两品种麻疯树施肥与不施肥周年生长规律研究

2016-12-04广西科技大学鹿山学院广西柳州54566柳州市农业气象试验站广西柳州545003

种子 2016年11期

，，，， (.广西科技大学鹿山学院，广西柳州 54566； .柳州市农业气象试验站，广西柳州 545003)

韦剑锋1，吴炫柯2，韦冬萍1，胡江如1，徐东升1
(1.广西科技大学鹿山学院，广西柳州 545616； 2.柳州市农业气象试验站，广西柳州 545003)

采用盆栽方法，在施肥和不施肥条件下，研究麻疯树FD-8号和云热-1号周年生长性状和干物质积累状况，以了解麻疯树苗木生长规律。结果表明：2个品种麻疯树周年生长趋势基本一致，其中叶和茎高主要生长期分别在5—10月和5—8月，地径和根长生长期限较长，在11月仍有明显增长；叶干物质积累主要在6—10月，茎和根干物质积累可持续到12月；植株休眠期在1—3月。但FD-8号苗木生长优势较云热-1号明显；施肥后2个品种苗木根、茎及叶的生长期限、生长速率及生长量均显著大于不施肥的。麻疯树苗木周年生长趋势与气温和降雨条件也密切相关。分析表明，麻疯树周年生长规律受遗传特性和环境条件尤其是水肥供给状况影响较大。

麻疯树；苗木；生长规律

麻疯树(JatrophacurcasL.)又名小桐子、臭桐树、膏桐、黄肿树、假白榄、假花生，系大戟科麻疯树属落叶灌木树种，也是生产生物能源、农药和医药的主要原料木本植物[1]。21 世纪初，我国已将麻疯树作为“生物质燃料油技术开发”重点项目的主要能源植物，在良种培育、丰产栽培、综合利用等方面开展了一些研究[2]。在我国西南地区，麻疯树生物柴油原料林基地建设已初具规模，但栽培技术却严重滞后于该树种开发利用方面的研究，影响了麻疯树产业的发展[3]。因此，研究麻疯树的相关栽培措施具有重要意义[4]。掌握苗木生长发育规律，了解苗木生长各时期的特点，是制定苗木合理管理措施尤其是水肥调控的重要基础和依据[5-8]。为此，前人对樟子松[5]、红花木莲[6]、乌桕[8]及山桐子[9]等1年生或多年生苗木生长规律进行了研究，对不同种源麻疯树苗期生长特性也进行了初步探讨[7]。但有关不同栽培条件下麻疯树生长规律的研究鲜见报道。为此，本研究结合气象条件，设置施肥与不施肥试验，探讨2个品种麻疯树周年生长发育规律，为该树种的栽培管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2014年4月至2015年4月在柳州市进行，期间气温和降雨量见表1；供试土壤为红壤，pH值6.4，有机质9.01 g/kg，全氮0.94 g/kg，全磷0.52 g/kg，全钾1.89 g/kg，碱解氮50.01 mg/kg，速效磷16.61 mg/kg，速效钾62.16 mg/kg；供试麻疯树种子为广西南宁富民达生物能源科技有限公司2013年7月采收的FD-8号(以F表示)和云南省农业科学院热区生态农业研究所2013年8月采收的云热-1号(以Y表示)；供试肥料为当地农贸市场销售的蔗满多生物有机肥(江西绿悦生物工程股份有限公司生产，含有机质≥30%，有效活菌数≥0.3亿/g)和复合肥料(福建中化智胜化肥有限公司生产，N∶P2O5∶K2O=18∶8∶18，总有效养分≥44%)。

表1 试验期间当地月平均气温和月降雨量动态

日期(年/月)平均气温(℃)降雨量(mm)日期(年/月)平均气温(℃)降雨量(mm)2014/0524．7230．02014/1117．4123．22014/0627．7316．22014/1210．447．12014/0728．7106．32015/0111．472．02014/0827．7244．82015/0213．338．82014/0927．315．62015/0315．854．62014/1023．165．22015/0422．282．3

