马尾松优良种源对N肥的响应

曾嬿冰　周运超　张　伟　罗　康

(贵州大学林学院　贵阳　550025)



马尾松优良种源对N肥的响应

曾嬿冰周运超*张伟罗康

(贵州大学林学院贵阳550025)

摘要：选择6个马尾松优良种源的幼苗，设计5种氮素水平的盆栽试验对马尾松优良种源的氮肥肥效进行研究，结果表明：都匀、上杭和崇义种源更耐贫瘠，苗木最粗壮，施氮能够很好的促进其苗高地径的生长；桐棉种源的高速生长特性明显，尤其是在高氮环境(87g/m2)下更能促进其苗高生长；施氮对古蓬种源的苗高增长促进作用大于地径生长，其最适的施氮水平为44g/m2；而韶关种源相较其他优良种源在各生长指标中表现不突出，但其地径增长快速，在44g/m2水平下地径增量最大，高径比值最小，苗木最粗壮；都匀、韶关和崇义种源的地上部分和地下部分生物量积累对五个氮水平的响应一致，上杭种源在44g/m2水平下促进地上部分生长却抑制根系生物量的积累，桐棉和古蓬种源分别在22g/m2和87g/m2水平促进地下部分生长但抑制地上部分生物量的积累。由于各优良种源对氮肥的需求不同，在实际生产运用中应根据造林目的和立地条件来选择适宜的良种以及确定其施氮量，以此来提高马尾松的生长效率，达到利用效率最大化。

关键词：马尾松；优良种源；氮肥；生长性状

马尾松是我国松属树种中分布最广的乡土树种，具有对土壤、气候适应性强、速生、丰产、全树综合利用程度高、纤维优良等特性，是我国南方主要工业用材和造林绿化树种。目前人工施肥已成为用材林培育中不可少的营林措施，学者们也对林木的施肥技术做了大量研究[1～3]，尤其是马尾松施肥技术的研究。马尾松苗木施肥效果研究表明，苗木对氮需求较高，氮肥对其地径和叶片生长有较大的促进作用，尤其是在生长后期，充足均施氮的处理苗木高、径生长较好，质量优，I级苗比例达2/3，均衡施氮能够显著提高苗木生物量，减少追施氮肥量可显著降低直径生长和叶、茎、根的干物质及苗木质量[4～5]。然而近年来也有不少研究表明，施氮抑制马尾松的生长，在其幼苗及根系生长的研究中发现，施N肥及N-P肥不利于苗木高、径的生长，根表面积和生物量小，侧须根较少，苗木对水养分的吸收能力相对较弱[6]。在马尾松幼龄林的研究中也表明施N肥对其生长无促进作用，不利马尾松生长且影响成活率[7～10]。看来现今马尾松对施肥的响应机理仍然不够清晰，N肥究竟是主导促进马尾松生长的因素还是抑制其发育的主要原因现在仍没有一个准则，因此研究马尾松的N肥肥效是迫切及必要的。

与此同时，马尾松优良种源的选择及生长越来越受到重视，并对此也做了大量的研究[11～16]，结果表明，马尾松不同种源间的生长量差异较大，优良种源具有生长的高速性。同样的，马尾松优良种源的肥效研究也受到了学者们的重视。研究表明种源与磷肥对马尾松树高生长存在显著的交互作用，各马尾松种源的肥效大小有异，但都较为明显且持续时间较长，且施用磷肥能显著降低各种源林分内个体生长的异质性[17～18]。现今已知马尾松优良种源具有高速生长的特性，那么这是否意味着其更需要大量的营养元素，即施肥是否能够提高其生长速率仍是一个未解决的问题。在对马尾松的种源肥效研究中，大多学者研究了马尾松不同种源的磷效应，然而氮素作为植物生长的必要元素，不同优良种源马尾松对不同N浓度的生长响应如何至今仍不清楚。本研究致力于解决马尾松各优良种源对N肥的生长响应以及对不同N浓度的施用效率等问题，以期为马尾松施肥研究更好的应用于生产提供理论基础。

1材料与方法

1.1材料

苗木来源为2013年在贵州大学林学院苗圃内培育的一年生苗木，6个优良种源是根据全国马尾松种源的前期试验结果选择而来，分别来自贵州都匀、福建上杭、广西桐棉、广东韶关、广西古蓬和江西崇义，其中都匀、崇义和上杭属于中亚热带种源，其余三个属于南亚热带种源(表1)。

表1 各种源地理位置与气候条件

栽培土壤为第四纪黄色粘土(表2)，肥力特点是缺P低N低K[19]。用0.5%高锰酸钾消毒，用塑料薄膜覆盖密封曝晒一周左右后将土壤过筛(1cm×1cm)并分别装入直径30cm的聚乙烯盆，每盆装土8kg。

