不同类型腐殖酸肥料对尾巨桉苗木生长及养分吸收的效应

云朝光， 韦秋梅， 陆海燕， 赵毅辉， 杨 梅

(1.广西大学林学院，广西南宁 530004； 2.广西壮族自治区南宁良凤江国家森林公园，广西南宁 530031)

桉树(Eucalyptusspp.)具速生、丰产、耐贫瘠、抗逆性强、干形优良和用途广泛等特点，具有极大的经济、社会效益[1-3]。目前，我国桉树人工林栽培面积达440多万hm2，居世界前列，但产量却远远低于巴西、澳大利亚等国家，其中一个重要的原因是人工林森林土壤质量欠佳，退化严重[4-5]。现代化的人工林培育、施肥是改良土壤性质、提高人工林土壤生产力、增加林木产量、获得优质林分的重要经营措施之一，亦是人工林可持续经营的重要策略[6]。桉树人工林施肥技术由营养单一的化学肥料发展到配方肥、专用肥等大量元素、中微量元素与有机质、活性物质的科学配比[7]。研究表明，施肥能明显促进桉树的生长，氮磷钾肥混合施用的3年生桉树高达6.8 m，胸径达6.2 cm[8]；而配方施肥桉树年均增长蓄积量达60%以上[9]；还有报道称施用生活污泥好氧堆肥制成的有机肥料，其桉树生长量比施常规无机肥高20%以上[10]。谭宏伟等根据桉树对矿质养分吸收的特性研究平衡施肥模式，认为实际生产中为满足桉树的生长要求，须在肥料中添加以B为主的微量元素或配施有机质肥料，且应根据需要加大施肥量[11]。

桉树施肥应考虑生态环境友好型肥料和提高肥料利用率，当前桉树肥料研究和应用的重心应转移到有缓、控释肥效果的新型多功能肥料上[12]。桉树长效缓释肥营养释放过程与桉树生长的需求曲线基本吻合，用其进行追肥，能使桉树极高效地吸收和利用养分，从而有效地加速桉树生长[13]。腐殖酸肥料是一种有机-无机肥，具有多种有机大分子基团，能改善土壤胶体、降低养分流失、增强植物吸收养分的能力，能与多种养分(尤其是P)形成络合物，利于植物吸收，并且减缓肥料养分的流失[14-16]。研究表明，腐殖酸肥料能提高桉树叶片叶绿素含量、提高叶面积指数、促进光合作用、提高林木产量，且肥料品质好、稳定性强、适应性广，投入产出比高，经济效益高[17-18]。目前的研究侧重于林木产量和经济效益，未对腐殖酸的作用机理及桉树养分吸收效应进行进一步研究。本试验通过对尾巨桉DH3229桉组培苗木施用腐殖酸等肥料，研究对桉树苗木生长、养分元素吸收积累以及土壤肥力的影响，初步评价腐殖酸肥料肥效，为进一步优化桉树肥料配方、提高肥料利用效率提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

试验地点位于广西南宁树木园(地理位置108°21′E，22°40′N)，属亚热带季风气候，常年温和湿润，夏季炎热潮湿，冬季稍显干燥，夏季长而冬季短。年平均气温21.6 ℃，年均降水量1 300 mm以上，平均相对湿度为79%，≥10 ℃积温 7 200 ℃/年。

1.2 试验材料与方法

本试验材料为尾巨桉DH3229组培苗，苗龄为1个月(平均苗高18.99 cm，平均地径0.25 mm)。试验时间为2014年6—9月。盆栽试验采用随机区组设计，设5个处理：常规复合肥(Ⅰ)、桉树专用肥(Ⅱ)、桉树专用肥+泥炭腐殖酸(Ⅲ)、桉树专用肥+风化褐煤腐殖酸(Ⅳ)、不施肥(CK)，每个处理3个重复，每个重复10株苗木，施肥量为300 g/株，各处理肥料养分情况见表1。盆栽容器规格为70 cm×60 cm×50 cm，盆栽基质为黄心土 ∶珍珠岩=7 ∶3(体积比)，基本养分含量见表2。供水方式为人工供水，降水不足时适当喷灌，每周除草1次。

