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第 41 卷 第 2 期2023 年 4 月四川农业大学学报Journal of Sichuan Agricultural UniversityVol.41 No.2Apr.2023不同氮素形态与配比对杉木和木荷幼苗光合特性及生长的影响王立冬，梁海燕，王燕茹，全小强，李小玉，闫小莉*（福建农林大学林学院，福州 350002）摘要：【目的】研究适宜杉木和木荷生长的最佳铵硝态氮（N）的配比，提高其针阔混交林的生产力和N素利用效率。【方法】试验设置NH4+-N NO3-N的5个配比（10 0、0 10、7 3、3 7、5 5），比较2个树种在不同N素形态与配比下的光合特性、苗木生长、生物量及其分配的差异。【结果】铵硝混合处理的5 5、7 3和3 7配比较单一形态N素的10 0和0 10配比提高了杉木和木荷的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、生物量增长量以及杉木的苗高增长量。较高铵态N浓度的处理显著提高了杉木的净光合速率、苗高增长量、地径增长量和生物量增长量，而较高硝态N浓度的处理提高了木荷的净光合速率、苗高增长量、地径增长量和生物量增长量。较高铵态N浓度的处理降低了杉木的根冠比，促进杉木地上部生长，较高硝态N浓度的处理降低了木荷的根冠比，促进木荷地上部生长。【结论】不同氮素形态与配比显著影响杉木和木荷的光合作用和生长。铵硝比例相等的混合处理最有利于杉木的光合作用、苗高生长和生物量积累，较高硝态氮浓度的混合处理最有利于木荷的光合作用和生物量积累。在2个树种的幼苗培育和混交造林中可根据土壤中N素情况适当为杉木增施铵态氮，为木荷增施硝态氮。关键词：氮素形态与配比；硝态氮；铵态氮；生物量；杉木；木荷中图分类号：S791.27；S792.99；S727.19 文献标志码：A 文章编号：1000-2650（2023）02-0217-08Effects of Different Nitrogen Forms and Ratios on Photosynthetic Characteristics and Growth in Cunninghamia lanceolata and Schima superba SeedlingsWANG Lidong，LIANG Haiyan，WANG Yanru，QUAN Xiaoqiang，LI Xiaoyu，YAN Xiaoli*（College of Forestry，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China）Abstract:【Objective】The study purposes to investigate the optimal ratios of ammonium to nitrate suitable for the main coniferous tree，Cunninghamia lanceolate，and broad-leaved tree，Schima superba，so as to improve the productivity and nitrogen use efficiency for the broadleaf-conifer mixed forests in subtropical zone.【Method】In this study，seedlings were cultured under five ratios（10 0，0 10，7 3，3 7，5 5）of NH4+-N to NO3-N and the photosynthetic characteristics，seedling growth，biomass and corresponding distribution were measured and compared for the two species.【Result】The ammonium-nitrate ratio of 5 5，7 3 and 3 7 in treatments increased the net photosynthetic rate，transpiration rate，stomatal conductance，biomass and seedling height of both C.lanceolata and S.superba，compared to the ratio of 10 0 and 0 10 in treatments of single N form.Higher ammonium concentration significantly increased the net photosynthetic rate，seedling height，ground diameter and biomass of C.lanceolata，while treatments of higher nitrate N concentration increased the net photosynthetic rate，seedling height，ground diameter and biomass of S.superba.Higher ammonium concentration reduced the root-shoot ratio doi：10.16036/j.issn.1000-2650.202211183收稿日期：2022-11-28基金项目：国家自然科学基金面上项目“氮胁迫和异质分布环境下杉木、木荷氮吸收偏好和根系可塑性调控机制”（项目编号：32171773）。作者简介：王立冬，硕士研究生。*责任作者：闫小莉，博士，副教授，主要从事森林培育学研究，E-mail：。