1.2 试验设计

试验采用有底塑料桶(上口径50 cm、下口径40 cm、高40 cm，桶底钻直径1 cm圆孔6个)栽培，每桶播种2个品种，每品种设不施肥处理(以F 0、Y 0表示)和施生物有机肥0.5 kg+复合肥32.0 g/桶处理(以F 1、Y 1表示)，肥料全部作基肥施用。播种前1个月，不施肥处理的桶内装满净细土待用；施肥处理的桶内下层装25 cm厚净细土，上层装15 cm厚与肥料搅拌混匀的细土待用；装土后塑料桶随机摆放。

2014年4月14日，选用FD-8号(0.8 g/粒)种子和云热1号(0.6 g/粒)种子，每桶播种6粒/品种。播种时在桶内表土等距离挖12个小孔，孔深约3 cm，每孔放种1粒，播种时每品种东西对向摆放，然后用细土完全覆盖小孔，并淋水至表土湿透。出苗稳定后进行定苗，每桶保留1苗/品种。

1.3 测定项目与方法

2014年4月21日幼苗开始出土，每天调查出苗率，直至出苗稳定；2014年5月开始，选定6桶麻疯树，每月最后一天调查苗木地径、茎高及着生叶片数；2014年6月底开始，每2个月取6桶麻疯树完整植株，调查主根长、侧根长(从胚根最早分化生长的4条侧根)、地径、茎高以及根、茎、叶的干物质量；按文献[10]的方法计算苗木质量指数QI。应用Excel 2003和SPSS 17.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 麻疯树出苗动态

麻疯树种子播种后，种壳内物质吸水膨胀，将靠近种阜或种脐端背面种壳撑破，然后胚根伸长形成主根，同时胚根与下胚轴连接处分化出4条侧根，主根与侧根扎土后下胚轴伸长，胚芽形成茎，随后将子叶及胚乳(部分带种壳)推出土面，之后胚乳吸水膨胀脱落，茎继续伸长，幼苗逐渐直立，子叶展开；至播种后第7天，各处理幼苗出土，但由于遇到气温明显波动影响，出苗率呈间歇式增加，到播种后第15天，各处理出苗完全稳定；不同处理出苗进程和出苗率有一定差异，其中Y 0出苗最快、出苗率最高，其次是Y 1，而F 1出苗最慢、出苗率最低(见图1)。

图1 麻疯树出苗率动态

2.2 麻疯树各器官生长动态

2.2.1 麻疯树着生叶片动态

麻疯树子叶展开后，子叶颜色在1 d内完全由白变绿，之后子叶长度和宽度持续增大，至子叶展开后4～5 d真叶长出，随后真叶数量以互生方式持续明显增加，达到峰值后不断减少，入冬后完全脱落，随后进入休眠期，次年3月下旬茎枝顶端萌发新叶，随后叶片数量恢复增加，但不同处理叶片生长存在差异(见图2)。其中，Y 0、F 0着生叶片数在7月达到峰值，到12月完全脱落，休眠期95 d，叶片增长高峰期在5月和7月，高峰期叶增加速率为2.3～4.1片/月；Y 1、F 1着生叶片数在8月达到峰值，随后维持2个月的高峰期，到次年1月完全脱落，休眠期75 d，叶片增长高峰期在5月和8月，高峰期叶增加速率为6.7～9.0片/月；除休眠期外，叶片着生数量均表现为F 1gt;Y 1gt;F 0gt;Y 0，其中F 1、Y 1与F 0、Y 0的差异均达到显著水平。说明麻疯树叶片生长主要在5～10月，施肥可延长叶片生长期、促进叶片数量增加。