表2 　栽培土壤的基本理化性质

1.2试验方法

取一年生苗高、根径等长势一致的6个马尾松优良种源苗木移至盆中栽培，每种源设置5个施氮处理(即CK，11g/m2，22g/m2，44g/m2，87g/m2)。于4月底进行一次施肥(尿素)，定期进行苗高地径的测量并于12月底采集苗木进行生物量的测定。

测量数据用 Excel、SPSS 等软件进行分析。

2 结果与分析

2.1不同N肥水平下马尾松的生长差异

如图1所示，在桐棉种源中苗高净增量最大的是87g/m2水平，达24cm，最小的是44g/m2水平，仅为CK的11%，其不同N肥水平间苗高增量排序为87g/m2> 22g/m2> 11g/m2> 44g/m2> CK；古蓬种源的苗高增长量最大是44g/m2水平，最小的是22g/m2水平，其不同N肥水平间苗高增量排序为44g/m2>11g/m2> CK> 87g/m2>22g/m2；而都匀种源苗高增量最大的是22g/m2水平，比CK增加了45.5%，最小的是44g/m2水平，与CK相近, 其不同N肥水平间苗高增量排序为22g/m2>11g/m2>87g/m2> CK >44g/m2；上杭种源苗高增量最大的是22g/m2的施肥水平，是CK的56.8%，最小的是87g/m2水平，仅为CK的15.9%，其不同N肥水平间苗高增量排序为22g/m2> 44g/m2> 11g/m2>87g/m2>CK；在韶关种源中，苗高增量最大的是11g/m2水平，是CK的32.6%，最小的是22g/m2水平，与CK相近，其不同N肥水平间苗高增量排序为11g/m2> 44g/m2> CK > 22g/m2>87g/m2；崇义种源的苗高增量最大值在22g/m2水平，达到16.1，是对照增量的一倍，而增量最小的是87g/m2水平，仅为CK的2.5%，其不同N肥水平间苗高增量排序为22g/m2> 44g/m2> 11g/m2> 87g/m2> CK。

图1　不同施肥水平的苗高生长差异

图2　不同施肥水平的地径生长差异

如图2所示，除都匀及崇义种源地径增长量最大值在22g/m2水平外，其余四个种源均在44g/m2水平。其中都匀种源的地径增量最大值与CK相比增加了64.1%，最小出现在87g/m2水平，仅为3.48mm，是CK的16.8%；崇义种源的地径增长量最大为4.55mm，是CK的88.0%，最小为11g/m2水平，增长量仅为CK的36.0%；在上杭种源中，44g/m2水平的地径增长量达到最大，与对照相比增加了60.5%，最小的施肥水平是22g/m2，仅为CK的16.4%；桐棉种源的最大地径净增长量为4.58mm，比CK增长了30.1%，最小增量是87g/m2的施肥水平，低于CK水平；在韶关种源中，最大地径增长量达到4.81mm，最小增量出现在87g/m2水平，为CK的35.2%；古蓬种源间地径增量相差不明显，最大增量为3.90mm，与对照相比增长了23.8%，最小为22g/m2水平，与对照相近。

图3　不同氮肥水平苗木高径比

苗木高径比是评价苗木质量的一个指标，高径比值越小说明苗木质量越好。由图3可知，在都匀、上杭、桐棉、韶关等四个种源中，44g/m2水平的高径比值最小，而古蓬种源在22g/m2水平高径比值最小，崇义种源在11g/m2水平苗木最粗壮。马尾松不同种源对不同的施氮水平响应不同，在进行施肥时应按照各种源特性进行施肥水平的确定。

2.2不同种源马尾松的生长差异

在未施肥的对照中，古蓬种源苗高生长最好，达到18.1cm，其次是桐棉种源，为15.4cm，最差的是崇义种源，仅8.0cm；在11g/m2和87g/m2施肥水平下，桐棉种源的苗高增量最大，其次是古蓬种源，最小的是崇义种源；在22g/m2水平，桐棉种源苗高生长最好，苗高增量达到21.2cm，而韶关种源生长最差，苗高净增量为12.3cm；在44g/m2水平生长最好的是古蓬种源，苗高增量是19.9cm，苗高增量最小的是都匀种源，仅10.7cm。在不同的施肥处理中，古蓬和桐棉种源的苗高生长是最好的，其余种源高生长不明显。

