不同施肥處理對觀光木幼苗生長及葉片養分含量的影響

唐新瑤 亢亞超,2 王凌暉 周倍竹

（1. 廣西大學林學院 廣西南寧 530004；2. 駐馬店市綠化處 河南駐馬店 463000）

觀光木（Tsoongiodendron odorum）是木蘭科（Magnoliaceae）觀光木屬（Tsoongiodendron）常綠喬木，又名香花木、香木楠、宿軸木蘭，樹冠濃密、樹形優美，是優良庭院觀賞樹種和行道樹種，其木材結構細致，可作為優良木材使用；除此之外，觀光木的樹皮、枝條和木質部的某些化學成分還能用于癌癥治療[1]。觀光木為中國特有且被國家列為珍稀瀕危植物，是古老的孑遺樹種，對研究古代植物區系、古地理、古氣候都有重要的科學價值，是重要的植物種質資源，具有重要的研究意義[2]。

育苗期施肥是植物培育的重要技術環節之一，對促進植物生長、提高產量和品質等發揮重要作用[3]。在苗木施肥過程中，施肥用量的確定尤為關鍵，對苗木進行養分補充和調節，可以維持土壤肥力并改善苗木質量，促進其健康快速生長。合理的配比施肥能促進植物的生長發育[4]，研究科學經濟的氮磷鉀施肥配比具有十分重要的意義，能最大限度地發揮土壤對林木的肥力作用，既能使肥料物盡其用，又能加速培育壯苗[5]。近年來對觀光木的研究力度不斷加大。本研究對觀光木進行氮磷鉀配比施肥試驗，分析不同處理對觀光木幼苗生長的影響，篩選促進其幼苗健康快速成長的最佳組合，以期為觀光木幼苗的推廣及施肥管理提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地概況 試驗地位于廣西壯族自治區南寧市廣西大學林學院教學實驗基地內（經度108°17′13.32″，緯度22°51′22.5″），地屬亞熱帶季風氣候，陽光充足，濕潤多雨，氣候溫和，適宜觀光木幼苗生長，各處理組的環境條件一致。

1.1.2 試材 試驗用苗來源于南寧市樹木園，為長勢一致的一年生觀光木實生苗[（株高（24.17±0.29）cm，地徑（5.57±0.10）mm]。2018年10月選取出100株健康的幼苗移植于規格為17 cm（徑）×14 cm（高）的塑料育苗盆內進行緩苗，盆栽苗整齊排列并保持一定的苗木間距，確保受光均勻。

1.1.3 供試土壤與肥料 供試土壤為偏酸性赤紅壤，與粗沙以3∶1的比例混勻后作栽培基質。試驗所用氮肥為尿素（天津市科密歐化學試劑有限公司，含N 46.67%），磷肥為過磷酸鈣（天津市光復科技發展有限公司，含P2O522.6%），鉀肥為氯化鉀（天津博迪化工股份有限公司，含K2O 52.7%）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 試驗時間為2019年3—11月，采用氮磷鉀三因素三水平正交設計，CK為不施肥對照組，共10組處理，每個處理組設10個重復。于3—10月每月初用灌澆施肥法進行施肥處理，每次每盆施加100 mL處理溶液，隔30 d施肥1次，共8次。根據合理施肥計算公式[6]并結合預實驗結果，同時參考銀彬吾等[7]的配比施肥試驗設計，分析得出肥料施用水平（表1）和施肥試驗設計（表2）。試驗過程中統一進行澆水、除草等工作。

表1 肥料施用水平 單位：g/株

表2 施肥試驗設計 單位：g/株

1.2.2 指標測定 于第8次施肥處理30 d后（2019年11月），選擇在天氣晴朗的上午進行采樣，并對觀光木幼苗根莖葉生物量、葉面積、根系指標、葉片養分含量進行測定。

生物量：將植株挖取并清洗干凈后用紙吸干表面水分，把根、莖、葉分別裝入信封袋，放置烘箱內以105℃殺青半小時，置于75℃烘干至恒重，再測定各部分干重[8]。葉面積：使用CI-203手持式激光葉面積儀進行測定[8]；根系指標：使用Epson根系掃描儀對各處理的根系進行掃描，之后使用WinRHIZO分析軟件得到觀光木幼苗的根表面積、總根長、總根體積、根尖數、根平均直徑[8]；葉片養分含量：葉片全氮含量使用奈氏比色法[9]進行測定，葉片全磷含量使用釩鉬黃比色法[9]進行測定，葉片全鉀含量使用火焰光度計法[9]進行測定。

