氮对樟子松幼苗生长及生理特性的影响

张 雨

(张掖市甘州区黑河林场，甘肃 张掖 734000)

1 引言

樟子松又被称为蒙古赤松、海拉尔松，为松科松属植物[1]。樟子松生长迅速，具备良好的耐旱性、耐瘠薄性以及较强的适应性，是我国防护林工程以及防沙治沙工程重要的造林树种[2]。但是，20世纪90年代樟子松人工固沙林却开始大面积衰退乃至枯死[3]。如何更好地培育樟子松已成为人们高度关注的话题。

在植物生长发育过程中，氮素是最为活跃的元素，在植物体内移动性大、利用率高，随着生长中心的变化，氮亦会在植物体内转移，因而绝大多数植物对氮素极为敏感，若氮素营养失调，植物生长、发育、产量以及品质均会受到较大影响[4]。若植物缺乏氮素，常表现为生长缓慢、植株矮小、叶片发黄等。

近年来，很多学者研究了氮肥对植物幼苗生长的影响。杜康等[5]发现，施用氮肥可促进水稻幼苗生长、干物质积累、矿质营养元素的吸收；李堆淑等[6]研究了氮肥对桔梗幼苗生理特征及氮积累的影响，发现桔梗幼苗的CAT活性、POD活性、MDA含量、可溶性蛋白含量与全氮含量呈正相关；秦立金等[7]研究了不同氮肥处理对辣椒生长与叶绿素含量的影响，发现低浓度氮肥可促进辣椒幼苗的营养生长，而高浓度氮肥会抑制辣椒幼苗的营养生长。目前，针对樟子松的研究主要集中于栽培技术、病虫害防治等，对于氮如何影响樟子松幼苗生长及生理特性的研究较少[8]。基于此，以张掖市樟子松幼苗作为对象，研究了氮对樟子松幼苗生长及生理特性的影响，希望能够为樟子松育苗及早期造林事业提供参考及借鉴。

2 材料与方法

2.1 试验地概况

试验地位于甘肃省张掖市某林场苗圃内，当地冬季长而寒冷、夏季短而酷热，年平均气温为6.6 ℃，年平均降雨量为197.2 mm，年平均日照时长为2975 h。试验区土壤有机质含量为10.86 g/kg。

2.2 试验材料

试验用樟子松幼苗为一年生樟子松幼苗。施用氮肥品种为尿素。

2.3 试验设计

2020年4月16日，选择健康、大小相似的一年生樟子松幼苗，根据氮肥施入量的不同分别设置5个处理，即CK(0 g/株)、N10(10 g/株)、N20(20 g/株)、N30(30 g/株)、N40(40 g/株)、N50(50 g/株)，每个处理重复三次，共18个试验小区。采取根部浇灌方式施肥，每个月采取水溶液方式施肥一次，连续施肥5次。

2.4 项目测定

2.4.1 样品采集

在2020年8月末，采用卷尺及游标卡尺测量各处理植株株高及地径大小。在各个试验小区内选择代表性植株15株，采取手工方式挖出幼苗，冲洗干净后风干并带回实验室。分开植株的叶片、根、茎，分别于75 ℃条件下烘干至衡重，测量各组织干重，计算叶重比(叶片干重与总干重的比值)、根重比(根部干重与总干种的比值)、茎重比(茎部干重与总干重的比值)、根茎比(根部干重与总干重的比值)。另取5株植株，采集叶片后混合剪碎，测量叶绿素含量、脯氨酸含量、相对含水量等。

2.4.2 测量方法

采用邓斌等[9]的方法测量叶片叶绿素含量；采用郝建军等[10]的方法测量叶片脯氨酸含量；采用张志良等[11]的方法测量叶片相对含水量。

2.5 数据处理

采用Excel 2010和SPSS20.0 软件分析并处理数据。

3 结果与分析

3.1 氮对樟子松幼苗生长的影响

氮对樟子松幼苗生长的影响见表1。从表1可以看出，不同处理樟子松幼苗株高差异显著，随着施氮量的增加，樟子松幼苗株高先升高，在N40处理时达到最大值，接着开始降低，其中N30处理与N40处理樟子松幼苗株高差异不显著，比CK处理提高了13.06%～20.45%。不同施氮量对樟子松幼苗地径存在显著影响，其中CK处理、N20处理、N30处理、N50处理4个处理樟子松幼苗地径差异不显著，在0.63～0.69 mm之间，明显低于N40处理(0.78 mm)。不同处理樟子松幼苗单株总生物量存在显著差异，其中各处理单株总生物量由高到低依次为N40处理(14.79 g)、N30处理(13.78 g)、N20处理(12.96 g)、N50处理(11.56 g)、CK处理(8.03 g)。不同处理樟子松幼苗叶重比、根重比、茎重比、根茎比差异不显著。

