不同施肥量對降香黃檀苗木生長和葉片養(yǎng)分狀況的影響

李毓琦 劉小金 徐大平 楊曾獎 張寧南 崔之益

摘 ?要：以半年生降香黃檀苗木為研究對象，利用普羅丹水溶性復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：20-20-20），按照施肥量（按N用量計算）0、400、800、1200、1600 mg/株設(shè)置5個施肥量處理開展指數(shù)施肥盆栽試驗，探討施肥量對降香黃檀苗木生長以及葉片養(yǎng)分含量的影響，運用臨界濃度法確定降香黃檀苗木的適宜施肥量，為規(guī)?；嘤迪泓S檀壯苗提供科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明：降香黃檀苗高、地徑以及總生物量、地上部分生物量均隨施肥量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，在施肥量（按N用量計算）為1200?mg/株時達到最大值，其苗高、地徑、總生物量和地上部分生物量依次為（64.31±6.84）cm、（6.34±0.68）mm、（14.49±1.69）g/株、（11.78±0.63）g/株，比對照顯著提高50.70%、26.55%、52.69%、73.49%（P<0.05）;地下部分生物量變化規(guī)律不明顯，處理間差異不顯著（P>0.05）;根冠比則隨施肥量的增加呈下降趨勢，且均顯著低于對照（P<0.05）。苗木葉片的氮（N）、鉀（K）含量隨施肥量的增加而增大，而磷（P）含量則趨于穩(wěn)定;降香黃檀苗木葉片N、K含量以及N/P含量比的最適范圍分別為26.53～41.16?g/kg、25.86～39.18?g/kg、13.79～21.42，據(jù)此推斷出采用N、P、K復(fù)合肥，半年生降香黃檀苗木的適宜施肥量（按N用量計算）為800～1200?mg/株。

關(guān)鍵詞：降香黃檀;指數(shù)施肥;生長表現(xiàn);葉片養(yǎng)分

Abstract： In order to study the effects of fertilization on the growth and foliar nutrition of Dalbergia odorifera seedlings， and then determine the optimal fertilizer amount of D. odorifera seedlings for large-scale cultivation and afforestation， five dosages （0， 400， 800， 1200， 1600 mg Nitrogen （N） per seeding） of Prod compound fertilizer （N-P2O5-K2O： 20-20-20） were applied on 6-month old D. odorifera seedlings through an exponential fertilization pot trail. The results showed that the height， ground diameter， total biomass and above-ground biomass of D. odorifera seedlings increased with the addition of fertilizer up to 1200 mg N per seedling， where the maximum values were achieved， with an average height of （64.316.84） cm， an average ground diameter of （6.340.68） mm， an average total biomass of （14.491.69） g and an average above-ground biomass of （11.780.63） g， which increased by 50.70%， 26.55%， 52.69% and 73.49% compared to the control treatment （P<0.05）， respectively. After then the growth performance and biomass accumulation were inhibited slightly. No statistical differences （P>0.05） were observed on the below-ground biomass among different fertilizer supply. The ratio of root and shoot biomass decreased with the increase of fertilizer supply， while foliar content of N and potassium （K） increased. However， phosphorus （P） tended to be stable with the addition of fertilizer. According to the critical level approach， the optimum range of N， K content and N/P ratio for D. odorifera leaves was 26.53-41.16?g/kg， 25.86-39.18?g/kg and 13.79-21.42， respectively. Based on these data， it could infer that when using N， P， K compound fertilizer， 800-1200 mg N per seeding would be the optimal fertilizer amount for 6-month old D. odorifera seedlings.

