配方施肥改善米老排容器苗生長指標

黎少瑋 尹光天 楊錦昌 李榮生 鄒文濤 余紐 王志海

摘? 要：為篩選米老排容器苗最佳施肥組合，采用L16 （45）正交試驗設(shè)計和等量施肥法，研究N、P和K肥3因素對米老排容器苗苗高、地徑、生物量以及養(yǎng)分利用的影響。研究結(jié)果表明：不同施肥組合處理對米老排容器苗苗高、地徑、總生物量等指標均有著顯著影響，配方施肥對米老排容器苗的生長發(fā)育具有明顯促進作用;3種肥料對米老排容器苗苗高生長的影響效應(yīng)均是N>P>K，其施肥最優(yōu)組合是N1P3K2（每株施N、P和K分別為50、50、60 mg），對地徑生長和生物量積累影響效應(yīng)均為N>K>P，施肥最優(yōu)組合分別是N1P4K2（每株施N、P和K分別為50、60、60 mg）和N1P4K1（每株施N、P和K分別為50、60、45 mg）;合理的配方施肥能有效提高米老排苗木的養(yǎng)分利用效率。綜合苗木各指標看，米老排容器苗最優(yōu)施肥配方是：N1P4K1（每株施N、P和K分別為50、60、45 mg）。

關(guān)鍵詞：米老排;容器苗;正交試驗;配方施肥;生長指標

中圖分類號：S723.7????? 文獻標識碼：A

Abstract： In order to screen out the optimal fertilizer combination of nitrogen， phosphorus and potassium for Mytilaria laosensis container seedling， an orthogonal experiment design with five factors and four levels was established on height， ground diameter， biomass and nutrient utilization. Different fertilizer combination had significant effects on the height， ground diameter， total biomass of container seedlings， indicating the promoting effects of fertilization formula on the growth of container seedlings. The effects of N， P， K on the height of container seedlings were N>P>K with the optimal combination of N1P3K2 （50 mg N+50 mg P+60 mg K per plant） while the effects of those on the ground diameter growth and biomass accumulation were N>K>P， and the best combination for the ground diameter growth and biomass accumulation was N1P4K2 （50 mg N+60 mg P+60 mg K per plant） and N1P4K1 （50 mg N+60 mg P+45 mg K per plant） correspondingly. Rational formula fertilization effectively improved the efficiency of nutrient exploitation of the seedlings. Conclusively， the optimal fertilizer formula for the seedlings growth of M. laosensis was N1P4K1 （50 mg N+60 mg P+45 mg K per plant） based on the comprehensive growth indices.

Keywords： Mytilaria laosensis; container seedling; orthogonal experiment design; formula fertilization; growth indices

米老排（Mytilaria laosensis Lecomte）別名殼菜果、三角楓、山桐油，是金縷梅科（Hama?me?lidaceae）殼菜果屬（Mytilaria）常綠闊葉樹種，天然分布在我國廣東、廣西和云南3個省區(qū)以及東南亞的越南、老撾等國，是優(yōu)良的速生用材樹種[1]，同時也是混交造林、水土保持、土壤改良以及生物防火的優(yōu)良樹種，具有良好的經(jīng)濟價值和生態(tài)效益[2]。近年來，隨著米老排逐步在生產(chǎn)上得到推廣應(yīng)用，有關(guān)米老排的研究也不斷深入，主要集中在苗木繁育、人工純林和混交林的生長效應(yīng)和生態(tài)效益[1， 3-5]、材性特征[6]等。鑒于苗木是林業(yè)生產(chǎn)的基本材料，加強苗木質(zhì)量控制以及培育優(yōu)質(zhì)苗木一直是林業(yè)科研的熱點問題[7-8]。

在苗木培育過程中，施肥能有效促進苗木營養(yǎng)生長，提高苗木產(chǎn)量和質(zhì)量[9]。大量研究也表明，混合配方施肥比單一施肥效果顯著[10]，氮、磷、鉀肥的施入能夠促進林木生長，但超出一定范圍的施肥也會對樹木的生長造成毒害[11-12]。近年來，配方施肥的相關(guān)研究已見大量報道。例如，白晶晶等[13]研究表明，適宜比例的氮、磷、鉀配方施肥能有效提高楸樹（Catalpa bungei）苗木的生物量和氮、磷、鉀養(yǎng)分含量以及氮肥利用效率;王楠等[14]也發(fā)現(xiàn)，氮、磷、鉀配比施肥可以顯著提高苗木的生長以及其光合能力。目前有關(guān)配方施肥對米老排苗期生長影響的研究尚未見報道，現(xiàn)有的苗期施肥研究集中于氮或磷的單一施肥方面[15-16]。因此，本研究采用正交試驗設(shè)計，在前期單一施肥試驗最佳施氮和施磷水平的基礎(chǔ)上，探討氮肥、磷肥和鉀肥對米老排容器苗生長的影響，旨在找出其生長最佳的施肥組合，從而為培育米老排優(yōu)質(zhì)苗木提供科學(xué)的施肥依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 材料

