苗期楊樹(shù)生長(zhǎng)和光合特征在不同水分梯度和施肥下的比較分析

黃國(guó)偉, 馬林江, 陳慧玲, 樊孝萍, 龍開(kāi)蓮, 張新葉,*

苗期楊樹(shù)生長(zhǎng)和光合特征在不同水分梯度和施肥下的比較分析

黃國(guó)偉1, 馬林江1, 陳慧玲1, 樊孝萍2, 龍開(kāi)蓮2, 張新葉1,*

1. 湖北省林業(yè)科學(xué)研究院, 武漢 430075 2. 湖北省林科院石首楊樹(shù)研究所, 湖北石首 434400

為提高水肥效率, 指導(dǎo)楊樹(shù)科學(xué)澆水施肥, 以華石2號(hào)楊為材料, 通過(guò)不同的水、肥配比試驗(yàn), 對(duì)其生長(zhǎng)和光合特征進(jìn)行比較分析。結(jié)果顯示: 水分和施肥量雙因素方差分析發(fā)現(xiàn), 不同土壤水分間, 苗高和地徑差異均顯著(<0.05), 不同施肥量間, 地徑差異顯著(<0.05), 而苗高差異不顯著, 生長(zhǎng)表現(xiàn)最差的為A4B4(自然雨水, 0 g復(fù)合肥)處理, 生長(zhǎng)最好的為A2B2(80%—85% 田間持水量, 15 g復(fù)合肥)處理。無(wú)論是不同施肥處理還是水分處理, 植株葉片數(shù)差異均顯著(<0.05), A4B1(自然雨水, 21 g復(fù)合肥)處理的單株葉片數(shù)最少, 均值為17.67片, 而A1B2(95%—100% 田間持水量, 15 g復(fù)合肥)處理的單株葉片數(shù)最多, 均值為39.00片。比較發(fā)現(xiàn), 葉片葉綠素含量比較低的主要是施肥量少的幾個(gè)處理, 葉綠素含量比較高的主要是施肥量較高的處理。光飽和點(diǎn)(P)最大為處理A1B1(95%—100% 田間持水量, 21 g復(fù)合肥), 達(dá)到1961.59 μmol·m-2·s-1, 處理A2B1(80%—85% 田間持水量, 21 g復(fù)合肥)的最大凈光合速率(nmax)最高(24.75 μmol·m-2·s-1), 不同處理間光補(bǔ)償點(diǎn)(LC)和暗呼吸速率(d)沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異和規(guī)律性。提高楊樹(shù)苗期質(zhì)量, 水肥并非越多越好, 保持土壤水分為田間持水量的80%—85%, 5—7月施復(fù)合肥15 g每株, 可以有效的提高葉片數(shù), 提升葉片適應(yīng)強(qiáng)光能力和光合潛力, 增強(qiáng)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。

不同水分梯度; 施肥量; 楊樹(shù); 生長(zhǎng); 光合特征

0 前言

楊樹(shù)()是我國(guó)重要的速生豐產(chǎn)用材林樹(shù)種, 全國(guó)種植面積在700萬(wàn)畝以上, 大面積的種植和推廣為社會(huì)提供了大量木材和造紙?jiān)牧? 帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益[1-4]。栽培技術(shù)對(duì)楊樹(shù)的木材產(chǎn)量和質(zhì)量有著重要影響[5-6], 如采取合理修枝, 可以極大提高楊樹(shù)出材率, 促進(jìn)當(dāng)年生嫩枝和整個(gè)株高生長(zhǎng)[7], 而水和肥作為影響楊樹(shù)生長(zhǎng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ), 在楊樹(shù)栽培技術(shù)中尤為重要[8-9]。大量的研究從單一水或肥的角度出發(fā), 通過(guò)設(shè)置不同處理, 比較楊樹(shù)的生長(zhǎng)和生理特征變化規(guī)律[10-12], 為楊樹(shù)施肥提供技術(shù)支持。近年來(lái), 很多學(xué)者就水肥耦合對(duì)楊樹(shù)生長(zhǎng)和材質(zhì)的影響進(jìn)行了深入探討[13]。王力等研究發(fā)現(xiàn), 水分對(duì)楊樹(shù)生物量影響最大, 其次是磷肥和氮肥, 水分和氮肥、氮肥和磷肥間存在交互效應(yīng)[14]。王梓等關(guān)于107楊水肥耦合研究中認(rèn)為對(duì)地上生物量影響作用由高到低依次為: 氮肥施入量、水肥互作、灌溉量[15]。有研究發(fā)現(xiàn)苗期施肥過(guò)多時(shí), 達(dá)到奢養(yǎng)狀態(tài), 對(duì)苗木會(huì)產(chǎn)生毒害作用[16]。水肥一體化作為新興技術(shù), 研究證明水肥合理搭配, 能大大提高水肥利用效率, 但往往存在投入資金大, 技術(shù)要求高等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題[17-18]。