1.2.3 數據處理與分析 采用Excel 2020進行數據處理與制圖，用SPSS 26.0軟件進行方差分析、極差分析等。

隸屬函數公式為：F（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax–Xmin），其中F（Xi）為隸屬函數值，Xi為該指標數值，Xmax和Xmin分別為該指標的最大值和最小值[10]。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對觀光木幼苗生物量的影響

方差分析和極差分析可知，氮磷鉀配比施肥對觀光木幼苗生物量指標影響達到極顯著水平（p<0.01），N、P、K三因素對根、葉生物量影響效應為N>K>P，對莖生物量影響效應為N>P>K。由圖1可知，根莖葉生物量的變化趨勢相似，根生物量整體排序為T6>T5>T4>T1>T2>T3>T8>T9>T7>CK，莖生物量整體排序為T6>T5>T2>T4>T3>T1>T8>T7>T9>CK，葉生物量整體排序為T6>T5>T4>T1>T2>T3>T8>T9>T7>CK，觀光木幼苗各部位（根、莖、葉）生物量均在T6處理組取得最大值，分別為18.767、24.790、47.507 g，顯著高于其他處理，比不施肥（CK）提高了250.13%、194.77%、393.17%。

圖1 不同施肥處理對觀光木幼苗生物量的影響

2.2 不同施肥處理對觀光木幼苗葉面積的影響

方差分析和極差分析可知，氮磷鉀配比施肥對觀光木幼苗葉面積指標影響達到極顯著水平（p<0.01），N、P、K三因素對葉面積影響效應為N>P>K。由表3可知，葉面積大小整體表現為T6>T5>T4>T2>T3>T1>T8>T9>T7>CK，觀光木幼苗葉面積在T6處理組取得最大值，為172.046 cm2，顯著高于其他處理組，比不施肥（CK）提高了170.31%。

表3 不同施肥處理對觀光木幼苗葉面積和根系指標的影響

2.3 不同施肥處理對觀光木幼苗根系的影響

方差分析和極差分析可知，氮磷鉀配比施肥對觀光木幼苗根系指標影響達到極顯著水平（p<0.01），N、P、K三因素對根表面積、總根長、根尖數、根平均直徑影響效應為N>K>P，對總根體積的影響效應為N>P>K。由表3可知，根表面積整體表現為T6>T5>T2>T4>T1>T8>T3>T9>T7>CK，總根長整體表現為T6>T5>T4>T2>T1>T3>T8>T9>T7>CK，總根體積整體表現為T6>T5>T4>T2>T1>T8>T3>T9>T7>CK，根尖數整體表現為T6>T5>T4>T2>T1>T8>T3>T9>T7>CK，根平均直徑整體表現為T6>T5>T4>T2>T1>T8>T3>T9>T7>CK；觀光木幼苗各根系指標（根表面積、總根長、總根體積、根尖數、根平均直徑）均在T6處理組取得最大值，分別為407.549 cm2、938.355 cm、12.713 cm3、6 581個、7.030 mm，顯著高于其他處理組，比不施肥（CK）提高了147.36%、67.31%、133.99%、228.89%、280.00%。

續表3 不同施肥處理對觀光木幼苗葉面積和根系指標的影響

2.4 不同施肥處理對觀光木幼苗葉片養分含量的影響

方差分析可知，氮磷鉀配比施肥對觀光木幼苗葉片養分含量影響達到極顯著水平（p<0.01）。由表4可知，葉片養分含量的變化趨勢各不相同，葉片氮含量整體表現為T9>T8>T7>T6>T5>T4>T3>T2>T1>CK，葉片磷含量整體表現為T6>T9>T5>T4>T8>T2>T1>T3>T7>CK，葉片鉀含量整體表現為T7>T5>T9>T3>T6>T8>T4>T2>T1>CK，觀光木幼苗葉片養分含量在T9、T6、T7處理組取得較大值，分別為34.911、1.343和10.574 g/kg，顯著高于其他處理組，比不施肥對照組CK提高了78.34%、96.35%、58.34%。

表4 不同施肥處理對觀光木幼苗葉片養分含量的影響 單位：g/kg

2.5 不同施肥處理下觀光木幼苗各項指標的相關性分析和隸屬函數分析

由表5可知，根莖葉生物量、葉面積、根系指標、葉片磷含量之間呈極顯著正相關（p<0.01）。葉片氮含量與莖生物量、葉面積呈負相關，與其余指標均呈正相關；葉片鉀含量與各項指標均呈正相關，但葉片氮、鉀含量與各項指標之間的相關性均不顯著。綜上所述，總體上看觀光木幼苗的生長指標之間、葉片養分含量之間存在一定的相關性，各指標之間關系較為密切，相互影響。