表1 不同处理肥料养分含量基本情况

表2 盆栽基质养分本底值

1.3 样品采集及测定

(1)苗高、地径：试验前对桉树苗进行本底调查，每月对试验区苗木进行每木调查。

(2)生物量：每个处理选3～5株平均木，将植株挖出，分别测根、茎、叶鲜质量，取样后采用恒重法测定干质量，三者相加为整株生物量。

(3)根、茎、叶养分含量：氮、磷经硫酸-过氧化氢法消煮提取，采用全自动间断化学元素仪(SmartChem 200)进行测定；钾用碱熔-火焰光度法测定；钙、镁采用硝酸-高氯酸消煮，原子吸收分光光度计测定。

(4)将所采平均木的培养基质混合均匀，每个处理取3～5个重复，每个重复取样2份，一份风干过100目筛，用于测定全量养分；另一份4 ℃下保存鲜样，测速效养分含量。氮(N)、磷(P)用硫酸-高氯酸消煮，铵态氮、硝态氮分别采用KCl、CaSO4浸提，速效磷采用HCl-1/2H2SO4浸提，利用全自动间断化学元素仪进行测定；钙(Ca)、镁(Mg)采用硝酸-高氯酸消煮，原子吸收分光光度计测定。

1.4 数据统计

采用SPSS 21.0、Microsoft Excel 2010等统计分析软件对所得数据进行统计整理、方差分析及显著性检验(Duncan新复极差法)。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理苗木生长差异分析

由表3可知，施肥处理苗高生长量、地径生长量及生物量均极显著高于不施肥处理，苗高、地径月平均增量达 27.22～31.36 cm、5.05～5.52 mm，总生长量高达CK的2.37～10.51倍(P≤0.01)，其中添加腐殖酸的施肥处理Ⅲ和Ⅳ苗高、地径生长量比施用常规复合肥处理Ⅰ高出8.52%～14.41%，差异极显著。根系生物量增加较为明显， Ⅳ根系生物量极显著高出Ⅰ和Ⅱ处理53.00%和40.92%，Ⅲ根系生物量比Ⅰ处理增加17.83%，说明腐殖酸能明显促进尾巨桉苗木的根系生长。Ⅲ、Ⅳ处理植株生物量分别比Ⅰ处理高3.25%和6.91%，但未达到显著差异水平，这可能与腐殖酸肥料的释缓效果有关，由于研究期较短，尚未表现出优势，需进一步观察研究。

表3 不同施肥处理下桉树苗木生长量及生物量

注：同列数据后不同大写字母、小写字母分别表示在0.01、0.05水平上差异显著。下同。

2.2 不同施肥处理苗木养分积累量差异分析

从巨尾桉苗木的养分积累量(表4)来看：各个施肥处理均能明显促进巨尾桉对养分的吸收利用，各元素养分积累量均极显著高于不施肥处理(比CK高4.50倍以上)。Ⅲ和Ⅳ处理N积累量分别比Ⅰ和Ⅱ处理低29.93%和31.02%，差异达到极显著水平；P积累量以Ⅲ处理最高，比其他施肥处理显著高 5.46%、5.96%和9.08%，依次为Ⅰ、Ⅳ和Ⅱ处理，后三者之间无显著差异；各施肥处理间的K积累量表现为处理Ⅱ最高，为较其他3个处理平均提高16.85%；添加腐殖酸的Ⅲ和Ⅳ处理Ca积累量较施用常规复合肥Ⅰ处理分别高15.38%和21.89%，差异达到极显著水平；Mg积累量以Ⅱ最高，但与Ⅲ和Ⅳ处理差异不显著，而添加风化褐煤腐殖酸的Ⅳ处理比Ⅰ显著高出3.96%。

2.3 不同施肥处理对盆栽基质养分差异分析

由表5可看出，施肥处理增加了土壤分含量，各养分含量均高于CK，添加腐殖酸的施肥处理Ⅲ和Ⅳ基质土壤N含量分别较常规复合肥(Ⅰ)及桉树专用肥(Ⅱ)增加了35.21%、65.52% 和42.25%、74.14%(P≤0.01)，铵态氮含量则表现为Ⅲ处理最高，比Ⅰ和Ⅱ处理增加55.65%和54.02%，腐殖酸对土壤N养分的影响较为显著；土壤全P及有效磷含量均表现为Ⅲ和Ⅳ处理比Ⅱ处理高36.36%～179.74%，差异达到极显著水平，说腐殖酸对盆栽基质P的有一定强度的活化作用；基质土壤中K含量表现出Ⅲ和Ⅳ处理全K含量分别较Ⅱ处理高16.95%(P≤0.05)，但与处理Ⅰ无显著差异，速效钾则是Ⅲ处理最高，高于Ⅰ、Ⅱ处理55.01%、5.72%，差异极显著；Ca含量表现为Ⅳ处理最大，高出其他处理12.12%、81.12%和43.89%(P≤0.05)，Ⅲ处理高于Ⅱ处理25.87%(P≤0.05)，但较Ⅰ低；Mg含量与N表现出相似的结果，表现为Ⅲ处理最高，其后依次为Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ处理，添加腐殖酸的施肥处理Ⅲ、Ⅳ较Ⅰ、Ⅱ增加了 8.88%～42.19%。

