不同配方施肥對(duì)榧樹生長(zhǎng)的影響分析

王陳 任少華 周鑫偉 張馳強(qiáng) 童琪 李君一

摘要 榧樹是紅豆杉科榧樹屬常綠針葉喬木，是集材用、藥用、果用、油用和觀賞于一體的多功能珍貴樹種，應(yīng)用價(jià)值較大。為了探索榧樹幼苗的最佳施肥配比，本研究分別將尿素、過磷酸鈣和氯化鉀作為氮、磷和鉀肥，采用三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)2年生榧樹幼苗進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明，株高、地徑、總根長(zhǎng)、根系平均直徑、根尖數(shù)、葉片可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的最優(yōu)配方為N2P3K3；根表面積、根體積的最優(yōu)配方為N2P1K3；地上干重、總生物量、葉綠素a含量、葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量的最優(yōu)配方為N2P2K3；地下干重、葉綠素b含量的最優(yōu)配方為N2P2K1。本研究根據(jù)不同配方施肥處理對(duì)榧樹的生長(zhǎng)進(jìn)行正交及方差分析，篩選出適宜榧樹幼苗生長(zhǎng)的氮磷鉀配比，為榧樹培育的施肥提供參考。

關(guān)鍵詞 配方施肥；榧樹；正交分析；根系指標(biāo)；葉綠素含量

中圖分類號(hào) S723.7；S644.5? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2024）10-0047-07

Effects of different fertilization formulas on the growth of Torreya grandis

WANG Chen1? ? REN Shaohua1? ? ZHOU Xinwei1? ? ZHANG Chiqiang1? ? TONG Qi1? ? LI Junyi2

（1Guizhou Botanical Garden， Guiyang 550004， China;

2Guizhou Forestry Research Institute， Guiyang 550005， China）

Abstract The Torreya grandis is an evergreen coniferous tree belonging to the family Taxaceae. It is a multifunctional and precious tree species that is used for timber， medicine， fruit， oil， and ornamental purposes. Its application value is significant. In order to explore the optimal fertilization ratio for Torreya grandis seedlings， this study used urea， calcium superphosphate， and potassium chloride as nitrogen， phosphorus， and potassium fertilizers， and conducted experiments on 2-year-old Torreya grandis seedlings using a three factor and three-level orthogonal experimental design. The results showed that the optimal formula for plant height， ground diameter， total root length， average root diameter， number of root tips， soluble sugar content and soluble protein content in leaves was N2P3K3. The optimal formula for root surface area and root volume was N2P1K3. The optimal formula for aboveground dry weight， total biomass， chlorophyll a content， total chlorophyll content， and carotenoid content was N2P2K3， The optimal formula for underground dry weight and chlorophyll b content was N2P2K1. This study conducted orthogonal and variance analysis on the growth of Torreya grandis based on different fertilization treatments， and selected the appropriate nitrogen phosphorus potassium ratio for the growth of Torreya grandis seedlings， providing reference for fertilization in Torreya grandis cultivation.

Keywords formula fertilization; Torreya grandis; orthogonal analysis; root system indicators; chlorophyll content