Keywords： Dalbergia odorifera; exponential fertilization; growth performance; leaf nutrient

施肥是促進苗木生長發(fā)育的重要措施，亦是實現(xiàn)林分速生豐產(chǎn)的重要途徑[1]。林木對施肥的響應(yīng)常因樹種、生長階段、施肥量、肥料配方、施肥方法以及土壤肥力條件而異[2-4]，有關(guān)施肥量的研究以氮（N）、磷（P）和鉀（K）等大量元素居多。如賈瑞豐等[5]通過觀測不同施肥量處理下紅厚殼（Calophyllum inophyllum）苗木生長及光合特性發(fā)現(xiàn)，施肥可以顯著促進苗木生長，其生長量隨施肥量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢;膏桐[6]（Jatropha curcas）、水杉[7]（Metasequoia glyptostroboides）、格木[8]（Erythrophleum fordii）等苗木對施肥量的響應(yīng)也有類似規(guī)律;陳琳等[9]研究表明，西南樺（Betula alnoides）苗木生長量隨施肥量的增加表現(xiàn)出先增加后趨于穩(wěn)定的變化趨勢。由此可見，在適宜范圍內(nèi)提高肥料供應(yīng)水平，可有效提高苗木生長速率，但施用過量會產(chǎn)生肥害[7]。因此，確定苗木適宜施肥量是實現(xiàn)其壯苗高效培育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

降香黃檀（Dalbergia odorifera），又名海南黃花梨，是蝶形花科黃檀屬的一種半落葉喬木，為國家二級重點保護植物，亦是我國較常見的高檔紅木樹種。其木材質(zhì)地堅硬，花紋美觀且具獨特芳香氣味，常用于制作各種高檔家具、名貴工藝品和飾品等，經(jīng)濟價值極高[10]。隨著人們消費水平的不斷提高，降香黃檀木材市場需求日益增大，從而推動其種植業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。我國南方地區(qū)早期降香黃檀人工林的營建多采用半年生實生苗木造林（苗高約20～25?cm），然而造林后普遍存在苗木與幼樹分枝多、干形不良和抗逆性差等問題，需要頻繁采取除草追肥、整形固桿等撫育措施[11-12]方能成林成材，往往導(dǎo)致早期撫育成本過高，不利于人工林的規(guī)?；l(fā)展。近幾年的生產(chǎn)實踐表明，在苗圃階段直接培育1年生壯苗上山造林，能顯著提升人工林生長量，有助于培育優(yōu)良干形，還可大大減少撫育成本，提高造林成效。

降香黃檀施肥研究已為我國學(xué)者所重視。王麗云等[13]研究發(fā)現(xiàn)，根外追施尿素400?g/株能顯著促進10年生降香黃檀營養(yǎng)生長;溫小瑩等[8]采用黃心土和泥炭混合基質(zhì)（10∶1，體積比）開展指數(shù)施肥盆栽試驗，提出1年生降香黃檀苗木的最佳總施肥量（以N用量計算）為5?g/株;吳國欣等[14]以砂土為基質(zhì)開展盆栽試驗，通過N、P、K配方施肥試驗研究發(fā)現(xiàn)，2年生降香黃檀苗木的合理養(yǎng)分元素施用量依次為N?1.74～2.15?g/株、P2O5 2.40～2.60?g/株和K2O 0.35～0.75?g/株;王楠等[15]以林地土壤為基質(zhì)開展盆栽試驗，提出N?1.8?g/株+P?0.6?g/株+K?0.3?g/株為2年生降香黃檀苗木的最佳施肥配方，可見降香黃檀適宜施肥量因苗齡、土壤（基質(zhì)）肥力而異。本研究以半年生降香黃檀苗木為對象，采用指數(shù)施肥方法，系統(tǒng)研究系列施肥處理下苗木生長和葉片養(yǎng)分積累的變化，從而確定適宜施肥量，為規(guī)?；咝嘤迪泓S檀壯苗提供科學(xué)依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

