黑龙江省西部地区苗木营养缺乏症研究

2017-10-14方玉凤刘文环田红梅张天云

防护林科技 2017年9期

关键词：营养元素黄化青山

方玉凤，刘文环，田红梅，张天云

(1.黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江齐齐哈尔 161005;2.黑龙江省森林植物园，黑龙江哈尔滨 150040)

黑龙江省西部地区苗木营养缺乏症研究

方玉凤1，刘文环1，田红梅2，张天云1

(1.黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江齐齐哈尔 161005;2.黑龙江省森林植物园，黑龙江哈尔滨 150040)

通过对黑龙江省西部地区苗木黄化、无黄化叶片中营养元素的对比分析，结合苗木生长状况，对该地区苗木营养缺乏症进行研究，结果表明：郁李叶片黄化的主要因素是Ca、Fe的缺失；青山杨黄化叶片的Ca、Mg、Zn含量明显低于无黄化叶片；银中杨黄化叶片的Ca、Mg、Fe、Zn含量均与无黄化叶片相当，甚至更高，造成叶片黄化现象的原因还须进一步试验分析；试验地块土壤的有效铁、有效锌皆随着植株生长表现为含量降低的现象，应适时补充营养元素。

苗木叶片黄化;营养元素；Ca、Mg、Fe、Zn

AbstractThe main factors of the yellowing & no yellowing of leaves were studied. The main factors of yellowing of leaves were as follows: the main factors of the yellowing of leaves forCerasusjaponicaare the loss of Ca and Fe;the contents of Ca, Mg &Zn in the yellow leaves ofPopuluspseudo-cathayana×P.deltoidesare significantly lower than those of the non-yellowing leaves;the contents of Ca, Mg, Fe & Znin the yellow leaves ofPopulusalba×Populusberolinensisare the same as no yellowing leaves,even higher. The reasons for the need for further experimental analysis needs more test analysis. The effective iron and available zinc of the tested soils are decreasing with the growth of the plants, and the nutrient elements should be supplemented in time.

Keywordsyellowing of leaves of seedlings;nutrient elements;Ca, Mg, Fe, Zn

随着人类对土地资源的不断开发和利用，土壤肥力不断下降，农作物及林木的营养缺乏症状越发严重。植物生长所需的营养元素有着明显不同的生理功能[1]，如小麦、甜菜容易患缺硼的症状；大豆、苜蓿易缺钼；玉米易缺锌，但在生产实践中，植物并不能表现出所有元素的缺乏症状，各元素之间存在平衡关系，只有一种或几种元素在养分平衡中的比例失调，才易产生该种元素的缺乏症状[2-4]。研究表明，营养元素N、S、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等缺乏时，植株会出现缺绿症状[5]。同时，营养元素的缺失也是导致病害发生的重要因素[6]。保证营养元素的平衡供应也是繁育优质健壮苗木的前提。

关于作物缺素症的研究，早在20世纪60年代后期就有报道[6]。但总体看来，多数的研究集中在粮食作物、经济作物、药用植物、园艺作物上，对于林木尤其是林木苗木的研究甚少。我国南方此类的研究多为桉树，鲜有北方地区对于造林树种苗木的研究。该研究以黑龙江西部地区主要造林树种为研究对象，通过对植物组织和土壤中相关元素的化验分析，并通过比对苗木生长状况，判断苗木缺素种类及缺失程度，为下一步选择解决方案提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地设在黑龙江省齐齐哈尔市绿源林业科技示范基地。该基地位于松嫩平原嫩江西岸，122°24′—126°46′ E，45°53′—48°56′ N，地势平坦，受大陆性季风气候的影响，早春少雨多风，夏季降水集中在7—8月。年均气温3.4～5.9 ℃，≥10 ℃积温2 950～3 248 ℃，年降水量376.8～563.1 mm。试验时间为2016年7、8月月末。

1.2 试验设计

试验共设6个处理，分别为：郁李正常(LG)、郁李黄叶(LY)、银中杨正常(YG)、银中杨黄叶(YY)、青山杨正常(HG)、青山杨黄叶(HY)，每个处理选取5株长势、黄化程度基本一致的单株苗，并做标记，采集植株中部叶片装袋带回实验室。105 ℃下杀青30 min后，70 ℃烘干至恒质量，研钵磨碎、过筛、混合均匀，待化验。

