生物炭對刨花潤楠—梅葉冬青間作系統生長及葉綠素熒光特性的影響

郭雄飛++陳紅躍

摘要 設置水泥池種植試驗，將刨花潤楠及梅葉冬青按照3∶2比例間作種植。在不同濃度（0、1.2、2.4、4.8 kg）的生物炭處理下，對刨花潤楠及梅葉冬青苗木的植株生長及葉綠素熒光特性指標進行測定分析。結果表明：隨著生物炭濃度的升高，2種苗木的株高生長量及冠幅生長量均有一定程度的增加，但濃度升高到4.8kg時下降，2.4 kg處理時最大。隨生物炭濃度的升高，2種植物的葉綠素熒光特性變化幅度較小，但總體趨勢也表現為先升高后降低。說明施用生物炭對2種苗木的生長有一定的促進作用，但濃度不宜過大，實際應用中應根據不同樹種選擇合適的施用濃度。

關鍵詞 刨花潤楠；梅葉冬青；葉綠素熒光參數；生長

中圖分類號 S792.24；S687.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）16-0141-02

近年來，我國對國際木材市場的需求一直呈剛性增長的態勢，尤其珍貴樹種用材和大徑級用材明顯奇缺。珍貴木材價格也隨之攀升，林木種植經營管理也越來越受到社會各界的關注。不管從發展經濟還是保障國家經濟安全的角度，發展珍貴用材樹種都屬于國家戰略層面的考量[1]。我國是世界上人工林面積最大的國家，但珍貴用材樹種栽培種植情況卻非常不樂觀，規模化栽培處于剛起步的階段。

刨花潤楠又名刨花楠、香粉樹、粘柴、刨花等，屬樟科潤楠屬植物，是我國南亞熱帶以及中亞熱帶地區品質優良的鄉土樹種，不但具有多種經濟用途，而且具有重要的生態價值[2]。因該樹種具有速生、多用途、高經濟價值的特點，其已被廣西林業廳列入廣西重點發展的珍貴樹種，具有良好的生態功能和社會效益，具有廣闊的發展前途。

梅葉冬青是南方地區經濟價值較高的藥材原料，根、葉入藥[3]，在林下種植中極具推廣價值。可與刨花潤楠間作，以短養長，彌補了林木生產周期長、見效慢的缺點，增加了土地利用效率，同時又能改善山區水土流失保護生態環境，具有良好的經濟效益和生態效益。推廣林藥間作是林業發展和中藥材生產相結合的產物，是實現生態林業和綠色中藥材可持續發展的重要途徑之一，不僅具有農林復合經營的特點，還具有其獨特的優勢，梅葉冬青具有耐陰性，既適合長期林藥間作或林下種植，又能通過調節采收期的長短適應市場需求的變化，確保經濟效益的穩定。

刨花潤楠在華南地區的推廣剛剛處于起步階段，其培育過程中存在較多問題：一是刨花潤楠相關研究匱乏，未能適地適樹施肥；二是常規復合造粒肥料仍是目前市場主導，其營養單一，功能單一，未能更好促進刨花潤楠生長及抗逆性的提高；三是刨花潤楠生長年限比較長，長期不合理施用化肥，會導致林地地力下降、生態環境破壞等，這極大降低了我國肥料利用率。在高施用量高流失率的情況下，施肥不但影響了環境，更嚴重影響了刨花潤楠等名貴樹種的推廣和發展。因此，針對刨花潤楠在整個生長期中的慢—快—慢的生長規律，探討刨花潤楠苗木生長特性對于刨花潤楠的推廣種植具有重要意義。

植物生長不僅與土地肥力及植物自身生長需求有關，還與施肥種類及性質有關。生物炭作為近年來新興的多功能材料，多應用在水環境處理和農業環境修復等方面上[4-5]。而作為養分載體應用植被促生上的研究目前還較少，并且其應用對象主要集中在經濟作物及高檔觀賞草本植物上，涉及林業方面的研究較少。

