施肥对薄壳山核桃容器苗生长及养分积累的影响
2021-11-30季艳红汤文华窦全琴谢寅峰
季艳红,汤文华,窦全琴,谢寅峰*
(1.江苏省林业科学研究院,江苏 南京 210014;2. 南京林业大学,南方现代林业协同创新中心,南京林业大学生物与环境学院,江苏 南京 210037)
我国引种薄壳山核桃(Caryaillinoinensis)已经有100多年的历史[1-2],主要栽培于云南、浙江、江苏、安徽等地[3]。近年来,薄壳山核桃因其较高的经济价值逐渐受到人们的青睐[4],国内各引种地相继掀起发展薄壳山核桃产业的热潮。但是薄壳山核桃为深根性树种,采用传统的大田裸根育苗方式,苗木主根发达而侧根稀少,导致造林成活率较低、缓苗期长等问题,限制了薄壳山核桃产业化发展[5-7]。与传统大田育苗方式相比,容器育苗具有土地利用率高、便于机械化操作等优点,特别是对于薄壳山核桃这一类深根性树种,容器育苗可以有效抑制主根的过度生长,并明显增加侧根数量,提高苗木根系质量,从而大大缩短缓苗期并提高移栽后成活率[8]。因此,容器育苗成为培育薄壳山核桃苗木的必然选择。育苗基质是容器苗培育中重要的载体,其有限的养分尚不能满足苗木生长需要,因此,确定适宜施肥方式和施肥量,最大限度促进苗木的生长发育,成为容器育苗技术研究中的关键因素。李典云等[9]的研究表明,采用集中施肥0.75 kg/株施肥量对尾巨桉的效果最佳,生长量和经济效益高于其他施肥处理;梁智等[10]采用3种施肥方式和5种施肥量处理,分析对枣树产量等的影响,结果表明采用挖沟撒施肥方式,施 N 650 g/株、P 650 g/株、K 375 g/株时,枣树产量最高。目前,关于薄壳山核桃容器苗的施肥研究已有相关报道,潘平平等[11]和王益明等[12]分别探究了缓释肥用量对薄壳山核桃‘绍兴’品种当年播种苗的影响,以及在指数施肥方式下N肥用量对薄壳山核桃容器苗的影响。但关于施肥方式与施肥量协同作用对薄壳山核桃影响方面的研究则鲜有报道。本试验通过苗木生长形态指标和主要营养元素N、P、K的测定与分析,探讨不同施肥方式(指数施肥、常规施肥和平均施肥)和施肥量对薄壳山核桃容器幼苗生长的影响,以期为完善薄壳山核桃容器苗培育技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验在江苏省林业科学研究院喷灌设施苗圃中进行,所用苗木为薄壳山核桃品种‘绍兴’的1年生播种苗。秋季采收薄壳山核桃种子经调制后,将种子和沙按体积比1∶2进行混合沙藏60~90 d,沙藏温度为0~5 ℃;翌年3月将沙藏种子播种于温度25 ℃、湿度80%的温室沙床中催芽,15~20 d种子萌发出苗,待4月苗高长至10~15 cm,具3~4片叶时移植至容器中;容器为聚丙烯美植袋,口径22 cm、高35 cm,基质由泥炭、珍珠岩、蛭石混合而成,体积比为4∶3∶3,基质中有机质含量约为133 g/kg,pH约为7.04,全氮含量约为2.1 g/kg,有效磷含量约为41.63 mg/kg,速效钾含量约为205.67 mg/kg。试验用肥料为花多多品牌水溶肥,主要养分含量(质量分数)为N 20%、P2O520%、K2O 20%。
1.2 试验设计
试验设置指数施肥、常规施肥和平均施肥(指数施肥量的计算依据肥料中的N元素含量)等3种施肥方式,分别以A、B、C表示,每种施肥方式设定0.5、2.0、3.5、5.0 g/株等4种施肥量(编号分别为1、2、3、4),对照为不施肥处理,共13个处理(表1)。采用双因素随机区组试验,每个小区15株,4次重复,5月8日开始施肥,于8月6日施肥结束,10月20日试验终止并取样测定。
