不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)、根系形態(tài)及15N吸收利用的影響

彭婷婷，魏永平，章進(jìn)峰，張 筱，陳洪華，陳愛(ài)玲，趙建國(guó)，胡亞林，曹光球＊

(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院 福建 福州 350002；2.國(guó)家林業(yè)和草原杉木工程技術(shù)研究中心，福建 福州 350002；3.林木逆境生理生態(tài)及分子生物學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350002；4.福建省永安國(guó)有林場(chǎng) 福建 永安 366000；5.山西大同大學(xué)炭材料研究所 山西 大同 037009)

杉 木（Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.）是我國(guó)南方最重要的速生用材樹(shù)種。培育優(yōu)質(zhì)苗木是提高杉木林分質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)，施肥是培育優(yōu)質(zhì)苗木最重要的技術(shù)措施之一。目前針對(duì)杉木苗木施肥的研究主要集中在肥料種類(lèi)選擇[1-3]、施肥量[4-5]、施肥時(shí)間[6]以及施肥對(duì)土壤環(huán)境[7-10]、營(yíng)養(yǎng)利用[5,10-11]和施肥利用率[12]等方面。此外，研究還發(fā)現(xiàn)不合理施肥會(huì)導(dǎo)致土壤pH值下降，造成土壤環(huán)境惡化和重金屬積累等不良后果[13-14]。因此，制定科學(xué)合理的施肥措施促進(jìn)苗木生長(zhǎng)發(fā)育、提高肥料利用率，是目前林業(yè)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中急需解決的技術(shù)難題之一。

石墨烯（Graphene）是一種以sp2雜化連接碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的二維碳納米材料，因其優(yōu)異的光學(xué)、電氣、力學(xué)特性，已在電子、生物醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到較為廣泛的應(yīng)用[15]。石墨烯促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)理已有較多研究。He等[16]研究發(fā)現(xiàn)，氧化石墨烯可以將水分收集運(yùn)輸至種子從而促進(jìn)種子萌發(fā)。石墨烯可以進(jìn)入植物組織細(xì)胞，從而可以改變植物的代謝活動(dòng)，促進(jìn)植物各器官的生長(zhǎng)發(fā)育[17-18]。楊士等[19]研究表明，生物炭負(fù)載氧化石墨烯材料可以通過(guò)提高土壤pH值以及通過(guò)表面絡(luò)合和沉淀等作用來(lái)有效阻控重金屬的遷移。Yin等[20]研究也發(fā)現(xiàn)石墨烯可以緩解土壤重金屬Cd2+對(duì)水稻芽和種子、根以及玉米幼苗生長(zhǎng)的毒害效應(yīng)。石墨烯在林業(yè)領(lǐng)域中的研究還處于起步階段，姚建忠等[21]研究表明，3 mg·L-1石墨烯處理可以促進(jìn)歐洲山楊（Populus tremulaL.）根系生長(zhǎng)，而7.5 mg·L-1石墨烯處理對(duì)歐洲山楊的正常發(fā)育具有抑制作用。張曉等[18]研究表明，石墨烯處理可以促進(jìn)白榆（Ulmus pumilaL.）扦插苗葉、莖、根的生長(zhǎng)。而有關(guān)石墨烯對(duì)杉木的影響研究尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。

15N示蹤研究是根據(jù)15N豐度的變化研究氮素在生物體或環(huán)境中的運(yùn)輸轉(zhuǎn)化規(guī)律[22]，可有效區(qū)別植株吸收N素的來(lái)源——新施N肥和土壤N庫(kù)，是研究植物N素營(yíng)養(yǎng)及分配狀況、N肥利用率以及N肥去向等方面的重要方法[23]。目前已有利用15N示蹤法研究了毛竹[23](Phyllostachys edulis(Carriere) J.Houzeau）、橡膠[24]（Hevea brasiliensis(Willd.ex A.Juss.) Muell.Arg.）、毛白楊[25](Populus tomentosaCarrière）、楸樹(shù)[26](Catalpa bungeiC.A.Mey.）等樹(shù)種氮素吸收利用及分配情況和動(dòng)態(tài)變化。有關(guān)采用15N示蹤法探討石墨烯施肥對(duì)杉木氮素的利用分配及利用率的影響研究尚未有報(bào)道。

