黃秋良,袁宗勝,謝亞兵,陳智勇,陳瑞炎,張國(guó)防
(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院,福建 福州 350002;2.閩江學(xué)院海洋研究院,福建 福州 350108; 3.長(zhǎng)泰縣林業(yè)局,福建 漳州 363900;4.永安市林業(yè)局,福建 永安 366000)
芳樟(Cinnamomumcamphora)系樟科樟屬的一個(gè)生化變種,其富含芳樟醇(C10H18O),故稱(chēng)為芳樟[1]。樟樹(shù)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(shù)種[2]。科學(xué)合理施肥才能做到有效促進(jìn)植物生殖生長(zhǎng),同時(shí)避免不合理施肥造成的環(huán)境污染、水土流失、肥料浪費(fèi)等問(wèn)題。因此,本研究利用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì),研究N、P、K組合施肥對(duì)芳樟葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響,探索不同N、P、K組合施肥對(duì)芳樟的光合作用的影響,以期為芳樟油料林的科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。
利用6年生優(yōu)良芳樟油料林(牡丹1號(hào)),當(dāng)年9月對(duì)芳樟油料林樹(shù)木進(jìn)行平茬,留樁30 cm;10月對(duì)芳樟油料林進(jìn)行施肥試驗(yàn),每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)50株,翌年進(jìn)行葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定。
試驗(yàn)地位于福建省泉州市永春縣南美村芳樟油料林試驗(yàn)基地,118°24′41.5″ E、25°21′47.39″ N,海拔300 m,屬亞熱帶季風(fēng)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(dá)1 304.2 mm,年均無(wú)霜期約330 d,年平均日照時(shí)數(shù)約為1 827 h。試驗(yàn)地為丘陵地、山地紅壤,土層深厚,肥力中等;試驗(yàn)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(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì),見(jiàn)表1、表2。共設(shè)23個(gè)試驗(yàn)處理+1個(gè)對(duì)照,每個(gè)處理3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)50株。將N、P、K肥料按照試驗(yàn)設(shè)計(jì),在距離芳樟樹(shù)樁3 0cm處環(huán)狀擴(kuò)穴,施入土壤中,尿素有效成分46%、過(guò)磷酸鈣有效成分12%、氯化鉀有效成分60%。在試驗(yàn)期間,統(tǒng)一管護(hù),于翌年5月對(duì)試驗(yàn)林常規(guī)撫育。

表1 N、P、K肥料處理水平
葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定:采用便攜式葉綠素?zé)晒鈪?shù)(0~30 p),對(duì)各植株1/2高度的相同部位成熟葉片,進(jìn)行暗處理20 min,然后測(cè)定Fo、Fv/Fm、Fv/Fo等,求出每株芳樟片葉的平均值,進(jìn)行3個(gè)重復(fù)。數(shù)據(jù)采用Excel 2017和DPS7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。
初始熒光Fo是光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)反應(yīng)中心處于完全開(kāi)放時(shí)的熒光產(chǎn)量[4],初始熒光Fo值越高說(shuō)明PSⅡ反應(yīng)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(chǎn)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?zé)晒鈪?shù)值
注:Duncan新復(fù)全距極差法,小寫(xiě)字母不同表示在0.05水平上顯著差異
由表2可知,對(duì)照組的初始熒光是63.75,試驗(yàn)組的初始熒光平均值是59.71,比對(duì)照組低6.67%。對(duì)照組的最大熒光是160.60,試驗(yàn)組的最大熒光Fm是112.00~266.55,試驗(yàn)組的最大熒光Fm比對(duì)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(yīng)中心活性大小的相對(duì)指標(biāo)[6],F(xiàn)m/Fo具有反映經(jīng)過(guò)PSⅡ的電子傳遞情況[7]。由表2可知,對(duì)照組的可變熒光Fv是104.71,試驗(yàn)組的可變熒光Fv平均值是128.58,比對(duì)照組的可變熒光Fv高出22.80%。對(duì)照組的Fm/Fo值是2.87,除試驗(yàn)組的Fm/Fo平均值是3.15,比對(duì)照組高出9.76%。表明,在N、P、K組合施肥下,試驗(yàn)組的芳樟的PSⅡ反應(yīng)中心活性較高,還原能力較強(qiáng),PSⅡ的電子傳遞情況較穩(wěn)定。
PSⅡ的潛在活性Fv/Fo反映PSⅡ的潛在活性[8],最大光化學(xué)效率Fv/Fm值常用來(lái)判斷植物受光抑制的程度[7]。由表2可知,對(duì)照組的PSⅡ的潛在活性Fv/Fo值是1.87,試驗(yàn)組的PSⅡ的潛在活性Fv/Fo平均值是2.15,比對(duì)照組的PSⅡ的潛在活性Fv/Fo高出14.95%。對(duì)照組的最大光化學(xué)效率Fv/Fm是0.69,試驗(yàn)組的最大光化學(xué)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(duì)照組和試驗(yàn)組均受到光抑制。
N、P、K是植物生長(zhǎng)必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素,參與植物的光合作用、碳水化合物合成分解轉(zhuǎn)運(yùn)、脂肪酸的合成分解等代謝活動(dòng)[9-11]。在不同N、P、K組合施肥下,芳樟的葉綠素?zé)晒鈪?shù)的各項(xiàng)指標(biāo)均存在顯著性差異,不同N、P、K組合對(duì)芳樟的光合作用產(chǎn)生顯著影響。
野外開(kāi)展芳樟油料林葉綠素?zé)晒鈪?shù)研究,受到溫度、降雨等不可控因素的影響,但對(duì)芳樟油料林的生產(chǎn)更具有指導(dǎo)意義。N、P、K組合施肥提高了芳樟油料林的PSⅡ反應(yīng)中心的活性,增強(qiáng)了反應(yīng)還原能力;提升光合速率、光能轉(zhuǎn)換率和光能利用率。