指数施肥公式[13]为:①NT=NS×(ert-1); ②Nt=Ns×(ert-1)-Nt-1。其中:NT为N总量;NS为苗木初始N含量(为0.052 g);t为施肥次数;r为施肥速率;Nt-1为直到第t-1次所加入的N含量,Nt为第t次应加入的N 含量。由NT、NS、t根据方程式①求出r,再根据方程式②求出每次施用量Nt,最后根据肥料含N比例,换算为具体施肥量。
表1 施肥方式和施肥量设计
1.3 指标测定
1)苗高和地径。每4周测定1次苗高和地径。在各处理中选定15株苗木,使用钢尺和电子游标卡尺测量,苗高为苗木基部至苗木顶芽间的高度,地径为苗木基部上0.5 cm处直径,精确到0.01 cm。
2) 根系指标。试验结束从各处理中选取4株长势较为一致的苗木,用清水清洗苗木,使用WinRHIZO STD 1600+型根系图像分析系统(加拿大REGENT公司)来测定根系指标,包括总根系长度(cm)、总根系表面积(cm2)、总根系体积(cm3)。
3) 生物量。根系指标测定后,分别将苗木根、茎、叶放入烘箱中,105 ℃杀青2 h,然后将温度调至80 ℃烘干至恒定质量,用电子天平(HANGPING JA2003)称量苗木各部分的干质量。
4)养分质量分数。将烘干的苗木根、茎、叶各部分粉碎过筛,分别测定根、茎、叶的N、P、K含量。N元素含量测定采用凯氏定氮法,P元素含量的测定采用钼锑抗比色法[14]。K元素含量测定采用电感耦合法[15],其所用仪器为美国 Perkinelmer Optima 4300DV电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)。元素积累量由根茎叶各部分干质量分别乘以对应的元素含量最后相加得到,单位为mg。
1.4 数据分析
运用Excel 2013对数据进行整理,运用DPS 9.01,采用Duncan新复极差法对各处理进行多重比较以及方差分析,并运用SPSS 24.0进行主成分分析。
2 结果与分析
2.1 施肥方式和施肥量对幼苗生长节律的影响
2.1.1 幼苗生长形态指标
不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃幼苗苗高和地径的影响见表2,方差分析结果见表3。方差分析表明,施肥方式对苗高、地径影响极显著(P<0.01,下同);施肥量对苗高影响极显著(P<0.01,下同),对地径影响显著;施肥方式和施肥量的交互作用对苗高、地径影响显著(P<0.05,下同)。
表2 不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃幼苗苗高、地径、生物量积累、根系指标的影响
表2(续)
表3 不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃苗高、地径和生物量积累、根系指标影响的双因素方差分析
图1 不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗苗高、地径的影响Fig.1 Effects of different fertilization methods and amounts on seedling height, diameter of Carya illinoinensis
2.1.2 苗高和地径的生长节律
苗高和地径是衡量苗木质量的重要标准,其动态变化可以反映出植物的生长势。不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗的苗高存在显著影响(图1A),不同施肥处理的苗高均要优于不施肥的CK,且对于不同处理而言,第4周到第8周均是苗木速生期,其中,处理C4的苗高净增长最大,为12.18 cm,第8周过后,各处理的苗高增长趋势逐渐平缓。在指数施肥方式中,随着肥料用量的增加,苗高逐渐增加,在第8周,处理A2、A3、A4开始要显著高于A1,而A2、A3、A4间无显著差异,在整个生长阶段都保持相同的趋势,至生长季末,以处理A4较优,高出A1约30.31%。