選取生長狀況良好、無病蟲害、長勢一致的6個月生降香黃檀苗木[種源為海南尖峰嶺，平均苗高（21.500.72）cm，平均地徑為（4.20.2）mm]，于中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所溫室開展盆栽實驗。盆栽采用黃心土和泥炭土混合基質(zhì)（1∶1， 體積比），基質(zhì)主要化學(xué)性質(zhì)為：pH4.76，有機質(zhì)含量24.63%，全N、全P、全K含量分別為3.71、0.47、20.26?g/kg。盆栽花盆規(guī)格為21?cm（上口直徑）19?cm（下口直徑） 15.6?cm（深度），每盆裝約500?g上述基質(zhì)。為了防止水肥流失，裝填基質(zhì)前在花盆內(nèi)套雙層透明塑料袋。試驗所用肥料為普羅丹水溶性復(fù)合肥（加拿大安大略省賓頓市植物產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)），其主要養(yǎng)分含量為N 20%、P2O5 20%、K2O 20%、EDTA螯合體1.00%、螯合鋅（Zn）0.05%、螯合鐵（Fe）0.10%、螯合銅（Cu）0.05、螯合錳（Mn）0.05%、硼（B）0.02%和鉬（Mo）0.0005%。該肥料是一種可滿足植物各生長階段養(yǎng)分需求的通用性肥料，廣泛應(yīng)用于指數(shù)施肥試驗研究[5，9，16]。

1.2 ?方法

1.2.1 ?澆水量的確定 ?采用Timmer等[17]的方法測定基質(zhì)田間最大持水量，以田間最大持水量的60%作為移苗時的起始澆水量。移苗時，先用去離子水將苗木沖洗干凈后移栽到花盆中。試驗期間視苗木生長和天氣情況稱重澆水，以確保苗木生長過程中不受水分脅迫影響。

1.2.2 ?施肥方案 ?施肥處理開始前，測定降香黃檀苗木的N、P、K初始含量，根據(jù)Timmer等[17-18]指數(shù)施肥模型計算每次的施肥量（表1）。試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，應(yīng)用普羅丹水溶性復(fù)合肥，按照N用量計算共設(shè)置0（對照）、400、800、1200、1600?mg/株5個施肥處理，3次重復(fù)，每個小區(qū)20株，于移苗后第3周即苗木生長穩(wěn)定后開始施肥，每周施肥1次，各處理按照表1中的施肥量用去離子水配制成溶液，每盆澆50 mL，共12次。試驗期間溫室內(nèi)日平均氣溫為25～32?℃，平均相對濕度為42%～70%。每3周移動1次花盆位置以減少邊際效應(yīng)。

1.2.3 ?生長測定 ?試驗結(jié)束時（最后一次施肥結(jié)束后2周），測定所有苗木的高和地徑，每個小區(qū)內(nèi)隨機選取3株苗木分別測定地上和地下生物量。

1.2.4 ?養(yǎng)分濃度測定 ?每小區(qū)內(nèi)隨機選取5株苗木，每株苗木摘取5片發(fā)育完滿葉混合后作為1個混合樣，用去離子水洗凈葉片后晾干，于105?℃下殺青15?min，置于65?℃烘干48?h至恒重，測定生物量。將稱重后的烘干葉樣充分研磨，采用濃硫酸消煮，凱氏定氮法測定全N含量（LY/T 1269—1999）;硝酸-高氯酸消煮，鉬銻抗比色法測定全P含量，火焰光度計法測定全K含量（LY/T 1270—1999）。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

運用SPSS 24.0軟件進行數(shù)據(jù)分析和處理。應(yīng)用方差分析（α=0.05）和Duncans多重比較揭示各施N量處理間降香黃檀苗木生長和葉片養(yǎng)分差異。根據(jù)苗木生物量和葉片N、P、K含量及其比值擬合一元二次回歸方程，并進行顯著性檢驗。選擇達到顯著性水平的方程，計算90%最大生物量對應(yīng)的葉片養(yǎng)分含量，應(yīng)用臨界濃度法確定降香黃檀苗木養(yǎng)分臨界含量和最適范圍[19-20]。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?施肥量對降香黃檀苗木生長的影響

降香黃檀苗高、地徑隨施肥量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在施肥量（按N用量計算，下同）為1200 mg/株（處理Ⅳ）時達到最大值（表2）。方差分析結(jié)果顯示：各處理間降香黃檀苗木高和地徑均差異顯著（P<0.05）。而進一步多重比較發(fā)現(xiàn)，處理Ⅳ苗高與處理Ⅴ差異不顯著，但顯著高于其他處理，比對照高50.79%;4個施肥處理間地徑差異不顯著，但均顯著高于對照，比對照高約25%。由此可見，適宜的肥料供應(yīng)可顯著提高降香黃檀苗木生長。