在中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所（113°17′E，23°8′N）內(nèi)溫室大棚中進行試驗。選擇紅色塑料杯為育苗容器，其尺寸為13?cm× 10?cm×12?cm（上徑×下徑×高），并在其內(nèi)套2層透明塑料袋，以防水肥流失;以泥炭、蛭石和珍珠巖（體積比為3∶2∶2）為混合基質(zhì)，經(jīng)高壓滅菌后裝入育苗容器中，混合基質(zhì)的基礎(chǔ)理化性質(zhì)為：pH 5.93、有機質(zhì)305.64 g/kg、全氮4.76?g/kg、堿解氮338.56?mg/kg、速效磷18.03?mg/kg、速效鉀80.48 mg/kg;然后選取健壯、大小一致（高約3.5?cm）的沙床牙苗，于2017年7月16日移植于育苗容器中。供試肥料為：尿素（江蘇晉煤恒盛化工股份有限公司），含有效N 46%;過磷酸鈣（江蘇美樂肥料有限公司），含P2O5 12%;氯化鉀（中國農(nóng)資），含K2O 60%。

1.2? 方法

1.2.1? 試驗設(shè)計? 在前期單一施肥試驗[9， 16]的基礎(chǔ)上，開展N、P和K肥最佳配比施肥試驗。試驗采用L16 （45）正交試驗設(shè)計（表1，表2），以施N、P和K為3個因素，每個因素設(shè)4個施肥水平，其中N素水平為50、100、150、200 mg/株，P素水平為30、40、50、60 mg/株，K素水平為45、60、75、90 mg/株，以不施肥為對照（CK），試驗重復(fù)3次，51個小區(qū)，每小區(qū)15株苗，共765株苗木。移苗定植第3個星期后開始施肥處理，采用等量施肥法，每2周施肥1次，按6次平均施入。

1.2.2? 測定指標與方法? （1）苗高、地徑。于2017年11月30日試驗結(jié)束時，測定所有參試米老排苗木苗高、地徑等指標，并計算高徑比（株高/地徑）。其中，苗高用鋼尺測定，精度0.1 cm;地徑采用數(shù)顯卡尺測定，精度0.01 mm。

（2）生物量。試驗結(jié)束時在每小區(qū)選取3株平均標準苗木，將苗木用去離子水洗凈、晾干，按地上部分和地下部分分別稱其鮮重，置于105?℃烘箱中殺青20 min，然后在75?℃下烘干至恒重，用電子天平稱量干重（精度為0.01 g）。

（3）苗木質(zhì)量指數(shù)。根據(jù)以下公式[17]計算苗木質(zhì)量指數(shù)（QI）：

QI =

（4）養(yǎng)分利用參數(shù)。按以下公式[18]計算：

生物量收獲指數(shù)=施肥結(jié)束后的生物量（g）/施肥總量（g）×100%;

養(yǎng)分利用效率（NPK）=施肥結(jié)束后的生物量/施肥結(jié)束后的養(yǎng)分含量×100%。

1.3? 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理分析，并制作圖表;利用SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)進行極差分析和方差分析，采用Duncan法進行多重比較。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 施肥對米老排苗高和地徑的影響

2.1.1? 苗高、地徑? 從表3可看出，不同施肥組合處理的米老排苗高差異顯著（P<0.05），各處理苗高均顯著大于對照（14.4?cm）;其中，處理4的苗高生長量最大（28.5?cm），其次是處理3和處理1，分別是對照的2.03、2.00、1.98倍;各處理中苗高最小的是處理13（21.1?cm），其次是處理16和處理10，兩者苗高均為21.8 cm。不同施肥處理的米老排苗地徑差異顯著（P<0.05），各處理地徑均顯著大于對照（2.60?mm）;其中，處理2的地徑生長量最大（4.16?mm），其次是處理1（4.01?mm），分別是對照的1.60、1.54倍;各處理中地徑最小的是處理13，為3.62?mm，除了處理13和處理10，處理2與其他處理的差異均未達到顯著水平（P>0.05）。

直觀分析結(jié)果（表4）顯示，根據(jù)極差R值大小可以得出3個因素對米老排苗高影響程度的順序為：N>P>K;而對地徑影響程度的順序為N>K>P。促進米老排苗高生長的最優(yōu)施肥組合是：N1P3K2（每株施N、P和K分別為50、50、60 mg）;促進米老排苗地徑生長的最優(yōu)施肥組合是：N1P4K2（每株施N、P和K分別為50、60、60 mg）。方差分析結(jié)果表明，不同氮肥水平對米老排苗高生長的影響存在極顯著差異（P<0.01），而不同磷肥和鉀肥水平對苗高生長影響差異不顯著，3種肥料水平對地徑生長的影響均未達到顯著水平（表5）。