在常规施肥方式中,随着肥料用量的增加,苗高出现先升高后降低的趋势,在第4周,处理B2、B3、B4已经显著高于B1,但B2、B3、B4间无显著差异,此趋势保持至生长末期;在第16周时,以处理B3较优,高出B1约43.30%。在平均施肥方式中,随着肥料用量的增加,也出现和常规施肥一样先上升后下降的趋势,该趋势也一直保持至生长末期;在第16周,处理C3和C4均显著高于C1,其中,以处理C3较优,高出C1约28.89%。由不同施肥方式综合来看,以处理C3最优,C3在生长末期的苗高为34.58 cm,其次为B3和A4,苗高分别为33.92 cm和31.17 cm,均显著高出CK约74.38%、71.05%、57.19%。
由图1B可知,不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗的地径存在显著影响,和苗高一样,不同施肥处理的地径生长也均优于不施肥的CK,但地径的生长节律与苗高不同:第4周至第12周,均是地径的速生时期,在这一时期内,以处理C3的地径增长量最大,为2.73 mm,到第12周后,地径变化逐渐趋于稳定。
在指数施肥方式中,随着肥料用量的增加,地径大致上呈现逐渐增大的趋势:在第12周,处理A2、A3、A4显著高于A1,而A2、A3、A4之间无显著差异;在第16周,以处理A4较优,高出A1约30.96%。在常规施肥方式中,随着肥料用量的增加,地径出现先上升后下降的趋势:在第12周,处理B2、B3、B4显著高于B1,B2、B3、B4间也无显著差异;在生长末期,处理B3较优,高出B1约28.88%。在平均施肥方式中,地径的变化趋势和常规施肥一致,地径随着肥料的增加呈先上升后下降的变化趋势:在第8周,处理C3和C4已经显著高于C1和C2,至生长末期,以C3较优。由不同施肥方式综合来看,以处理C3最优,C3在生长末期的地径为8.23 mm,除C4与其无显著差异外,均要显著高于其他处理。
2.2 施肥方式和施肥量对薄壳山核桃幼苗生物量积累的影响
不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗的生物量积累存在显著影响(P<0.05),不同施肥处理的根干质量、茎干质量、叶干质量以及总干质量均优于不施肥的CK(表2)。
由表2可知,在指数施肥方式中,根干质量、茎干质量、叶干质量及总干质量均随着施肥量的增加而不断上升,以处理A4较优,A4和A3无显著差距,A4的根干质量、叶干质量、总干质量均显著高于A1和A2,分别高出A1约151.35%、133.06%和529.66%;在常规施肥方式中,根干质量、茎干质量、叶干质量及总干质量均随着肥料用量的增加而出现先上升后下降的趋势,以处理B3较优,其根干质量、茎干质量、总干质量均要显著高于B1、B2和B4,其根干质量、茎干质量和叶干质量分别高出B1约166.11%、175.30%和240.91%;在平均施肥方式中,各部分干质量的变化趋势与常规施肥一致,以处理C3较优,其根干质量、叶干质量和总干质量均显著高于C1、C2和C4。由不同施肥方式综合来看,以处理C3最优,其根干质量、茎干质量、叶干质量和总干质量显著高于大部分处理,分别高出CK约为554.91%、473.63%、1 425.00%和682.84%,处理B3次之。
方差分析结果(表3)可知:施肥方式对薄壳山核桃生物量积累影响极显著;施肥量对根干质量、茎干质量以及总干质量影响显著,对叶干质量影响极显著;施肥方式和施肥量的交互作用对茎干质量、叶干质量及总干质量影响极显著,对根干质量影响显著。
2.3 施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗根系指标的影响
