方N2P2K1对叶片可溶性蛋白有较好的促进作用。在可溶糖的处理中，处理11、10、13、14、12与对照（处理1）差异不显著，其他处理与对照差异均显著，且3号处理与对照差异显著，说明处理3的组合N1P2K2对叶片可溶性糖含量促进作用最好。

2.4 配比施肥对2 a生钩栗苗木生物量的影响

生物量是指苗木的重量，鲜重能在一定程度反映苗木的质量，而干重能充分反映出物质的积累量。生物量越大，表明苗木的组织越充实，贮藏的物质越多，品质越优良。由表6可知，不同配方施肥下2 a生钩栗苗的地上部干重、根部干重的差异均显著，地上部生物量最大的是处理9，为8.16 g/株，比对照增加了10.84 g/株，其次是处理6、3、7和5，分别比对照（处理1）增加了8.71、8.32、7.73和6.26 g/株，根部生物量最大的是9号处理，为4.18 g/株，比对照增加了3.04 g/株，其次是处理3、6、7和4，分别比对照（处理1）增加了2.39、2.23、2.01和1.35 g/株。方差分析表明，不同施肥配比下对钩栗苗的生物量存在显著差异。根冠比是指地下部与根部鲜质量或干质量的比值，能反映出植物的生长状况，反映树种的耐旱性。根冠比越大，表明根系越发达，越具有较强的抗逆性。由表6可知，同样也是9号处理的根冠比最大，表明其根系发达，具有较强的抗逆性，而根冠比最小的是处理11，与对照（处理1）无显著差异。

表5 不同施肥配比处理下2 a生钩栗苗叶片的可溶性蛋白、可溶性糖的含量及其方差分析Table 5 Protein content and soluble sugar content and the variance analysis of two-years-old Castanopsis tibetana under different NPK fertilizer treatments

表6 不同施肥配比处理下2 a生钩栗苗生物量及其方差分析Table 6 Biomass and the variance analysis of two-years-old Castanopsis tibetana under different NPK fertilizer treatments

综合其生物量指标，可以看出处理9的地上鲜质量、根部鲜质量、地上部干质量、根部干质量及根冠比均高于其他处理，由此可初步得出处理9为提高钩栗苗生物量的最优施肥配比。

2.5 施肥配方下苗木各指标相关性分析

由表7可知，苗高、地径、生物量和叶绿素4个指标之间呈极显著正相关，表明叶绿素含量的增加能够提供更多的有机物，以促进植物的生长，让其健壮。植物其余各指标均呈正相关，说明了各指标与植物生长之间关系密切，能从多方面反映植物的生长情况。

表7 配方施肥对2 a生钩栗苗各指标相关性分析Table 7 Correlation coefficient of each index of two-yearsold Castanopsis tibetana under NPK proportion fertilizers

3 结论与讨论

（1）钩栗苗木的质量直接影响人工林的形成及产量，高质量的苗木能提高人工栽培的质量。通过对钩栗施肥后苗木的苗高、地径和生物量生长测定得出，施肥对其钩栗生长具有一定的影响。各施肥处理中，处理3（N1P2K2）苗高生长最好，达到39.63 cm，比对照增加64.58%，处理9（N2P2K1）地径生长最好，达到6.36 cm，比对照增加39.47%，生物量最大的是处理9（N2P2K1），达到12.34g/株，比对照增加152.87%。14个处理的钩栗苗苗高、地径、生物量都存在显著差异。

（2）叶片中叶绿素的含量能反映植物叶片光合能力的大小，叶绿素把吸收的二氧化碳与水合成有机物，作为植物生长所需要的能量贮存起来。由表4可知，在施肥处理后叶片中叶绿素的含量均有不同程度的增加，可知施肥效果逐渐显现出来。在试验中，处理9（N2P2K1），达到5.182 7 mg/g，比对照增加145.94%，表明该处理的补光能力最强。蛋白质是生命的物质基础。机体中每个细胞和所有的重要组成部分都含有蛋白。通过本次试验可明显得知，在施肥过后，施肥后的蛋白质含量要高于施肥前，说明营养优于施肥前。在钩栗施肥各处理中，叶片可溶性蛋白含量最高的是处理9（N2P2K1），达到5.359 5 mg/g，比对照增加83.37%，表明该处理的营养成分含量最高。可溶性糖是种有机的渗透调节剂，也是反映植物抗逆性的重要指标。由表5可知，叶片可溶性糖含量最高的是处理3（N1P2K2），达到4.144 7 mg/g，比对照增加98.71%。可溶性糖的增高，因为对其施肥量较大，叶片通过积累可溶性糖来缓解施肥过多造成的胁迫。施肥后，生长逐渐旺盛，对肥料的需求量大，所以积累的可溶性糖较多。也就说明，处理3具有更好的抗逆性。并且，综合表4、表5可得出，叶片的叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖均具有显著差异。

（3）各个施肥处理对钩栗苗的生长、生物量及其叶片的营养成分均有提高，综合上述研究可知，表现最好的是处理9，配比为N2P2K1，施肥量为6 g/株、6 g/株和3 g/株。

（4）针对于钩栗的研究报道甚少，而配方施肥的研究几乎空白。因此该试验研究结果对指导钩栗苗期的施肥管理有很好的参考价值。对钩栗苗木培育，在施肥方面并不是越大越好，施肥过量或施肥不足都会对其形态生长造成直接影响。本试验研究对象仅为2 a生钩栗幼苗，但没有涉及到大面积造林最佳施肥配比的最佳施用时间、最佳施肥次数及施肥频率等方面，需继续进行更深入探讨研究钩栗造林的最佳施肥方案。

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