氮素施用量對文冠果幼苗養分含量分布及轉運效率影響的研究

陳江燕，孫曉輝，付乃旭

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000 )

文冠果(Xanthocerassorbifolia)為我國特有木本油料植物，屬于無患子科落葉類小喬木或灌木[1]，被我國林業部門列為生物質能源樹種之一[2]。文冠果抗旱、耐貧瘠、抗風沙能力強，有著廣泛的適生范圍，甚至在裸露的巖石縫中也可生長。大多林分常年處于低效發展狀態，對文冠果的生長發育產生了極大的影響[3]。近些年，文冠果產業得到了快速發展，很多學者就此開展了相關的研究，主要集中在繁殖技術、生理特性、遺傳變異、新品種選育等方面[4]，而在施肥管理方面的研究相對不多，合理的施肥有助于實現養分的最大化利用[5]。在所有營養元素中，氮肥對植物生長起著最為基礎關鍵性作用，不同的氮肥用量與植物體內各項生理指標、養分分布之間有一定的關聯[6]。為了進一步探索不同氮肥施用量對文冠果樹體內各種養分含量的分布、養分轉運效率的影響，我們開展了此研究。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于阜新蒙古族自治縣西北部20 km處的王府林場文冠果科研基地，該基地東與阜新市細河區四合鎮毗鄰，南與佛寺鎮、東梁鎮交界、西與七家子鄉相連，北與紅帽子鄉接壤。地理位置41°38′ N、121°20′ E,屬于北溫帶半干旱大陸性季風氣候，年均氣溫7.5 ℃左右，年均降水量400 mm左右；試驗地溫室內年均溫15 ℃左右，空氣相對濕度39%左右。

1.2 試驗材料

選擇該基地內長勢一致的文冠果1年生幼苗，平均苗高、地徑分別為35.2 cm、0.684 cm；育苗的塑料花盆來源于當地市售，規格25 cm×25 cm，育苗基質用充分腐熟的牛羊糞與本地土壤充分混合獲得，其pH值6.8，其中全氮、全磷、全鉀的含量分別為6.3%、30.3%、95.4%；供試的氮肥為46%尿素(沈陽從科化工有限公司)；此外還包括Hoagland's缺氮素營養液(試驗前稀釋濃度至原液的1/2 )。

1.3 試驗設計

試驗共設計8個氮肥處理，即全年氮施用量分別為0、50、100、150、200、250、300、350 mg株-1，以不施氮作為對照處理(CK)。每個處理設置100株文冠果幼苗，共計800株。

1.4 試驗方法

試驗于2019年6月開始實施。試驗過程中氮肥施入分12次均勻施入，每7 d施1次，每次施氮肥時與稀釋好的1/2濃度的Hoagland's缺氮素營養液(用量為100 mL株-1)同時施入[7，8]。試驗過程中除試驗設計的氮肥用量不同外，其他管理等均保持一致[9]。

1.5 調查內容及方法

在6月上旬開始試驗前以及9月上旬試驗結束后分別開展文冠果幼苗根、莖、葉的干物質含量及全氮、全磷、全鉀的測定，計算出不同氮肥處理下各種養分的轉運效率。

根、莖、葉的干物質含量測定方法：隨機在各處理中分別選取10株文冠果苗，分別取其根、莖、葉，經過高溫殺青、烘干至恒重后稱量，得到各處理各部位干物質質量。再經過充分粉碎、過篩備用。

根、莖、葉全氮、全磷、全鉀的測定方法：分別稱取上述處理好的樣品0.2 g，濃硫酸-H2O2消煮法消煮，分別采取凱氏定氮法、鉬銻抗比色法、火焰光度計法進行全氮、全磷、全鉀的測量[7,9]。各處理均隨機測量5次，最后取平均值。比較不同處理下文冠果各部分氮磷鉀養分含量(%)的分布情況。

相關的計算公式如下：

養分轉運效率(%)=(各處理9月植株養分積累量-各處理6月植株養分積累量)/6月植株養分積累量×100%；

養分積累量(g/株)=隨機選擇的10株干物質的重量×植株氮或磷或鉀的養分含量/10。

2 結果與分析

2.1 不同氮肥用量對文冠果樹體內各部分養分含量分布的影響

由表1可知，不同氮肥使用量下對各種養分元素在文冠果根、莖、葉中的含量有著不同程度的影響，進而對苗木的生長產生影響。

根部的養分與苗木剛進入生長季或者越冬時的養分供給有著間接的影響關系。由表2可知，根部氮元素含量隨著施氮量的增加表現出先增加再降低的趨勢，其中以300 mg株-1施氮量的處理植物體內氮含量為最高，其次為250 mg株-1的處理，兩者差異不明顯，均超過2.01%；磷含量隨著施氮量的增加先增加后降低，250 mg株-1施氮量，磷含量最高為1.32%；鉀含量以250、300 mg株-1的2個處理相對較高，分別為1.14%、1.20%。總體看，施氮量250 mg株-1的處理更加有利于文冠果幼苗根系的生長發育。