以往的研究主要是集中在水、肥某個(gè)因素或者水肥耦合等對(duì)楊樹(shù)生長(zhǎng)的影響, 而設(shè)置不同土壤水分梯度, 同時(shí)施用不同肥量, 結(jié)合生長(zhǎng)和光合特征的研究較少, 不同水分梯度能更好的切合田間情況[19], 因此為了指導(dǎo)江漢平原地區(qū)楊樹(shù)苗期科學(xué)合理用水和施肥, 提高利用效率, 減少浪費(fèi)污染, 本研究以江漢平原廣泛推廣栽植的華石2號(hào)楊為材料, 通過(guò)容器袋扦插育苗, 設(shè)置不同梯度土壤含水量和不同肥量, 比較生長(zhǎng)和光合特征差異, 探討合理的水肥調(diào)控措施, 最大化釋放水肥效應(yīng), 提高楊樹(shù)苗期生長(zhǎng)速度和光合效率, 有效提升苗木質(zhì)量, 為楊樹(shù)高效集約栽培提供技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以江漢平原廣泛栽植的華石2號(hào)楊為試驗(yàn)材料, 2019年3月份采用容器袋扦插育苗, 容器袋由無(wú)紡布制成, 大小為40 cm×40 cm, 扦插基質(zhì)為石首國(guó)家楊樹(shù)良種基地苗圃土, 良種基地位于湖北省石首市東升鎮(zhèn)(112°25′E, 29°40′N(xiāo)), 土壤為潮土, pH 7.5, 土壤顆粒均勻, 質(zhì)地疏松, 有機(jī)質(zhì)平均含量23.27 g.kg-1, 水解性氮平均含量105.63 mg.kg-1, 速效磷平均含量14.81 mg.kg-1, 速效鉀平均含量100.91 mg.kg-1, 土壤平均含水量為16.45%, 理化性能良好。5月份根據(jù)試驗(yàn)數(shù)量要求挑選生長(zhǎng)一致, 長(zhǎng)勢(shì)良好的植株作為試驗(yàn)對(duì)象。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)A、B兩個(gè)因子, 田間持水量用CF表示, 處理A為土壤含水量, 四個(gè)水平: A1(95%—100% CF), A2(80%—85% CF), A3(55%—60% CF), A4(自然雨水), A1—A3是5—7月控制土壤含水量, 之后轉(zhuǎn)為常規(guī)苗期管理, A4靠雨水供給水分, 8—9月嚴(yán)重干旱時(shí)少量人工補(bǔ)水維持其基本生命特征; 處理B為復(fù)合肥施肥量, 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及參考他人研究結(jié)果設(shè)置四個(gè)水平: B1(21 g), B2(15 g), B3(9 g), B4(不施肥), B1—B3分5、6、7三個(gè)月均勻施肥, 即每月月初分別施肥7 g、5 g、3 g, 采用穴施的方法, 選用復(fù)合肥N、P2O5、K2O比例為18:10:12。根據(jù)不同水、肥因子梯度共設(shè)置16個(gè)處理, 3次重復(fù), 每個(gè)重復(fù)4 株小區(qū)按2×2放置, 每個(gè)重復(fù)隨機(jī)排列。采用滴灌的方式澆水, 土壤水分速測(cè)儀實(shí)時(shí)測(cè)量土壤含水量, 試驗(yàn)過(guò)程中, 在每個(gè)容器袋下墊一個(gè)塑料托盆, 將整個(gè)容器袋包括托盤(pán)蓋上塑料薄膜, 防止?jié)菜畷r(shí)水土流失和雨水干擾, 每天早、中、晚3次用土壤水分測(cè)定儀實(shí)時(shí)測(cè)量, 根據(jù)測(cè)量結(jié)果早晚兩次補(bǔ)水, 通過(guò)滴灌時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)調(diào)控土壤含水量, 控制各處理土壤含水量處于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。水分控制時(shí)間為5—7月, 后期進(jìn)行常規(guī)的苗期管理。通過(guò)測(cè)量苗期生長(zhǎng)、葉片數(shù)、葉綠素含量、光合等特征, 分析不同處理差異, 開(kāi)展水肥調(diào)控研究。

