氮磷钾配比施肥对扁桃幼苗生长及叶片养分含量的影响

付晓凤，朱 原，黄 杰，王凌晖*

（1.南京林业大学生物与环境学院，南京 210037；2.广西大学林学院，南宁 530001；3.南京林业大学风景园林学院，南京 210037）

氮在树体内的化学成分中含量较高，在营养生理中起重要作用，不仅作为原生质主要原料还是酶的重要组成部分，促进树木生长。磷是细胞核的组成部分，在细胞分裂、分生组织发展过程中起着重要作用，也参与呼吸作用和碳水化合物的转化。磷可促进根系发育，提高树木抗寒、抗旱性等，缺乏磷时则会抑制芽的分化，对树木生长产生直接影响。钾元素以离子状态从根系进入体内，参与代谢和调节，促进茎干木质化，钾充足时，茎干坚韧，抗病虫害能力强。钾能促进氮的吸收，因此钾对树体中氨基酸的合成起触酶效应[1]。目前，我国科研工作者围绕苗木氮磷钾配方施肥方面的研究做了大量工作，主要集中在杨树（Populus L.）、火炬松（Pinus taeda）、桉树（Eucalyptus robusta）等经济用材树种上。国际上对林木施肥进行了更加深入和多层次的广泛研究，P.W.Footen 等[2]研究发现，长期施用氮肥会对土壤存在一种“残留效应”，此效应将对后续林分的生长产生显著影响，在长期施加氮肥的林地上种植的花旗松幼苗平均苗高、地径、林下植被总生物量分别比对照高15%、29%和79%。有研究表明，尿素施肥对处理组中胸径最大的松树体积生长影响最大，并且持续到处理后10年[3]。对青冈栎（Cyclobalanopsis glauca）、美国流苏（Chionanthus virginicus）的研究结果表明，氮磷钾配比施肥对苗木的生长有明显的促进作用[4-5]。

扁桃（Mangifera persiciformis C.），漆树科（Anacardiaceae） 杧 果属（Mangifera）常绿乔木[6]，是一种集工业原料、食品、药用和绿化等多用途于一体的珍贵树种，对其进行施肥配比方面的研究，为广西大力发展扁桃这一优良树种既能减少肥料使用量的同时又能提高肥料的利用率，节约生产成本，提高经济效益和促进林业产业可持续发展提供科学依据，对保护我国的生物多样性具有重要价值。马松梅等[7]通过物种分布模型预测发现，蒙古扁桃在未来气候条件下的潜在分布格局表现出明显北移趋势，扩展其在河北及内蒙古东部、蒙古东南部尤其是蒙古东北部的潜在分布范围。王森等[8]依次研究了扁桃生产、科研、产业等发展趋势。欧欢等[9]通过测定扁桃枝条在越冬期间各生理指标，发现可溶性糖、蛋白质及SOD 等均可作为抗寒指标，由隶属函数关系综合评价得到研究中扁桃品种抗寒性大小依次为浓帕烈＞桃巴旦＞矮丰＞苦巴旦＞晚丰＞小软壳。张瑞琦等[10]4 种草本植物浸提液对长柄扁桃种子萌发及幼苗生长的影响研究表明苜蓿、沙打旺、苦豆子及红豆草4 种草本植物均对长柄扁桃种子萌发幼苗生长具有化感作用且存在浓度效应。其中以苜蓿、沙打旺、苦豆子3 种植物促进长柄扁桃种子萌发和幼苗生长。现实生产中，扁桃生产中很少施肥、修剪、喷药、病虫害防治等，投入严重不足，产能未得到充分挖掘，呈现出低产状况[11-12]。如氮肥的施用量问题与是否需要磷、钾肥以及微肥的配合等一系列问题至今尚未见报道。通过本研究，总结出扁桃的氮磷钾施肥指导方案，以期为扁桃幼苗生产和应用提供指导意义。

1 材料和方法

1.1 研究区概况和材料

本试验在广西大学林学院教学科研实习基地，南宁市地理坐标为（22°48'N，108°22'E），亚热带季风气候，全年日照充足，夏长冬短。供试幼苗来源于广西林科院，2017年 1月底选取 112 株，株高：（30.1±0.5）cm，地径：（6.54±0.13）mm，幼苗装盆（规格 17.5 cm 径×14.4 cm 高），土壤来自广西大学林学院苗圃，为偏酸性赤红壤，试验前测定土样养分含量，全氮1.06 g/kg、全磷 0.51 g/kg、全钾 2.04 g/kg、有机质 15.43 g/kg，pH 值为4.95。每盆栽植1 株，缓苗至2017年2月底，2017年3—10月进行配比施肥试验。