表4 不同施肥处理下桉树苗木养分积累量

表5 不同施肥处理土壤养分含量

3 结论与讨论

腐殖酸含有多种有机大分子基团(羧基、酚羟基等)，能活化P等多种被土壤固定的养分元素，改善土壤胶体和化学性能，有效减少肥料养分淋溶流失[19]。有报道表明，配施腐殖酸处理下杨树根系活力增强，根和叶的生长素、赤霉素含量上升，生物量提高，根系生物量增加尤其显著(38.98%)，并显著提高了杨树氮、磷、钾养分含量(35.73%、46.64%和34.50%)[20]；腐殖酸液肥还能提高楸树在丘陵岗地的造林成活率，2.5 kg/株的施用量能达到96.7%的成活率[21]。本研究表明，添加腐殖酸肥处理下桉树苗木苗高和地径月平均增量达30 cm和5 mm左右，说明腐殖酸肥料不仅供肥能力强，同时对土壤保水及植物吸收水分具有一定协同促进作用，较大程度地满足了桉树苗木生长需求，在生物量及养分积累量方面还未有显著差异，可能与腐殖酸肥料的缓释效果有关，有待进一步延长试验时间以观察研究，但对根系的促生作用及P的积累有显著影响，与前人研究结果一致，这与腐殖酸增强植物根系活力、活化P等矿物质元素的功效相关。邢尚军等的研究也表明腐殖酸能改善杨树的生长状况，尤其能增加毛细根数量，根系发达明显，未经活化及经过硝酸活化的腐殖酸均能显著促进杨树根系生长，干重分别增加 35.14% 和35.88%，同时N素利用率高达54.76%[22]；另外，添加腐殖酸施肥玉米N、P、K吸收量较不添加的分别增加了11.0%～20.4%、6.8%～22.2%和49.3%～59.0%[23]。腐殖酸含有表面积巨大的多种活性基团，能够刺激植物侧根形成及增大有效吸收面积，其络合作用使土壤养分易被植物吸收[24]，腐殖酸肥料中还兼含有有机、无机养分以及微生物，其缓急相济的养分释放效率与植物养分吸收规律基本一致，使得植物对肥料养分的吸收利用达到高效[25-27]。

有研究表明，加入腐殖酸使土壤对P的吸附量和吸附速率明显降低，最多降低50%～60%，添加腐殖酸能改善肥料物理性状，提高其供养的稳定性和有效性[28]，当土壤腐殖酸加入量为2.0 g/kg时，对土壤固定P元素的抑制作用最佳(净固定抑制量达192.4 mg/kg)，超量抑制作用反而减弱[29]；腐殖酸缓效肥料能抑制土壤中NO3-N向下淋溶，0～40 cm土壤剖面中NO3-N所占比例显著高于尿素及复合肥处理，分别达59.8%和54.4%，同时提高土壤有机质、碱解氮、速效磷含量及阳离子交换量[30]。本研究表明，施用腐殖酸肥料能一定程度提高基质中各养分含量，尤其速效养分在泥炭腐殖酸处理下富集较为显著，但风化褐煤腐殖酸处理下速效养分有所降低，推测可能是桉树高生长量对养分的吸收量较大、利用率高，造成盆栽土壤速效养分含量相对较低，腐殖酸通过影响胡敏酸碳与富里酸的比值提高腐殖质活力，同时显著增强土壤酶活性，有利于土壤培肥[31]。胡明芳等的研究也表明，腐殖酸液肥不仅能促进植物的生长(增加10.0%～65.8%)、提高养分吸收量(增加10.1%～101.4%)，还能降低土壤pH值，有机质含量比一般施肥增加3.57 g/kg以上，速效P、K增加70%以上[32]。一方面，腐殖酸在土壤酸碱度、阳离子交换量、养分含量等方面更符合土壤环境的要求[33]，另一方面，其含有的大分子团呈不同的形态，可供植物在生长发育过程中利用微生物来增强土壤养分转化，从而进一步影响土壤全量养分、速效养分[26]。