1.3 測(cè)量指標(biāo)與方法

1.3.1 苗高和基徑

苗高是指從基部到頂稍的高度, 精確到小數(shù)點(diǎn)后2位, 單位m; 基徑是指基部直徑, 數(shù)字游標(biāo)卡尺精確到小數(shù)點(diǎn)后2位, 單位為mm, 3次重復(fù), 落葉后測(cè)量全部植株。

從頂端第1 片完全展開(kāi)的葉片數(shù)起直到基部最后1 片保存葉片, 總數(shù)即為葉片數(shù), 3次重復(fù), 8月初測(cè)量。

1.3.3 葉綠素相對(duì)含量

8月初用葉綠素儀對(duì)各個(gè)處理葉片葉綠素SPAD值(葉綠素相對(duì)值)進(jìn)行測(cè)定, 單株6次重復(fù), 即每株自上而下從第3 片成熟健康葉片開(kāi)始, 測(cè)量6 片葉子。

1.3.4 光響應(yīng)曲線測(cè)量

采用美國(guó)里格公司生產(chǎn)的LI-6400XT光合測(cè)定系統(tǒng), 8月初選擇晴朗無(wú)風(fēng)的天氣, 在8:30—11:30進(jìn)行光響應(yīng)曲線測(cè)量, 采用LED紅藍(lán)光源葉室, 光合有效輻射值(R)在0—2000 μmol·m-2·s-1范圍內(nèi)設(shè)置13個(gè)梯度, 即: 2000、1500、1000、800、600、400、200、120、80、60、40、20、0, CO2濃度設(shè)為400 μmol·mol-1, 通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)量程序測(cè)定相應(yīng)的凈光合速率(P), 選擇主干中間部位成熟健康的葉片作為測(cè)量對(duì)象, 3次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 通過(guò)SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行雙因素方差分析和多重比較(采用Duncan新復(fù)極差法)。

雙因素統(tǒng)計(jì)分析研究目的是要分析兩個(gè)控制變量水分和施肥量的作用及其交互作用是否對(duì)測(cè)量特征產(chǎn)生了顯著影響。自變量為測(cè)量特征值, 包括苗高、地徑、葉片數(shù)、葉綠素含量等, 水分(A)和施肥量(B)作為固定因子, F值用各變異來(lái)源平方和的均方與試驗(yàn)誤差均方的比值來(lái)計(jì)算。

選用的光響應(yīng)曲線擬合方程如式[20]

拍攝開(kāi)始了。少海與靜宜在蘋(píng)果園里一起工作，一起探討果樹(shù)種植技術(shù)，一起收獲累累碩果，一起在落日余暉下散步。在這里，他們度過(guò)了人生最美好的時(shí)光。忽然有一天，靜宜正在工作，少海高高興興要過(guò)來(lái)幫她，卻被她拒絕了，少海不明所以，暗自惆悵。原來(lái)，是一張讓靜宜返城的通知熄滅了兩顆火熱的心。對(duì)農(nóng)場(chǎng)的不舍，對(duì)蘋(píng)果園的愛(ài)，讓靜宜陷入了兩難的抉擇。最終，靜宜還是選擇了離開(kāi)，而少海卻堅(jiān)定地留在了他深深熱愛(ài)著的果園。