1.2 试验方法

试验采用“3414”正交试验设计，即氮、磷、钾3个因素，4 个施肥水平，14 个处理，每个处理8 个重复，所用氮、磷、钾肥分别为尿素（含N 为46.67%）、过磷酸钙（含 P2O5为 14.60%）、氯化钾（含 K2O 为52.70%）。试验前采集幼苗叶片，测得其 N、P、K 含量分别为 10.34、0.50、5.06 g/kg，合理施肥量=（苗木对养分的吸收量-土壤养分含量）/肥料利用率[13]，计算所得理论数据，本试验具体施肥量的确定则根据合理施肥量及本试验的预试验的结果为基础，同时参考董妍君[14]的试验设置，分析得出试验因素水平表（表1）和施肥试验设计表（表2）。施肥方法为浇灌施肥法，施肥时依次将肥料放入玻璃烧杯中，用水定容到800 mL，待搅拌充分稀释后，每株缓缓浇入100 mL，尽量保证整个施肥过程中没有肥料损耗，使肥料被苗木很好地吸收利用，每月月初施肥1次，共施7 次，每次选择在无烈日或暴雨的天气状况下进行施肥。

表1 不同处理下肥料施用水平Table 1 The concentration of N，P，and K fertilization in different treatments

表2 施肥试验设计表Table 2 Fertilization test design table

1.3 测定项目及方法

1.3.1 生长指标测定

株高用直尺测量植株地径至其顶芽的直线距离，精确到0.1 cm。2017年3—10月期间，每月月初施肥前分别测量一次，共测量8 次；地径采用游标卡尺测量植株主茎土痕处的直径，精确到0.01 mm，同样测定8 次；2017年10月试验结束后，分别进行生物量、叶面积及根系测定。

生物量：各处理随机选取3 株扁桃幼苗，编号区分，用自来水冲洗幼苗上附着物，清洗干净后用纸吸干表面水分，土痕处用枝剪剪为地上和地下部分，用电子天平称量各根、茎、叶的鲜重，精确到0.001 g，然后装入信封袋，放置在烘箱中烘至恒重，放置烘箱内105 ℃杀青半小时后置于75 ℃进行72 h烘干至恒重，再测定各部分干重；

叶面积：每组随机选取3 片适合的叶片后，用CI-203 手持式激光叶面积仪进行测定；

根系：用Epson 根系扫描仪对各处理根系进行扫描，WinRHIZO 分析软件得到总根长、根总表面积、根平均直径、一级侧根数。其中，苗木质量指数QI=苗木总干重（g）/[（苗高cm/地径mm）+（径干重g/根干重 g）][15]。

1.3.2 叶片养分测定

分别于2017年3月试验开始前与2017年10月试验结束时，两次测定植物叶片的氮磷钾养分含量。随机选取各组中长势良好的植株，摘取不同生长方向的成熟功能叶，测定其养分含量，每组重复3次，取其平均值以减小误差。叶片N 含量：H2SO4-H2O2消煮后，使用AA3 型连续流动分析仪法[16]；叶片 P 含量：H2SO4-H2O2消煮后，使用钼锑抗比色法[17]；叶片K 含量：H2SO4-H2O2消煮后，使用火焰光度法[18]。

1.4 数据分析

采用 Microsoft Word 2016、Microsoft Excel 2016对数据进行统计以及图表绘制，采用SAS10.0 进行方差分析，Duncan 法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对扁桃幼苗生长的影响

2.1.1 株高、地径和干重的变化

由表3可知，株高和地径增长量及生物量干重相比对照均有提高。各施肥处理组中，株高、地径、地上部分干重、地下部分干重、总生物量干重均在T6 组N2P2K2获得最大值，依次为72.9 cm、12.44 mm、71.49 g/株、27.63 g/株、99.12 g/株，分别达到空白对照组的398.36%、278.19%、364.55%、521.32%、397.91%。

表3 不同施肥处理对幼苗株高、地径和干重的影响Table 3 Plant height，ground diameter，and biomass of seedlings under different fertilization treatments

2.1.2 根系生长

由表4可见，不同施肥处理下幼苗的总根长、根平均直径、根表面积、一级侧根数各有所异，且各施肥组均大于空白对照组。各处理组中，总根长、根平均直径、根表面积均在T6 组N2P2K2取得最大值，分别为 1058.18 cm、8.25 mm、37.86 cm2，依次为对照组的149.06%、178.96%、135.60%；一级侧根数在处理T9 达到最大值，为82，是对照组的186.36%。表明氮磷钾配比施肥有利于总根长、根平均直径、根表面积、一级侧根数的增加，刺激根系健康生长，加强营养吸收。

2.2 不同施肥处理对扁桃幼苗叶片养分含量的影响

从表5可知，各施肥处理组叶片N、P、K 含量均明显高于空白对照组。N、P、K 含量分别在T11 组N3P2K2、T7 组 N2P3K2、T10 组 N2P2K3获得最大值，即31.99、1.27、7.64 g/kg，依次为空白对照的 300.94%、244.23%、148.93%。表明施肥可以提高叶片中的N、P、K 养分含量，以供植物吸收利用。

表4 不同施肥处理对幼苗根系生长的影响Table 4 Root growth of seedlings under different fertilization treatments

2.3 不同施肥处理对扁桃幼苗苗木质量的影响

由表6可知，各施肥处理组苗木质量指数均大于空白对照组，说明不同氮磷钾配比施肥可有效提高扁桃幼苗质量。QI 在T6 组N2P2K2获得最大，达到12.50，为对照的408.50%，其次是T12 组N1P1K2，为10.43，是对照的340.85%，说明这两组处理苗木质量和其他组相比更佳，且两组均在K2 水平下，说明K2 水平下更有益于苗木质量的提高。