表5 不同施肥處理下各項指標的相關性分析結果

隸屬函數評價觀光木幼苗對不同施肥處理的綜合表現可知，葉片氮含量、葉片鉀含量與其他指標相關性均不顯著，故刪去，分別計算各指標的隸屬度。由表6可知，不同施肥處理下，各處理組的平均隸屬值均高于對照組（CK），觀光木幼苗平均隸屬函數值的排序為T6>T5>T4>T2>T1>T3>T8>T9>T7>CK，其中平均隸屬函數值在T6處理組取得最大值，T5處理組次之，在對照組（CK）取得最小值。

表6 不同施肥處理下各項指標的隸屬函數值

3 討論與結論

3.1 討論

氮磷鉀是植物生長過程中所需的重要的大量元素[11]。目前針對觀光木育苗施肥方面的研究報道甚少。本研究采用三因素三水平正交實驗，探索不同配比施肥對觀光木幼苗生長的影響。本研究發現，氮磷鉀配比施肥對觀光木幼苗生長指標及葉片養分含量的影響達到極顯著差異水平（P<0.01），配比施肥處理促進了觀光木幼苗的生長發育，各生長指標均在T6處理組取得最大值，在對照組（CK）取得最小值，T6處理組生長指標顯著高于對照組CK。根據N、P、K影響效應可知，氮元素對觀光木幼苗生長的影響最大，磷、鉀元素對各指標具有不同程度的影響。由隸屬函數分析可以看出，施氮水平為1.2 g/株的處理組生長表現最好，施N水平為1.8 g/株的處理組在施肥處理中生長狀況最差，可能是由于氮素過量導致養分脅迫，如果肥料施用量繼續增加則有可能抑制植物的生長，使苗木生長狀況次于不施肥的對照組（CK）。同一施氮水平的處理組，由于P、K的施用量不同，苗木的生長狀況也存在差異。由此看出，合適范圍內的配比施肥才能對植物幼苗的生長發育起到最大的促進作用，氮是影響觀光木幼苗生長的首要因子，但必須與磷、鉀合理搭配，才會有更好的效果，這與李婷等[3]、程勇等[12]對望天樹、青岡櫟的施肥研究結論一致。

大量研究表明，施肥能促進植物的生長發育，為植物生長提供充足的營養基礎[13]。在合適的范圍內，施肥能夠促進地上部分和根系的生長，根據生物量和根系各指標的變化，可以衡量植物在生長發育過程中對資源的獲取能力及對環境的適應性[11]，而植物葉片具有制造有機物的強大作用，葉面積越大越有利于幼苗對光能的截獲及利用[14]。本研究發現，不同施肥處理下觀光木幼苗的根莖葉生物量、葉面積、根表面積、總根長、總根體積、根尖數、根平均直徑均在T6處理組取得最大值，各指標總體呈現先上升后下降的趨勢，說明在合適的范圍內，施肥能明顯促進觀光木幼苗生物量、單位葉面積和根系的生長，而超出一定限度后促進作用開始減弱。相關性分析表明，觀光木幼苗的根莖葉生物量、葉面積、根系指標之間具有極顯著的正相關性，各因子之間存在相互作用、相互促進的關系。施力軍[13]等認為，適宜的肥料施用會促使植物地上部分合理分布，保持了植株間的通風及透光性，植株具備光合所需的葉面積，促進了源和庫的分配趨于平衡。而施肥量過多或過少時，植株因肥害或缺肥而生長受限，地上部生長量不足，葉面積減小，光合產物少，影響有機物向根部積累，根部產量難以提高，這與本試驗結論一致。

施肥水平會對植物葉片養分含量有一定的影響[15]。本研究發現，施肥可有效提高植株養分含量，以供生長發育吸收利用，觀光木幼苗葉片氮磷鉀含量在不同處理中有不同程度的變化幅度，隨各元素施用量的增加葉片中該元素的含量也呈現不斷增加的趨勢，這與童琪等[16]、付曉鳳等[8]對南酸棗、扁桃的施肥研究結論一致。另有學者研究發現，隨著氮施用量的增加，葉片氮含量卻顯著下降，這可能是由于過量施氮導致葉片因營養生長過旺而產生元素稀釋作用[17]。

結合隸屬函數分析可知，平均隸屬函數值在T6處理組取得最大值，本試驗中的配施處理在不同程度上對觀光木幼苗的生長發育起到了促進作用，使苗木茁壯成長，反映了苗木施肥的必要性和重要性。

3.2 結論

本研究結果表明，適量的氮磷鉀配比施肥能有效促進觀光木幼苗的生長發育。綜合各項指標結果及隸屬函數分析，T6（N2P3K1）為本試驗條件下促進觀光木幼苗生長的最佳施肥配方，即當純氮、純磷、純鉀的施用總量分別為1.2、2.7、0.5 g/株時促進作用最大。