幼苗莖各種養分含量對植物生長季的生長發育有著直接的影響。由表1可知，氮養分含量以250 mg株-1施氮量的處理為最高，達到0.81%，其次是200 mg株-1的處理；磷養分含量以300 mg株-1的處理為最高，達到0.68%，其次是250 mg株-1的處理，為0.63%；鉀含量以施氮量250 mg株-1的處理為最高，達到0.98%。綜合氮、磷、鉀在莖中的含量分析，250 mg株-1施氮量處理更加有利于文冠果幼苗莖部的生長發育。

幼苗葉各種養分含量與幼苗生長發育的情況有著密切的關系。表1可知，葉部氮含量以250 mg株-1施氮量處理為最高，達到2.53%，其次是200 mg株-1的處理，氮含量為2.49%，兩者差異不顯著；磷含量以250 mg株-1施氮量處理為最高，達到1.77%；鉀含量以250 mg株-1施氮量處理為最高，為3.64%。由此可知，250 mg株-1施氮量最利于文冠果幼苗葉部的生長發育。

表1不同氮肥量文冠果幼苗各器官養分含量分布情況比較%

施氮量/mg株-1根氮磷鉀莖氮磷鉀葉氮磷鉀0(CK)1.230.370.750.450.280.522.250.372.67501.290.430.770.500.330.542.270.492.671001.350.560.610.540.410.412.300.582.641501.530.730.670.610.510.482.370.982.622001.810.940.850.720.590.652.491.232.782502.011.321.140.810.630.982.531.773.643002.080.651.200.690.680.792.321.472.143501.790.500.500.510.440.522.201.312.63

2.2 不同氮肥用量對文冠果樹體內養分轉運效率的影響

氮素的施用情況可對植物吸收磷素、鉀素產生影響[10]。由表2可知，在一定施氮量范圍內，隨著施氮量增加，文冠果植株體內氮養分的積累量先逐漸增加。200 mg株-1施氮量時，氮素積累量最多，達到95.2 g株-1，超過200 mg株-1后氮素積累量逐漸降低，氮素的轉運效率變化也是隨著施氮量的增加先增后降。在200 mg株-1施氮量時，氮轉運效率最高，為201.3%，其次是150mg?株-1的處理。氮轉運效率為187.1%；磷素的養分積累量隨著氮肥施用量的增加先增后降，在250mg?株-1施氮量時達到最大，為56.8g?株-1，轉運效率以250mg?株-1的處理為最快，達到95.1%，其次是200mg?株-1的處理。鉀素的養分積累量先增再降，然后又有一定的回升，轉運效率表現為先增再降，之后再增。由此可知，不同的氮肥用量可對氮磷鉀素的養分積累量以及轉運效率產生不同程度的影響，綜合考慮以200～250mg?株-1施氮量為宜；轉運效率各種養分的排序為氮素>鉀素>磷素；此外，還發現文冠果在生長季內磷素的轉運效率低，而磷元素對植物苗期根系生長比較有利，可促使植物成熟期提前、增加產量，由此可知體內磷素的缺乏可能是影響文冠果產量最為重要的因素。

表2不同氮肥用量下文冠果樹體內養分轉運效率比較

施氮量/mg株-16月養分積累量/g株-1氮磷鉀9月養分積累量/g株-1氮磷鉀轉運效率/%氮磷鉀041.654.241.296.885.293.7132.757.2127.45041.854.342.0110.589.7102.8164.465.2144.810042.354.047.9120.490.6115.6184.667.8141.315044.853.751.3128.695.7119.9187.178.2133.720047.355.957.8142.5103.7123.7201.385.5114.025065.159.766.5143.7116.5128.9120.795.193.830069.350.661.2143.167.4139.2106.533.2127.535067.847.357.5137.862.1130.5103.231.3

3 結論

科學施肥可以使植物外在生長環境得以改善，達到加速植物生長的目的。不同氮肥施用量試驗結果表明，隨著施氮量增加，文冠果250 mg株-1施氮量最利于幼苗根系、莖部、葉部的生長發育；各種養分的轉運效率為氮素>鉀素>磷素，且磷元素的缺乏可能是影響文冠果產量的一個重要因素。此外，本試驗是在溫度、濕度比較穩定的溫室內進行，而文冠果的生長環境受到多種因素的影響，如土壤、降雨、氣候等，因此實際生產中精確的施肥效果還需要結合實際情況開展田間驗證試驗，為規模化育苗提供依據。