葉面肥對薄殼山核桃幼苗生長的影響

周米生，王陸軍，肖正東，蔡新玲

(安徽省林業科學研究院，安徽 合肥 230031)

薄殼山核桃(Carya illinoinensis)是世界上著名干果，果仁色香味美、材質優良、根系發達，既是重要的木本油料樹種，也是涵養水源、保持水土的優良生態樹種，種植薄殼山核桃受益期長，經濟效益、社會效益和生態效益明顯[1]。為推動薄殼山核桃產業發展，培育優質壯苗是關鍵，苗木的好壞直接關系到造林成活率、幼林的生長速度和林分的生產能力。

薄殼山核桃幼苗期根系發育不完善，根系吸收能力較弱。在根際施肥不能完全滿足作物優質高產需求的前提下，往往是通過葉面噴施營養元素或活性物質來調控作物生長、影響作物養分吸收利用效率而達到增加作物產量的目的[2]。葉面施肥作為一種輔助的施肥方式，在國內外已經廣泛應用，作為土壤施肥的補充，葉面施肥具有補充營養迅速、發揮肥效充分、經濟實惠、對土壤污染小等特點[3]。有關葉面肥施用技術在農業上已廣泛研究與應用，如西瓜[4]、葡萄[5]、菠菜[6]、番茄[7～8]，草莓[9]，黃瓜[10]等專用葉面肥的研究取得了一些成果，有關林業育苗生產中葉面肥研究報道尚少。其中，在油茶方面左繼林[11]等的研究結果指出，1.5%的尿素葉面肥能顯著提高油茶幼苗的株高生長，而0.1%硼肥+0.2%磷酸二氫鉀的配方能很好地促進地徑生長。何應會[12]等研究表明，當葉面肥N-P-K配比為11-13-4，噴施濃度為2.0%時，油茶幼苗生長量最大。張祥會[13]等研究表明，葉面噴施微量元素能提高橡膠苗葉片的 N、P、K、Ca、Mg養分含量。國內關于薄殼山核桃葉面肥未見報道，國外研究表明，對薄殼山核桃幼苗噴施氮、鋅肥能夠促進苗木生長、增加葉面積和提高光合作用能力[14～15]；在薄殼山核桃施肥過程中，氮磷鉀等大量元素多用以根施，葉面施肥報道較少[16～18]。

筆者試驗以尿素與磷酸二氫鉀作為參試因子，旨在通過葉面施肥試驗，研究不同濃度下氮、磷、鉀肥對薄殼山核桃幼苗生長的影響，為培育薄殼山核桃優質壯苗提供參考依據和實踐指導。

1 試驗地概況

試驗地位于安徽省六安市金安區金地豪農業生態有限公司育苗基地內，屬亞熱帶濕潤季風氣候，該地區季風顯著，雨量適中，熱量豐富，光照充足，無霜期較長。試驗地2019年平均氣溫16.8 ℃，平均降雨量816 mm，平均海拔76 m，無霜期 215 d，有效積溫2 255℃。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

主要包括分析純尿素CO( NH2)2( 含量≧99. 0%) 、磷酸二氫鉀KH2PO4(KH2PO4≧98.0%)，溶劑為純水。其中尿素[19]是一種用途較廣的氮肥，有利于促進植物葉片生長和光合作用的進行，在生產中可與其他元素復合使用；尿素分子進入植物體內后，可參與作物的氮代謝，易為植物吸收利用等優點在生產實踐中被廣泛應用，而且效果還很好[20～21]。磷酸二氫鉀屬新型高濃度磷鉀二元素復合肥料，也是重要的生長調節劑，具有顯著增產增收、改良優化品質、抗倒伏、抗病蟲害、防治早衰等許多優良作用，并且具有克服因植物生長后期根系老化、吸收能力下降而導致的營養不足的作用[22]。

2.2 試驗對象

以當年生薄殼山核桃實生苗為處理材料，在試驗開始前，挑選一批生長情況良好、長勢均勻一致的幼苗作為試驗對象，處理前測定每株苗木的苗高、地徑。苗高用鋼卷尺進行測量，地徑用游標卡尺進行測量。噴施前平均苗高為15.0 cm，平均地徑為0.41 cm。

2.3 試驗設計

試驗采用2因素4水平雙向隨機區組設計[23]，2個因素為: 尿素 CO( NH2)2( 簡寫 CO) 、磷酸二氫鉀KH2PO4(簡寫PK) ，每個因素分高、中、低、空白4種濃度，試驗設計見表1。該試驗設計是一種均衡的完全實施方案，具有正交性，2因素的4水平各自兩兩相交，共組成16個試驗處理組。每組處理以20株為1小區，重復3次，共計處理960株薄殼山核桃幼苗。