P=(1-PA)×PA/(1+PA)-d(1)

式(1)中,、、是3個(gè)系數(shù),P為凈光合速率;R是光合有效輻射;d是暗呼吸速率, 當(dāng)P=0時(shí)對(duì)應(yīng)的R即為光補(bǔ)償點(diǎn)(P), 根據(jù)式(2)—(3)分別求出飽和光強(qiáng)(P)和最大光合速率(Pmax)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理生長(zhǎng)特征比較

對(duì)水分和施肥量雙因素方差分析, 從表1可以看出, 不同土壤水分間, 苗高和地徑差異均顯著(<0.05), 不同施肥量間, 地徑差異顯著(<0.05), 而苗高差異不顯著。水分與施肥量的交互作用對(duì)苗高和地徑的影響均沒(méi)達(dá)到顯著水平。對(duì)不同處理間生長(zhǎng)均值進(jìn)行多重比較, 各處理按水分高低依次排開(kāi), 從圖1、圖2結(jié)果中可以明顯看出自然雨水處理(A4)與其他處理的苗高和地徑差異均顯著(<0.05), 生長(zhǎng)表現(xiàn)最差的為處理A4B4, 生長(zhǎng)最好的為處理A2B2, 前者苗高和地徑分別僅為后者的42.24%和38.27%。其中水分最高施肥最多的A1B1生長(zhǎng)表現(xiàn)并非最好, 不過(guò)除了自然雨水處理, 其他處理之間生長(zhǎng)差異大多不顯著, 但水分充足(A1,A2)和施肥較多(B1,B2)的處理還是具有一定的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì), 尤其是水分對(duì)生長(zhǎng)的影響更加明顯。因此苗期保持土壤濕潤(rùn), 適當(dāng)施肥即可保證植株健康快速生長(zhǎng)。

2.2 不同處理葉片數(shù)比較

不同水分和施肥處理雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)(表1), 不同施肥處理間, 植株葉片數(shù)差異顯著(<0.05), 不同水分處理間, 植株葉片數(shù)同樣差異顯著(<0.05), 但兩因素交互作用對(duì)葉片數(shù)影響差異不顯著。如圖3所示, 進(jìn)一步進(jìn)行不同處理間多重比較發(fā)現(xiàn), 自然雨水處理(A4)的植株葉片數(shù)最少, 且與大部分處理間差異都達(dá)到了顯著水平(<0.05), 如A4B1處理的單株葉片數(shù)最少, 均值為17.67 片, 而A1B2處理的單株葉片數(shù)最多, 均值為39.00 片。從結(jié)果中還可以看出自然雨水條件下, 施肥多少都沒(méi)有顯著改變?nèi)~片數(shù)量, 而高土壤水分條件下(A1,A2), 同時(shí)再適當(dāng)施加肥料, 植株葉片明顯較多?？梢?jiàn), 水分對(duì)植株葉片數(shù)有著決定性作用。

表1 主要特征雙因素方差分析

注: 不同小寫(xiě)字母表示0.05水平下差異顯著, 下同。

Figure 1 Comparison of seedling height for different treatments

圖2 不同處理地徑比較

Figure 2 Comparison of ground diameter for different treatments

圖3 不同處理葉片數(shù)比較

Figure 3 Comparison of leaf number for different treatments

2.3 不同處理葉綠素SPAD值比較

8月中旬測(cè)量葉綠素SPAD 值, 如表1結(jié)果顯示, 雙因素方差分析為不同施肥處理間, 葉綠素含量差異顯著(<0.05), 不同土壤水分間葉綠素含量差異不顯著, 且兩因素交互作用對(duì)葉綠素含量影響也沒(méi)有達(dá)到顯著水平。說(shuō)明施肥量會(huì)顯著影響葉片葉綠素含量。不同處理間多重比較發(fā)現(xiàn)(圖4), 葉片葉綠素含量比較低的主要是施肥量少的處理(B4), 葉綠素含量比較高的主要是施肥量較高的處理(B1,B2), 這與其他測(cè)量指標(biāo)受水分影響更大的結(jié)果明顯不同。