表1 氮对樟子松幼苗生长的影响

3.2 氮对樟子松幼苗生理特性的影响

氮对樟子松幼苗生理特性的影响见表2。从表2可以看出，不同氮肥施入量对樟子松叶片相对含水量无显著影响。随着施氮量的增加，樟子松叶片叶绿素含量呈增加趋势，在施氮量超过30 g/株后，樟子松叶片叶绿素含量无明显增加趋势，维持在2.50～2.53 μg/g之间；不同处理樟子松叶片叶绿素b含量差异显著，其中N30处理和N40处理樟子松叶片叶绿素b含量差异不显著，维持在1.75～1.78 μg/g之间，其余依次为N50处理(1.73 μg/g)、N20处理(1.62 μg/g)、CK处理(1.37 μg/g)。氮肥的施入可明显提升樟子松叶片叶绿素a+b的含量，其中N40处理、N30处理、N50处理、N20处理樟子松叶片叶绿素a+b含量分别比CK处理提高了24.93%、23.47%、22.61%、19.13%。随着氮肥施入量的增加，樟子松叶片脯氨酸含量持续升高，整体处于398.42～520.23 μg/g间。

表2 氮对樟子松幼苗生理特性的影响

4 讨论

4.1 氮对樟子松幼苗生长的影响

株高是指植物体根茎部至顶部的距离，是营养体的一个重要生长指标。地径是指地面以上20 cm苗木的直径，也是反应苗木生长状况的一个重要指标。生物量是反应生物群落生产力的一个重要指标，也是生态系统获取能量的一个重要表现[12]。叶片是植物光合作用的重要器官，也是对环境变化最为敏感的一个光合器官，其生长情况可反应植物的光合作用能力。根系是植物通过土壤吸收水分以及养分的重要器官，其生长特点可直接决定植物水分及养分吸收状况。因此,可以说株高、地径、单株总生物量、叶重比、根重比、茎中比、根茎比不仅是植物生长的重要指标，同时也是评价植物生长状况必不可少的依据。本研究发现，氮素对樟子松幼苗最显著的影响是株高及地径的变化，随着施氮量的增加，樟子松幼苗株高持续升高，在施氮量为40 g/株时达到最大值，随着施氮量的进一步增加，樟子松幼苗株高开始降低；同时在施氮量为40 g/株时，樟子松幼苗地径明显高于其他施氮量。这表明，适宜的施氮量可提升樟子松幼苗高度，增加幼苗地径，若施氮量过高，反倒会抑制樟子松幼苗高度以及地径的提升。这与秦立金等[7]的研究结果相一致。这可能是由于在施氮量过高时，土壤内溶液盐分浓度明显提升，这会导致根系细胞水势的降低，影响作物对水分的吸收，最终导致植物长势并不理想。

4.2 氮对樟子松幼苗生理特性的影响

植物叶片内叶绿素含量可反应植物的光合作用水平，若叶绿素含量较低，植物光合作用较弱，这会抑制植物的生长，导致植物生物量的降低。本研究发现，在樟子松幼苗生长过程中，适量的氮肥可促进樟子松叶片叶绿素含量的提升，在氮肥达到40 g/株时，樟子松叶片叶绿素含量达到了最大值，随着施氮量的进一步增加，樟子松叶片叶绿素含量开始降低，这可能是由于在氮元素缺乏时，叶绿体组成将受到较大影响，缺氮植物叶绿素普遍较小，构成叶绿体的基粒及囊体小，基质大，这会影响光合作用的效果，而施氮量过高会破坏叶绿素的片层结构，影响叶绿素的生物合成过程，加快所合成叶绿素的分解，最终导致叶绿素含量的降低[13]。

脯氨酸是多种植物体内最为有效的一种在细胞内合成的有机溶质，作为一种调节性物质，脯氨酸具备良好的亲和性特点。脯氨酸的主要作用即维持原生质以及环境间的渗透平衡，避免植物因过量失水而抑制生长。研究发现，随着氮肥施入量的增加，樟子松幼苗叶片脯氨酸含量持续升高，这与解亚鑫等[14]、黎旺姐等[15]的研究结果相一致，表明氮肥对脯氨酸的积累具备明显的促进作用。

5 结论

(1)氮对樟子松幼苗株高、地径、单株总生物量存在显著影响，在氮肥施入量为40 g/株时，最有利于樟子松幼苗的生长。

(2)氮肥的施入能够有效提升樟子松幼苗叶片叶绿素含量及脯氨酸含量，在氮肥施入量为40 g/株时，樟子松幼苗叶片叶绿素含量达到了最大值，在氮肥施入量为50 g/株时，樟子松幼苗脯氨酸含量达到了最大值。

综上所述，在甘肃省张掖市，樟子松幼苗最理想的氮肥施入量为40 g/株。