2.4 不同施肥处理下扁桃幼苗各指标隶属函数分析

将扁桃幼苗的各项生长指标与叶片养分含量指标进行隶属函数分析，综合评价不同处理组的苗木状况。隶属函数公式为[19]：U（Xi）=（Xi-Xmin/（Xmax-Xmin），U（Xi）指隶属函数值，Xi指某个测定指标，Xmax、Xmin分别为该指标内的最大与最小值。由表7可知，隶属均值由大到小排序为T6＞T11＞T9＞T12＞T5=T13＞T8＞T7＞T3=T14＞T10＞T2＞T4＞T1，隶属均值最大为T6组N2P2K2，其次为T11组N3P2K2，而T1组N0P0K0最小，且各施肥处理组隶属均值均大于不施肥T1组，表明各施肥处理对扁桃幼苗苗木状况均有一定影响。

表6 不同施肥处理下扁桃幼苗的苗木质量指数Table 6 Seedling quality index of M.persiciformis seedlings under different fertilization treatments

表7 不同施肥处理下的扁桃幼苗隶属函数分析Table 7 Analysis of membership functions of M.persiciformis seedlings under different fertilization treatments

3 讨论与结论

在本试验中，各施肥处理下扁桃幼苗株高、地径、地上部干重、地下部干重、总生物量干重、总根长、根表面积、大于5 cm 一级侧根数、根平均直径、叶面积均高于不施肥组，说明氮磷钾配比施肥对扁桃幼苗的生长起促进作用。除高径比、一级侧根数外，其余生长指标均在T6 组N2P2K2取得最大值，表明在适宜的浓度范围内，各项生长指标随施肥浓度的增加而提高，而超过一定浓度范围，则会对扁桃幼苗的生长起抑制效应。这与王艺等[20]在缓释肥对浙江楠和闽楠容器苗生长的影响、付晓凤等[21]在不同施肥处理对海南风吹楠幼苗生长及生理特性影响及T.M.MILOŠEVI 等[22]在不同施肥处理对甘蔗特性、产量、浆果品质属性和叶片营养成分的影响研究结论基本一致。有研究表明，在合理的施肥量前提下，氮、磷和钾肥对苗木的生长均有显著性影响，且作用效果均为正效应[23]。俞小鹏等[24]在施肥对油茶生长与叶片营养元素含量的影响研究中发现，施肥可促进油茶树高、冠幅和地径的生长。

施肥作为影响土壤质量及其可持续利用的重要农业措施，合理施肥对土壤能被长期有效利用具有重要意义[25]。氮肥供应充足时，植物叶片大而绿，分枝多、花多、产量高；磷与糖类、蛋白质、脂肪的代谢密不可分，栽培植物一般都需要施加磷肥；钾能促进糖分转化和运输，使光合产物运送到块茎、种子等，促进种子饱满。本试验中，不同施肥处理对扁桃幼苗叶片养分含量的影响不同，各施肥处理中叶片N、P、K 含量均大于不施肥组。这与童琪等[26]在南酸枣幼林配方施肥及叶片氮磷钾元素分布规律的研究结论相似，该研究结果显示，由于施肥量的不同，导致叶片氮、磷、钾元素在不同处理中的含量有不同程度的变化幅度，生长量最佳处理组叶片中的氮、磷、钾含量与对照相比分别提高了35.03%、100.02%、52.87%。本研究中，叶片含N 量最高为T11 组N3P2K2处理，含P 量最高是T7 组N2P3K2处理，含K 量最高为 T10 组 N2P2K3处理，N 肥对叶片含 N 量影响最大，P 肥对叶片含P 量影响最大，K 肥对叶片含K 量影响最大。扁桃幼苗叶片中某元素的含量均受该元素影响最大，随各元素含量的增加叶片中该元素含量不断增加。此结果与韦美丽等[27]对黄花蒿叶片氮磷钾吸收动态和影响因素研究及周维[28]在氮磷钾配比施肥对格木幼苗生长及光合特性影响的研究结果一致，施肥影响其叶片氮磷钾含量，叶片养分含量随氮磷钾施入水平的提高而有所提高。

由不同施肥处理下扁桃幼苗各指标隶属函数分析可见，苗木质量最佳的处理为T6 组N2P2K2，表现最不佳的处理为T1 组N0P0K0，与隶属函数综合评价结果相一致。不同氮磷钾配比施肥对扁桃幼苗生长指标及叶片养分含量的影响有所不同，施肥处理中各指标值均大于不施肥组，氮磷钾配比施肥对扁桃幼苗生长有促进作用，由苗木质量和隶属函数分析综合评价得出最佳处理组为T6 组N2P2K2（即尿素0.770 g/株，过磷酸钙 0.410 g/株，氯化钾 0.304 g/株）。此外，扁桃幼苗生长对养分的需要与后期需求可能存在差异，这对研究结果可能会产生一定影响。