生物炭巨大的比表面積及其豐富的化學反應型官能團賦予了生物炭極強的吸附能力，也使得將其與肥料復合以增產并改善肥料的利用率成為可能。本文研究了生物炭對刨花潤楠及梅葉冬青苗木的生長效應，以期提高生物炭農用的農學效益，促進生物炭的科學農用，為生物炭及生物炭在常規林地中生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤：供試土壤均采用廣州市華南農業大學長崗山林地表層土，廣州市下層紅壤，按照接近實際林地的土層厚度混合使用。

供試生物炭：研究所用生物炭為陜西億鑫生物能源科技開發有限公司在裂解爐、限氧環境下（450 ℃）由廢棄果樹樹干、枝條熱裂解所得，磨細過3 mm篩備用。

供試植物：刨花潤楠苗木（華南農業大學躍進北苗圃育苗）、梅葉冬青（購于龍洞苗木公司）。

1.2 試驗設計

水泥池小區設計：試驗在廣州市華南農業大學資源環境學院農場體積為1 m×1 m×2 m、面積為2 m2的水泥池中進行，每個水泥池作為一個小區，共有12個水泥池。先在每個水泥池底部填入80 cm的廣州紅壤，然后在每個水泥池上部填入20 cm厚的林地表層土，試驗設置4個梯度的生物炭處理，分別為0 kg（CK）、1.2 kg（T1）、2.4 kg（T2）、4.8 kg（T3）。氮肥、磷肥和鉀肥分別采用尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀，其施肥比例按照前人得出的刨花潤楠種植的生物量具最大效益的比例（尿素∶過磷酸鈣∶硫酸鉀=261∶150∶181，單位為mg/株），按照苗木數量換算分別為每個水泥池尿素41.76 g、過磷酸鈣24 g和硫酸鉀28.96 g，將生物炭與土壤充分混勻。3次重復，所有處理隨機排列。壓緊至預定高度，使其與實際林地土壤狀態接近。

種植模式：每個水泥池均設置種植9株刨花潤楠+6株梅葉冬青；間作比例為3∶2。

1.3 指標測定

采用直尺測2種植株的株高及冠幅，采用 SPAD-502PLUS葉綠素熒光儀測定2種植株的葉綠素熒光參數。

1.4 數據處理

采用Excel2003統計軟件對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 生物炭對供試植被生長量的影響

2.1.1 生物炭對刨花潤楠生長量的影響

測定9株刨花潤楠的株高，由表1可知，在一定范圍內，株高隨生物炭施用量的增加而增加，即T2>T1>CK，但生物炭施用量為T3時，其生長量小于對照組，可見在一定程度上，適量生物炭使刨花潤楠株高有所提高，但其施用量達到一定程度后，對刨花潤楠促生效果并不明顯。

2.1.2 生物炭對梅葉冬青生長量的影響。測定6梅葉冬青株高，由表2可知，株高在一定范圍內隨生物炭施用量的增加而增加。但生物炭施用量為T2，其生長量的小于對照組，可見在一定程度上，適量生物炭使梅葉冬青株高有所提高，但其施用量達到一定程度后，對梅葉冬青促生效果并不明顯。

2.2 生物炭對供試植被冠幅的影響

2.2.1 生物炭對刨花潤楠冠幅影響。刨花潤楠冠幅與苗高有相似的規律，由表3可知，冠幅隨生物炭施用量的增加而增加，即T2>T1>CK，但生物炭施用量為T3時，其冠幅小于對照組。可見在一定程度上，適量生物炭使刨花潤楠冠幅有所提高，但其施用量達到一定程度后，對刨花潤楠冠幅影響效果并不明顯。