2.4 不同處理光合特征比較

如圖5所示, 不同處理光響應(yīng)曲線比較發(fā)現(xiàn), 無(wú)論是95%—100% 田間持水量, 還是80%—85% 田間持水量以及自然雨水條件下, 隨著施肥量由高到低, 光合速率基本也呈逐步下降趨勢(shì), 光合能力逐漸降低, 尤其是不施肥處理(B4), 光合速率明顯低于施肥處理。同時(shí), 高土壤含水量下(A1,A2), 植株光合速率明顯高于低土壤含水量及自然雨水處理的植株光合速率。根據(jù)擬合方程, 計(jì)算不同處理光響應(yīng)曲線特征值比較(表2), 發(fā)現(xiàn)光飽和點(diǎn)比較高的幾個(gè)處理是A1B1、A2B1、A2B2, 最大凈光合速率比較高的幾個(gè)處理是A1B1、A2B1、A2B2, 光補(bǔ)償點(diǎn)比較高的幾個(gè)處理是A3B1、A4B3、A1B4, 呼吸速率比較大的幾個(gè)處理是A2B3、A3B4、A1B1, 可以看出, 土壤水分充足, 施肥量大, 植株適應(yīng)強(qiáng)光能力突出, 光合潛力較大, 而不同處理間補(bǔ)償點(diǎn)和呼吸速率沒(méi)有表現(xiàn)出明顯差異和規(guī)律性。

圖4 不同處理葉片葉綠素比較

Figure 4 Comparison of SPAD value for different treatments

圖5 不同處理光響應(yīng)曲線比較

Figure 5 Comparison of light response curves for different treatments

3 討論

水肥供給與植株長(zhǎng)勢(shì)緊密相關(guān), 從研究結(jié)果中可以看出, 不同土壤水分間, 苗高和地徑差異均顯著(<0.05), 不同施肥量間, 地徑差異顯著(<0.05), 而苗高差異不顯著, 低水低肥(A4B4)生長(zhǎng)最差, 低水高肥(A4B1)同樣長(zhǎng)勢(shì)不好, 高水低肥(A1B4)生長(zhǎng)中等偏下, 高水高肥(A1B1)則長(zhǎng)勢(shì)中等偏上, 生長(zhǎng)最好的為A2B2處理, 但水肥較高的幾個(gè)處理之間生長(zhǎng)特征無(wú)顯著現(xiàn)差異, 整體結(jié)果還可以看出水、肥兩個(gè)因子, 水分對(duì)生長(zhǎng)的影響權(quán)重更大, 但過(guò)量澆水施肥會(huì)造成浪費(fèi), 王梓等在北京對(duì)107楊進(jìn)行水肥耦合研究結(jié)果認(rèn)為氮肥施入量對(duì)地上生物量影響作用最大[15], 與本研究結(jié)果存在差異, 這可能主要與土壤養(yǎng)分本底數(shù)據(jù)和地域氣候差異有關(guān)。張秋英在玉米的水肥耦合研究中認(rèn)為保持土壤濕潤(rùn), 適量施肥即可促進(jìn)玉米苗期快速生長(zhǎng), 與本研究結(jié)果相似[21]。在單株葉片數(shù)的數(shù)據(jù)對(duì)比中發(fā)現(xiàn), 與生長(zhǎng)特征的研究結(jié)果相似, 水分極大的影響著葉片數(shù)量, 充足的水分供應(yīng)加上適量施肥會(huì)促進(jìn)葉片數(shù)增加, 有效的提高進(jìn)行光合作用的葉片面積, 周振江在番茄的研究中同樣發(fā)現(xiàn)水分供給對(duì)葉片數(shù)有著極顯著的影響[22]。葉綠素含量則表現(xiàn)出不同的結(jié)果, 對(duì)比發(fā)現(xiàn)施肥多會(huì)顯著提高葉片葉綠素含量, 土壤水分含量不同沒(méi)有顯著的影響葉片葉綠素含量, 這可能與葉綠素的合成途徑有關(guān), 葉綠素合成需要大量的N, 因此施肥會(huì)顯著增加葉綠素含量[23-24]。