2.1.2? 高徑比? 苗木高徑比是反映苗木質(zhì)量的重要指標之一，高徑比相對越低，則苗木質(zhì)量越高。由表3可知，不同施肥組合處理的米老排苗高徑比差異顯著（P<0.05）。對于長勢較好的處理而言，處理12的苗木高徑比（6.30）最小，苗木質(zhì)量最高，其次是處理15（6.48），而苗木高徑比最大的是處理4（7.47），說明處理4苗高生長較快，苗木質(zhì)量相對較低，但3者間未達到顯著差異水平（P>0.05）。直觀分析結(jié)果表明，3個因素對米老排苗高徑比影響程度的順序為：N>P>K（表4）。方差分析結(jié)果表明，不同氮肥水平對米老排苗高徑比的影響存在極顯著差異，而不同磷肥和鉀肥水平對苗木高徑比影響差異不顯著（表5）。

2.2? 施肥對米老排苗生物量的影響

生物量是反映苗木物質(zhì)積累的重要指標之一。對不同施肥組合處理的米老排苗生物量進行測定，結(jié)果見表6。與對照相比，施肥顯著提高了米老排苗木生物量的積累。所有施肥組合中處理1的總生物量最大（3.74 g），是對照（1.42 g）的2.63倍，其次為處理3（3.45 g），兩者與處理2、4、5和16差異不顯著（P>0.05）。處理13的總生物量最小，為1.79?g，與對照差異不顯著（P> 0.05），其他各處理的總生物量均顯著大于對照（P<0.05）。其中，處理1的地上生物量和地下生物量均最大，分別是3.01、0.72 g，處理13的地上和地下生物量均最小，分別是1.56、0.23 g。

直觀分析結(jié)果（表7）表明，根據(jù)極差R值大小可以得出3因素對米老排苗地上、地下以及總生物量影響程度的順序均為：N>K>P。有利于米老排苗地上、地下以及總生物量積累的最優(yōu)施肥組合均是：N1P4K1（每株施N、P和K分別為50、60、45 mg）。方差分析結(jié)果表明，不同氮肥水平對米老排苗地上、地下以及總生物量積累的影響存在顯著差異，而不同磷肥和鉀肥水平對苗木生物量積累的影響差異不顯著（表8）。

2.3? 不同施肥組合的米老排苗木質(zhì)量指數(shù)

根據(jù)苗木質(zhì)量指數(shù)評價不同施肥處理組合對米老排苗木質(zhì)量的影響。苗木質(zhì)量指數(shù)值越大，苗木質(zhì)量越高。由表6可知，不同施肥處理的米老排苗木質(zhì)量指數(shù)差異顯著（P<0.05）;其中，處理13的苗木質(zhì)量指數(shù)值最低（0.143）但與對照的差異未達到顯著水平;其次是處理9，其質(zhì)量指數(shù)值與對照相同;其余各處理苗木質(zhì)量均高于對照，其中只有處理1、2、3的質(zhì)量指數(shù)顯著大于對照（P<0.05），以處理1的最高。根據(jù)極差R值大小可以得出3因素對米老排苗木質(zhì)量指數(shù)影響程度的順序均為：N>K>P（表7）。米老排苗木質(zhì)量指數(shù)最高的施肥組合是：N1P4K1（每株施N、P和K分別為50、60、45 mg）。

2.4? 施肥對米老排苗養(yǎng)分利用的影響

生物量收獲指數(shù)和養(yǎng)分利用效率可以反映苗木的養(yǎng)分利用情況。由表9可知，不同施肥組合處理的米老排苗木生物量收獲指數(shù)以及NPK養(yǎng)分利用效率均差異顯著（P<0.05）。其中，處理1（每株施N、P和K分別為50、30、45?mg）的生物收獲指數(shù)和N利用效率最高，其生物量最大;而處理13（每株施N、P和K分別為200、30、90?mg）

的生物量收獲指數(shù)和N利用效率最低，P素收獲指數(shù)最高，其生物量最小。這表明合理施肥配方能夠提高苗木養(yǎng)分利用效率，不僅促進苗木生物量的積累，同時節(jié)約肥料。此外，對照的苗木N、P養(yǎng)分利用效率均顯著高于各處理（P<0.05）。