不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗的根系指标存在显著影响(P<0.05),不同施肥处理的根系总长度、根系总表面积及根系总体积均要优于不施肥的CK(表2)。
由表2可知,在指数施肥方式中,根系总长度、根系总表面积和根系总体积基本均随着施肥量的增加而不断上升,以处理A4较优,A4和A3无显著差距,A4的根系总长度、根系总表面积和根系总体积显著高于A1和A2;在平均施肥方式中,根系总长度、根系总表面积和根系总体积均随着施肥量的增加而先上升后下降,以处理B3较优,其根系总长度、根系总表面积和根系总体积显著高于B1、B2和B3;在平均施肥方式中,各根系指标随施肥量的变化趋势与常规施肥一致,以处理C3较优,C3的根系总长度、根系总表面积与C4无显著差异,C3各项根系指标基本显著高于C1、C2。由不同施肥方式综合来看,以处理C3最优,其根系总长度、根系总表面积和根系总体积显著高于大部分处理,高出CK分别约为228.45%、312.52%和444.56%。
方差分析(表3)可知,施肥方式对薄壳山核桃根系影响极显著,施肥量对薄壳山核桃根系影响显著;施肥方式和施肥量的交互作用对薄壳山核桃根系影响极显著。
2.4 施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗养分吸收分配的影响
2.4.1 对N元素含量的影响
不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗根、茎、叶各部分N元素含量的影响达到显著水平(P<0.05),不同施肥处理的根、茎、叶各部分N元素含量均要高于不施肥的CK(表4)。由表4可知,在不同处理中,苗木各部分N元素含量的大小排序基本为叶>根>茎。在指数施肥方式中,各处理根、茎、叶的N元素含量均随着施肥量的增加而增加,以处理A4较优,其根系的N元素含量显著高于处理A1、A2和A3,茎和叶的N元素含量显著高于A1和A2,与A3无显著差异;在常规施肥方式中,各处理根系和茎的N元素含量随着施肥量的增加而上升,以处理B4较优,其根系和茎的N元素含量均显著高于B1、B2和B3,各处理叶的N元素含量则随着施肥量的增加而先上升后下降,以处理B3较优,B3与B4无显著差距,B3显著高于B1和B2;在平均施肥方式中,各处理根系的N元素含量随着施肥量的增加而上升,以处理C4较优,显著高于C1、C2和C3,各处理茎和叶的N元素含量随着施肥量的增加而先上升后下降,以处理C3较优,其茎N元素含量显著高于C1、C2和C4,其叶N元素含量与C4无显著差异,显著高于C1和C2。由不同施肥方式综合来看,以处理C3最优,其根系N的元素含量仅次于处理A4、B4和C4,而茎和叶的N元素高于其他所有处理,处理C3的根、茎、叶N元素分别高出CK约73.08%、44.70%和31.21%。
表4 不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗N、P、K元素含量及积累量的影响
方差分析可知(表5),施肥方式对薄壳山核桃容器苗根、茎部分N元素含量影响显著,对叶部N元素含量影响极显著;施肥量对薄壳山核桃容器苗根、叶各部分N元素含量的影响显著,对茎部的N元素含量影响不显著;施肥方式以及施肥量的交互作用对根、茎部分N元素含量的影响极显著,对于叶部的N元素含量影响不显著。
表5 不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗N、P、K元素含量及积累量影响的双因素方差分析
2.4.2 对P元素含量的影响