2.2.2 生物炭對梅葉冬青冠幅的影響。由表4可知，梅葉冬青冠幅與苗高一樣，在一定范圍內隨生物炭施用量的增加而增加，但生物炭施用量為T2，其冠幅小于對照組。可見在一定程度上，適量生物炭使梅葉冬青冠幅有所提高，但其施用量達到一定程度后，對梅葉冬青冠幅影響效果并不明顯。

2.3 生物炭對供試植被葉綠素熒光的影響

2.3.1 生物炭對刨花潤楠葉綠素熒光的影響。由表5可知，總體上生物炭對刨花潤楠初始熒光（F0）、最大熒光（Fm）及PSII 最大光化學量子效率（Fv/Fm）的影響不大，刨花潤楠葉片初始熒光（F0）總體趨勢是隨著生物炭施用量的增大先小幅度升高后降低然后升高，最大熒光（Fm）也隨著生物炭施用量的加大而升高，而與對照相比，PSII 最大光化學量子效率（Fv/Fm）在生物炭施用量較低時，隨其施用量增加有小幅度升高，到施用量為T3時，有一定程度的下降。說明生物炭施用量的增加對刨花潤楠葉片初始熒光、最大熒光及最大光化學量子效率的影響只在一定濃度范圍內具有促進作用。

2.3.2 生物炭對梅葉冬青葉綠素熒光的影響。由表6可知，不同生物炭處理下，梅葉冬青葉片初始熒光（F0）、最大熒光（Fm）及PSII 最大光化學量子效率（Fv/Fm）差異較小，葉片初始熒光（F0）總體趨勢是隨著生物炭施用量的增大先升高后降低，在T1處理時達最大。最大熒光（Fm）也隨著生物炭施用量的加大而先升高后降低，在T2處理時達最大。而與對照相比，PSII 最大光化學量子效率（Fv/Fm）在生物炭施用量較低時，隨其施用量增加先有小幅度升高后降低，在T2處理時達最大。說明在一定范圍內生物炭施用量的增加能提高梅葉冬青葉片初始熒光、最大熒光及最大光化學量子效率，超過一定范圍則具有反向效應。

3 結論與討論

（1）綜上所述，在一定生物炭濃度范圍內，植被生長量、冠幅等生長指標隨生物炭濃度的增加顯著升高，但葉綠素熒光參數差異則較小，總體上生長量及葉綠素熒光參數均隨其施用量的增加達到一定濃度后，不再升高甚至部分指標有小幅度下降，說明實際生產中，確定合理的生物炭施用濃度對于增加植被的促生效果具有十分重要的意義。

（2）通過分析間作系統中刨花潤楠及梅葉冬青2種植被發現，使2種植被達到最佳增產效果的施用濃度不一致，說明實際生產中，不同植被所需的生物炭最佳施用量有所差異，根據不同品種的生長特性及對養分的需求規律進行適地適樹種植具有重要意義。

（3）本試驗探討的是2種苗木在生物炭施用下初期的生長及葉綠素熒光特性，試驗周期較短，樣本數量較少，還存在一定的不足。要系統全面地研究生物炭對2種苗木在間作系統中的生長及生理特性的動態變化情況還有待后續進行長期系統的研究。

4 參考文獻

[1] 李志輝，李柏海，祁承經，等.我國南方珍貴用材樹種資源的重要性及其發展策略[J].中南林業科技大學學報，2012（11）：1-8.

[2] 潘啟龍.肥料與生長調節劑對油楠和刨花潤楠幼苗生長的影響[D].南寧：廣西大學，2012.

[3] 何文江，趙鐘祥，林朝展，等.梅葉冬青根的化學成分研究[J].華西藥學雜志，2012，27（1）：51-53.

[4] 孟李群，張云鵬，蘇漳文，等.不同炭化溫度下杉木生物炭產率及特性比較[J].福建林業科技，2014（2）：38-41.

[5] 徐楠楠，林大松，徐應明，等.生物炭在土壤改良和重金屬污染治理中的應用[J].農業環境與發展，2013（4）：29-34.