榧樹（Torreya grandis）是紅豆杉科榧屬常綠針葉喬木[1-2]。榧樹分布較廣、利用歷史悠久，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，其形態(tài)優(yōu)美、木材結(jié)構(gòu)緊密，是良好的觀賞和用材樹種[3]。榧樹種子作為高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的堅(jiān)果，可以用來榨油、食用或入藥[4]。種仁有化痰、止咳、潤(rùn)肺、明目、殺蟲、殺菌和改善脂質(zhì)代謝等效用[5]。目前，對(duì)榧樹的研究主要集中在其資源分布、種群結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)以及種子的表型特征、化學(xué)成分等方面，有關(guān)榧樹栽培中施肥配方方面的研究較少。本研究設(shè)計(jì)了不同氮磷鉀配比的施肥試驗(yàn)，分析測(cè)定不同配比施肥條件下榧樹苗的生長(zhǎng)特性和生理特性，以篩選適宜的榧樹實(shí)生苗施肥配方，為指導(dǎo)榧樹施肥提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為長(zhǎng)勢(shì)良好且一致的2年生榧樹容器苗，來源于浙江農(nóng)林大學(xué)。土壤選擇貴州省植物園采穗圃中的園土（pH值5～7）。試驗(yàn)采用黑色PE材質(zhì)塑料盆（口徑18 cm，地徑15 cm，高18 cm）作為栽植容器。所需肥料為尿素CH4N2O（總氮含量≥46.4%）、過磷酸鈣CaP2H4O8（有效P2O5含量≥12.0%）和氯化鉀KCl（K2O含量≥60.0%）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)選取氮（N）、磷（P）和鉀（K）3種肥料，通過對(duì)N、P和K設(shè)置9個(gè)不同比例的施肥處理和1組清水對(duì)照，共10個(gè)處理，采用盆栽施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30株榧樹幼苗。生長(zhǎng)過程中，各處理遮陰、病蟲害防治等管理措施保持一致，以確保試驗(yàn)條件的一致性。各處理施肥因素水平如表1所示，肥料配比10個(gè)處理如表2所示，各處理于2022年3月底施肥1次，7月初追肥1次，分2次施用。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 幼苗株高、地徑? 于3月5日測(cè)量施肥前每個(gè)處理植株的株高、地徑測(cè)量，施肥后到10月底前每次30 d測(cè)量1次。以卷尺（精確度0.1 cm）測(cè)量株高；游標(biāo)卡尺（精確度0.01 mm）測(cè)量地徑，計(jì)算株高、地徑的試驗(yàn)期間增長(zhǎng)量。

1.3.2 幼苗生物量? 各處理于11月上旬每個(gè)處理重復(fù)選取3株健康完整的幼苗植株（樣本選擇時(shí)避開之前破壞性取樣的幼苗），使用電子天平（精度0.000 1 g）分別稱取植株地上部分與地下部分的鮮重，然后將樣品裝入信封，置烘箱中105 ℃下殺青1 h后，溫度調(diào)至65 ℃將樣品烘干后稱重，得到榧樹幼苗地上、地下部分干重生物量。

1.3.3 幼苗高徑比、莖根比? 根據(jù)測(cè)定的株高、地徑計(jì)算幼苗高徑比=株高/地徑；根據(jù)測(cè)定的幼苗地上及地下部分生物量計(jì)算幼苗莖根比=地上部分生物量/地下部分生物量。

1.3.4 幼苗根系指標(biāo)? 各處理于11月上旬每個(gè)處理重復(fù)選取3株健康完整的幼苗植株，將植株根部泥土抖凈后放入水池中清洗干凈，晾干后進(jìn)行掃描，并記錄數(shù)據(jù)。使用多功能根系分析測(cè)量?jī)x（LA-S根系分析儀）掃描幼苗根系結(jié)構(gòu)，記錄總根長(zhǎng)、根表面積、根系平均直徑、根體積和根尖數(shù)等數(shù)據(jù)。

1.3.5 葉綠素、可溶性糖和蛋白等指標(biāo)? 各處理于11月中下旬每個(gè)處理重復(fù)選取3株長(zhǎng)勢(shì)一致的榧樹幼苗，采集其生長(zhǎng)成熟較一致、生長(zhǎng)部位較一致的葉片，使用可見分光光度計(jì)（YLSZJ-SB-236）儀器進(jìn)行葉綠素、可溶性蛋白及可溶性糖含量的測(cè)定。采用乙醇提取比色法測(cè)定葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總含量及類胡蘿卜素含量。用蒽酮比色法[6]測(cè)定葉片可溶性糖含量。用考馬斯亮藍(lán)G-250[7]測(cè)定葉片可溶性蛋白質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），如果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），再用LSD法進(jìn)行多重比較。用Excel 2019軟件制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)株高、地徑增量的影響

