缓释肥对杉木容器苗生长、光合生理和养分积累的影响_李玲燕.pdf

，（）：李玲燕，唐银，钟明慧，等，缓释肥对杉木容器苗生长、光合生理和养分积累的影响 广西植物，（）：，（）：缓释肥对杉木容器苗生长、光合生理和养分积累的影响李玲燕，唐 银，钟明慧，郑雪燕，许珊珊，曹光球，叶义全，（福建农林大学 林学院，福州；国家林业和草原局杉木工程技术研究中心，福州；林木逆境生理生态及分子生物学福建省高校重点实验室，福州；福建省洋口国有林场，福建 南平 ）摘 要：为探索杉木容器苗生长、光合特性及养分积累对不同缓释肥用量的响应特征，该文通过设置 种不同缓释肥处理（、），研究不同缓释肥用量对杉木幼苗生长、光合色素含量、叶绿素荧光特性和养分含量的影响，并结合隶属函数法对各生长和生理指标进行综合评价，以期筛选出适合杉木容器苗生长的施肥水平，为杉木优质苗木的高效培育提供参考。结果表明：（）与对照相比，缓释肥处理可不同程度促进杉木幼苗苗高、地径生长及植株总生物量的积累。（）与对照相比，缓释肥处理可显著增加杉木叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，提高叶片最大荧光（）、可变荧光（）、最大光化学效率（）、潜在光化学效率（）和实际量子产量（）值。（）缓释肥处理可不同程度促进杉木幼苗养分的积累，其中锰、铁和锌积累量变化最显著。（）隶属函数法分析结果表明，当缓释肥用量为 时其隶属值最大，表明该处理下苗木综合生长状况最好。综上所述，缓释肥用量是适宜杉木壮苗培育的施肥量，在该处理下通过促进植株体内与光合作用密切相关元素的积累，增加叶片光合色素含量，提高叶片 光化学效率和电子传递速率，进而增强叶片对光能捕获和利用效率，最终改善苗木生长。关键词：苗木培育，缓释肥，杉木，叶绿素荧光参数，容器苗，苗木质量中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，；，；，）收稿日期：基金项目：国家重点研发计划项目（）；福建省林业科技项目（闽林科便函 号）。第一作者：李玲燕（），硕士研究生，研究方向为森林培育，（）。通信作者：叶义全，博士，硕士生导师，研究方向为林木逆境生理，（）。：，（，），：（），（），（），（），（），（）（）（），（），：，杉木（）是我国南方重要的速生用材树种（叶义全等，；饶丽莎等，）。据第九次全国森林资源清查结果表明，我国杉木人工林面积和蓄积均居主要人工乔木林树种首位，在保障我国生态安全和木材安全等方面具有重要作用（，）。近年来随着杉木人工林造林面积逐年扩大，市场对杉木优质苗木的需求也在不断增加（李茂等，；周岚等，）。传统的杉木育苗主要以大田裸根苗为主，但是裸根苗存在苗木出圃率低、起苗易伤根、造林季节短和圃地需轮作等问题，极大增加了育苗成本，降低了造林成活率（伊昊，），相对于裸根苗而言，容器苗则能有效克服上述问题（潘平平等，）。因此，容器育苗已成为目前杉木苗木繁育的另一种重要途径。然而由于容器苗的生长空间有限，且所用基质中可供苗木吸收的养分相对较少，无法满足苗木在快速生长过程中对养分的需求，因而施肥是保证杉木容器苗优质生长的关键措施（张培等，）。随水施肥是目前容器苗培育普遍采用的一种施肥方式，但这种传统的施肥方式容易导致肥料和水的浪费，降低苗木对养分的利用效率，增加生产成本，甚至还可能引起环境污染（李小茹等，）。因此，开展杉木容器苗施肥技术研究对于提高苗木质量，进而增强苗木抗逆性，改善造林效果具有重要意义。作为一种新型肥料，缓释肥具有养分利用效率高、挥发、淋溶少以及肥效长等特点，近年来在苗木培育中的应用日趋广泛（魏红旭等，；王艺等，；吴小林等，；历月桥等，）。潘平平等（）在薄壳山核桃容器苗生长对不同缓释肥用量响应研究中发现，施用 的缓释肥能有效促进薄壳山核桃生长和根系发育，这与缓释肥改善植株、养分状况密切相关。姚光刚等（）研究表明，从养分利用率和成本来广 西 植 物 卷看，的缓释肥能有效促进槲栎容器苗苗高和地径的生长，增加生物量和养分含量的积累。