生物炭对刨花润楠—梅叶冬青间作系统生长及叶绿素荧光特性的影响

郭雄飞++陈红跃

摘要 设置水泥池种植试验，将刨花润楠及梅叶冬青按照3∶2比例间作种植。在不同浓度（0、1.2、2.4、4.8 kg）的生物炭处理下，对刨花润楠及梅叶冬青苗木的植株生长及叶绿素荧光特性指标进行测定分析。结果表明：随着生物炭浓度的升高，2种苗木的株高生长量及冠幅生长量均有一定程度的增加，但浓度升高到4.8kg时下降，2.4 kg处理时最大。随生物炭浓度的升高，2种植物的叶绿素荧光特性变化幅度较小，但总体趋势也表现为先升高后降低。说明施用生物炭对2种苗木的生长有一定的促进作用，但浓度不宜过大，实际应用中应根据不同树种选择合适的施用浓度。

关键词 刨花润楠；梅叶冬青；叶绿素荧光参数；生长

中图分类号 S792.24；S687.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）16-0141-02

近年来，我国对国际木材市场的需求一直呈刚性增长的态势，尤其珍贵树种用材和大径级用材明显奇缺。珍贵木材价格也随之攀升，林木种植经营管理也越来越受到社会各界的关注。不管从发展经济还是保障国家经济安全的角度，发展珍贵用材树种都属于国家战略层面的考量[1]。我国是世界上人工林面积最大的国家，但珍贵用材树种栽培种植情况却非常不乐观，规模化栽培处于刚起步的阶段。

刨花润楠又名刨花楠、香粉树、粘柴、刨花等，属樟科润楠属植物，是我国南亚热带以及中亚热带地区品质优良的乡土树种，不但具有多种经济用途，而且具有重要的生态价值[2]。因该树种具有速生、多用途、高经济价值的特点，其已被广西林业厅列入广西重点发展的珍贵树种，具有良好的生态功能和社会效益，具有广阔的发展前途。

梅叶冬青是南方地区经济价值较高的药材原料，根、叶入药[3]，在林下种植中极具推广价值。可与刨花润楠间作，以短养长，弥补了林木生产周期长、见效慢的缺点，增加了土地利用效率，同时又能改善山区水土流失保护生态环境，具有良好的经济效益和生态效益。推广林药间作是林业发展和中药材生产相结合的产物，是实现生态林业和绿色中药材可持续发展的重要途径之一，不仅具有农林复合经营的特点，还具有其独特的优势，梅叶冬青具有耐阴性，既适合长期林药间作或林下种植，又能通过调节采收期的长短适应市场需求的变化，确保经济效益的稳定。

刨花润楠在华南地区的推广刚刚处于起步阶段，其培育过程中存在较多问题：一是刨花润楠相关研究匮乏，未能适地适树施肥；二是常规复合造粒肥料仍是目前市场主导，其营养单一，功能单一，未能更好促进刨花润楠生长及抗逆性的提高；三是刨花润楠生长年限比较长，长期不合理施用化肥，会导致林地地力下降、生态环境破坏等，这极大降低了我国肥料利用率。在高施用量高流失率的情况下，施肥不但影响了环境，更严重影响了刨花润楠等名贵树种的推广和发展。因此，针对刨花润楠在整个生长期中的慢—快—慢的生长规律，探讨刨花润楠苗木生长特性对于刨花润楠的推广种植具有重要意义。

植物生长不仅与土地肥力及植物自身生长需求有关，还与施肥种类及性质有关。生物炭作为近年来新兴的多功能材料，多应用在水环境处理和农业环境修复等方面上[4-5]。而作为养分载体应用植被促生上的研究目前还较少，并且其应用对象主要集中在经济作物及高档观赏草本植物上，涉及林业方面的研究较少。

生物炭巨大的比表面积及其丰富的化学反应型官能团赋予了生物炭极强的吸附能力，也使得将其与肥料复合以增产并改善肥料的利用率成为可能。本文研究了生物炭对刨花润楠及梅叶冬青苗木的生长效应，以期提高生物炭农用的农学效益，促进生物炭的科学农用，为生物炭及生物炭在常规林地中生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤：供试土壤均采用广州市华南农业大学长岗山林地表层土，广州市下层红壤，按照接近实际林地的土层厚度混合使用。

供试生物炭：研究所用生物炭为陕西亿鑫生物能源科技开发有限公司在裂解炉、限氧环境下（450 ℃）由废弃果树树干、枝条热裂解所得，磨细过3 mm筛备用。

供试植物：刨花润楠苗木（华南农业大学跃进北苗圃育苗）、梅叶冬青（购于龙洞苗木公司）。

1.2 试验设计

水泥池小区设计：试验在广州市华南农业大学资源环境学院农场体积为1 m×1 m×2 m、面积为2 m2的水泥池中进行，每个水泥池作为一个小区，共有12个水泥池。先在每个水泥池底部填入80 cm的广州红壤，然后在每个水泥池上部填入20 cm厚的林地表层土，试验设置4个梯度的生物炭处理，分别为0 kg（CK）、1.2 kg（T1）、2.4 kg（T2）、4.8 kg（T3）。氮肥、磷肥和钾肥分別采用尿素、过磷酸钙和硫酸钾，其施肥比例按照前人得出的刨花润楠种植的生物量具最大效益的比例（尿素∶过磷酸钙∶硫酸钾=261∶150∶181，单位为mg/株），按照苗木数量换算分别为每个水泥池尿素41.76 g、过磷酸钙24 g和硫酸钾28.96 g，将生物炭与土壤充分混匀。3次重复，所有处理随机排列。压紧至预定高度，使其与实际林地土壤状态接近。