通過對(duì)N、P和K三因素各水平下株高、地徑的正交直觀分析可知（表3），N、P和K三因素對(duì)榧樹幼苗株高、地徑的影響次序均表現(xiàn)為N>P>K，表明N元素對(duì)榧樹株高、地徑的增長(zhǎng)起到重要作用。其中，株高、地徑的N因子最佳水平為N2，P因子最佳水平為P3，K因子最佳水平為K3，即對(duì)株高、地徑促進(jìn)作用最佳的配方為N2P3K3。

榧樹幼苗的株高、地徑增量的方差分析結(jié)果見表4，無論是N、P和K三因素單獨(dú)影響，還是N×P、N×K或P×K之間交互影響，對(duì)榧樹幼苗的株高、地徑生長(zhǎng)均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。

2.2 不同處理對(duì)生物量的影響

通過對(duì)N、P和K三因素各水平下生物量的正交直觀分析可知（表5），N、P和K三因素對(duì)榧樹幼苗地上干重的影響次序表現(xiàn)為N>P>K，對(duì)地下干重、總干重表現(xiàn)為N>K>P，表明N對(duì)榧樹生物量的積累起到重要作用。其中，地上干重、總生物量（總干重）的N因子最佳為N2，P因子最佳為P2，K因子最佳為K3，即地上干重、總干重的最佳配方為N2P2K3；地下干重的N因子最佳為N2，P因子最佳為P2，K因子最佳為K1，即地下干重的最佳配方為N2P2K1。

2.3 不同處理對(duì)高徑比、莖根比的影響

不同配方施肥對(duì)榧樹幼苗的高徑比、莖根比的影響如表6所示，各處理的高徑比、莖根比均有所不同，其中處理T3和T8的高徑比差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），其余各處理高徑比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；各處理中，以T5處理幼苗莖根比最小，T6次之，T9處理幼苗莖根比最大。

2.4 不同處理對(duì)根系指標(biāo)的影響

通過對(duì)N、P和K三因素各水平下榧樹幼苗總根長(zhǎng)、根表面積、根系平均直徑、根體積和根尖數(shù)的正交直觀分析可知（表7），N、P和K三元素對(duì)榧樹幼苗根表面積、總根長(zhǎng)、根體積、根系平均直徑和根尖數(shù)的影響次序均表現(xiàn)為N>K>P，表明N對(duì)榧樹根系發(fā)育起到重要作用。其中，根表面積、根體積的N因子最佳為N2，P因子最佳為P1，K因子最佳為K3，即根表面積、根體積的最佳配方為N2P1K3；總根長(zhǎng)、根系平均直徑和根尖數(shù)的N因子最佳為N2，P因子最佳為P3，K因子最佳為K3，即總根長(zhǎng)、根系平均直徑、根尖數(shù)的最佳配方為N2P3K3。

榧樹幼苗根系的方差分析顯示（表8），N、N×K對(duì)榧樹幼苗根表面積、總根長(zhǎng)的影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01），K、N×P對(duì)根表面積影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），P、P×K對(duì)根表面積影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；N、K和N×K對(duì)總根長(zhǎng)的影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01），P、N×P和P×K對(duì)總根長(zhǎng)影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；N、P、N×K和P×K對(duì)根體積的影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；K、N×P對(duì)根體積的影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），僅N×P對(duì)根系平均直徑影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；K、N×K和P×K對(duì)根尖數(shù)影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

2.5 不同處理對(duì)葉綠素含量的影響

通過對(duì)N、P和K三因素各水平下葉片葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素和總?cè)~綠素含量的正交直觀分析可知（表9），N、P和K三因素對(duì)榧樹幼苗葉片葉綠素a含量、葉綠素總含量的影響次序均表現(xiàn)為N>P>K，對(duì)葉綠素b含量、類胡蘿卜素含量表現(xiàn)為N>K>P，表明N對(duì)榧樹葉片葉綠素含量的增加起著重要作用。其中，葉綠素a、葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量的N因子最佳為N2，P因子最佳為P2，K因子最佳為K3，即葉綠素a、葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量的最佳配方為N2P2K3；葉綠素b含量的N因子最佳為N2，P因子最佳為P2，K因子最佳為K1，即葉綠素b含量的最佳配方為N2P2K1。綜合來看，T5組合（N2P2K3）為此次施肥試驗(yàn)中對(duì)榧樹幼苗葉片葉綠素含量影響最佳的組合。