6个优良种源地径增长的排序为：都匀>桐棉>上杭=崇义>古蓬>韵关，由图5可知，6个马尾松种源地径总体在44g/m2水平下生长最好，均值达4.36mm，其次是22g/m2水平，均值为3.82mm。在CK水平下，桐棉和古蓬种源的地径生长最好，地径增量最小的是韶关种源，在22g/m2水平下种源间差异最明显，都匀和崇义种源地径增量最大，分别是4.88mm和4.55mm，地径生长最差的是韶关种源，仅3.17mm。在不同的施肥水平中，各马尾松种源间地径生长响应不同，其中都匀和崇义种源的地径生长差异最显著。

在未施肥的CK和11g/m2水平下，崇义种源的苗木高径比值最低，在22g/m2和44g/m2水平下，高径比值最小的是韶关种源，在87g/m2水平上杭种源的高径比值最小。在五个施氮水平中，桐棉和古蓬种源的高径比值都较大，其地上部分的高生长较快，而地径生长相对比较缓慢，而韶关、上杭和崇义种源的高径比都较小，苗木粗壮，质量较好。

图4　不同种源马尾松的苗高生长差异

图5　不同种源马尾松的地径生长差异

图6　不同优良种源马尾松苗木高径比

3马尾松幼苗的生物量差异

3.1生物量分配

由不同施肥水平下各个马尾松优良种源的生物量分配图(图7和图8)可知，氮肥处理对都匀和崇义种源的地上部分和地下部分生长都有促进作用，其中22g/m2水平对地上部分和地下部分的生物量积累促进作用明显；在上杭种源中，施氮不利于其地下部分的生长，各氮肥水平的生物量积累皆低于CK，但44g/m2水平促进其地上部分的生物量积累；桐棉种源的地上部分生物量积累在各施氮水平皆低于CK，而在22g/m2水平促进地下部分生长；韶关种源在11g/m2水平时，地上部分和地下部分生物量积累皆高于CK；古蓬种源的地上部分生物量积累在44g/m2水平达最大，地下部分在87g/m2水平生长最好。

图7　地上部分生物量

图8　地下部分生物量

3.2生物量积累

在不同施肥水平下，6个优良种源的生物量响应不同。在都匀种源中，总生物量最高的是22g/m2水平，44.94g，最低的是CK水平，仅23.69g；在上杭和古蓬种源中，44g/m2水平的生物量最多，分别为34.45g和36.08g，与CK相差不大，其余处理水平的总生物量皆低于CK水平；桐棉种源的总生物量在CK水平下达到最高，在22g/m2水平最低；韶关种源中，生物量最大的是11g/m2施肥水平，其余水平下的生物量均低于CK水平；崇义种源的总生物量最大值出现在22g/m2水平，为32.09g，最小的是87g/m2水平，仅21.47g，低于CK水平。

未施肥时，古蓬种源的总生物量最高，达到33.57g，其次是桐棉种源，生物量是30.94g，最小的是崇义种源，仅14.23g，种源间生物量积累排序为古蓬>桐棉>上杭>韶关>都匀>崇义；在11g/m2水平下，种源间差异不显著，其中生物量最大的是韶关种源，达36.59g，最小的是崇义种源，仅16.20g，生物量积累排序为韶关>古蓬>都匀>桐棉>上杭>崇义；当施肥环境为中氮(22g/m2)水平时，马尾松种源间总生物量差异显著，其中尤以都匀种源的生物量积累最多，达到44.94g，是6个种源5个施肥水平中生物量积累最多的种源，而该水平下总生物量最低的是韶关种源，仅为都匀种源的36.6%，生物量积累排序为都匀>崇义>桐棉>上杭>古蓬>韶关；在44g/m2水平下，生物量积累排序为古蓬>上杭>桐棉>都匀>韶关>崇义；在高氮(87g/m2)环境下，生物量积累排序为古蓬>都匀>桐棉>上杭>韶关>崇义。

图9　不同N肥水平马尾松幼苗的总生物量

图10　不同种源马尾松幼苗的总生物量

4讨论

在5个不同氮肥水平中，马尾松各种源的生长表现不一，有抑制也有促进生长的氮水平，但在适宜氮水平下能有效提高其生长速率及苗木质量，这与杨石清[4]等人的研究结果相同。大量研究表明，氮磷钾之间存在互作效应[20～23]，低磷环境会显著降低马尾松的氮素吸收效率，缺磷条件下应适当提高氮肥比例，从而保持氮钾的相对平衡[24]。本试验供试土壤的养分基本状况为缺P低N低K，在低P环境下增施适量氮肥能够有效促进马尾松的生长。在前人的研究中发现，对马尾松施氮有良好肥效的研究，供试土壤皆因土壤养分不平衡(缺N富含K)导致马尾松生长受阻[4～5]，而在中等或富含氮含量的供试土壤中，单施氮的肥效差[6～10,25]，故在本试验中施氮能够明显的促进马尾松苗高、地径的增长，这符合缺素施肥的规律。黄壤普遍存在养分亏缺状况，因此在实际营林生产中，应结合适宜良种来达到相应的营林目的。

