不同尿素施用量對(duì)云杉幼苗生長(zhǎng)的影響

李聯(lián)祖

（甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管護(hù)中心夏瑪自然保護(hù)站，甘肅武威 733205）

云杉（Picea asperata Mast.），松科云杉屬植物。云杉為我國(guó)寶貴樹(shù)種，產(chǎn)于陜西西南部、甘肅東部及白龍江流域等地[1]。云杉樹(shù)姿端莊，枝葉茂密蒼翠，可作庭院綠化觀賞樹(shù)。其適應(yīng)性強(qiáng)，木材黃白色，較輕軟，紋理直，結(jié)構(gòu)細(xì)，可用作橋梁、家具、電桿、舟車等原料[2]。樹(shù)干可取松脂，針葉可提取芳香油，因此具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。云杉自然育苗過(guò)程中效率低下且生長(zhǎng)緩慢，難以滿足需求。研究表明，合理補(bǔ)充氮肥能夠促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，提高苗木質(zhì)量，是迅速進(jìn)行苗木繁殖的有效措施[3]。

氮素是植物生長(zhǎng)最重要的礦質(zhì)元素之一，植物吸收的氮素被各種還原酶和合成酶合成同化后，形成蛋白質(zhì)、核酸和其他產(chǎn)物，進(jìn)而影響植物的生命活動(dòng)和遺傳變異，從而使植物的外在表觀性狀和內(nèi)在生理生化性狀發(fā)生變化[4]。缺氮會(huì)導(dǎo)致植株矮小、生長(zhǎng)緩慢甚至死亡[5]，氮素狀況也會(huì)影響植物不同生育階段對(duì)氮素的吸收及氮素在各個(gè)器官內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)速率[6]。因此，施氮是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中顯著促進(jìn)植物生長(zhǎng)的主要手段。但過(guò)高的施氮量也會(huì)導(dǎo)致肥料利用效率降低，增加生產(chǎn)成本，降低經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染[7]。尿素是氮肥的酰胺形態(tài)，也是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛和性價(jià)比最高的氮肥種類[8]，韋美麗等[9]研究表明，尿素用量對(duì)三七種苗生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累均有一定影響，施純氮量112.5 kg/hm2時(shí)效果最好。胡映泉[10]研究表明，配施0.50%尿素對(duì)提高銀杏葉片光合效率效果最佳。然而目前有關(guān)尿素在云杉育苗過(guò)程中的應(yīng)用研究較少，因此，本試驗(yàn)設(shè)置不同尿素施用量，研究對(duì)云杉幼苗生長(zhǎng)的影響為云杉育苗和高效施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)和材料

試驗(yàn)于2021 年在甘肅省武威市天祝藏族自治縣祁連鎮(zhèn)進(jìn)行，該地為大陸高原季風(fēng)型氣候，年平均溫度較低，且年紀(jì)間差異較大，降雨量較少，無(wú)霜期短，日照強(qiáng)烈，夏季溫涼干旱，冬季寒冷干燥。試驗(yàn)材料為2 年生青海云杉幼苗。試驗(yàn)苗圃土壤為山地栗鈣土，土壤基礎(chǔ)肥力為：pH 值6.57，有機(jī)質(zhì)25.41g/kg，全氮1.36g/kg，堿解氮89.67mg/kg，速效磷35.44mg/kg，速效鉀142.56mg/kg。試驗(yàn)用氮、磷、鉀分別為尿素（N 46%）、過(guò)磷酸鈣（P2O512%）和氯化鉀（K2O 60%），購(gòu)自當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場(chǎng)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，以不施尿素為對(duì)照（CK），設(shè)置4 個(gè)尿素施用量，分別為5g/株（T1）、10 g/株（T2）、15 g/株（T3）、20 g/ 株（T4），在2021 年4 月選擇植株長(zhǎng)勢(shì)均勻、無(wú)病蟲(chóng)害的云杉幼苗，將幼苗移栽到苗圃中，栽培密度為50cm×50cm，每個(gè)小區(qū)面積為80m2，每個(gè)處理重復(fù)3 次，栽培完成后15d 在距離根莖10cm 處開(kāi)溝單株施肥，將1/2 尿素、6g 過(guò)磷酸鈣、6g 氯化鉀和土壤以20∶1 比例混合均勻，施入環(huán)狀溝內(nèi)，然后澆水，6 月中旬將剩余1/2 尿素進(jìn)行開(kāi)溝施肥。試驗(yàn)期間其他管理均相同。在8 月中旬測(cè)定各指標(biāo)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定。8 月中旬，用刻度尺測(cè)定云杉幼苗的株高和冠幅，冠幅測(cè)定東西和南北2 個(gè)方向取平均值，使用游標(biāo)卡尺測(cè)定地徑。

1.3.2 葉綠素含量的測(cè)定。每個(gè)處理選擇中部葉片，取下葉片迅速保存在有冰袋的保溫盒中，帶回實(shí)驗(yàn)室，用剪刀剪成小塊，采用乙醇-丙酮浸提法測(cè)定葉綠素，用分光光度計(jì)測(cè)定吸光值，并計(jì)算葉綠素a、葉綠素b 和綠素a+b 含量。

1.3.3 光合特性的測(cè)定。在晴天上午，使用LI-6400 光合系統(tǒng)測(cè)定中部云杉葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和胞間二氧化碳濃度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，采用SPSS 22.0進(jìn)行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同尿素施用量對(duì)云杉幼苗形態(tài)特征的影響