榧樹幼苗葉綠素含量的方差分析顯示（表10），N、N×P和N×K對(duì)葉綠素a含量，N×P對(duì)葉綠素b含量，N對(duì)葉綠素總含量的影響均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）；P×K對(duì)葉綠素a含量，P對(duì)葉綠素b含量，K、P×K對(duì)葉綠素總含量，K、N×K和P×K對(duì)類胡蘿卜素含量的影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其余影響均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

2.6 不同處理對(duì)葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量的影響

通過對(duì)N、P和K三因素各水平下葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量的正交直觀分析可知（表11），N、P和K三因素對(duì)榧樹幼苗葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量的影響次序均表現(xiàn)為N>P>K，表明N對(duì)榧樹葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量的增加起到重要作用。其中，葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量的N因子最佳為N2，P因子最佳為P3，K因子最佳為K3，即葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量的最佳配方為N2P3K3，但此配方未在試驗(yàn)中出現(xiàn)，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

榧樹幼苗的可溶性糖、可溶性蛋白含量的方差分析顯示（表12），N、P、N×P及P×K對(duì)可溶性糖含量的影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01），N×K對(duì)可溶性糖含量的影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），K對(duì)可溶性糖含量的影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；N、N×P和N×K對(duì)可溶性蛋白含量的影響存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），P、K及P×K對(duì)可溶性蛋白含量的影響無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

2.7 榧樹苗各指標(biāo)的相關(guān)性分析

如表13所示，對(duì)不同配方施肥的榧樹幼苗植株指標(biāo)的相關(guān)性分析表明，大多數(shù)指標(biāo)相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。榧樹幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)及生理指標(biāo)中，株高與莖根比，地徑與高徑比、莖根比相關(guān)性均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，株高與高徑比，地徑與地上干重正相關(guān)關(guān)系具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），其余指標(biāo)與株高、地徑之間關(guān)系均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）；高徑比與地上干重、總根體積、根系平均直徑和可溶性蛋白含量間相關(guān)性具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；莖根比與高徑比、地上干重呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，與其余指標(biāo)均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。綜合來看，榧樹幼苗的各個(gè)生長(zhǎng)、生理指標(biāo)之間呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系較多，且部分指標(biāo)之間關(guān)系較為密切。

3 結(jié)論與討論

在氮磷鉀三因素不同水平的影響效應(yīng)上來看，氮對(duì)各生長(zhǎng)指標(biāo)的影響最大，磷對(duì)幼苗株高增量、地徑增量和地上干重的影響大于鉀，而鉀對(duì)地下干重、根表面積、總根長(zhǎng)、根體積、根系平均直徑和根尖數(shù)的影響大于磷。說明氮元素對(duì)榧樹幼苗的整體生長(zhǎng)發(fā)育有重要影響，氮肥對(duì)植株的生長(zhǎng)發(fā)育的影響與李承東[8]、何金金[9]和亢亞超[10]的研究一致；磷元素對(duì)榧樹幼苗的植株的枝、莖和葉發(fā)育有影響，這與陳晨等[11]的研究較一致；鉀元素對(duì)榧樹幼苗的根系發(fā)育有影響，與王天等[12]的研究較一致。整體上來看，T7、T8處理中生長(zhǎng)指標(biāo)增加幅度最低，綜合各指標(biāo)氮磷鉀三因素的極差值可知，氮、磷和鉀元素在一定濃度時(shí)對(duì)榧樹幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育有增長(zhǎng)作用，超過或低于一定濃度時(shí)可能對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育存在抑制作用，表現(xiàn)出明顯的濃度效應(yīng)，這一研究結(jié)果與程勇等[13]對(duì)青岡櫟幼苗的氮磷鉀配比施肥以及付曉鳳等[14]對(duì)扁桃幼苗的氮磷鉀配比施肥研究結(jié)論一致。由此可見，在一定的氮磷鉀配比濃度范圍內(nèi)，施肥有利于榧樹苗木株高增長(zhǎng)、地徑生長(zhǎng)、根系發(fā)育及生物量的積累。