研究发现氮可促进植物枝干高大、生长茂盛[23]，在一定范围内，植物随着氮肥浓度的增加，苗高和地径均有明显的提高，能促进生物量的增加，浓度过高则对苗高和地径生长起到抑制作用并导致生物量下降，苗木生长不良[26]。Ballard 通过在火炬松种植园开展的4～5年施肥试验发现，火炬松在生物学意义上的最佳施氮量平均为224kg/hm2[27]。据秦国峰的研究表明，单施氮在75Kg/hm2和150Kg/hm2水平对马尾松树高、胸茎和材积均有促进作用[7]。在马尾松6个优良种源中，各种源都有其最适生长的氮浓度，因此在采用都匀种源的马尾松苗进行人工林培育的过程中，可施用22g/m2氮水平使其达到速生丰产的效用；古蓬种源具有速生丰产的优良特性，在苗期管护中可配合44g/m2的氮肥施用，促进其生长；上杭种源可施用44g/m2水平使其生长最好；韶关种源施肥后苗高生长不明显，但地径增长快速，苗木粗壮；对崇义种源在22g/m2水平的苗高地径生长和生物量积累最好，但在11g/m2水平下高径比值最小，苗木生长粗壮。氮肥对桐棉种源苗高生长促进作用明显，大浓度的N能够很好的促进桐棉种源马尾松抽梢，这与前人的研究结果相同，桐棉马尾松树高有春季和秋季两个速生期，胸径几乎全年都在生长，呈单峰型增长，生长量到10月下旬后逐渐下降直至停止[28]。在实际营林中，可根据营林目的选择良种和相应的施肥浓度。

5结论

对不同优良种源马尾松进行不同氮肥梯度试验，试验结果显示：在5个不同氮肥水平中，马尾松各种源的生长表现不一，有抑制生长也有促进生长的氮水平，各优良种源在适宜氮水平下能有效提高其生长速率及苗木质量，但过高浓度氮仍不利于大多良种的生长，试验供试土壤养分状况为缺磷低氮低钾，适量施氮有利于马尾松的生长，但过量则会破坏土壤养分平衡从而抑制植物生长，因此在林地施肥中应遵照缺素施肥原则。由于各优良种源对氮肥的需求不同，在实际运用生产中应根据造林目的和立地条件来选择适宜的良种以及确定其施氮量，以此来提高马尾松的生长效率，达到利用效率最大化。

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Rosponse of superior provenance ofPinusmassonianato N fertilizer

ZENG Yan-bingZHOU Yun-chaoZHANG WeiLUO Kang

(Forestry College of Guizhou University, Guiyang , Guizhou 550025)

Abstract:Pot experiment at 5 nitrogen levels were conducted to study the response of 6 masson pine superior provenances seedlings to nitrogen fertilizer. The results showed that: Duyun, Shanghang and Chongyi provenances were more barren-tolerant ,seedlings were most robust, nitrogen can very well promote the seedling heights and ground diameter;The fast growing characteristics of Tongmian provenances were obviously,especially in the high nitrogen environment (87g/m2), it could promote the growth of the seedling; Gupeng provenance seedlings height growth effect was higher than stem growth, its optimal nitrogen level was 44g/m2; And Shaoguan provenances compared to other kind of excellent source in each growth index of performance was not very prominent, but the stem rapid growth, in 44g/m2 level to stem increment maximum height to diameter ratio was the smallest, seedlings were the most robust.Duyun, Shaoguan and Chongyi provenances of aboveground and underground biomass accumulation in response to 5 nitrogen levels consistent, Shanghang provenances were at the level of 44g/m2 to promote the growth of the ground but inhibition of root biomass accumulation, Tongmian and Gu Peng provenances were at the level of 22g/m2 and 87g/m2 promoting underground part growth but inhibition aboveground biomass accumulation.

Key words :Pinus massoniana; superior provenance; N fertilizer; growth traits

收稿日期：2016-01-30

基金项目：贵州省重大专项(黔科合重大专项字〔2012〕6001 号)

作者简介：曾嬿冰(1991～)，女，贵州贵阳人，贵州大学农学硕士，从事人工林培育及森林经营研究；*通讯作者。

中图分类号：S723.7

文献标识码：B