庞圣江等（）在白木香容器苗研究中也发现当缓释肥用量为 时容器苗生长效果最优，其苗高、地径和生物量等指标均显著高于其他处理。类似地，宋协海等（）通过研究不同缓释肥用量对黄连木生长和养分积累影响中发现，低水平的缓释肥用量有利于根系生长，随着施肥量的增加植株茎叶的生长得到显著改善，并在缓释肥用量为 时，其苗高、地径和生物量达到最大值。可见，不同树种之间由于生物学特性的差异，最适宜其容器苗生长的缓释肥用量也存在较大差别。因此，开展杉木容器苗生长对不同用量缓释肥响应规律的研究，对于实现苗木优质、精准和高效培育具有重要的理论和现实意义。尽管以往关于杉木苗木施肥的研究较多，但主要集中在常规施肥、配方施肥和指数施肥等方面（刘欢等，；任衍敏等，；李茂等，）。一方面，有关缓释肥对杉木容器苗生长的研究相对较少（尚斌，；周新华等，），其生长对缓释肥用量的响应机制尚不完全清楚。另一方面，近年来随着一些杉木高世代良种材料，如优良无性系洋在全国推广，显著提升了我国杉木人工林的良种化水平和经济效益，然而与高世代优良材料相配套的苗木培育技术体系尚未建立（朱晗等，；李茂等，）。如前所述，不同的杉木优良材料因其自身生物学特性的差异，它们对养分的需求也不尽相同（魏宁等，），而且优良材料对育苗技术的要求相对较高，传统的育苗技术已无法适应这些良种对生长的需求（朱晗等，）。因此，开展与杉木优良材料相匹配的缓释肥施用技术研究，对实现杉木优质材料的高效培育具有重要意义。鉴于此，本研究以杉木优良无性系洋为研究对象，研究不同缓释肥施用量对杉木轻型基质容器幼苗生长、生物量积累、光合色素合成、叶绿素荧光参数以及植株养分含量的影响，同时利用隶属函数法对各生理指标进行综合分析，拟探讨以下问题：（）杉木幼苗生长、光合和养分积累对不同缓释肥施用量的响应规律如何；（）最适宜洋生长的缓释肥施用量是多少以及适宜的缓释肥用量通过何种途径改善苗木生长。以期为杉木优质苗木的高效培育提供理论依据和技术支撑。材料与方法 试验地概况试验地位于福建农林大学金山校区田间试验大棚（、）。该地区海拔 ，年平均温度 ，亚热带季风气候，年平均日照 ，年平均降水量 ，无霜期 。试验材料来源扦插用的穗条由福建省洋口国有林场提供的长势一致的洋当年生穗条，长度为（）。轻型基质泥炭土、珍珠岩和杉木皮采购于南平市森科种苗有限公司，购买回来后将轻型基质按泥炭土、珍珠岩和杉木皮按 （）比例进行充分混合，混合后的轻型基质化学性质见表。缓释肥为美国爱贝施缓释肥，全氮含量 、全磷含量 、全钾含量 。试验设计 年 月中旬在按泥炭土、珍珠岩、杉木皮 （）比例充分混合的轻型基质中添加不同量的缓释肥。试验共设置 个处理，分别为（）、（）、（）、（）、（）、（）。轻型基质与缓释肥充分混合后装入无纺布袋（直径 高 ）中备用。随后将无纺布袋置于塑料托盘上，把采回的穗条扦插至不同的轻型基质中，每袋扦插 株苗，每个处理扦插 株。年 月中旬从每个处理扦插的 株苗中挑选出扦插成活、长势良好且一致的幼苗共 株，每个重复 株，每个处理 次重复，个处理共 株苗，进行不同缓释肥施肥培养试验。苗木培养期间进行正常的水分和除草管理。年 月 中 旬 试 验 结 束，进 行 取 样测定。样品取样与测定 生长量、生物量及苗木质量指数测定年 月中旬用游标卡尺和直尺分别测量苗木地径和苗高，计算各重复的平均地径及平均树高，依据平均值每个重复选出 株标准株。将标准株按根、茎、叶分别剪下，于 杀青 ，随后在 下烘干至恒重，根据朱晗等（）的方法计算苗木质量指数。期李玲燕等：缓释肥对杉木容器苗生长、光合生理和养分积累的影响表 轻型基质基本化学性质 全氮（）水解氮（）有效磷（）速效钾（）镁（）钙（）锰（）铁（）有机质（）苗木质量指数 苗木总干质量（苗高 地径地上干质量 地下干质量）（）光合色素含量测定选取标准株上部第一轮生枝条中部当年生的健康成熟叶片测定光合色素。光合色素的提取采用乙醇丙酮法（，）。提取结束后，吸取 提取液置于酶标板 中，分 别 于、处 测 吸 光 度（、），每个处理重复 次。