適當(dāng)?shù)牡租浥浞绞┓蕦?duì)榧樹幼苗的成活率及抗性均有所提高，過高或過低的施肥量均不利于其生長(zhǎng)發(fā)育。高徑比是用來衡量植株高度與粗度的比例指標(biāo)，對(duì)苗木的抗性及造林具有重要的指導(dǎo)意義。在一定的范圍內(nèi)，高徑比越小，苗木的抗性及成活率較高。結(jié)合試驗(yàn)實(shí)際的生長(zhǎng)情況來看，T6的株高和地徑均生長(zhǎng)較好，高徑比也較小，說明此施肥處理有利于榧樹幼苗的生長(zhǎng)；而T8的高徑比最小，實(shí)際生長(zhǎng)情況較差，表明此施肥處理下榧樹幼苗的生長(zhǎng)存在一定的抑制現(xiàn)象。莖根比能夠體現(xiàn)幼苗生長(zhǎng)的莖根之間平衡狀態(tài)，莖根比小，說明根系發(fā)達(dá)，苗木健壯；反之表明地上部分發(fā)達(dá)而根系弱[9]。本試驗(yàn)中，T5處理下的莖根比最小，此施肥處理下榧樹幼苗的根系生長(zhǎng)最好，說明T5處理更有利于苗木莖根比的減小。

在氮、磷和鉀三因素不同水平的影響效應(yīng)上，氮對(duì)榧樹幼苗葉片各生理指標(biāo)的影響最大，磷次之，鉀的影響最小。氮對(duì)榧樹幼苗葉片葉綠素含量的影響最大，磷次之，受鉀的影響最小，這與唐新瑤等[15]對(duì)觀光木幼苗葉片光合特性的影響以及李承東[8]對(duì)中國(guó)無憂花葉片生理特性的影響研究結(jié)論基本一致；氮對(duì)榧樹幼苗葉片可溶性糖、可溶性蛋白含量同樣影響最大，磷次之，受鉀的影響最小，這與何金金[9]對(duì)紫金牛的氮磷鉀配比施肥研究結(jié)論基本一致，這可能是因?yàn)榈侵参矬w內(nèi)蛋白質(zhì)、葉綠素和核酸的重要組成部分。綜合各指標(biāo)極差值可知，氮、磷和鉀元素在一定濃度時(shí)對(duì)榧樹幼苗的葉片的葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白含量有增長(zhǎng)作用，超過一定濃度范圍反而對(duì)其產(chǎn)生一定的不利影響，這與閆杰偉[16]、付曉鳳等[14]對(duì)桃的氮磷鉀施肥研究結(jié)論基本一致。由此可見，一定濃度的氮磷鉀配方施肥能夠促進(jìn)榧樹幼苗葉片葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白含量的增長(zhǎng)。

為了探索榧樹幼苗的最佳施肥配比，本研究分別將尿素、過磷酸鈣和氯化鉀作為氮、磷和鉀肥，采用三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)2年生榧樹幼苗進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，地上干重、總生物量、葉綠素a含量、葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量的最優(yōu)配方為N2P2K3（T5）；株高、地徑、總根長(zhǎng)、根系平均直徑、根尖數(shù)、葉片可溶性糖含量以及可溶性蛋白含量的最優(yōu)配方為N2P3K3；根表面積、根體積的最優(yōu)配方為N2P1K3；地下干重、葉綠素b含量的最優(yōu)配方為N2P2K1，部分配方在試驗(yàn)中暫未展現(xiàn)，需要進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

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（責(zé)編：李 媛）