從光合特征的比較結(jié)果可以看出, 土壤水分含量高, 施肥多則植株的飽和光強(qiáng), 最大凈光合能力有明顯優(yōu)勢(shì), 會(huì)顯著提高楊樹(shù)適應(yīng)強(qiáng)光的能力, 提升光合速率潛力, 利于提高光合產(chǎn)物[25]。僅靠自然雨水供給水分, 即使大量施肥, 也會(huì)嚴(yán)重影響植株的光合能力。王孟本等研究發(fā)現(xiàn), 只有充足的水分供應(yīng), 植株才能發(fā)揮最大光合潛力[26]。如表3所示, 進(jìn)一步對(duì)測(cè)量的主要特征進(jìn)行相關(guān)分析發(fā)現(xiàn), 葉片數(shù)和苗高、地徑、P、nmax等均呈極顯著正相關(guān), 苗高和地徑與P、nmax等均呈極顯著正相關(guān), 楊浩在山椒子的光合研究中, 也發(fā)現(xiàn)不同生長(zhǎng)特征與光合因子之間存在著緊密的相關(guān)性[27]。從相關(guān)分析的結(jié)果中可以看出, 光合能力強(qiáng), 葉片數(shù)多, 光合葉片面積大, 會(huì)促進(jìn)植株苗高和地徑的快速增加[28]。

表2 不同處理光響應(yīng)曲線特征值比較

表3 主要測(cè)量特征相關(guān)分析

注: **表示在0 .01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

4 結(jié)論

不同土壤水分間, 苗高和地徑差異均顯著(< 0.05), 不同施肥量間, 地徑差異顯著(<0.05), 而苗高差異不顯著。苗期保持土壤濕潤(rùn), 適當(dāng)施肥即可保證植株健康快速生長(zhǎng)。

施肥的多少都沒(méi)有顯著改變?nèi)~片數(shù)量, 而高土壤水分條件下(A1,A2), 同時(shí)再適當(dāng)施加肥料, 植株葉片明顯較多。

葉片葉綠素含量比較低的主要是施肥量少的處理(B4), 葉綠素含量比較高的主要是施肥量較高的處理(B1,B2), 可見(jiàn)施肥量會(huì)顯著影響葉片葉綠素含量。

相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)葉片數(shù)和苗高、地徑、P、Pmax等均呈極顯著正相關(guān), 苗高和地徑與P、Pmax等均呈極顯著正相關(guān)?？偟膩?lái)看, 土壤水分適中, 施肥量大, 則植株葉片多, 適應(yīng)強(qiáng)光能力突出, 光合潛力較大, 生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯。

[1] 張守功, 齊力旺, 尹剛強(qiáng). 速生高抗林木新品種高效培育技術(shù)體系與產(chǎn)業(yè)化[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào), 2010, 1(3): 1–7.

[2] 馬常耕. 我國(guó)楊樹(shù)雜交育種的現(xiàn)狀和發(fā)展對(duì)策[J]. 林業(yè)科學(xué), 1995, 31(1): 60–67.

[3] 趙天錫. 美洲黑楊及其雜種在世界和我國(guó)楊樹(shù)栽培中的地位與作用[J]. 世界林業(yè)研究, 1992, 5(1): 74–81.

[4] 葛曉敏, 唐羅忠, 王瑞華, 等. 楊樹(shù)人工林生態(tài)系統(tǒng)凋落物生物量及其分解特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2017, 26(9): 1457–1464.

[5] 羅治建, 陳衛(wèi)文, 魯劍巍, 等. 江漢平原楊樹(shù)人工林的施肥方式[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 33(4): 101–102.