叶绿素 含量（）（）提取液体积稀释倍数 样品质量（）叶绿素 含量（）（）提取液体积稀释倍数 样品质量（）叶绿素总量 （）提取液体积稀释倍数 样品质量（）类胡萝卜素含量（）（）叶绿素荧光参数测定 利用 便携式叶绿素荧光仪（，）对选出的标准株上部第一轮生枝条中部当年生的健康成熟叶片，根据陶文文等（）的方法开展叶绿素荧光参数测定，相关荧光参数指标按照（）的方法进行计算。养分含量测定将经杀青和烘干后的根、茎、叶等样品研磨至粉状，过 的细筛，利用微波高压消解法对样品进行消解，采用电感耦合等离子体质谱法（）对样品元素（、）的含量进行检测。数据处理本研究采用 进行数据统计，利用隶属函数法综合评价不同处理杉木幼苗的生长性，其中若某一指标与生长呈正相关，则其隶属函数值（）（），若为负相关则其隶属函数值（）（）。式中：为某一指标测定值；为该指标实际测定的最大值；为该指标实际测定的最小值（戴昀等，）。用 对数据进行单因素分析，不同处理平均值间采用 比较进行检验，作图采用 软件。结果与分析 不同缓释肥施用量对杉木幼苗生长的影响 不同缓释肥施用量对杉木幼苗地径和苗高生长的影响 不同用量缓释肥处理均能促进杉木幼苗苗高和地径生长（图）。与 相比，不同缓释肥处理下杉木幼苗苗高增幅介于 之间（图：），地径增幅介于 之间（图：），且均在 处理时达到最大值。不同缓释肥施用量对杉木幼苗生物量积累的影响 如表 所示，随着施肥量增加，杉木幼苗的根、茎、叶和植株总生物量整体上呈增长趋势，其中茎和植株总生物量则呈先增长后降低趋势。就根生物量而言，仅 和 处理根系生物量高于。与 相比，除 处理叶生物量低于 外，其余处理的茎、叶和植株总生物量增幅分别介于 、以 及之间，且均在 处理时为最大值。不同缓释肥施用量对杉木幼苗苗木质量指数的影响由图 可知，不同缓释肥施用量对杉木幼苗苗木质量指数存在显著影响（）。与 相比，随着施用量的增加，杉木幼苗苗木质量指数呈先降后升的趋势，苗木质量指数大小顺序为，其中、和 处理分别较 增加了、和。不同缓释肥施用量对杉木幼苗叶片光合色素含量的影响由表 可知，施用缓释肥可有效促进幼苗光合色素含量的积累。与 相比，不同处理显著增加杉木幼苗叶绿素、叶绿素、类胡萝卜素和总叶绿广 西 植 物 卷柱状图上不同字母表示不同处理之间的显著性（）。下同。（）图 不同缓释肥施用量对杉木幼苗苗高与地径生长的影响 表 不同缓释肥施用量对杉木幼苗生物量积累的影响 处理根生物量（）茎生物量（）叶生物量（）植株总生物量（）注：不同字母表示不同处理之间的显著性（）。下同。：（）素含量（），处理时叶绿素、叶绿素 和总叶绿素含量达最大值，而类胡萝卜素含量在 处理时达最大值。叶绿素 叶绿素 随着施用量的增加呈先升后降的趋势，但不同处理之间差异不显著（）。图 不同缓释肥施用量对杉木幼苗苗木质量指数的影响 不同缓释肥施用量对杉木容器幼苗叶绿素荧光参数的影响由表 可知，随着缓释肥施用量的增加，杉木叶片初始荧光（）值、非光化学淬灭系数（，）值总体呈逐渐下降的趋 势；与 相 比，不 同 处 理 值 降 幅 介 于之间，值降幅介于 之间。不同缓释肥施用量处理可不同程度 期李玲燕等：缓释肥对杉木容器苗生长、光合生理和养分积累的影响表 不同缓释肥施用量对杉木幼苗叶片光合色素含量的影响 处理叶绿素 （）叶绿素 （）总叶绿素（）叶绿素 叶绿素 类胡萝卜素（）表 不同缓释肥施用量对杉木幼苗叶绿素荧光参数的影响 处理初始荧光最大荧光可变荧光最大光化学效率 潜在光化学效率 实际量子产量光化学淬灭系数非光化学淬灭系数提高杉木叶片最大荧光（）、可变荧光（）、潜在光化学效率（）和 最大光化学效率（），且均在 处理时达最大值。方差分析结果表明，处理的、与 之间差异显著，而不同处理对杉木幼苗叶片、实际量子产量（，）和光化学淬灭系数（，）的影响差异不显著（）。不同缓释肥施用量对杉木幼苗养分含量的影响除施肥量较低的 处理中 元素外，其余施肥处理均不同程度地促进洋幼苗各元素含量的积累（图）。与 相比，不同施肥处理下杉木幼苗、含量增幅分别介于 、及 之间，且均在 处理