為探討石墨烯在林業(yè)施肥應(yīng)用中的可行性，本研究以1年生杉木優(yōu)良無(wú)性系“洋061”作為試驗(yàn)材料，分析添加不同濃度石墨烯（0、20、25、30 mg·L-1）對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)、根系形態(tài)的影響；進(jìn)一步利用15N示蹤法分析杉木幼苗對(duì)氮素的吸收、利用和分配的變化，為革新杉木林傳統(tǒng)施肥方式，提高施肥效率提供科學(xué)理論依據(jù)及技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于福建省福建農(nóng)林大學(xué)國(guó)家林業(yè)和草原杉木工程技術(shù)研究中心田間實(shí)驗(yàn)室室外大棚（26°05′ N，119°13′ E）。試驗(yàn)地屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候適宜，溫暖濕潤(rùn)，年平均氣溫20～25 ℃。年平均日照時(shí)數(shù)1 700～1 980 h，年平均降水量900～2 100 mm，年相對(duì)濕度約77%，無(wú)霜期達(dá)326 d。

2 材料來(lái)源與方法

2.1 材料來(lái)源

供試苗木為福建省洋口國(guó)有林場(chǎng)生產(chǎn)的1年生杉木“洋061”扦插苗，平均地徑為5.44±0.73 cm，平均苗高為29.32±3.17 cm。盆栽桶深度為24 cm，容量為10 L。盆栽土壤為黃心土，其化學(xué)性質(zhì) 如 下：全C 3.38±0.01 g·kg-1，全N 0.42±0.01 g·kg-1，全P 0.07±0.01 g·kg-1，全K 5.01±0.13 g·kg-1。石墨烯母液由山西大同大學(xué)趙建國(guó)教授課題組提供。試驗(yàn)復(fù)合肥為美國(guó)瑞恩集團(tuán)公司生產(chǎn)，肥效為N:P2O5:K2O比為16∶16∶16。15N銨態(tài)氮肥采購(gòu)自上海信裕生物科技有限公司，豐度為99.12%。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年5月開(kāi)始，2020年11月結(jié)束。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3個(gè)完全隨機(jī)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組5個(gè)處理（見(jiàn)表1），每個(gè)處理每個(gè)重復(fù)種植30株苗，共450株苗。為保證苗木成活，苗木移栽7 d內(nèi)于每天傍晚對(duì)土壤補(bǔ)充水分，使土壤含水量處于田間持水量水平。培養(yǎng)7 d后，根據(jù)天氣和苗木生長(zhǎng)實(shí)際情況進(jìn)行定量水分補(bǔ)充。苗木緩苗7 d后，在苗木四周開(kāi)2 cm溝，均勻施入30 g復(fù)合肥、10 mg銨態(tài)氮同位素及不同濃度石墨烯溶液500 mL。其中CK2處理只用于同位素計(jì)算。試驗(yàn)期間，每隔2個(gè)月測(cè)定1次苗高、地徑等生長(zhǎng)指標(biāo)并記錄苗木生長(zhǎng)狀況。

表1 不同濃度石墨烯處理試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Different concentrations of graphene treatment

2.3 測(cè)定方法

2.3.1 生長(zhǎng)量及生物量測(cè)定 杉木苗高采用卷尺測(cè)定，地徑采用游標(biāo)卡尺測(cè)定。每個(gè)測(cè)試階段各處理分別選取3株平均木，用自來(lái)水將苗木根部沖洗干凈，再分別將苗木根、莖、葉分離，自然晾干后再置于烘干箱75 ℃烘干至恒質(zhì)量，稱(chēng)質(zhì)量記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)苗木地上部分與地下部分的絕干生物量計(jì)算苗木根莖比。