种植模式：每个水泥池均设置种植9株刨花润楠+6株梅叶冬青；间作比例为3∶2。

1.3 指标测定

采用直尺测2种植株的株高及冠幅，采用 SPAD-502PLUS叶绿素荧光仪测定2种植株的叶绿素荧光参数。

1.4 数据处理

采用Excel2003统计软件对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 生物炭对供试植被生长量的影响

2.1.1 生物炭对刨花润楠生长量的影响

测定9株刨花润楠的株高，由表1可知，在一定范围内，株高随生物炭施用量的增加而增加，即T2>T1>CK，但生物炭施用量为T3时，其生长量小于对照组，可见在一定程度上，适量生物炭使刨花润楠株高有所提高，但其施用量达到一定程度后，对刨花润楠促生效果并不明显。

2.1.2 生物炭对梅叶冬青生长量的影响。测定6梅叶冬青株高，由表2可知，株高在一定范围内随生物炭施用量的增加而增加。但生物炭施用量为T2，其生长量的小于对照组，可见在一定程度上，适量生物炭使梅叶冬青株高有所提高，但其施用量达到一定程度后，对梅叶冬青促生效果并不明显。

2.2 生物炭对供试植被冠幅的影响

2.2.1 生物炭对刨花润楠冠幅影响。刨花润楠冠幅与苗高有相似的规律，由表3可知，冠幅随生物炭施用量的增加而增加，即T2>T1>CK，但生物炭施用量为T3时，其冠幅小于对照组。可見在一定程度上，适量生物炭使刨花润楠冠幅有所提高，但其施用量达到一定程度后，对刨花润楠冠幅影响效果并不明显。

2.2.2 生物炭对梅叶冬青冠幅的影响。由表4可知，梅叶冬青冠幅与苗高一样，在一定范围内随生物炭施用量的增加而增加，但生物炭施用量为T2，其冠幅小于对照组。可见在一定程度上，适量生物炭使梅叶冬青冠幅有所提高，但其施用量达到一定程度后，对梅叶冬青冠幅影响效果并不明显。

2.3 生物炭对供试植被叶绿素荧光的影响

2.3.1 生物炭对刨花润楠叶绿素荧光的影响。由表5可知，总体上生物炭对刨花润楠初始荧光（F0）、最大荧光（Fm）及PSII 最大光化学量子效率（Fv/Fm）的影响不大，刨花润楠叶片初始荧光（F0）总体趋势是随着生物炭施用量的增大先小幅度升高后降低然后升高，最大荧光（Fm）也随着生物炭施用量的加大而升高，而与对照相比，PSII 最大光化学量子效率（Fv/Fm）在生物炭施用量较低时，随其施用量增加有小幅度升高，到施用量为T3时，有一定程度的下降。说明生物炭施用量的增加对刨花润楠叶片初始荧光、最大荧光及最大光化学量子效率的影响只在一定浓度范围内具有促进作用。

2.3.2 生物炭对梅叶冬青叶绿素荧光的影响。由表6可知，不同生物炭处理下，梅叶冬青叶片初始荧光（F0）、最大荧光（Fm）及PSII 最大光化学量子效率（Fv/Fm）差异较小，叶片初始荧光（F0）总体趋势是随着生物炭施用量的增大先升高后降低，在T1处理时达最大。最大荧光（Fm）也随着生物炭施用量的加大而先升高后降低，在T2处理时达最大。而与对照相比，PSII 最大光化学量子效率（Fv/Fm）在生物炭施用量较低时，随其施用量增加先有小幅度升高后降低，在T2处理时达最大。说明在一定范围内生物炭施用量的增加能提高梅叶冬青叶片初始荧光、最大荧光及最大光化学量子效率，超过一定范围则具有反向效应。

3 结论与讨论

（1）综上所述，在一定生物炭浓度范围内，植被生长量、冠幅等生长指标随生物炭浓度的增加显著升高，但叶绿素荧光参数差异则较小，总体上生长量及叶绿素荧光参数均随其施用量的增加达到一定浓度后，不再升高甚至部分指标有小幅度下降，说明实际生产中，确定合理的生物炭施用浓度对于增加植被的促生效果具有十分重要的意义。

（2）通过分析间作系统中刨花润楠及梅叶冬青2种植被发现，使2种植被达到最佳增产效果的施用浓度不一致，说明实际生产中，不同植被所需的生物炭最佳施用量有所差异，根据不同品种的生长特性及对养分的需求规律进行适地适树种植具有重要意义。

（3）本试验探讨的是2种苗木在生物炭施用下初期的生长及叶绿素荧光特性，试验周期较短，样本数量较少，还存在一定的不足。要系统全面地研究生物炭对2种苗木在间作系统中的生长及生理特性的动态变化情况还有待后续进行长期系统的研究。

4 参考文献

[1] 李志辉，李柏海，祁承经，等.我国南方珍贵用材树种资源的重要性及其发展策略[J].中南林业科技大学学报，2012（11）：1-8.

[2] 潘启龙.肥料与生长调节剂对油楠和刨花润楠幼苗生长的影响[D].南宁：广西大学，2012.

[3] 何文江，赵钟祥，林朝展，等.梅叶冬青根的化学成分研究[J].华西药学杂志，2012，27（1）：51-53.

[4] 孟李群，张云鹏，苏漳文，等.不同炭化温度下杉木生物炭产率及特性比较[J].福建林业科技，2014（2）：38-41.

[5] 徐楠楠，林大松，徐应明，等.生物炭在土壤改良和重金属污染治理中的应用[J].农业环境与发展，2013（4）：29-34.