由表1 可知，使用尿素處理的云杉株高顯著高于CK，T1高出9.33%，T2高出12.41%，T3高出16.24%，T4高出16.98%，且在試驗(yàn)用量范圍內(nèi)，尿素用量越多，株高越高，但是T3處理和T4處理間在0.05 水平上沒(méi)有顯著的差異。地徑T1處理和CK 在0.05 水平上沒(méi)有顯著的差異，其他使用尿素處理均顯著高于CK，T3處理和T4處理間在0.05 水平?jīng)]有顯著差異。各處理的冠幅均在0.05 水平上顯著高于CK，隨著尿素用量的增加，呈先升、高后降低的趨勢(shì)，在T3處理時(shí)達(dá)到最大值。因此，說(shuō)明T3處理對(duì)云杉生長(zhǎng)效果最好，繼續(xù)增加施用量，株高和地徑增加不顯著，冠幅略有下降。

表1 不同尿素用量下云杉幼苗形態(tài)特征

2.2 不同尿素施用量對(duì)云杉幼苗葉綠素含量的影響

葉綠素是植物進(jìn)行光和作用的重要場(chǎng)所和物質(zhì)基礎(chǔ)。由表2 可知，施用尿素處理的葉綠素a 含量顯著高于CK，T1高出38.46%，T2高出69.23%，T3高出29.31%，T4高出16.98%，隨著尿素用量的增加，呈先升高、后降低的趨勢(shì)，T3和T4處理在0.05 水平上沒(méi)有顯著差異。葉綠素b 含量隨著尿素用量的增加，呈逐漸增加的趨勢(shì)，施用尿素處理的葉綠素b 含量顯著高于CK，T1高出11.54%，T2高出29.92%，T3高 出38.46%，T4高出42.31%，T3和T4處理在0.05 水平上沒(méi)有顯著差異。葉綠素a+b 含量變化特征和葉綠素b 相似，均顯著高于CK，T1高出37.25%，T2高出56.25%，T3高出81.25%，T4高出75.00%。說(shuō)明施用尿素能夠顯著提高云杉幼苗葉綠素含量，當(dāng)尿素施用過(guò)多對(duì)葉綠素的增加效應(yīng)不明顯。

表2 不同尿素用量下云杉幼苗葉綠素含量

2.3 不同尿素施用量對(duì)云杉幼苗光合參數(shù)的影響

光合作用是植物物質(zhì)積累的生長(zhǎng)最為重要的反應(yīng)，由表3 可知，凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均顯著高于CK，隨著尿素用量的增加，呈先升高、后降低的趨勢(shì)，各處理從大到小依次為T(mén)3＞T4＞T2＞T1＞CK，T3和T4處理在0.05 水平上沒(méi)有顯著差異。T1、T2、T3和T4凈光合速率分別比CK 高出17.33%、23.86%、33.24%和32.10%，氣孔導(dǎo)度分別比CK 高出26.91%、30.28%、33.94%和32.11%。蒸騰速率分別比CK 高出5.15%、14.71%、31.62%和27.94%。胞間二氧化碳濃度隨尿素施用量的增加呈先降低后升高的變化，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)尿素可提高云杉幼苗的光合參數(shù)。

表3 不同尿素用量下云杉幼苗光合參數(shù)

3 討論與結(jié)論

氮素是植物的生命元素，在植物細(xì)胞分裂、物質(zhì)合成代謝以及其他生命活動(dòng)中起著重要的作用[11]，研究表明，植物缺少氮素通常會(huì)出現(xiàn)葉片變小、干物質(zhì)下降、光合能力變?nèi)醯痊F(xiàn)象，因此施用氮肥是促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要措施，尿素是氮素的重要形式，以酰胺態(tài)形式存在，能夠迅速補(bǔ)充植物對(duì)氮素的需求[12]。本研究結(jié)果表明，尿素施用能顯著提高云杉幼苗的株高、地徑和冠幅，主要是由于尿素施用后提高土壤氮含量，能夠及時(shí)補(bǔ)充植株對(duì)氮素的需求，從而促進(jìn)植物提高物質(zhì)代謝，進(jìn)而促進(jìn)生長(zhǎng)。本研究中，在尿素施用量為15g/株時(shí)，繼續(xù)增加施用量，株高和地徑增加不顯著，冠幅略有下降。說(shuō)明T3處理尿素的利用情況最好。

光合作用是植物生長(zhǎng)發(fā)育最重要的反應(yīng)，決定了植物的物質(zhì)積累和轉(zhuǎn)運(yùn)，葉綠素是光合作用的重要場(chǎng)所[13]，研究表明，氮素在植物光合過(guò)程中發(fā)揮重要作用，既是葉綠素合成的重要成分，也是參與反應(yīng)酶的構(gòu)成部分，直接影響植物葉片的光合作用[14]。本研究結(jié)果表明，施用尿素顯著提高了葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素a+b 含量，主要是氮肥為幼苗生長(zhǎng)提供充足的養(yǎng)分，有利于根系對(duì)其他養(yǎng)分的吸收，從而提高葉綠素含量，本研究中，隨著尿素施用量的增加，葉綠素含量呈先逐漸增加、后變化不明顯趨勢(shì)，主要是尿素施用量達(dá)到一定水平后，繼續(xù)增加不能被植株充分吸收利用，且過(guò)多氮肥可能影響其他元素的吸收。綜上所述，施用尿素能夠顯著提高云杉幼苗的株高、地徑和冠幅，增加葉綠素含量和凈光合速率，且在施氮量為15 g/株時(shí)的長(zhǎng)勢(shì)較好，光合能力較強(qiáng)，是適合云杉幼苗生長(zhǎng)的施氮量。