四川农业大学学报第 41 卷 of C.lanceolata，indicating promoting the growth of C.lanceolata aboveground part.Higher nitrate N concentration reduced the root-shoot ratio of S.superba，indicating promoting the growth of S.superba aboveground part.【Conclusion】Different nitrogen forms and ratios significantly affected the photosynthesis and growth of C.lanceolata and S.superba.The mixed treatment with the same proportion of ammonium and nitrate is most beneficial to the photosynthesis，seedling height growth and biomass accumulation of C.lanceolata，and the mixed treatment with higher concentration of nitrate N is most beneficial to the photosynthesis and biomass accumulation of S.superba.In the seedling cultivation and mixed afforestation with the two tree species，we can apply ammonium N to C.lanceolata and nitrate N to S.superba according to the situation of N in the soil.Keywords:nitrogen form and proportion；ammonium nitrogen；nitrate nitrogen；biomass；Cunninghamia lanceolata；Schima superba森林土壤中的N素以多种形式存在，主要分为无机态N(以铵态氮NH4+-N和硝态氮NO3-N为主)和有机态N(如氨基酸、酰胺、尿素等)2大类，有机N被微生物分解转化为无机N和有效N素后才能被林木吸收利用，NH4+-N和NO3-N是森林土壤中林木可吸收利用的主要无机态N素1-2。不同树种对土壤环境中的NH4+-N和NO3-N有选择性地吸收，在长期进化过程中形成了不同的N素吸收偏好，比如在同时供应 NH4+-N 和 NO3-N 的条件下，赤松(Pinus densiflora)和落叶松(Larix gmelinii)偏好吸收NH4+-N，而白毛杨(Populus tomentosa Carr.)则偏好吸收NO3-N3-5。近年来，对不同树种的N素吸收偏好性的研究成为林业领域的热点之一。自然条件下，土壤中NH4+-N和NO3-N通常以不同比例呈异质性分布，且不同N素形态的分布具有很大的时间波动性和空间异质性6。受全球气候变暖、降水格局改变、N沉降以及人类活动等的影响，林地土壤N素分布异质化加重，且出现不同程度的N亏缺和限制的问题，严重限制林木生长发育和林地生产力7。土壤N素总量及NH4+-N和NO3-N的相对比例是限制林木生长发育的主要因素之一，因此，探究适合不同林木生长的N素形态和最佳N素配比是有效促进林木生长发育和提高人工林生产力的关键。光合作用为植物生长发育提供物质和能量。土壤N素对叶绿体、光合速率、暗反应、酶及光呼吸都有明显的影响，且N能够促进林木新叶生长，增大叶面积，增加叶片厚度以及叶绿素含量，直接或间接影响植物光合作用的进行8-9。研究表明，适宜的铵硝混合营养供应可显著提高植物的光合色素含量以及最大净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等光合指标10-11。同时，不同N素形态及配比显著影响林木幼苗的苗高、地径、生物量、根冠比和比叶重等生长指标12-13。研究不同N素形态及配比环境下林木的光合特性和生长指标的差异可揭示其在N素养分逆境中的适应性。杉木(Cunninghamia lanceolata)和木荷(Schima superba)作为南亚热带代表性树种在福建省分布极广，是中国南方重要的用材树种，也是主要的人工林树种之二，在生态和经济方面具有极高的价值。目前，已有研究多集中于N添加、N沉降和养分胁迫对杉木和木荷的生长和生理特性14-22的影响等方面，有关不同N素形态及配比对2个树种生长和生理特性的影响研究相对较少。闫小莉等23-25研究了不同N素形态和异质性对2个树种生长、光合和养分吸收等的影响，但多数研究缺少不同铵硝比例的混合处理，不能真实反映自然状态下土壤N素的高度时空异质性对林木光合能力和生长的影响。鉴于此，本研究以亚热带主要针阔树种杉木和木荷幼苗为研究对象，试验设置林木可主动吸收利用的2种N素形态(铵态氮和硝态氮)和5个不同浓度配比的N素异质性环境，研究不同N素形态及配比对杉木和木荷幼苗叶片光合特性、苗木生长、生物量及其分配的影响。以期筛选出适宜杉木和木荷生长的最佳N素形态配比，为N亏缺和限制的立地条件下两个树种混交造林后N肥的合理配施和养分管理提供科学依据。1材料和方法1.1试验材料试验地点设置在福建省福建农林大学的试验温棚（11924E，2608N），属典型亚热带季风气候。以1 a生杉木和木荷幼苗作为试验材料，供试幼苗购自福建省漳平五一国有林场。将幼苗基质袋去218第 2 期王立冬，等：不同氮素形态与配比对杉木和木荷幼苗光合特性及生长的影响除，用纯水洗净根部后用电子天平测量幼苗初始鲜重，挑选生长状况基本一致的幼苗移栽至20 cm20 cm（内径高）的花盆中，每个花盆中装入约5 650 cm3洗净的河砂作为培养基质。幼苗缓苗10 d后进行试验处理，缓苗期间23 d浇一次纯水，每次5080 mL，