降香黃檀苗木總生物量和地上部分生物量隨肥料供應(yīng)水平的增加亦呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，而根冠比則呈下降趨勢，地下部分生物量規(guī)律不明顯（表2）。各施肥處理間地下部分生物量差異不顯著;在施肥量為1200?mg/株（處理Ⅳ）時總生物量和地上部分生物量達最大值，與處理Ⅲ、處理Ⅴ差異不顯著，但分別比處理Ⅰ（對照）顯著提高52.69%和73.00%;根冠比以處理Ⅰ（對照）最大（0.40），比各施肥處理顯著高43%～73%，說明本研究中施肥量的增加能使養(yǎng)分更多地向地上部分分配，使地上部分生物量增加，但并未引起地下部分生物量（根系發(fā)育）發(fā)生顯著變化，從而導(dǎo)致根冠比下降。

2.2 ?施肥量對降香黃檀苗木葉片養(yǎng)分含量的影響

由圖1可知，降香黃檀苗木葉片N、P、K含量隨著施肥量的增大而升高。方差分析結(jié)果表明：

各施肥處理間葉片P含量差異不顯著（P>0.05）;各施肥量處理的葉片N、K含量均顯著高于對照，處理Ⅴ的葉片N、K含量分別比對照高75%和64%;4個施肥量處理間葉片N、K含量亦差異顯著（處理Ⅱ和處理Ⅲ葉片K含量差異不顯著除外），處理Ⅴ葉片N、K平均含量分別比處理Ⅱ高40.8%和57.6%。

圖中字母表示多重比較結(jié)果，處理間不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）;誤差線根據(jù)標準差繪制。

2.3 ?適宜施肥量的確定

根據(jù)降香黃檀苗木葉片N、P、K含量及其比值與生物量繪制散點圖，進而擬合這些養(yǎng)分指標與生物量的一元二次拋物線方程（圖2），并進行顯著性檢驗（表3）。從圖2和表3可見，降香黃檀葉片P含量、N/K含量比與生物量的曲線關(guān)系不顯著;葉片P/K含量比與生物量的曲線關(guān)系雖然顯著，但從散點圖可知拋物線所示生物量未達到最大值;這些指標均不適合作為確定最適施肥量的依據(jù)。葉片N、K含量和N/P含量比與生物量的拋物線關(guān)系極顯著（P<0.01），根據(jù)這3條曲線上最大生物量的90%對應(yīng)的葉片養(yǎng)分含量作為臨界值和最適含量范圍，得出降香黃檀苗木葉片N、K含量和N/P含量比的臨界值分別為26.53?g/kg、25.86?g/kg和13.79，其最適含量和比值范圍依次為26.53～41.16?g/kg、25.86～39.18?g/kg和13.79～21.42。根據(jù)葉片N、K含量和N/P含量比的最適含量范圍推斷降香黃檀苗木的最適施肥量分別為800～1200、800～1200和800～1600?mg/株，綜合以上結(jié)果可以得出：采用N、P、K復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：20-20-20）時，降香黃檀苗木的最適施肥量（按N用量計算）為800～1200 mg/株。

3 ?討論

本研究中，施肥能顯著促進降香黃檀苗木生長，采用N、P、K復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：20-20-20）進行施肥，以1200?mg/株（按N用量計算）施肥量效果最佳，施肥量繼續(xù)增加，苗木生長速度反而開始下降，表明1200?mg/株施肥量很可能是滿足半年生降香黃檀苗木生長的臨界點，這與應(yīng)用臨界濃度法揭示的最佳施肥量為800～1200?mg/株的結(jié)論相符。究其原因，可能是由于過多的養(yǎng)分供應(yīng)會導(dǎo)致參與光合作用碳同化過程的RuBP羧化酶活性受到抑制、酶含量降低，進而使得苗木光合速率降低，呼吸作用增強，光合同化物減少，最終導(dǎo)致苗木的生長明顯減緩甚至降低[21-23]。

