不同尿素施用量对云杉幼苗生长的影响

李联祖

（甘肃祁连山国家级自然保护区管护中心夏玛自然保护站，甘肃武威 733205）

云杉（Picea asperata Mast.），松科云杉属植物。云杉为我国宝贵树种，产于陕西西南部、甘肃东部及白龙江流域等地[1]。云杉树姿端庄，枝叶茂密苍翠，可作庭院绿化观赏树。其适应性强，木材黄白色，较轻软，纹理直，结构细，可用作桥梁、家具、电杆、舟车等原料[2]。树干可取松脂，针叶可提取芳香油，因此具有较高的经济价值。云杉自然育苗过程中效率低下且生长缓慢，难以满足需求。研究表明，合理补充氮肥能够促进幼苗生长，提高苗木质量，是迅速进行苗木繁殖的有效措施[3]。

氮素是植物生长最重要的矿质元素之一，植物吸收的氮素被各种还原酶和合成酶合成同化后，形成蛋白质、核酸和其他产物，进而影响植物的生命活动和遗传变异，从而使植物的外在表观性状和内在生理生化性状发生变化[4]。缺氮会导致植株矮小、生长缓慢甚至死亡[5]，氮素状况也会影响植物不同生育阶段对氮素的吸收及氮素在各个器官内的转运速率[6]。因此，施氮是目前农业生产中显著促进植物生长的主要手段。但过高的施氮量也会导致肥料利用效率降低，增加生产成本，降低经济效益，还会导致环境污染[7]。尿素是氮肥的酰胺形态，也是生产中应用最广泛和性价比最高的氮肥种类[8]，韦美丽等[9]研究表明，尿素用量对三七种苗生长、干物质积累均有一定影响，施纯氮量112.5 kg/hm2时效果最好。胡映泉[10]研究表明，配施0.50%尿素对提高银杏叶片光合效率效果最佳。然而目前有关尿素在云杉育苗过程中的应用研究较少，因此，本试验设置不同尿素施用量，研究对云杉幼苗生长的影响为云杉育苗和高效施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点和材料

试验于2021 年在甘肃省武威市天祝藏族自治县祁连镇进行，该地为大陆高原季风型气候，年平均温度较低，且年纪间差异较大，降雨量较少，无霜期短，日照强烈，夏季温凉干旱，冬季寒冷干燥。试验材料为2 年生青海云杉幼苗。试验苗圃土壤为山地栗钙土，土壤基础肥力为：pH 值6.57，有机质25.41g/kg，全氮1.36g/kg，碱解氮89.67mg/kg，速效磷35.44mg/kg，速效钾142.56mg/kg。试验用氮、磷、钾分别为尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O512%）和氯化钾（K2O 60%），购自当地农资市场。

1.2 试验设计

采用完全随机设计，以不施尿素为对照（CK），设置4 个尿素施用量，分别为5g/株（T1）、10 g/株（T2）、15 g/株（T3）、20 g/ 株（T4），在2021 年4 月选择植株长势均匀、无病虫害的云杉幼苗，将幼苗移栽到苗圃中，栽培密度为50cm×50cm，每个小区面积为80m2，每个处理重复3 次，栽培完成后15d 在距离根茎10cm 处开沟单株施肥，将1/2 尿素、6g 过磷酸钙、6g 氯化钾和土壤以20∶1 比例混合均匀，施入环状沟内，然后浇水，6 月中旬将剩余1/2 尿素进行开沟施肥。试验期间其他管理均相同。在8 月中旬测定各指标。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生长指标的测定。8 月中旬，用刻度尺测定云杉幼苗的株高和冠幅，冠幅测定东西和南北2 个方向取平均值，使用游标卡尺测定地径。

1.3.2 叶绿素含量的测定。每个处理选择中部叶片，取下叶片迅速保存在有冰袋的保温盒中，带回实验室，用剪刀剪成小块，采用乙醇-丙酮浸提法测定叶绿素，用分光光度计测定吸光值，并计算叶绿素a、叶绿素b 和绿素a+b 含量。

1.3.3 光合特性的测定。在晴天上午，使用LI-6400 光合系统测定中部云杉叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 进行数据整理，采用SPSS 22.0进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同尿素施用量对云杉幼苗形态特征的影响