不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗根、茎、叶各部分P元素含量的影响达到显著水平(P<0.05),不同施肥处理的根、茎、叶各部分P元素含量均要高于不施肥的CK。由表4可知,在不同处理中,各部分的P元素含量大小排序基本为叶>根>茎。在3种施肥方式中,各处理根、茎、叶的P元素含量均随着施肥量的增加而先上升后下降,处理A3、B3和C3分别是3种施肥方式中的较优处理。在指数施肥方式中,处理A3根系的P元素含量显著高于A1、A2和A4,其茎和叶的P元素含量与A4无显著差异;在常规施肥方式中,处理B3根系和叶的P元素含量显著高于处理B1、B2和B4,B3茎的P元素含量与B2和B4无显著差异;在平均施肥方式中,处理C3根系和茎的P元素含量也显著高于C1、C2和C3,C3茎的P元素含量与C4无显著差异。 由不同施肥方式综合来看,以处理C3最优,其根、茎、叶的P元素含量分别高出CK约为288.29%、105.56%和138.29%。
方差分析结果(表5)可知:施肥方式对薄壳山核桃容器苗根部P元素含量影响显著,对茎、叶部分的P元素含量影响极显著;施肥量对薄壳山核桃容器苗根、茎、叶各部分P元素含量影响显著;施肥方式以及施肥量的交互作用对根、茎、叶部分的P元素含量影响极显著。
2.4.3 对K元素含量的影响
不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗根、茎、叶各部分K元素含量的影响达到显著水平(P<0.05),不同施肥处理的根、茎、叶各部分K元素含量均要高于不施肥的CK。由表4可知,在不同处理中,各部分的K元素含量大小排序基本为叶>根>茎。在3种施肥方式中,各处理根、茎、叶的K元素含量均随着施肥量的增加而上升,处理A4、B4和C4分别是3种施肥方式中的较优处理。在指数施肥方式中,处理A4根、茎、叶各部的K元素含量均显著高于A1、A2和A3;在常规施肥方式中,处理B4茎的K元素含量显著高于B1、B2和B3,B4根系和叶的K元素含量与B3无显著差异;在平均施肥方式中,处理C4根系和茎的K元素含量显著高于C1、C2和C3,C4叶的K元素含量与C3无显著差异,高出C1约为56.48%。由不同施肥方式综合来看,处理C4最优,该处理下,苗木各部分的K元素含量均显著优于大部分处理,分别高出CK约为35.19%、127.38%和75.87%。
方差分析结果见表5,可知:施肥方式对薄壳山核桃容器苗根、叶部分K元素含量影响极显著,对茎部K元素含量影响显著;施肥量对薄壳山核桃容器苗根部K元素含量的影响极显著,对茎、叶各部分K元素含量的影响显著;施肥方式以及施肥量的交互作用对根、茎、叶部分K元素含量的影响极显著。
2.4.4 对养分积累量的影响
不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗N、P、K元素积累量的影响达到显著水平(P<0.05)。由表4可知,在不同施肥处理下,3种元素的积累量均要优于不施肥的CK,且对于不同处理而言,3种元素的总积累量顺序在大体上为N最多、P次之、K最少。在指数施肥方式中,N、K元素的积累量随着施肥量的增加而上升,P元素的积累量则随着施肥量的增加而先上升后下降,以处理A4较优,A4除N元素外与A3均无显著差异,A4的3种元素积累量均显著高于A1和A2,分别约是A1的4.79、5.10和3.95倍;在常规施肥和平均施肥方式中,各元素的积累量均随着施肥量的增加而先上升后下降,分别以处理B3和处理C3为较优处理。由不同施肥方式综合来看,以处理C3最优,其N、P、K元素的积累量均要显著高于其他处理,分别约是CK的14.47、25.34、12.44倍。
方差分析(表5),可知:施肥方式对薄壳山核桃容器苗元素积累量影响极显著;施肥量对薄壳山核桃容器苗元素积累量的影响显著;施肥方式以及施肥量的交互作用对元素积累量的影响极显著。
