氮肥對(duì)中山杉幼苗生長(zhǎng)的影響

摘 要：以中山杉406 1 a生扦插苗為試驗(yàn)材料，設(shè)置了5個(gè)不同形態(tài)氮素配比處理及1個(gè)不施氮肥處理，比較了不同處理對(duì)中山杉幼苗生長(zhǎng)、生物量積累及光合參數(shù)的影響。結(jié)果表明：不同形態(tài)氮素對(duì)中山杉幼苗生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累量及光合參數(shù)存在顯著影響。NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%時(shí)，中山杉幼苗株高、地徑、干物質(zhì)積累量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率最高，是最適宜中山杉幼苗生長(zhǎng)的氮素比例。

關(guān)鍵詞：氮肥；中山杉；幼苗；生長(zhǎng)；影響

中圖分類號(hào)：S792.99 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-7909（2024）11-115-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.11.026

0 引言

中山杉（Taxodium 'Zhongshanshan'）是柏科落羽杉屬植物，主要分布在我國(guó)江蘇、云南、重慶等地，具備良好的耐濕、耐腐蝕、耐鹽堿特性。中山杉是我國(guó)重要的綠化樹種，廣泛應(yīng)用于園林綠化、生態(tài)建設(shè)、灘涂造林等領(lǐng)域［1］。

氮是植物生長(zhǎng)的必需元素，是植物生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)構(gòu)建過(guò)程中吸收最多的一種礦質(zhì)元素［2］。常用的氮肥主要有硝態(tài)氮、銨態(tài)氮及酰胺態(tài)氮，不同作物偏好吸收的氮素在形態(tài)上有所差異。蔡?hào)|升等［3］發(fā)現(xiàn)硝銨比為8∶2時(shí)，“土豪”番茄幼苗生長(zhǎng)效果最佳；王立冬等［4］發(fā)現(xiàn)，較高硝態(tài)氮濃度的混合處理最有利于木荷的光合作用和生物量積累。目前，有關(guān)中山杉適宜的氮素形態(tài)尚未見報(bào)道。基于此，筆者進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，以供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省永新縣七溪嶺林場(chǎng)。當(dāng)?shù)貙賮啛釒Ъ撅L(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，年平均氣溫為18.2 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)為1 756.9 h，無(wú)霜期為283 d，年平均降水量為1 530.7 mm。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為中山杉406 1 a生扦插苗，用純水徹底清洗幼苗根部，用0.5%高錳酸鉀溶液消毒后測(cè)量幼苗初始鮮重，挑選長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗移入下直徑為32.72 cm、上直徑為37.56 cm、高度為42.36 cm的花盆內(nèi)，花盆內(nèi)裝有6 kg栽培基質(zhì)（珍珠巖與蛭石質(zhì)量比為2∶1）。待幼苗緩苗10 d后進(jìn)行試驗(yàn)，緩苗期間澆灌營(yíng)養(yǎng)液（1/2Hoagland營(yíng)養(yǎng)液）。試驗(yàn)用銨態(tài)氮為（NH4）2SO4、硝態(tài)氮為NaNO3。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在自然界中，植物可利用的無(wú)機(jī)氮主要為銨態(tài)氮（NH4+-N）和硝態(tài)氮（NO3--N），且土壤中NH4+-N和NO3--N通常以不同比例呈異質(zhì)性分布。在異質(zhì)性N環(huán)境下，林木對(duì)土壤環(huán)境中的NH4+-N和NO3--N有選擇性地吸收，在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中會(huì)形成不同的N吸收偏好及利用效率。大量研究表明，不同供N量和銨硝態(tài)氮會(huì)影響植物的光合特性，進(jìn)而影響其生長(zhǎng)發(fā)育。

采取盆栽試驗(yàn)，研究共設(shè)置6個(gè)處理，分別為CK處理（不施氮肥）、T1處理（NO3--N與NH4+-N施入比例為100%∶0）、T2處理（NO3--N與NH4+-N施入比例為75%∶25%）、T3處理（NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%）、T4處理（NO3--N與NH4+-N施入比例為25%∶75%）、T5處理（NO3--N與NH4+-N施入比例為0∶100%）。每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)設(shè)置5株中山杉幼苗。各處理營(yíng)養(yǎng)液中除NO3--N和NH4+-N濃度配比不同外，總氮水平保持一致（各處理組氮水平均保持在5 mg/kg），用HCl和NaOH調(diào)節(jié)pH值至5.5，加入C2H4N4以防止NH4+-N硝化。試驗(yàn)用NaNO3作為硝態(tài)氮。因此，在定容前用NaCl進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保各處理營(yíng)養(yǎng)液內(nèi)Na+濃度相同。各處理幼苗每5 d澆灌1次營(yíng)養(yǎng)液，每次每盆澆灌100 mL。試驗(yàn)于2023年4—9月進(jìn)行，為期6個(gè)月，共澆灌營(yíng)養(yǎng)液26次。在試驗(yàn)過(guò)程中，除營(yíng)養(yǎng)液不同外，其余管理方式均一致。