由于这3种苗木发生黄化现象没有规律性，取单株苗木土壤不具有代表性，因此仍以“S”形布点采集土壤样品，取这3种苗木0～20 cm土层土样，混匀，四分法，研磨过筛，待化验。

1.3 测定项目

植物样品的化验测定项目包括：植物全氮、全磷、全钾、钙、镁、铁、锌；土壤样品的化验项目包括：有机质、速效氮、速效磷、速效钾、有效铁、有效锌、pH值。氮磷钾、有机质、pH值的测定采用常规化验方法，参照鲍士旦《土壤农化分析》一书，钙、镁、铁、锌的测定采用原子吸收分光光度计法。

1.4 数据处理

采用Excel2007进行数据前处理和图表的绘制，采用SPSS17.0统计软件进行数据分析，差异性分析采用one-way ANOVA，Duncon检验。

2 结果与分析

2.1 土壤养分含量的比较

表1显示的是土壤中各有效养分的化验结果，从各处理7、8月的前后对比可以看出，有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量的前后差异不大，有效铁、有效锌含量均明显下降，而pH值相应升高。处理H的pH值均为最高，从8.47升高至8.56，为3个地块pH值最高的处理，对应的有效铁、有效锌下降幅度最大，分别为43.98%和24%，由2.41 mg·kg-1和0.50 mg·kg-1降至1.35 mg·kg-1和0.38 mg·kg-1，8月含量为3个地块中含量最低的处理；处理Y的pH值均为最低，其有效铁下降15.85%，8月为1.54 mg·kg-1，有效锌下降23.39%，8月为2.26 mg·kg-1，下降幅度是3个地块中最小的，并且两者8月的含量是3个地块中最高的。

表1土壤化验结果

时间处理有机质%速效氮/mg·kg-1速效磷/mg·kg-1速效钾/mg·kg-1有效铁/mg·kg-1有效锌/mg·kg-1pH值7月L2．53128．3148．1173．52．012．108．35Y3．59179．7140．7292．51．832．958．24H2．38125．8104．4203．22．410．508．478月L2．35164．3145．8173．51．501．518．46Y2．99169．4118．8318．41．542．268．39H2．41107．8118．5158．71．350．388．56

在对有效铁、有效锌与pH值之间的相关性检验中发现，有效锌与pH值之间存在1%极显著线性相关，相关系数达到0.87；而有效铁与pH值之间不存在相关性。说明土壤pH值的变化对有效锌的含量影响显著。

图1 土壤有效Zn含量与pH值的相关性分析

(a)全氮

(b)全磷

(c)全钾

图2苗木叶片大量元素含量

2.2 苗木大量元素含量变化

图2a、图2b、图2c分别显示的是7、8月各处理的叶片含氮、磷、钾情况，通过比较可以发现，同一时间、同一类型苗木的黄化叶片中氮磷钾含量明显高于无黄化叶片，说明氮磷钾不是导致叶片黄化的主导因素，但这种差异可能加剧铁、锌等微量元素与各元素的平衡性，导致微量元素失调，进而产生缺素症状。各处理8月氮磷钾含量低于7月，说明随着苗木生长，氮磷钾有转移的现象，由于取样部位在苗木植株中部，氮磷钾属于易移动元素，会由老叶向新叶转移以保证新叶发育正常。

2.3 苗木中量元素含量变化

图3a表示的是各处理叶片中元素Ca的含量变化情况，郁李7、8月的黄化叶片Ca含量明显低于无黄化叶片，并且8月黄化、无黄化叶片Ca含量皆分别低于7月，说明郁李黄化叶片的Ca含量出现亏损现象，且Ca含量随植株生长呈下降趋势；银中杨8月黄化叶片的Ca含量与7月基本持平，说明银中杨黄化叶片的Ca含量基本不随植株生长发生变化；青山杨8月黄化叶片Ca含量低于无黄化叶片，黄化叶片8月较7月Ca含量下降幅度很大，由2.14%降至0.56%，说明青山杨黄化叶片的Ca含量表现为明显亏损。

a(Ca含量)

b(Mg含量)