2.3.2 根系形態(tài)測(cè)定 用剪刀將洗凈后的苗木全部根系剪下并用吸水紙吸干水分；再將根均勻放入根系掃描儀（EPSON EU-88）進(jìn)行根系掃描；最后在WinRHIZO分析系統(tǒng)內(nèi)計(jì)算根長(zhǎng)、根直徑、根體積和根表面積等數(shù)據(jù)指標(biāo)。

2.3.315N同位素測(cè)定 將植物樣品過(guò)篩后稱(chēng)取4 mg放入錫紙杯中進(jìn)行包膜，將其包成正四方體放入酶標(biāo)盒中備用，使用時(shí)放入MAT-251（Finnigan，德國(guó)）穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀中進(jìn)行測(cè)定，植株不同部位氮素積累量、氮素分配率、氮素利用效率等的計(jì)算參照文獻(xiàn)[27]的方法，公式如下：

Ndff為植株器官?gòu)姆柿现形辗峙涞降牡繉?duì)該器官全氮量的貢獻(xiàn)率（%），它反映了植株器官對(duì)肥料氮的吸收征調(diào)能力

15N的分配率為各器官中15N占全株15N總量的百分率，反映了肥料15N在樹(shù)體內(nèi)的分布及其在各器官間遷移的規(guī)律。

2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

原始數(shù)據(jù)采用Excel進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，采用SPSS.23軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)、生物量指標(biāo)、根系形態(tài)指標(biāo)及15N吸收利用等數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。根系形態(tài)、根15N分配率及全株15N利用率的相關(guān)性采用Person相關(guān)分析法。各指標(biāo)數(shù)據(jù)的結(jié)果為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)及生物量的影響

3.1.1 不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)的影響

由表2可知，不同濃度石墨烯處理可在一定程度上促進(jìn)杉木幼苗苗高和地徑的生長(zhǎng)，且隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，促進(jìn)效應(yīng)逐漸增大。與對(duì)照CK1相比，25 mg·L-1石墨烯處理的幼苗苗高和地徑最大；培育60、120、180 d時(shí)，苗高分別提高了9.30%、7.69%、3.26%，地徑分別提高了4.83%、3.91%、7.65%。方差分析結(jié)果表明，除25、30 mg·L-1石墨烯處理在培育120 d后苗高存在顯著性差異（P＜0.05）外，其他處理間差異均未達(dá)到顯著水平。

3.1.2 不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗生物量的影響

由表2可以看出，不同濃度石墨烯處理對(duì)杉木幼苗生物量的影響較為一致，除20 mg·L-1石墨烯處理在莖干質(zhì)量中表現(xiàn)為先降后增的趨勢(shì)外，其余處理在根干質(zhì)量、莖干質(zhì)量、葉干質(zhì)量中均表現(xiàn)為逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)。培育60 d時(shí)，與對(duì)照CK1相比，25、30 mg·L-1石墨烯處理的根干質(zhì)量分別增加了7.56%、6.06%，20 mg·L-1石墨烯處理則顯著增加了45.45%；培養(yǎng)120 d時(shí)，25 mg·L-1石墨烯處理的葉干質(zhì)量比對(duì)照CK1相比降低了7.28%；培養(yǎng)180 d時(shí)，20、30 mg·L-1石墨烯處理的葉干質(zhì)量與對(duì)照CK1相比分別降低了6.53%、2.95%。

表2 不同濃度石墨烯處理杉木幼苗生長(zhǎng)和平均單株生物量Table 2 Growth and biomass of Chinese fir at different concentrations of Graphene

3.1.3 不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗根莖比的影響

由表2可知，不同濃度石墨烯處理對(duì)杉木幼苗根莖比的影響較為一致。根莖比介于0.06～0.13之間。除30 mg·L-1石墨烯處理的根莖外，其余處理的根莖比均呈先降后增的趨勢(shì)。培育180 d時(shí)，石墨烯處理的根莖比相比于對(duì)照分別增加了33.33%、44.44%、22.22%，不同處理之間差異不顯著。

