李輝榮
甘肅省小隴山林業保護中心麻沿林場,甘肅 天水 742303
油松(Pinus tabulaeformisCarr.)是我國特有的樹種,是松科松屬針葉常綠喬木,在我國西北、西南、東北、中原等地均有分布[1]。油松具有根系發達、生長迅速、耐貧瘠、耐干旱的特點,能夠起到改良土壤、涵養水源、保持水土的作用,具有較高的生態價值[2]。油松木材富含松脂,耐腐,適合作為建筑、造船等用材。
在油松育苗過程中,合理施肥是提高苗木品質的關鍵措施。氮是植物生長過程中最為重要的元素之一,是調節植物生命活動和生理代謝的重要物質,同時是植物體內核酸、蛋白質、氨基酸等重要有機化合物的成分[3]。充足的氮肥對促進植物生長和進行正常的生理代謝具有重要意義,因此施氮是調控植物生長的重要手段之一[4]。有機肥主要是指以各種動植物殘體或動物的代謝物為原料并經堆翻、發酵等處理制成的一類肥料,其含有大量有機質,還富含氨基酸、蛋白質、微量元素等植物生長所需的營養成分[5]。大量研究表明,有機肥能夠對土壤起到較好的改良作用,可增加土壤有機質含量,提高土壤的透氣性[6]。近年來,有機肥被廣泛用于農作物種植、園林綠化等,具有較好的應用前景。將有機肥施入土壤后,其含有的小分子物質可以提高植物的內源激素水平,增強植物的養分吸收能力,增加植物的葉綠素含量,從而促進植物生長[7]。然而,目前有關有機肥和氮肥在油松栽培中配合施用的研究還比較少。因此,筆者嘗試研究氮添加配施不同種類有機肥對油松幼苗生長的影響,以期為油松的高效育苗和栽培提供參考。
試驗地位于甘肅省小隴山林業保護中心麻沿林場,地處甘肅省東南部,自然條件優越,雨量充沛,氣候溫和,生態環境多樣,年無霜期170 d左右,年平均降水量531 mm,年平均氣溫10.72 ℃,年日照時間1 750~2 200 h。
試驗對象為1 年生油松幼苗,由小隴山林業實驗局提供。肥料分別為尿素、過磷酸鈣和氯化鉀,購自當地農資市場。有機肥為商品有機肥,分別為二次翻堆通風發酵的豬糞肥、雞糞肥和羊糞肥,購自當地肥料加工企業。
試驗于2021 年4—9 月開展,采用盆栽試驗,以不施氮肥和有機肥作對照(CK),設置氮添加處理(F1)、氮添加配施豬糞肥處理(F2)、氮添加配施雞糞肥處理(F3)、氮添加配施羊糞肥處理(F4)。需要說明的是,5個處理均施用磷肥10 g/株、鉀肥10 g/株,4個氮添加處理中氮施用量為12 g/株,各有機肥施用量均占各處理干土用量的5%。將風干土過篩后按比例加入有機肥,混合均勻后裝入盆中,每盆裝土12 kg,澆透水放置2 d后移栽油松幼苗,每盆移植1 株,每個處理設置30 盆,試驗期間根據實際情況統一進行澆水。
1.4.1 形態特征的測定
2021 年9 月23 日,用游標卡尺測定油松幼苗距離地面1 cm 處的地徑,用刻度尺測定油松幼苗底端到頂端的高度。每個處理測定5株。
1.4.2 生物量的測定
2021 年9 月23 日,將油松幼苗連根系取出,將根、莖、葉分開,分別放入烘箱中烘干至質量恒定。每個處理測5株。
1.4.3 根系發育的測定
將油松幼苗根系帶土取出,用清水沖洗干凈表面泥土,用根系掃描儀(EPSON EXPERSSION 1680)進行掃描,并用WinRHIZO圖像分析軟件分析根表面積、根體積、總根長。
1.4.4 光合參數的測定
2021年8月14日,用LI-6400便攜式光合儀分別測定油松幼苗葉片的凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率和胞間二氧化碳濃度,每個處理測5株,每株重復測3次。
采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 17.0 軟件對數據進行處理和分析,釆用Tukey法進行多重比較。
由表1 可知,氮添加配施有機肥能夠顯著促進油松幼苗生長。幼苗株高表現為F3>F4>F2>F1>CK,各施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),且F1、F2、F3和F4處理分別比CK 高21.27%、28.33%、30.80%和28.96%。幼苗地徑表現為F3>F4>F2>F1>CK,F1處理與CK沒有顯著差異,其他施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),且F2、F3和F4處理分別比CK 高2.85%、10.41%和7.05%。