2.5 不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗影响的综合评价
用单一指标难以全面判断不同施肥处理对薄壳山核桃容器苗影响的优劣势,因此需要运用主成分分析法[14]。在本试验中,以苗高、地径、总干质量、根系总长度、根系总体积、根系总表面积、苗木N、P、K元素积累量(苗木元素积累量由根茎叶各部分元素含量乘以对应的根茎叶干质量并最后相加得到)等指标进行主成分分析结果见表6、表7。由表6可知,第1主成分的特征值为8.444,方差贡献率为93.82%,几乎可以反映样品全部的信息。
表6 主成分的特征值和方差贡献率
表7 主成分分值和排序
经计算,第1主成分中各指标的得分系数分别为:苗高0.107、地径0.113、总干质量0.118、根系总长度0.116、根系总表面积0.115、根系总体积0.114、N积累量0.117、P积累量0.115、K积累量0.117。由此可得到在不同施肥方式和施肥量处理下的薄壳山核桃容器苗主成分分值及排序情况:在13个处理中,处理C3即平均施肥3.5 g/株为最适施肥处理。另外,在相同施肥方式中,以3.5 g/株的施肥量为最优(除指数施肥处理C4优于C3);在相同施肥量中,均以平均施肥方式最优(表7)。
3 讨 论
在苗木培育中,合理施肥是改善土壤肥力、促进苗木生长发育并提高苗木品质的一项重要措施[16-17]。在本试验中,不同施肥方式和施肥量的处理较CK而言,均明显地提高了苗木的各项生长指标和营养元素积累量。
苗高和地径是苗木生长状况中最直观的表现[18],从第4周至第16周的动态变化可以看出,对于不同处理而言,薄壳山核桃苗高和地径的生长节律均存在差异:苗高在第4周至第8周快速增长,之后趋于稳定,而地径在第4周至第12周一直不断增长,之后才趋于稳定,表明地径的速生期要长于苗高,这与潘平平等[11]研究的结果一致,即苗高与地径的生长存在非同步性,地径生长的终止时间要晚于苗高。另外,从不同施肥方式来看,在指数施肥方式中,苗高和地径随着施肥量的增加而逐渐增大,在5.0 g/株肥料用量下(处理A4)达到最大值,而在常规施肥和平均施肥方式中,苗高和地径均随着施肥量的增加先升后降,均在3.5 g/株肥料用量下(处理B3和C3)达到最大值,且处理C3优于B3及A4,这表明与指数施肥方式相比,平均施肥更符合薄壳山核桃容器苗苗高和地径生长生物学特性,并以3.5 g/株为适宜施肥量。苗高和地径的生长趋势表明,薄壳山核桃生长早期即表现出速生特性,而指数施肥方式前期施肥量较少,难以供应幼苗速生期的需肥量,随着施肥总量的增加,苗高地径随着前期施肥量增加而上升。其他两种方式的前期施肥量在施肥总量为3.5 g/株时可以满足苗木的生长需求,但随着施肥总量的增加,施肥量的累积则会抑制苗木的生长。
苗木生物量和根系指标也是评判其品质优劣的重要指标。生物量一般是指生物有机体的干质量,可以有效地反映出苗木积累干物质的能力,是衡量苗木是否健康生长的重要标准之一,苗木生物量越大,利用资源和适应环境的能力越强[19]。而根系是苗木用于吸收养分的重要器官之一,与地上部分的生长、发育以及产量大小均有密切联系,根系的健康生长是维持植物生产力的重要保障[20]。从不同施肥方式中可以看出,生物量和根系指标随着施肥量增加的变化趋势基本与苗高、地径一致,为处理C3优于处理B3和处理A4。这也表明了在苗木生长发育过程中,各生长指标存在一定协同性,会相互影响、相互促进[21]。