3.2 不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗根系形態(tài)的影響

由圖1分析可知，同一石墨烯濃度處理下，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，除杉木幼苗根平均直徑表現(xiàn)為下降趨勢(shì)外，其他指標(biāo)均表現(xiàn)為增長(zhǎng)的趨勢(shì)。不同石墨烯濃度處理下，同一培養(yǎng)時(shí)間杉木幼苗根長(zhǎng)、根直徑、根體積、根表面積等指標(biāo)對(duì)石墨烯濃度的敏感性不同；就培養(yǎng)60 d而言，根長(zhǎng)、根體積表現(xiàn)為隨著濃度的增加呈逐漸降低的趨勢(shì)，而根直徑則表現(xiàn)為先增后降的趨勢(shì)；培育180 d時(shí)，25 mg·L-1石墨烯處理的根長(zhǎng)、根直徑、根體積、根表面積與其他處理相比均為最大值。方差結(jié)果分析，各處理在杉木幼苗根系形態(tài)等指標(biāo)中均不存在顯著性差異。

圖1 不同濃度石墨烯處理杉木幼苗根系形態(tài)Fig.1 Root morphology of Chinese fir at different concentrations of Graphene

3.3 不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗各器官15N分配率及全株15N利用率的影響

3.3.1 不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗各器官15N分配率的影響 由圖2可以看出，不同處理對(duì)杉木幼苗各器官15N的分配率影響并不一致。綜合來(lái)看，杉木幼苗各器官15N分配率表現(xiàn)為葉＞莖＞根。不同處理杉木幼苗葉15N分配率除在30 mg·L-1石墨烯處理中隨時(shí)間的增加呈增加趨勢(shì)外，在其他不同處理中均呈先增后降趨勢(shì)。葉15N分配率介于63.67%～74.47%之間，在不同培育階段中的最大值分別出現(xiàn)在A(yíng)2、CK1、A3處理中。與對(duì)照相比，不同處理杉木幼苗葉15N的分配率差異均未達(dá)到顯著水平。

圖2 不同濃度石墨烯處理杉木幼苗各器官15N分配率Fig.2 15N distribution rate of Chinese fir organ at different concentrations of Graphene

隨培育時(shí)間的增加，不同處理杉木幼苗莖15N分配率均表現(xiàn)為下降趨勢(shì)。莖15N分配率介于16.97%～30.44%之間。培育60 d后，20、25、30 mg·L-1石墨烯處理與對(duì)照相比莖15N分配率分別顯著降低了6.87%、20.07%、20.07%（P＜0.05）。

杉木幼苗根15N分配率隨培育時(shí)間的增加均表現(xiàn)為先降后增的趨勢(shì)。根15N分配率介于4.70%～9.61%之間。除25 mg·L-1石墨烯處理根15N分配率在施肥后60 d較對(duì)照降低18.51%外，其余時(shí)間中均表現(xiàn)為石墨烯處理高于對(duì)照處理，但不同處理間根15N分配率差異不顯著。

3.3.2 不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼苗全株15N吸收利用的影響 由表3可知，不同處理隨培育時(shí)間的延長(zhǎng)，杉木幼苗全株總氮量、15N 吸收量、15N利用率均呈增加趨勢(shì)。在培育60 d與180 d后，石墨烯處理下的杉木全株15N吸收量顯著高于對(duì)照處理。180 d后，20、25 mg·L-1石墨烯處理杉木全株15N利用率比對(duì)照顯著增加了77.78%、78.70%（P＜0.05），說(shuō)明一定濃度的石墨烯能促進(jìn)杉木幼苗對(duì)氮素的吸收，杉木幼苗15N利用率介于0.32%～1.93%之間，杉木幼苗對(duì)氮素的利用率不高。

表3 不同濃度石墨烯處理杉木幼苗全株15N吸收利用Table 3 15N absorption and utilization of Chinese fir at different concentrations of Graphene