2.2.2 麻疯树地径生长动态

麻疯树出苗期地径较粗，因而5月份测得的地径较大，此后地径随生育进程的推移而不断增粗，到叶片完全脱落后停滞生长，次年4月新叶长出后恢复增长，但不同处理地径生长存在一定差异(见图3)。Y 0、F 0地径呈现波浪式的增长，其中5—7月为第1个增长高峰期，高峰期的增长速率为0.23～0.66 cm/月，10月出现第2个小增长期，随后增长趋于停滞；Y 1、F 1地径呈现2个“S”型增长，其中5—8月完成了第1个“S”增长，10—12月完成了第2个“S”增长，随后增长停滞，增长高峰期在5—6月，高峰期增长速率为0.39～1.04 cm/月；在各调查期，地径均表现为F 1gt;Y 1gt;F 0gt;Y 0，其中周年生长后F 1、Y 1、F 0分别比Y 0增加88.60%、78.54%、8.00%。说明麻疯树地径生长出现2次明显增长期，而施肥可延长麻疯树地径增长期，促进地径增粗。

图2 麻疯树着生叶片动态

图3 麻疯树地径生长动态

2.2.3 麻疯树茎高生长动态

麻疯树幼苗直立后茎高已达10 cm以上，此后茎高随生育进程的推移尤其是主茎叶片数量的增加而明显增长，待主茎着生叶片完全脱落后停滞增长，入冬后由于水分蒸发茎顶端出现“缩水”现象，至次年4月恢复增长，但不同处理茎高生长存在差异(见图4)。Y 0、F 0出苗后茎高缓慢增加，增长速率持续减小，9月增长趋于停滞，增长高峰期在5月；F 1、Y 1茎高呈现“S”型增长，12月增长趋于停滞，增长高峰期在8月，增长速率为22.62～23.52 cm/月；在各调查期，茎高均表现为F 1gt;Y 1gt;F 0gt;Y 0，其中周年生长后F 1、Y 1、F 0分别比Y 0增加245.87%、214.28%、2.75%。说明施肥可延长麻疯树茎高生长期，促进茎高增长。

图4 麻疯树茎高生长动态

2.2.4 麻疯树根生长动态

图5显示，麻疯树主根、侧根随生育进程持续伸长，至12月伸长停滞，随后遇低温阴雨天气根尖不同程度腐烂，根长略有缩短，次年4月恢复伸长。不同处理主根、侧根生长存在差异，其中Y 0、F 0出苗后主根、侧根明显伸长，至9月伸长减速，伸长高峰期在5—8月；Y 1、F 1主根和侧根伸长出现2个明显高峰期，第1个高峰期均出现在5—6月，第2个高峰期主根出现在11—12月，侧根出现在9—10月；在各调查期，主根长、侧根长均表现为F 1gt;Y 1gt;F 0gt;Y 0，其中周年生长后F 1、Y 1、F 0主根长分别比Y 0增加84.63%、71.96%、14.65%。说明施肥可明显延长麻疯树根系生长期，促进根系伸长。另外，麻疯树出苗2个月后，Y 0与F 0、Y 1与F 1主根长分别达27～34 cm、47～50 cm；生长周年后，Y 0与F 0、Y 1与F 1主根长分别达43～49 cm、74～80 cm，均明显大于同期相应处理茎高。说明麻疯树具有深根性特点。

图5 麻疯树根长生长动态

2.3 麻疯树各器官干物质积累动态

2.3.1 麻疯树叶干物质积累动态

图6显示，不同处理麻疯树叶干物质积累量动态趋势与着生叶数量动态(图2)基本一致。不同处理叶干物质积累存在明显差异，其中Y 0、F 0叶干物质积累速率随生育进程持续下降，积累高峰期在6月，积累量峰值出现在8月，随后积累量持续下降，到12月变为0；Y 1、F 1 叶干物质积累速率随生育进程先上升而后下降，积累高峰期在8月，积累量峰值出现在8月，此后积累量维持2个月的高峰期，随后积累量急剧下降，到次年1月变为0；除休眠期外，叶干物质积累量均表现为F 1gt;Y 1gt;F 0gt;Y 0，其中在峰值，F 1、Y 1、F 0分别比Y 0增加1 330.95%、1 002.38%、9.52%。说明麻疯树叶片干物质主要在5—10月积累，施肥可延缓叶片衰老和脱落，促进干物质积累。