[6] 楊艷, 李永進(jìn), 唐潔, 等. 高密度初植楊樹(shù)無(wú)性系間生物量及熱值差異性[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2019, 47(8): 30–34, 46.

[7] 陳森錕, 尹偉倫, 劉曉東, 等. 修枝對(duì)歐美107楊木材生長(zhǎng)量的短期影響[J]. 林業(yè)科學(xué), 2008, 44(7): 133–138.

[8] 孫家興, 趙雨森, 辛穎. 黑土區(qū)不同林齡楊樹(shù)農(nóng)田防護(hù)林土壤養(yǎng)分變化[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2018, 46(3): 59–62, 90.

[9] 朱嘉磊, 薄慧娟, 李璇, 等. 不同毛白楊無(wú)性系林分蓄積量的長(zhǎng)期水氮耦合效應(yīng)[J]. 林業(yè)科學(xué), 2019, 55(5): 27– 35.

[10] ZALESNY R S , WIESE A H , BAUER E O , et al.growth and biomass ofbioenergy crops irrigated and fertilized with landfill leachate[J]. Biomass & Bioenergy, 2009, 33(1): 62–69.

[11] 于彬, 郭彥青, 陳金林, 等. 楊樹(shù)配方施肥技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)), 2007, 27(2): 85–90.

[12] JANSSON S, DOUGLAS C J.: A Model System for Plant Biology[J]. Annual Review of Plant Biology, 2007, 58(1): 435–458.

[13] 董雯怡, 趙燕, 張志毅等. 水肥耦合效應(yīng)對(duì)毛白楊苗木生物量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2010, 21(9): 2194– 2200.

[14] 王力, 邵明安, 侯慶春, 等. 不同水肥條件對(duì)楊樹(shù)生物量的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004, 32(3): 53–58.

[15] 王梓, 馬履一, 賈忠奎, 等. 1年生歐美107楊地上生物量水肥耦合效應(yīng)[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 39(3): 49–51.

[16] 錢(qián)樹(shù)玥, 王巧, 劉寧, 等. 氮沉降和磷添加對(duì)杉木光合及葉綠素?zé)晒馓卣鞯挠绊慬J]. 生態(tài)科學(xué), 2018, 37(5): 113– 121.

[17] STEVENSON K T , FITZSIMMONS K M , CLAY P A , et al. Integration of aquaculture and arid lands agriculture for water reuse and reduced fertilizer dependency[J]. Experimental Agriculture, 2010, 46(2): 173–190.

[18] DONG Wenyi, QIN Jing, LI Jiyue, et al. Interactions between soil water content and fertilizer on growth characteristics and biomass yield of Chinese white poplar (Carr. ) seedlings[J]. Soil Science and Plant Nutrition, 2011, 57(2): 303–312.

[19] 何茜, 蘇艷, 晏紫伊, 等. 增施氮肥對(duì)歐洲云杉光合生理特性的影響[J]. 生態(tài)科學(xué), 2015, 34(3): 109–115.

[20] YE Zipiao. A new model for relationship between irradiance and the rate of photosynthesis in[J]. Photosynthetica, 2007, 45(4): 637–640.

[21] 張秋英, 劉曉冰, 金劍, 等. 水肥耦合對(duì)玉米光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 玉米科學(xué), 2001, 9(2): 64–67.

[22] 周振江, 牛曉麗, 李瑞, 等. 番茄葉片光合作用對(duì)水肥耦合的響應(yīng)[J]. 節(jié)水灌溉, 2012, 42(2): 33–37.

[23] BEGUM Y , MONDAL S K . Comprehensive study of the genes involved in chlorophyll synthesis and degradation pathways in some monocot and dicot plant species[J]. Journal of Biomolecular Structure & Dynamics, 2020, 15(3): 1–28.

[24] WANG P , RICHTER A S , KLEEBERG J R W , et al. Post-translational coordination of chlorophyll biosynthesis and breakdown by BCMs maintains chlorophyll homeostasis during leaf development[J]. Nature Communi-cations, 2020, 11(1): 1254–1260.

