黃秋良,袁宗勝,謝亞兵,陳智勇,陳瑞炎,張國防
(1.福建農林大學林學院,福建 福州 350002;2.閩江學院海洋研究院,福建 福州 350108; 3.長泰縣林業局,福建 漳州 363900;4.永安市林業局,福建 永安 366000)
芳樟(Cinnamomumcamphora)系樟科樟屬的一個生化變種,其富含芳樟醇(C10H18O),故稱為芳樟[1]。樟樹為集重要珍貴用材、天然名貴香料、園林綠化于一身的多用途樹種[2]。科學合理施肥才能做到有效促進植物生殖生長,同時避免不合理施肥造成的環境污染、水土流失、肥料浪費等問題。因此,本研究利用二次回歸正交旋轉設計,研究N、P、K組合施肥對芳樟葉綠素熒光參數的影響,探索不同N、P、K組合施肥對芳樟的光合作用的影響,以期為芳樟油料林的科學施肥提供理論依據。
利用6年生優良芳樟油料林(牡丹1號),當年9月對芳樟油料林樹木進行平茬,留樁30 cm;10月對芳樟油料林進行施肥試驗,每個處理3個重復,每個重復50株,翌年進行葉綠素熒光參數測定。
試驗地位于福建省泉州市永春縣南美村芳樟油料林試驗基地,118°24′41.5″ E、25°21′47.39″ N,海拔300 m,屬亞熱帶季風氣候,年平均氣溫21.6 ℃左右,極端高溫40.4 ℃,極端低溫-2.4 ℃,年均降雨量達1 304.2 mm,年均無霜期約330 d,年平均日照時數約為1 827 h。試驗地為丘陵地、山地紅壤,土層深厚,肥力中等;試驗林造林密度5 104株hm-2(株行距1.4 m×1.4 m)。
采用二次回歸正交旋轉試驗設計,見表1、表2。共設23個試驗處理+1個對照,每個處理3次重復,每個重復50株。將N、P、K肥料按照試驗設計,在距離芳樟樹樁3 0cm處環狀擴穴,施入土壤中,尿素有效成分46%、過磷酸鈣有效成分12%、氯化鉀有效成分60%。在試驗期間,統一管護,于翌年5月對試驗林常規撫育。

表1 N、P、K肥料處理水平
葉綠素熒光參數測定:采用便攜式葉綠素熒光參數(0~30 p),對各植株1/2高度的相同部位成熟葉片,進行暗處理20 min,然后測定Fo、Fv/Fm、Fv/Fo等,求出每株芳樟片葉的平均值,進行3個重復。數據采用Excel 2017和DPS7.05統計軟件進行分析。
初始熒光Fo是光系統Ⅱ(PSⅡ)反應中心處于完全開放時的熒光產量[4],初始熒光Fo值越高說明PSⅡ反應中心的失活或受破壞程度越高[5]。最大熒光Fm反映了PSⅡ的電子傳遞和熒光產量的變化[4],最大熒光Fm越大,光合速率越快。

表2 芳樟的葉綠素熒光參數值
注:Duncan新復全距極差法,小寫字母不同表示在0.05水平上顯著差異
由表2可知,對照組的初始熒光是63.75,試驗組的初始熒光平均值是59.71,比對照組低6.67%。對照組的最大熒光是160.60,試驗組的最大熒光Fm是112.00~266.55,試驗組的最大熒光Fm比對照組的最大熒光Fm高出4.95%~37.82%。表明,在N、P、K組合施肥下,降低了葉綠素初始熒光Fo值,提高最大熒光Fm值。
可變熒光Fv可作為PSⅡ反應中心活性大小的相對指標[6],Fm/Fo具有反映經過PSⅡ的電子傳遞情況[7]。由表2可知,對照組的可變熒光Fv是104.71,試驗組的可變熒光Fv平均值是128.58,比對照組的可變熒光Fv高出22.80%。對照組的Fm/Fo值是2.87,除試驗組的Fm/Fo平均值是3.15,比對照組高出9.76%。表明,在N、P、K組合施肥下,試驗組的芳樟的PSⅡ反應中心活性較高,還原能力較強,PSⅡ的電子傳遞情況較穩定。
PSⅡ的潛在活性Fv/Fo反映PSⅡ的潛在活性[8],最大光化學效率Fv/Fm值常用來判斷植物受光抑制的程度[7]。由表2可知,對照組的PSⅡ的潛在活性Fv/Fo值是1.87,試驗組的PSⅡ的潛在活性Fv/Fo平均值是2.15,比對照組的PSⅡ的潛在活性Fv/Fo高出14.95%。對照組的最大光化學效率Fv/Fm是0.69,試驗組的最大光化學效率Fv/Fm主要集中在0.68~0.74。表明,在N、P、K組合施肥下,芳樟光合作用的光能利用效率更高,但對照組和試驗組均受到光抑制。
N、P、K是植物生長必需的大量營養元素,參與植物的光合作用、碳水化合物合成分解轉運、脂肪酸的合成分解等代謝活動[9-11]。在不同N、P、K組合施肥下,芳樟的葉綠素熒光參數的各項指標均存在顯著性差異,不同N、P、K組合對芳樟的光合作用產生顯著影響。
野外開展芳樟油料林葉綠素熒光參數研究,受到溫度、降雨等不可控因素的影響,但對芳樟油料林的生產更具有指導意義。N、P、K組合施肥提高了芳樟油料林的PSⅡ反應中心的活性,增強了反應還原能力;提升光合速率、光能轉換率和光能利用率。