除了幼苗形态生长指标,苗木体内的营养元素也能反映出苗木是否健壮、施肥是否合理[22]。在本试验中,分别对不同处理的根、茎、叶各器官进行了N、P、K元素含量测定。N元素是苗木需求最多且决定苗木生长的主要元素,是核酸、蛋白质等生命物质的组成成分,参与植物光合作用的碳同化过程[23]。不同施肥方式处理下,N元素含量在各器官中的大小顺序均为叶>根>茎。在指数施肥方式中,各器官的N元素含量随着施肥量的增加而上升,表明该方式可能没有满足苗木前期生长对N元素的需求;在常规施肥和平均施肥方式中,茎和叶的N元素含量均随着施肥量的增加而先升后降,说明5.0 g/株的施肥量可能超过了苗木茎和叶对N元素需求的阈值,而根中的N元素含量则继续随着施肥量的增加而上升,表明根系对于N元素的需求可能较大。P元素是植物激素、腺苷磷酸等的组成成分,参与碳水化合物、氮的代谢,与植物抗寒性和抗旱性有关[24]。在3种施肥方式中,P元素含量在各器官中的大小顺序均为叶>根>茎,且P元素含量基本随着施肥量的增加而先升后降,表明在3种施肥方式中,5.0 g/株的施肥量均超过了苗木所需P元素的阈值。K元素主要以离子状态存在,作为各种代谢活动的催化剂,也与植物抗逆性有关,K元素含量在各器官中的大小顺序也为叶>根>茎,表明苗木对N、P、K这3类营养元素含量的分配情况基本一致,但是,K元素含量在3种施肥方式中均随着施肥量的增加而上升,说明薄壳山核桃幼苗可能对K元素的需求较大。另外,在通常情况下,根据苗木体内的养分积累状况可以将养分供应分为贫养、奢养和毒害3个阶段。在贫养阶段,苗木生物量和养分积累量均随着施肥量的增加而上升;在奢养阶段,养分积累量继续随着施肥量的增加而上升,但生物量没有明显变化;而在毒害阶段,施肥所提供的养分已经超过了苗木本身所需的阈值,生物量和养分积累量均会明显出现下降[25]。在指数施肥方式中,除P元素外,N、K元素的积累量均随着施肥量的增加而上升,且生物量也随着施肥用量的增加而上升,这表明指数施肥处理在苗木速生期基本处于贫养阶段,而在苗木生长末期给予大量肥料却无法被幼苗吸收利用,造成肥料的流失与浪费;常规施肥和平均施肥方式中,随着施肥量的增加,各处理3种元素的积累量和生物量均为先上升后下降,在施肥量为3.5 g/株时达到最大值,其中以处理C3最优、B3次之,在5.0 g/株时下降。这表明0~3.5 g/株处于贫养阶段,而到达5.0 g/株后处于毒害阶段,并且在3.5~5.0 g/株之间可能存在一个奢养阶段,可进一步设置施肥用量梯度,以确定更精确的施肥量。
为了更加全面地分析不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃容器苗的影响,运用主成分分析,以苗高、地径、总干质量、根系总长度、根系总体积以及N、P、K积累量作为评价标准,结果表明,处理C3即平均施肥量3.5 g/株的主成分分值最高,为13个处理中的较优施肥方式和施肥量,与上述讨论结果一致。
4 结 论
本试验通过比较分析不同施肥方式和施肥量对薄壳山核桃1年生容器苗生长和养分积累的影响,试验结果以平均施肥方式、施肥量3.5 g/株最有利于苗木生长,在该处理下,苗木的苗高、地径、生物积累量、根系指标以及养分积累等都较优。试验幼苗在9月底“封顶”,生长基本停滞,薄壳山核桃苗木的生长为前期生长型,苗木生长前期对肥料特别是氮肥的需求量大。在相同施肥量中,指数施肥方式处理的幼苗生长量和养分积累量较低,以指数递增方式施肥的苗木生长表现出前贫后奢,表明该方式与薄壳山核桃幼苗生长的养分需求规律不相一致;平均施肥优于其他两种方式,说明均衡肥料的供给有利于维持苗木生长对养分吸收。因此,本试验中指数施肥和常规施肥方式均不适用于薄壳山核桃容器幼苗培育,平均施肥方式有利于苗木的生长,这为完善薄壳山核桃容器苗水肥一体化培育技术提供了一定的理论依据。本试验仅研究了N、P、K含量均等的肥料对薄壳山核桃容器幼苗生长和养分吸收积累的影响,尚需进一步开展不同养分配比肥料,以及水肥耦合下对苗木生长和养分库构建等影响的研究,制定出苗木在不同生长发育阶段所需的调控技术措施,协调好水分、养分供给和苗木需肥间的供求关系,从而使得苗木形态、生理及活力等指标满足林业营造林的需要。