图3b显示的是各处理叶片中量元素Mg的含量变化情况，郁李7、8月黄化、无黄化叶片Mg含量相当，说明郁李叶片的Mg含量随植株生长基本没有变化；银中杨7、8月黄化叶片Mg含量皆高于无黄化叶片，说明银中杨叶片的Mg含量随植株生长表现为盈余；青山杨Mg含量变化趋势类似于Ca含量，黄化叶片8月较7月Mg含量由0.41%下降至0.20%，下降幅度较大，说明青山杨黄化叶片的Mg含量出现亏损。

由于Mg在植株体内属于易移动矿质养分，Mg供应不足或缺乏时，老叶中的Mg会向幼叶转移，因此缺素症状先出现在老叶上[7]，郁李与银中杨叶片中的Mg含量没有降低，说明Mg不是引起它们表现缺素症状的元素，Ca属于难移动养分，中部叶片的养分不会转移给新叶生长，因此Ca的缺失可能是造成郁李黄化现象产生的因素。青山杨黄化叶片的Ca、Mg均表现出随植株生长有亏损的现象，这可能是引起叶片黄化的原因。

2.4 苗木微量元素含量变化

图4a表示的是各处理叶片微量元素Fe的含量变化情况，郁李7、8月黄化叶片Fe含量明显低于无黄化叶片，说明郁李黄化叶片Fe含量出现亏损，但叶片中Fe的含量不因植株生长出现下降情况；银中杨7、8月黄化叶片Fe含量皆高于无黄化叶片，说明银中杨黄化叶片的Fe含量表现为盈余；青山杨7月黄化叶片Fe含量低于无黄化叶片，但7、8月含量相当，说明青山杨黄化叶片Fe含量随植株生长变化不大。

a(Fe含量)

b(Zn含量)

图4b显示的是各处理叶片微量元素Zn的含量变化情况，郁李、银中杨叶片中Zn含量变化趋势一致，皆表现为7、8月黄化叶片Zn含量明显高于无黄化叶片，并且8月黄化、无黄化叶片Zn含量皆分别低于7月，说明郁李、银中杨叶片的Zn含量随植株生长皆表现为亏损；青山杨8月黄化叶片Zn含量明显低于无黄化叶片，且8月黄化叶片的Zn含量较7月下降了81.78%，由90.41 mg·kg-1下降至16.47 mg·kg-1，说明青山杨黄化叶片Zn含量随植株生长出现亏损现象严重。

Fe、Zn皆属于难移动养分，在对黄化与无黄化叶片的对比中，发现郁李黄化叶片有Fe的缺失，说明Fe的供应不足可导致郁李叶片黄化现象的发生；青山杨黄化叶片有Fe和Zn的缺失，但随着植株生长，Fe不再表现为缺失，Zn缺失情况严重。

3 结果与分析

缺Zn会导致新梢叶片出现斑驳黄化[8]，通过观察各处理的叶片颜色，黄化叶片症状表现为：苗木的底部老叶仍为绿色，上部新叶脉间失绿，明显变黄，严重的甚至变白，说明缺失的主要营养元素为不可移动或难移动养分，根据木桶原理，植株生长受到营养元素最低因子的制约[9]，如果其中一种养分含量不足，其他养分含量再多也无法发挥其作用[10]。试验中黄化叶片的一些养分含量高于正常叶片，这可能破坏各元素之间的平衡关系，加剧某种营养元素的缺失。有研究发现，蜜柑叶片中K、Fe、Mn含量较高时，会对Ca、Mg、B的吸收产生拮抗，因此抑制了叶片对Ca、Mg、B的吸收[11]。

分析植株叶片中Ca、Mg、Fe、Zn的含量变化与黄化现象的综合关系，我们初步判定，Ca、Fe的缺失是导致郁李叶片黄化的主要因素；青山杨黄化叶片中Ca、Mg、Zn含量明显不足；而银中杨黄化叶片的Ca、Mg、Fe、Zn含量均高于或与无黄化叶片相当，造成叶片黄化现象的原因还需进一步试验分析。

试验地块土壤的有效铁、有效锌皆随着植株生长表现为含量降低，结合苗木叶片Ca、Mg、Fe、Zn的时间前后变化分析，需要适时补充营养元素，如叶面肥的喷施，对郁李补充Ca、Fe、Zn，对银中杨补充Zn，对青山杨补充Ca、Mg、Zn。叶面肥施用的试验效果及植株体内营养元素、土壤有效养分的含量变化情况也需进一步分析。

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NutritionalDeficiencyofSeedlingsinWesternHeilongjiangProvince