施肥會影響植物對碳同化物質(zhì)的分配格局[24]。本研究中，施用不同用量的N、P、K復(fù)合肥均能顯著提高地上部分生物量，而對地下部分生物量的影響則不顯著，導(dǎo)致根冠比隨施肥量的增加顯著降低，說明施肥有利于降香黃檀苗木光合產(chǎn)物向地上部分分配。適宜的施肥量能促進植物地上和地下部分的生長，但對地上部分的作用要大于地下部分[25-27]。

葉片養(yǎng)分是分析林木營養(yǎng)狀態(tài)的重要依據(jù)，與林木生長量密切相關(guān)[28]。本研究中，葉片N、K含量隨著施肥量的提高顯著增大，表明N、K在降香黃檀苗木體內(nèi)逐步積累;而葉片P含量變化幅度較小，各施肥量處理與對照之間的差異均不顯著，說明降香黃檀苗木對P的需求較低，基質(zhì)中的P很可能已能滿足其生長需要[29]。葉片N、K含量和N/P含量比與苗木生物量之間的關(guān)系顯著符合一元二次方程，根據(jù)其拋物線頂點的對應(yīng)值，采用臨界濃度法確定半年生降香黃檀苗木葉片全N、全K最適含量范圍分別為26.53～ 41.16?g/kg、25.86～39.18?g/kg，與陳琳等[9]對于西南樺幼苗的研究結(jié)果相近，但明顯高于王益明等[30]對于美國山核桃（Carya illinoinensis）苗木的研究結(jié)果，這種差異可能與樹種的生長速度、養(yǎng)分需求以及試驗基質(zhì)等差異有關(guān)。

苗木的最適施肥量往往因樹種而異，如陳琳等[9]通過指數(shù)施肥發(fā)現(xiàn)西南樺幼苗的最適施肥量分別為200～400?mg/株（按N用量計算），王益明等[30]通過指數(shù)施肥發(fā)現(xiàn)1年生美國山核桃實生苗的最適宜施肥量為600?mg/株（按N用量計算），本研究中半年生降香黃檀苗木的最適施肥量為800～1200?mg/株，遠高于前2個樹種，說明降香黃檀苗木的需肥性較強，盡管其為固N樹種，仍需通過合理施肥，提高肥料的供應(yīng)以促進其苗木生長，提高苗木質(zhì)量。在以往有關(guān)降香黃檀苗木施肥的試驗研究中，吳國欣等[14]通過配方施肥試驗發(fā)現(xiàn)2年生降香黃檀苗木需肥量范圍為N 1.74～2.15?g/株、P2O5 2.40～2.60?g/株和K2O?0.35～ 0.75?g/株;王楠等[15]通過N、P、K 3因素4水平正交試驗提出2年生降香黃檀苗木的最適需肥量為N 1.8?g/株+P 0.6?g/株+K 0.3?g/株;而溫小瑩等[8]通過指數(shù)施肥試驗發(fā)現(xiàn)1年生降香黃檀苗木的最佳總施肥量為5?g/株（按N用量計算）。這些研究表明降香黃檀苗木的最適需肥量可能還與種苗來源、苗齡、肥料配比以及施肥方法等有關(guān)。

綜上所述，不同施肥量對降香黃檀苗木生長具有顯著影響，苗高、地徑和生物量隨施肥量的增加大多呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在施肥量為1200?mg/株（按N用量計算）時達最大值。苗木葉片N、K含量隨著施肥量的增加顯著增大，而P含量保持相對穩(wěn)定。結(jié)合苗木生長狀況和葉片養(yǎng)分的最適含量范圍確定，施用N、P、K復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：20-20-20），半年生降香黃檀苗木的適宜施肥量為800～1200 mg/株（按N用量計算）。研究結(jié)果可為規(guī)?；咝嘤?年生實生降香黃檀壯苗提供科學(xué)依據(jù)。

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責(zé)任編輯：沈德發(fā)