幼苗莖葉生物量表現為F3>F4>F2>F1>CK,各施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),且F1、F2、F3和F4處理分別比CK高5.81%、17.35%、19.60%和19.14%,但F3和F4處理沒有顯著差異。幼苗根系生物量表現為F3>F2>F4>F1>CK,各施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),且F1、F2、F3和F4處理分別比CK 高13.36%、18.71%、26.09% 和13.43%,但F1和F4處理沒有顯著差異??傮w來看,F3處理的油松幼苗長勢較好。
表1 氮添加配施有機肥處理下油松幼苗生長指標
由表2 可知,幼苗總根長表現為F3>F2>F4>F1>CK,各施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),F1、F2、F3和F4處理分別比CK 高23.56%、35.87%、37.43%和33.95。幼苗根表面積表現為F3>F4>F2>F1>CK,F1處理和CK沒有顯著差異,其他施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),F2、F3和F4處理分別比CK 高21.87%、34.94%和28.69%。幼苗根體積表現為F3>F4>F2>F1>CK,各施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),F1、F2、F3和F4處理分別比CK 高7.89%、17.35%、41.32%和28.08%??傮w來看,F3處理的油松幼苗根系生長較好。
表2 氮添加配施有機肥處理下油松幼苗根系形態
由表3可知,氮添加配施有機肥能夠顯著影響油松幼苗的光合作用。幼苗凈光合速率表現為F3>F4>F2>F1>CK,各施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),F1、F2、F3和F4處理分別比CK 高21.39%、25.72%、32.94%和28.35%。幼苗氣孔導度表現為F3>F4>F2>F1>CK,F1處理和CK沒有顯著差異,其他施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),F2、F3和F4處理分別比CK高4.44%、13.33%和8.89%。幼苗胞間二氧化碳濃度表現為CK>F1>F2>F4>F3,各施肥處理均顯著低于對照。幼苗蒸騰速率表現為F3>F2>F4>F1>CK,各施肥處理均顯著高于CK(P<0.05),F1、F2、F3和F4處理分別比CK 高13.37%、18.74%、20.23%和13.51%,但F2與F3處理沒有顯著差異??傮w來看,F3處理的油松幼苗光合參數較好。
表3 氮添加配施有機肥處理下油松幼苗光合參數
已有研究表明,有機肥能夠改善土壤理化性質,提高土壤生物活性,進而為植物提供良好的生長環境[8-10]。此次研究結果表明,氮添加顯著促進了油松幼苗的生長,配施有機肥能夠進一步增加幼苗的苗高、地徑、生物量、總根長、根體積和根表面積,其中以氮添加配施雞糞肥處理的油松幼苗長勢最好。究其原因,可能是有機肥能夠補充土壤有機質含量,且有機肥施用使土壤容重降低、孔隙度增加,改善了根系的生長環境,同時提高了微生物和土壤酶的活性,進而提高了土壤養分的有效性,促進了根系對養分的吸收。
光合作用是光合生物利用光能同化生成有機物的過程,在一定程度上光合作用越強,植株生長狀況越好[11]。此次研究結果表明,氮添加配施有機肥能夠進一步提高油松幼苗凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度,氮添加配施雞糞肥處理時效果最好。究其原因,可能是施用有機肥改善了土壤理化性質,促進了油松幼苗根系的生長,使其對養分、水分吸收較多,為植株進行光合作用提供了充足的物質供應。同時,植物根系伸展空間充足,能夠吸收較多的養分,有利于增強光合作用。
氮添加顯著促進了油松幼苗的生長,配施有機肥能夠進一步增加幼苗的苗高、地徑、生物量和光合參數。其中,以氮添加配施雞糞肥處理的油松幼苗長勢最好,苗高、地徑、莖葉生物量和根系生物量分別比對照增加30.80%、10.41%、19.60%和26.09%,凈光合速率提高32.94%,是較好的施肥方式。