3.4 杉木幼苗根系形態(tài)與根15N分配率與全株15N利用率的相關(guān)性

從表4可以看出，除根長(zhǎng)、根體積、根15N分配率與根直徑呈負(fù)相關(guān)外，其他各指標(biāo)間均呈顯著或極顯著正相關(guān)。這說(shuō)明根系形態(tài)與全株15N利用率有密切聯(lián)系，全株15N利用率對(duì)杉木幼苗的根系形態(tài)影響較大。

表4 杉木幼苗根系形態(tài)、根15N分配率與全株15N利用率的相關(guān)性Table 4 Correlation between root morphology,root 15N distribution rate and 15N utilization rate of Chinese fir

4 討論

4.1 不同濃度石墨烯處理下杉木幼苗的生長(zhǎng)

本研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯處理下杉木幼苗苗高、地徑、根干質(zhì)量、莖干質(zhì)量和葉干質(zhì)量均高于對(duì)照處理，且培育結(jié)束后，除莖干質(zhì)量隨石墨烯濃度的增加而降低外，其余生長(zhǎng)指標(biāo)均表現(xiàn)為25 mg·L-1＞30 mg·L-1＞20 mg·L-1＞CK1，說(shuō)明石墨烯對(duì)杉木幼苗生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。Yin等[20]發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯能促進(jìn)水稻幼苗的生長(zhǎng)；劉澤慧等[27]研究發(fā)現(xiàn)，一定濃度的石墨烯能促進(jìn)蠶豆幼苗的株高生長(zhǎng)。以上研究說(shuō)明，石墨烯對(duì)植物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，這與本研究結(jié)果一致。不同濃度石墨烯處理杉木幼苗根莖比大致表現(xiàn)為先降后增的趨勢(shì)，說(shuō)明石墨烯在杉木培育前期主要促進(jìn)杉木地上部分的生長(zhǎng)，培育180 d后，在促進(jìn)地上部生長(zhǎng)的同時(shí)，也相應(yīng)促進(jìn)地下部生長(zhǎng)，使地上部與地下部趨于平衡。

4.2 不同濃度石墨烯處理下杉木幼苗的根系形態(tài)

根系直接從土壤中吸收營(yíng)養(yǎng)，是決定杉木幼苗吸收能力的重要因素。有研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯溶液可以改變植物的新陳代謝機(jī)制，從而促進(jìn)植物器官的發(fā)育[28-30]。張曉等[30]通過(guò)對(duì)促進(jìn)玉米（Zea maysL.）生長(zhǎng)的最佳石墨烯濃度（50 mg·L-1）處理48 h后的根系mRNA進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析后發(fā)現(xiàn)，石墨烯可以影響玉米根系的有機(jī)物合成、轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝過(guò)程，通過(guò)抑制玉米根系的乙烯信號(hào)促進(jìn)玉米根系的生長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)玉米地上部分的生長(zhǎng)。本研究通過(guò)分析杉木幼苗根系形態(tài)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，石墨烯處理可以促進(jìn)杉木幼苗總根長(zhǎng)、根體積和根表面積生長(zhǎng)，石墨烯處理下的根系形態(tài)指標(biāo)普遍高于對(duì)照處理，且總根長(zhǎng)、根直徑和根表面積均在25 mg·L-1石墨烯處理下最高。但不同植物根系對(duì)石墨烯濃度的響應(yīng)具有特異性，例如最適樹(shù)莓[31](Rubus idaeus）、水稻[32](Oryza sativa）、蠶豆[27](Vicia faba）、西梅[33](Prunus domestica)苗木根系發(fā)育的石墨烯濃度分別為2、5、25和33.3 mg·L-1。