3? 討論

合理的配方施肥，能為植物生長提供所需的礦質(zhì)元素，同時對莖葉的生長發(fā)育也有重要促進作用[19]。各施肥組合處理中，各處理米老排容器苗苗高、地徑、生長量均顯著大于對照（P<0.05）;除了處理13外，各處理總生物量均顯著大于對照（P<0.05）。因此，本研究表明，配方施肥對米老排容器苗苗高、地徑以及總生物量均有顯著的促進作用，這和蔡雅橋等[20]、王希剛等[21]的研究結(jié)果類似，再次驗證了施肥對米老排苗木生長的促進作用。16個施肥處理的米老排容器苗苗高、地徑、總生物量均存在顯著差異（P<0.05），直觀分析結(jié)果顯示，苗高、地徑以及總生物量隨著施氮量的增加而逐漸變小，而施氮水平為50?mg/株的處理，其苗木生長狀況較佳。此外，不同施肥組合的米老排苗木養(yǎng)分利用情況表明，合理施肥配方能提高苗木養(yǎng)分利用效率，不僅促進苗木生物量的積累，同時節(jié)約肥料。因此，施肥量并不是越多越好，合理的氮、磷、鉀配比有助于米老排苗木的生長，有效提高苗木質(zhì)量，過多的施肥不但加大育苗成本，而且不利于苗木的生長發(fā)育[22]。

不同肥料因素對苗木生長指標的影響效應(yīng)不同。試驗直觀分析結(jié)果表明，3種因素對米老排苗高影響程度的順序為：N>P>K;而對地徑以及生物量影響程度的順序均為：N>K>P。因此，對米老排苗高、地徑生長以及生物量積累影響效應(yīng)最大的因素是氮肥，可能原因是氮素是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分，對苗木生長發(fā)育有著重要作用[20]。對苗高而言，磷肥的影響效應(yīng)大于鉀肥，對于地徑以及生物量而言，鉀肥的影響效應(yīng)大于磷肥，這可能原因是多施磷肥能夠促進苗高生長，施鉀肥能讓苗木更粗壯。而王希剛等[21]對水曲柳（Fraxinus mandschurica）嫁接苗的施肥研究表明，3種肥料對苗木生長的影響順序是：N>P>K，鄺雷等[22]對任豆（Zenia insignis）容器苗的施肥研究表明，3因素對苗高和地徑生長的影響大小為P>N>K，對葉生物量的影響大小是N>P>K，這表明不同營養(yǎng)元素對不同樹種的各生長指標影響效應(yīng)不同。

目前已有較多米老排苗木單一施肥的研究報道，如Chen等[15]研究發(fā)現(xiàn)，施氮量為100?mg/株的等量施肥法能有效增加米老排苗木生物量和養(yǎng)分質(zhì)量分數(shù);閆彩霞等[8]指出米老排苗期的最佳供氮方式是等量施肥法，其最佳供氮水平為200?mg/株。而本研究結(jié)果表明，開展米老排苗木氮、磷、鉀混合施肥，其苗高、地徑生長以及生物量積累的最佳施氮水平均為50 mg/株，這可能是氮、磷、鉀混合施肥有效提高了苗木對氮的利用效率所致。同時，方差分析結(jié)果表明，不同氮肥水平對米老排苗高生長、生物量積累的影響存在顯著差異，而不同磷肥和鉀肥水平的影響差異不顯著，3種肥料水平對地徑生長的影響均未達到顯著差異，這一結(jié)果可能的原因是本試驗3種肥料水平是在前期單一施肥試驗最佳施氮和施磷水平的基礎(chǔ)上設(shè)定的，磷肥和鉀肥水平梯度差異較小，具體原因有待進一步探究。研究還發(fā)現(xiàn)，促進米老排苗高生長的最優(yōu)施肥組合是：N1P3K2（每株施N、P和K分別為50、50、45 mg）;促進地徑生長的最優(yōu)施肥組合是：N1P4K2（每株施N、P和K分別為50、60、60 mg）;有利于米老排苗地上、地下以及總生物量積累的最優(yōu)施肥組合均是：N1P4K1（每株施N、P和K分別為50、60、45 mg），這表明米老排容器苗不同生長指標的最佳施肥組合不同，與蔡雅橋等[20]的研究結(jié)果相同。因此，僅從單一指標來判斷不易確定不同施肥組合的優(yōu)劣，需由幾個指標來共同確定。本研究通過計算米老排苗木質(zhì)量指數(shù)，綜合各生長指標來看，最有利于米老排容器苗生長的施肥配方是：N1P4K1（每株施N、P和K分別為50、60、45?mg）。

本研究只探究了溫室大棚中不同施肥組合的米老排苗木生長情況，對其造林后的生長表現(xiàn)未進行跟蹤研究，今后需要加強不同規(guī)格苗木在造林后生長表現(xiàn)的研究，同時開展溫室大棚與大田苗木生長表現(xiàn)對比試驗，以便更好地指導(dǎo)苗期養(yǎng)分管理。

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