由表1 可知，使用尿素处理的云杉株高显著高于CK，T1高出9.33%，T2高出12.41%，T3高出16.24%，T4高出16.98%，且在试验用量范围内，尿素用量越多，株高越高，但是T3处理和T4处理间在0.05 水平上没有显著的差异。地径T1处理和CK 在0.05 水平上没有显著的差异，其他使用尿素处理均显著高于CK，T3处理和T4处理间在0.05 水平没有显著差异。各处理的冠幅均在0.05 水平上显著高于CK，随着尿素用量的增加，呈先升、高后降低的趋势，在T3处理时达到最大值。因此，说明T3处理对云杉生长效果最好，继续增加施用量，株高和地径增加不显著，冠幅略有下降。

表1 不同尿素用量下云杉幼苗形态特征

2.2 不同尿素施用量对云杉幼苗叶绿素含量的影响

叶绿素是植物进行光和作用的重要场所和物质基础。由表2 可知，施用尿素处理的叶绿素a 含量显著高于CK，T1高出38.46%，T2高出69.23%，T3高出29.31%，T4高出16.98%，随着尿素用量的增加，呈先升高、后降低的趋势，T3和T4处理在0.05 水平上没有显著差异。叶绿素b 含量随着尿素用量的增加，呈逐渐增加的趋势，施用尿素处理的叶绿素b 含量显著高于CK，T1高出11.54%，T2高出29.92%，T3高 出38.46%，T4高出42.31%，T3和T4处理在0.05 水平上没有显著差异。叶绿素a+b 含量变化特征和叶绿素b 相似，均显著高于CK，T1高出37.25%，T2高出56.25%，T3高出81.25%，T4高出75.00%。说明施用尿素能够显著提高云杉幼苗叶绿素含量，当尿素施用过多对叶绿素的增加效应不明显。

表2 不同尿素用量下云杉幼苗叶绿素含量

2.3 不同尿素施用量对云杉幼苗光合参数的影响

光合作用是植物物质积累的生长最为重要的反应，由表3 可知，净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著高于CK，随着尿素用量的增加，呈先升高、后降低的趋势，各处理从大到小依次为T3＞T4＞T2＞T1＞CK，T3和T4处理在0.05 水平上没有显著差异。T1、T2、T3和T4净光合速率分别比CK 高出17.33%、23.86%、33.24%和32.10%，气孔导度分别比CK 高出26.91%、30.28%、33.94%和32.11%。蒸腾速率分别比CK 高出5.15%、14.71%、31.62%和27.94%。胞间二氧化碳浓度随尿素施用量的增加呈先降低后升高的变化，说明在一定范围内尿素可提高云杉幼苗的光合参数。

表3 不同尿素用量下云杉幼苗光合参数

3 讨论与结论

氮素是植物的生命元素，在植物细胞分裂、物质合成代谢以及其他生命活动中起着重要的作用[11]，研究表明，植物缺少氮素通常会出现叶片变小、干物质下降、光合能力变弱等现象，因此施用氮肥是促进植物生长发育的重要措施，尿素是氮素的重要形式，以酰胺态形式存在，能够迅速补充植物对氮素的需求[12]。本研究结果表明，尿素施用能显著提高云杉幼苗的株高、地径和冠幅，主要是由于尿素施用后提高土壤氮含量，能够及时补充植株对氮素的需求，从而促进植物提高物质代谢，进而促进生长。本研究中，在尿素施用量为15g/株时，继续增加施用量，株高和地径增加不显著，冠幅略有下降。说明T3处理尿素的利用情况最好。

光合作用是植物生长发育最重要的反应，决定了植物的物质积累和转运，叶绿素是光合作用的重要场所[13]，研究表明，氮素在植物光合过程中发挥重要作用，既是叶绿素合成的重要成分，也是参与反应酶的构成部分，直接影响植物叶片的光合作用[14]。本研究结果表明，施用尿素显著提高了叶绿素a、叶绿素b 和叶绿素a+b 含量，主要是氮肥为幼苗生长提供充足的养分，有利于根系对其他养分的吸收，从而提高叶绿素含量，本研究中，随着尿素施用量的增加，叶绿素含量呈先逐渐增加、后变化不明显趋势，主要是尿素施用量达到一定水平后，继续增加不能被植株充分吸收利用，且过多氮肥可能影响其他元素的吸收。综上所述，施用尿素能够显著提高云杉幼苗的株高、地径和冠幅，增加叶绿素含量和净光合速率，且在施氮量为15 g/株时的长势较好，光合能力较强，是适合云杉幼苗生长的施氮量。