1.4 測(cè)量指標(biāo)及方法

1.4.1 植株形態(tài)

試驗(yàn)結(jié)束后，分別測(cè)量幼苗株高、地徑。

1.4.2 干物質(zhì)積累量

試驗(yàn)結(jié)束后，將中山杉幼苗連根取出，洗凈表面基質(zhì)后，將地上部和地下部分開，于105 ℃下殺青30 min后，在75 ℃下烘干至恒重，分別測(cè)量地上部干物質(zhì)積累量、地下部干物質(zhì)積累量，計(jì)算干物質(zhì)總積累量。

1.4.3 光合參數(shù)

在晴天上午，用Li-6400型便攜式光合測(cè)定儀測(cè)量中山杉幼苗中部葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、胞間二氧化碳摩爾分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥對(duì)中山杉幼苗生長(zhǎng)特性的影響

不同形態(tài)氮素對(duì)中山杉幼苗生長(zhǎng)特性的影響見表1。由表1可知，不同形態(tài)氮素對(duì)中山杉幼苗株高、地徑均存在顯著影響，隨著NO3--N施入比例的降低、NH4+-N施入比例的升高，中山杉幼苗株高、地徑均表現(xiàn)為先升高后降低的變化趨勢(shì)。其中，株高由CK處理的57.67 cm逐漸升高至T3處理的65.47 cm，接著降低至T5處理的60.72 cm，T2與T5處理、T1與T5處理中山杉幼苗株高差異不顯著；地徑由CK處理的9.69 mm逐漸增大至T3處理的11.49 mm，接著減少至T5處理的11.03 mm，T3與T4處理、T4與T5處理、CK與T1處理中山杉幼苗地徑差異不顯著。

由此可以看出，氮肥的施入可顯著增加中山杉幼苗株高、地徑，NO3--N與NH4+-N配施更有利于中山杉株高、地徑的增加。NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%時(shí)，中山杉幼苗株高、地徑為最高。

2.2 氮肥對(duì)中山杉幼苗干物質(zhì)積累量的影響

不同形態(tài)氮素對(duì)中山杉幼苗干物積累量的影響見表2。由表2可知，不同氮素形態(tài)對(duì)中山杉幼苗地上部干物質(zhì)積累量、地下部干物質(zhì)積累量、總干物質(zhì)積累量均存在顯著影響。中山杉幼苗地上部干物質(zhì)積累量整體在8.39～12.18 g，由高到低排序依次為：T3處理（12.18 g）gt;T2處理（11.56 g）gt;T4處理（11.17 g）gt;T5處理（10.53 g）gt;T1處理（9.86 g）gt;CK處理（8.39 g），T2與T4處理中山杉幼苗地上部干物質(zhì)積累量差異不顯著；不同處理中山杉地下干物質(zhì)積累量、總干物質(zhì)積累量變化趨勢(shì)與地上部干物質(zhì)積累量基本一致，中山杉幼苗地下部干物質(zhì)積累量整體在9.21～14.18 g，總干物質(zhì)積累量整體在17.60～26.36 g。

由此可以看出，氮肥的施入可顯著提高中山杉幼苗地下部干物質(zhì)積累量、地上部干物質(zhì)積累量和總干物質(zhì)積累量，NO3--N與NH4+-N配施更有利于中山杉幼苗生物量的提高。NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%時(shí)，中山杉幼苗干物質(zhì)積累量為最高。

2.3 氮肥對(duì)中山杉幼苗光合參數(shù)的影響

不同形態(tài)氮素對(duì)中山杉幼苗光合參數(shù)的影響見表3。由表3可知，不同形態(tài)氮素對(duì)中山杉幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳摩爾分?jǐn)?shù)、蒸騰速率這4個(gè)光合參數(shù)均存在顯著影響。隨著NO3--N施入比例的降低、NH4+-N施入比例的升高，中山杉幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率這3個(gè)指標(biāo)均表現(xiàn)為先升高后降低的變化趨勢(shì)。中山杉幼苗凈光合速率由CK處理的8.70 μmol/（m2·s）逐漸升高至T3處理的11.63 μmol/（m2·s），接著降低至T5處理的10.16 μmol/（m2·s）；氣孔導(dǎo)度由CK處理的0.23 μmol/（m2·s）逐漸升高至T3處理的0.61 μmol/（m2·s），接著降低至T5處理的0.44 μmol/（m2·s），T3與T4處理中山杉幼苗氣孔導(dǎo)度差異不顯著，T2與T4處理中山杉幼苗氣孔導(dǎo)度差異不顯著；蒸騰速率由CK處理的2.88 μmol/（m2·s）逐漸升高至T3處理3.06 μmol/（m2·s），接著降低至T5處理的2.96 μmol/（m2·s），T2、T3、T4處理中山杉幼苗蒸騰速率差異不顯著，CK、T1、T5處理中山杉幼苗蒸騰速率差異不顯著。