[25] 馮克云、王寧、南宏宇、高建剛. 水分虧缺下化肥減量配施有機(jī)肥對(duì)棉花光合特性與產(chǎn)量的影響[J]. 作物學(xué)報(bào), 2021, 47(1): 129–141.

[26] 王孟本, 李洪建, 柴寶峰, 等. 樹(shù)種蒸騰作用、光合作用和蒸騰效率的比較研究[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 1999, 23(5): 17–26.

[27] 楊浩, 韓維棟, 高秀梅. 山椒子光合特性日變化與其環(huán)境因子的相關(guān)性分析[J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(6): 92–97.

[28] 趙輝, 呂良賀, 路鑫, 等. 雜種金葉銀杏葉片光合特性分析[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2020, 44(1): 197–203.

Comparative analysis of the growth and photosynthetic characteristics of the Poplar seedlings in different water gradient and fertilizer amount

HUANG Guowei1, MA Linjiang1, CHEN Huiling1, FAN Xiaoping2, LONG Kailian2, ZHANG Xinye1,*

1. Hubei Academy of Forestry, Wuhan 430075, China 2. Shishou Research Institute of Poplar for Hubei Academy of Forestry, Hubei Shishou 434400, China

In order to improve the efficiency of water and fertilizer , and guide the scientific watering and fertilization of the poplar, usingBartr.Huashi 2 as the material, the growth and photosynthetic characteristics were compared and analyzed in different water gradient and fertilizer amount. The two-factor analysis of variance of water and fertilization showed significant difference in seedling height and ground diameter between different soil water (<0.05), significant difference in ground diameter between different fertilizer amount (<0.05), but no significant difference in seedling height. The growth of A4B4 was the worst,and the growth of A2B2 was the best. No matter different fertilizer amount or soil water, the numbers of leaves were significantly different (<0.05),the numbers of leaves in A4B1 were the least, the mean value was 17.67, while the numbers of leaves in A1B2 were the largest, with an average value of 39.00. It was found that the treatments with lower chlorophyll content were mainly those with less fertilizer amount (B4), while the treatments with higher chlorophyll content were mainly those with higher fertilizer amount (B1,B2). The maximum light saturation point (P) was A1B1(1961.59 μmol·m-2·s-1), and the maximum net photosynthetic rate (P) of A2B1 was the highest (24.75 μmol·m-2·s-1). There was no significant difference and regularity about the light compensation point (P) and dark respiration rate (R). To improve the quality of poplar seedlings, water and fertilizer were not the morethe better. Keeping soil water as 80%-85% of field water holding capacity and applying compound fertilizer 15 g withone plant from May to July could effectively increase the number of leaves, enhance the ability of leaf to adapt to strong light and photosynthetic potential, and enhance the growth advantage.

different water gradients;fertilizer amount;Poplar; growth; photosynthetic characteristics

黃國(guó)偉, 馬林江, 陳慧玲, 等. 苗期楊樹(shù)生長(zhǎng)和光合特征在不同水分梯度和施肥下的比較分析[J]. 生態(tài)科學(xué), 2023, 42(1): 137–145.

HUANG Guowei, MA Linjiang, CHEN Huiling, et al. Comparative analysis of the growth and photosynthetic characteristics of the Poplar seedlings in different water gradient and fertilizer amount[J]. Ecological Science, 2023, 42(1): 137–145.

10.14108/j.cnki.1008-8873.2023.01.016

S722.3

A

1008-8873(2023)01-137-09

2020-11-13;

2021-03-14

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“美洲黑楊大徑級(jí)工業(yè)資源材精準(zhǔn)高效培育技術(shù)研究”(2021YFD2201202)

黃國(guó)偉(1987—), 男, 河南平頂山人, 助理研究員, 主要從事林木栽培和育種研究, E-mail: huangguowei1987@163.com

張新葉(1973—), 女, 博士, 研究員, 主要從事林木栽培和育種研究, E-mail: ydyxy73@aliyun.com