图6 麻疯树叶干物质积累动态

图7 麻疯树茎干物质积累动态

2.3.2 麻疯树茎干物质积累动态

图7显示，麻疯树茎干物质积累速率随生育进程先上升而后下降，积累量则不断增加，到12月积累量达到第1个峰值，随后因顶端“缩水”干枯略有下降，至次年4月恢复增加而出现新的峰值。不同处理茎干物质积累存在明显差异，其中Y 0积累高峰期在6月，F 0积累高峰期在8月，两处理主要积累期在7—10月，积累量占周年积累量的71%以上；Y 1、F 1茎干物质积累高峰期在10月，主要积累期在7—12月，积累量均占周年积累量的77%以上；在各调查期，茎干物质积累量表现为F 1gt;Y 1gt;F 0gt;Y 0，其中周年生长后F 1、Y 1、F 0分别比Y 0增加612.44%、482.65%、31.84%。说明麻疯树茎干物质主要在7—12月积累，施肥可延长麻疯树茎生长时期，促进茎干物质积累。

2.3.3 麻疯树根干物质积累动态

图8显示，麻疯树根干物质积累速率随生育进程先上升而后下降，其中积累高峰期在10月，积累量则不断增加，到12月达到第1个峰值，随后因根尖腐烂略有下降，至次年4月恢复增长。不同处理麻疯树根干物质积累存在明显差异，其中Y 0、F 0主要在7—10月积累，积累量约占周年积累量的78%；Y 1、F 1主要在7—12月积累，积累量约占周年积累量的80%；在各调查期，根干物质积累量表现为F 1gt;Y 1gt;F 0gt;Y 0，其中周年生长后F 1、Y 1、F 0分别比Y 0增加917.90%、744.99%、50.34%。说明麻疯树根干物质主要在7—12月积累，施肥可延长麻疯树根生长期，促进干物质积累。

图9 麻疯树苗木质量指数变化动态

2.4 麻疯树苗木质量指数变化动态

苗木质量指数QI是衡量苗木综合质量的常用指标，QI值越大则苗木形态的协调生长越好。图9显示，各处理QI值随生育进程持续明显上升，到10月趋于稳定，到12月出现第1个峰值，随后因落叶、根系腐烂及茎顶端干枯而略有下降，至次年4月再回升，但不同处理QI值及其快速上升时期明显不同。在各调查期，QI值均表现为F 1gt;Y 1gt;F 0gt;Y 0，其中周年生长后F 1、Y 1、F 0分别比Y 0增加678.38%、553.72%、53.09%；另外，Y 0、F 0的QI值快速上升期在7—10月，Y 1、F 1的QI值快速上升期在6—10月。可见，6—10月是麻疯树苗木质量形成的关键期，而施肥可促进苗木各器官协调生长，提高苗木综合质量。

3 结论与讨论

麻疯树种子在适宜的温度和水分条件下，播种后2 d开始萌发，5～6 d幼苗出土[11]。在春季，麻疯树种子播种后易遇到“倒春寒”式急降温天气，正在萌发的种子生长受抑制难以出苗，未萌发的种仁易发霉腐烂，从而使出苗进程延缓和出苗率降低。因此，在春季播种育苗，麻疯树种子萌发出苗期间需做好防寒避寒工作，避免低温对种子萌发和幼苗生长造成抑制作用。麻疯种子萌发出土能力与种源特性、施肥条件及种子贮藏时间密切相关[12]。本研究中，云热-1号种子的出苗率明显大于FD-8号，不施肥的出苗率明显大于施肥的，但2个品种的出苗率为45.60%～54.40%，明显低于刚采收时的[10,13]。因此，麻疯树播种前需做小样试验，以拟定适宜用种量和播种密度，避免严重缺苗。