4.3 不同濃度石墨烯處理下杉木幼苗對(duì)氮素的吸收利用及分配

氮素是所有生物維持生活不可或缺的元素之一[34]。當(dāng)土壤中氮素含量充足時(shí)有利于植物有機(jī)物質(zhì)的形成，從而增加產(chǎn)量。相關(guān)研究表明，施氮肥顯著提高了杉木無(wú)性系幼苗的生長(zhǎng)以及生物量的積累[35]。本研究采用15N示蹤法（銨態(tài)氮）分析添加石墨烯后杉木15N分配和吸收利用的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，培育結(jié)束后，根15N分配率表現(xiàn)為25 mg·L-1＞30 mg·L-1＞20 mg·L-1＞CK1，莖15N分配率表現(xiàn)為CK1＞20 mg·L-1＞25 mg·L-1＞30 mg·L-1，葉15N分配率表現(xiàn)為30 mg·L-1＞CK1＞25 mg·L-1＞20 mg·L-1，這說(shuō)明石墨烯對(duì)杉木幼苗根部氮素的分配具有促進(jìn)作用，對(duì)杉木幼苗莖部的分配具有抑制作用，而氮素在杉木幼苗葉部的分配會(huì)受石墨烯濃度的影響。另一方面，氮素在杉木幼苗的各個(gè)器官中的分配表現(xiàn)為葉＞莖＞根。賈慶宇等[36]研究得出蘆葦不同器官的含氮量總體表現(xiàn)為葉片＞莖稈＞根須，地上器官的含氮量大于地下器官；董雯怡等[25]研究發(fā)現(xiàn)，莖作為植物物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ?，?chǔ)存的氮素較少；張平等[37]研究得出，植株根吸收氮素之后會(huì)合成轉(zhuǎn)化為銨基酸的形式供植物體吸收利用，所以氮素在植株根部的積累也較少。但石墨烯處理下氮素在杉木幼苗各器官中的分配不存在顯著差異。在杉木幼苗全株15N利用率方面，不同處理全株15N利用率均為25 mg·L-1＞20 mg·L-1＞30 mg·L-1＞CK1。胡梓超[38]研究發(fā)現(xiàn)納米碳可以緩解氮素在土壤中的淋溶，從而提高植物對(duì)氮素的利用率，與本研究結(jié)果一致。

林木生長(zhǎng)及生理生化變化對(duì)施肥的響應(yīng)需要一個(gè)過(guò)程。本研究?jī)H分析了石墨烯處理杉木幼苗60、120及180 d時(shí)的生長(zhǎng)、生物量分配、根系形態(tài)、N素吸收及利用率的影響，至于后期石墨烯對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響，有待于進(jìn)一步觀(guān)測(cè)。除此之外，還應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)展不同濃度石墨烯對(duì)杉木幼齡林及中齡林生長(zhǎng)影響的施肥試驗(yàn)，總結(jié)出一套可供生產(chǎn)應(yīng)用的杉木林石墨烯施肥技術(shù)，從而提高杉木林的施肥效果，達(dá)到增產(chǎn)、增效的目標(biāo)。

5 結(jié)論

本研究表明，石墨烯能促進(jìn)杉木優(yōu)良無(wú)性系“洋061”幼苗的生長(zhǎng)，其生長(zhǎng)、生物量和根系形態(tài)指標(biāo)表現(xiàn)為添加石墨烯處理普遍好于對(duì)照處理，各處理除莖干質(zhì)量和根體積外，其余指標(biāo)都表現(xiàn)在石墨烯濃度為25 mg·L-1的處理最大，但各處理之間不存在顯著差異。此外，氮素在杉木幼苗的各個(gè)器官中的分配表現(xiàn)為葉＞莖＞根，說(shuō)明氮素主要集中在生命活動(dòng)和新陳代謝旺盛的器官中；不同處理全株15N利用率均表現(xiàn)為25 mg·L-1＞20 mg·L-1＞30 mg·L-1＞CK1，并與根系形態(tài)指標(biāo)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），說(shuō)明一定濃度的石墨烯有利杉木幼苗氮素的積累，且杉木幼苗根系形態(tài)對(duì)全株15N利用率影響較大，但不同濃度石墨烯處理差異不顯著。