待幼苗長到6～7片復葉后，選擇晴朗無風的上午9:00～10:00時，采用壓力噴壺將肥料溶液噴施到葉片背面及正面，每月1次，試驗于2019年7月1日開始，8月29日結束，共噴3次，所有參試對象不再施肥，田間管理措施保持一致。

2.4 生長性狀指標調查

苗木停止生長后，于2020年1月調查苗高、地徑，每個處理調查30株。并計算出苗高、地徑生長量增幅，即(2020年1月時的生長量-2019年7月時的生長量)/(2019年7月時的生長量)，數據統計結果見表2。

表2 苗高、地徑增幅統計

2.5 數據分析

筆者所用數據均為平均值，將基礎數據錄入Excel表格后，利用Origin軟件將基礎數據轉換成矩陣數據，擬合出反應曲面方程，并制作出產量反應曲面圖和等產線圖。

3 結果與分析

3.1 產量反應曲面方程

將表2中苗高、地徑增幅數據分別與噴施的CO、PK用量進行三維曲面擬合[24～25]，得到產量反應曲面方程，見表3。由表3中(Sig均<0.01)可知，苗高、地徑增幅與肥料間極顯著性相關，表明肥料效應可用產量反應曲面方程進行分析。

表3 生長性狀指標肥料效應方程

根據產量反應曲面方程對苗高、地徑增幅繪制產量反應曲面圖，由圖1,圖2可知，2個曲面圖均呈鐘形曲面，即生長性狀指標的增幅達到最大值之前，增幅隨肥料用量的增加而上升[25]；達到最大值之后，增幅隨著肥料用量的增大開始下降。根據植物生長基本規律，反應曲面的頂點即為薄殼山核桃苗高、地徑的最大增幅，對應的CO、PK施肥量及配比即為各產量指標的最佳施肥量及最佳配比。另外，結合曲面的幾何特性可以發現，施肥用量越接近產量反應曲面的頂點，斜率越小，氮、磷鉀肥的邊際產量就越小，因而產量增加的速率也就越小。

圖1 苗高增幅反應曲面

圖2 地徑增幅反應曲面

式中：Y為增幅指標，CO為尿素用量，PK為磷酸二氫鉀用量，COPK為2種肥料交互作用，下同。

3.2 肥料效應

3.2.1 單因子效應 對表3的二元二次回歸方程進行降維處理，即令其中一個因子為0，便可獲得各因素與苗高增幅、地徑增幅的一元二次方程(見表4)。由表4及表2可知：單施CO時，苗高、地徑最大增幅分別為39.26%、63.90%，分別比對照提高了18.07%、15.03%；單施PK時，苗高、地徑最大增幅分別為38.45%、62.72%，分別比對照提高了17.26%、14.05%；可見，單施CO或PK對提高薄殼山核桃苗木生長具有一定效果，從增幅上來看，單施CO比單施PK效果更好。

由表4中單因素效應方程可知：苗高、地徑增幅與單一肥料用量的關系均呈拋物線形式，即生長性狀指標增幅隨肥料用量的增加呈先上升后下降的趨勢，說明苗高、地徑增幅均有一個單施肥料的最佳用量。以苗高與CO為例，單施CO苗高最大增幅為39.26%，在達到峰值前，苗高增幅隨著CO用量增加而增加，達到峰值之后，苗高增幅隨著CO用量增加開始下降。

表4 生長性狀指標單因素效應方程

3.2.2 全因子模擬試驗 將CO、PK 2因素4水平每兩兩組合，分別代入表3中產量反應曲面方程，即可模擬出16個試驗結果(表5)。由表5可知，單施CO(處理1、5、9、13)和單施PK(處理1、2、3、4)情況下，各生長性狀指標增幅均呈拋物線變化，其中在CO(處理9)或PK(處理3)時生長性狀指標增幅最大。兩種肥料配合施用(處理6、7、8、10、11、12、14、15、16)情況下，苗高增幅在處理7時最大為41.76%，地徑增幅在處理11時最大為68.50%；配合施用時，苗高最大增幅比對照、單施CO和單施PK分別提高了8.74%、2.55%和3.44%，地徑最大增幅比對照、單施CO和單施PK分別提高了15.29%、5.22%和6.39%。

表5 生長性狀指標雙因素模擬試驗結果

綜合單施及配合施肥效果可知，在薄殼山核桃幼苗生長過程中，無論是單施CO或者PK，還是配合施用，幼苗生長性狀指標增幅均表現出先增加后減少的趨勢，單施尿素優于單磷酸二氫鉀，配合施肥比單施效果更好。從全因子模擬結果來看，模擬結果與田間試驗較為接近，表明肥料產量反應曲面方程擬合程度較理想。