苗木生长节律既是其生物学特性的表现，也受土壤结构、水分、养分等环境因素的影响[5]。本研究中，在不施肥条件下，麻疯树云热-1号根、茎、叶的生长动态和干物质积累动态与FD-8号的基本一致；在施肥条件下，2个品种周年生长曲线也较为一致，这与前人研究不同种源红花木莲[6]和山桐子[9]的结果相似。说明不同种源麻疯树周年生长也具有相似的规律。研究也发现，在不施肥或施肥条件下，麻疯树FD-8号各器官生长量均明显大于云热-1号，这与其他年份2品种在当地种植表现一致[14]。说明FD-8号苗木生长性状优于云热-1号。此外，在施肥条件下2品种根、茎、叶的生长期、增长速率及生长量均显著大于不施肥的，其中干物质积累量成倍增加，这与其他品种麻疯树的施肥效应相似[4]。说明麻疯树具有较强的“可塑性”和增长空间，同时也喜好养分，因此生产上需重视施肥以补充养分供给。

根据麻疯树在播种当年的生长动态，可将1年生麻疯树生长划分为苗期(36 d)、生长初期(45～94 d)、速生期(43～94 d)及生长后期(15～79 d)，其中7—9月是地径和苗高生长主要时期，10月地径仍有一定生长，但不同种源幼苗各生长期出现的时间不一致[7]。本研究表明，在不施肥条件下，2个品种苗木主根长、侧根长、地径、茎高主要在5—8月增长；在施肥条件下，2品种苗木主根长和侧根长在5—12月都明显持续增长，地径主要在5—7月和10—11月增长，茎高主要在5—8月增长，但9—11月茎高仍有一定增幅，这与前人在贵州研究其他麻疯树品种的结果不完全相同[7]。这一差异可能是品种、播种期及环境条件尤其是气温、降雨量及养分供给不同的缘故。本研究中，5—8月是气温较高和降雨较多的季节(表1)，麻疯树获得丰富的热量和水分后快速生长；施肥后，麻疯树获得更多的养分，并形成水肥“耦合”效应，促进苗木各器官尤其是根系成倍增长，从而提高苗木的抗逆性尤其是抗旱能力，使苗木在降雨偏少和气温下降的季节(9—11月)仍然着生较多叶片和获得增长。因此，麻疯树施肥宜在高温多雨季节或雨季来临前进行，以发挥水、肥、热之间的互作效应。另外，麻疯树出苗后根系伸长较快，根系较长，因而其基肥施用应考虑深施，但适宜施肥深度需结合具体栽培条件尤其是根系在土壤剖面的分布特点做进一步研究。

生物量是苗木生长过程中干物质的积累量，其积累主要依赖于地上部有机物的合成，地上生物量尤其是叶生物量的增加可以增加光合面积，有利于光合形成更多的有机物和促进植株生长，以及促进苗木各部分生物量的增加[5]。本研究结果也表明，麻疯树叶干物质积累量与其着生叶数量动态变化高度吻合，当麻疯树着生叶数量和干物质积累量成倍增加后，其根和茎干物质积累量也相应增加。但研究发现，麻疯树根和茎干物质积累高峰期滞后叶干物质积累高峰期1～2个月，且叶干物质积累量持续下降后根和茎干物质积累仍持续明显增加，这与1年生乌桕的生长特性相似[8]。究其原因，主要是苗木个体间的生长相互竞争以及叶片衰老脱落后生长中心转移的缘故[8]。可见，1年生麻疯树不同生长期的生长中心不同；在生产中可根据这一规律来调控麻疯树生长，其中在苗期到速生期(4—10月)采取增加土壤水肥供给来促进叶片生长和干物质积累，在生长后期(11—12月)采取控制土壤水肥供给来抑制叶片生长或促进叶片衰老脱落，促使生长中心和干物质积累向根和茎转移，以增加苗木木质化程度，提高苗木质量和增加苗木越冬御寒能力。

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