隨著NO3--N施入比例的降低、NH4+-N施入比例的升高，中山杉幼苗胞間二氧化碳摩爾分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)出先降低后升高的變化趨勢(shì)，由CK處理的304.67 μmol/mol逐漸降低至T3處理的198.44 μmol/mol，接著逐漸升高至T5處理的245.58 μmol/mol。

由此可以看出，氮肥的施入可顯著提高中山杉幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率，顯著降低胞間二氧化碳摩爾分?jǐn)?shù)。NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%時(shí)，中山杉幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率為最高，胞間二氧化碳摩爾分?jǐn)?shù)為最低。

3 討論與結(jié)論

不同形態(tài)氮素會(huì)影響作物生長(zhǎng)，同時(shí)NO3--N與NH4+-N對(duì)作物生長(zhǎng)的影響不同［5］。在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，NO3--N與NH4+-N均是主要氮源，而適宜的NO3--N與NH4+-N施用比例對(duì)中山杉幼苗的生長(zhǎng)研究尚未見報(bào)道。該研究發(fā)現(xiàn)，NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%時(shí)，中山杉幼苗株高、地徑、干物質(zhì)積累量為最高，表明在施氮量相同的情況下，NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%最有利于中山杉幼苗的生長(zhǎng)。同時(shí)，相較于較低濃度的NH4+-N，較高濃度的NH4+-N更有利于中山杉幼苗株高、地徑的提高及干物質(zhì)的積累，這可能與中山杉等針葉樹種對(duì)銨態(tài)氮具有吸收偏好有關(guān)［6］。但并不是NH4+-N濃度越高越好，NH4+-N施入過(guò)多時(shí)，會(huì)抑制植物根系對(duì)陽(yáng)離子的吸收，影響細(xì)胞內(nèi)外滲透調(diào)節(jié)，導(dǎo)致體內(nèi)離子平衡失調(diào)，同時(shí)過(guò)多的NH4+會(huì)進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)并儲(chǔ)存于液泡中，可能因細(xì)胞酸化而傷害細(xì)胞，甚至?xí)a(chǎn)生銨毒效應(yīng)［7］。

在植物生長(zhǎng)過(guò)程中，光合作用是植物物質(zhì)積累的關(guān)鍵。該研究發(fā)現(xiàn)，NO3--N與NH4+-N混合施用比單一氮素處理更有利于中山杉幼苗的光合作用，NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%時(shí)，中山杉幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率為最高。

綜上所述，不同氮素形態(tài)對(duì)中山杉幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)、干物質(zhì)積累量及光合參數(shù)存在顯著影響。NO3--N與NH4+-N施入比例為50%∶50%時(shí)，中山杉幼苗株高、地徑、干物質(zhì)積累量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率為最高，是最適宜中山杉幼苗生長(zhǎng)的氮素比例。

參考文獻(xiàn)：

［1］周麗麗，李曉娟，陳志君，等.中山杉扦插及造林技術(shù)分析［J］.現(xiàn)代園藝，2024，47（2）：41-43.

［2］李樹斌，周麗麗，伍思攀，等.不同氮素形態(tài)對(duì)干旱脅迫杉木幼苗養(yǎng)分吸收及分配的影響［J］.植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2020，26（1）：152-162.

［3］蔡?hào)|升，楊文潔，段伊佩，等.不同氮素形態(tài)及配比對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)和生理特性的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（16）：113-118.

［4］王立冬，梁海燕，王燕茹，等.不同氮素形態(tài)與配比對(duì)杉木和木荷幼苗光合特性及生長(zhǎng)的影響［J］.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，41（2）：217-224.

［5］盧穎林，李慶余，徐新娟，等.不同形態(tài)氮素對(duì)番茄幼苗體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（21）：122-130.

［6］閆小莉，林智熠，胡文佳，等.林木氮素吸收偏好性及其形成機(jī)制研究進(jìn)展［J］.世界林業(yè)研究，2020，33（5）：25-30.

［7］馮名開，李蘭蘭，顏妙珍，等.不同氮素形態(tài)肥料對(duì)油茶春梢生長(zhǎng)的影響［J］.廣西科學(xué)，2022，29（1）：201-208.