3.2.3 交互效應 對比表4和表6可知，CO和PK配合施用下的苗高、地徑的最大增幅均明顯高于單施CO或PK的增幅，表明兩者交互效應明顯，且交互效應高于單因子效應，即CO與PK配施比單施效果更好。通過交互效應分析可得到苗高、地徑的CO、PK最佳施用量及最佳配比，由CO、PK最佳施肥量組成的最佳施肥點即為產量反應曲面的頂點，該點所對應的產量值即為配合施肥的最高理論產量，即在該條件下CO與PK配合施肥理論上能得到的最大生產量。

表6 生長性狀指標交互效應分析

由表6可知，在CO和PK的交互作用下，當CO用量為1.824 g·L-1、PK用量為0.894 g·L-1，兩者比例為2.040∶1時，苗高增幅達到最大理論值42.13%；CO用量為2.558 g·L-1、PK用量為0.985 g·L-1，兩者比例為2.597:1時，地徑增幅達到最大理論值68.51%。

3.2.4 肥料最佳用量及最佳配比線方程 由生長性狀指標的等產線圖(圖3、圖4)和表5可見，同一產量的獲得可由CO、PK兩種肥料施用量的不同配比來實現。反應曲面的頂點就是等產線圖的圓心O，即各生長指標的最高生長量，脊線OA、OB與坐標軸所包圍的區域為合理肥料用量區域[26]。在這個區域內，產量恒定時兩種肥料的用量具有相互替代作用，即增加CO用量可以減少PK用量，反之亦然。根據經濟的原則，最大程度地降低成本才能獲得最高的經濟利潤，施用廉價肥料且降低肥料用量，以求得成本最低的用肥量，即最佳配比。按照市場上，尿素(CO)2元·kg-1，七水硫酸鋅(PK)5元·kg-1，一株實生苗10元計算，求得最適配比線方程見表7。另外，由最適配比線方程，可在等產線圖上繪出最適配比線OP。從最適配比線與等產線的交點上即可得到某一產量水平下的CO、PK最適配比方案。

圖3 苗高等產線

圖4 地徑等產線

表7 等產線圖脊線切點和最佳配比線方程

4 結論與展望

優質苗木是發展薄殼山核桃產業的關鍵，苗木的質量直接影響后續的嫁接成活率及造林成功率。由于薄殼山核桃苗期根系并不完善，根系吸收能力有限，通過葉面施肥提高苗木生長量十分必要。Neumann[27]研究表明植物的葉片在吸收水分時能像根一樣吸收所需的營養物質，經研究，作物對葉面吸收養分的利用效果與根部施肥是一樣的[28]。氮磷鉀是植物生長發育所必需的大量營養元素，主要功能是為作物提供各種營養元素，改善作物的營養狀況，能有效、快速地補充植物的營養。試驗以尿素和磷酸二氫鉀為葉面肥研究對薄殼山核桃幼苗生長的影響，從試驗結果來看，噴施葉面肥后，各個處理均生長性狀指標均優于對照，表明葉面肥能提高薄殼山核桃幼苗生長量，從生長指標增幅趨勢來看，這種促進作用呈鐘形曲面，這種變化趨勢與沙棘[24]、油茶[25]等研究結論一致；也即是隨著葉面肥增加，生長指標增幅隨之增加，當超過峰值后，隨肥量增加開始減小。推測原因是在幼苗期，葉片吸收能力有限，過多的肥料不僅會造成浪費，甚至會殘留在葉表面產生肥害，因此，生產上應當根據苗木需肥量合理施肥，切忌過量噴施葉面肥。

對薄殼山核桃幼苗生長性狀指標的二元二次回歸方程進行單因素、雙因素和全因素模擬的結果表明，單施尿素比單施磷酸二氫鉀效果好，兩者配合噴施的效果比單施效果要好，這與張祥會[13]等在橡膠苗上研究結論相符，即各種營養元素在植物體內產生相互的影響，筆者試驗中氮磷鉀三者具有協同作用。在兩種肥料配合施用時，當CO用量為1.824 g·L-1，PK用量為0.894 g·L-1，兩者配比為2.040∶1時，苗高增幅達到最大理論值42.13%；CO用量為2.558 g·L-1，PK用量為0.985 g·L-1，兩者配比為2.597∶1時，苗高增幅達到最大理論值68.51%。

由等產線圖可見，對苗高增幅、地徑增幅有明顯促進作用的范圍CO合理用量為0～2.722 g·L-1、0～3.447 g·L-1，PK合理用量為0～0.294 g·L-1、0～0.410 g·L-1。在薄殼山核桃苗木培育過程中，在肥料充足時應按最佳施肥量施肥；當肥料不足時，CO、PK用量和配比應滿足最適配比線方程。試驗結論可為薄殼山核桃苗木培育提供參考依據，但田間試驗影響因子較多，很難保持一致，因此，不能機械套用一種模式，應結合育苗情況具體分析，按照科學的肥料配比進行葉面噴施。