不同氮磷钾配比缓释肥对华北落叶松容器苗生长的影响

奚旺，刘勇，马履一，李国雷，贾忠奎，蒋乐，陈闯，史文辉

（北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083）

不同氮磷钾配比缓释肥对华北落叶松容器苗生长的影响

奚旺，刘勇，马履一，李国雷，贾忠奎，蒋乐，陈闯，史文辉

（北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083）

以华北落叶松播种容器苗为研究对象，在总施氮量相同的条件下，设4个施肥配比处理，通过比较苗木形态指标及矿质元素含量的差异，研究不同施肥方式、施肥配比对华北落叶松容器苗生长的影响。结果表明：苗木生物量及氮含量随着磷、钾肥比例的增加而呈增加趋势；缓释肥氮磷钾配比为13∶13∶13、释放期为150～180d、施氮量为100mg/株为华北落叶松当年生容器苗最佳施肥处理，此处理下苗木生物量和氮含量达到最大，分别为0.54 g/株、13.79 mg/株，平均苗高为13.0cm、地径为2.7 mm，较国家行业标准LY1000-91中规定的1年生华北落叶松容器苗的苗高、地径分别增加30.3%、33%，苗木合格率为95%，比国标规定的要求增加5%。

华北落叶松；容器苗；缓释肥；氮磷钾配比；苗木质量

华北落叶松Larix principis-rupprechtii是中国特有乡土树种，适应性强，抗瘠薄[1]，材质优良，耐腐朽，并有防风保土、涵养水源等生态效能[2]，是我国华北地区主要造林树种之一。容器苗相比裸根苗能有效提高造林成活率与保存率，在现代造林中应用十分广泛，尤其对于加快土壤瘠薄、气候条件恶劣立地的绿化和人工林培育具有重要意义[3-5]。

在生长过程中所需营养物质均从基质中获取，由于生长空间有限，科学施肥是容器育苗的重要措施之一[6-7]。当前容器苗培育多采用的随水施肥技术消耗大量人力、物力和水资源，且易造成环境污染，如氮淋溶量高达50kg/hm2[8]。采用缓释肥培育容器苗，肥料中的养分随苗木生长以指数级释放，不仅符合植物生长指数递增需求，还可减少施肥作业次数，有效克服施肥过程中氮损失，减少养分淋溶量，提高肥料利用率，节约灌溉水，减少环境污染[9-13]。

目前缓释肥在国外苗木培育中已得到广泛应用[14-18]，我国仅见对水曲柳Fraxinus mandschurica[19]、 火 炬 松Pinustaeda[20]、 桃 树Prunus persica[21]、 柑 橘Citrus reticulata[22]、 长白落叶松Larix olgensis[23-24]、日本落叶松Larix kaempferi[25]等树种的研究，而关于缓释肥氮磷钾配比对容器苗生长影响方面的研究极少，在国外容器育苗中缓释肥氮磷钾配比研究已得到一定进展，如花旗松Pseudotsuga menziesii最适配比为15∶9∶12[18，26]，地中海松Pseudotsuga menziesii为9∶13∶18[16]，北美红栎Quercus rubra为15∶5∶15[27]，而13∶13∶13配比下更利于云杉Picea、刺槐Robinia pseudoacacia、铁心木Metrosideros polymorpha、 紫 锥 花Echinacea[28]、以及栎属Quercus、桃金娘科Myrtaceae等植株生长[8]，但其在华北落叶松容器育苗方面的研究尚未见报道。本文针对这一点开展研究，以期找出华北落叶松容器育苗的最佳缓释肥氮磷钾配比，为今后容器育苗的科学施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地位于北京林业大学妙峰山教学实验林场的森林培育学科普照院科研基地温室内（116°28′E，39°54′N）。华北落叶松种子来源于河北省承德市围场县林木种苗站，千粒重为6.13 g。育苗容器（型号：SC10Super，材料：ABS）上口直径为3.8 cm，高度为21 cm，内表面均匀分布4条凸起的导根肋，底部有4个小孔以利于排水和空气修根。育苗基质为泥炭和蛭石，混合比例为3∶1（体积比）。肥料为济南乐喜施肥料有限公司生产的包裹型缓释复合肥。

1.2 试验设计

试验时间为2012年4月至11月，采用完全随机区组设计，共4个施肥处理，采用的缓释肥氮磷钾比例为：处理Ⅰ，15∶5∶15；处理Ⅱ，18∶10∶12；处理Ⅲ，13∶13∶13；处理Ⅳ，水溶性肥作为对照。选用目前容器育苗最佳随水施肥方式进行施肥，即根据苗木生长的养分需求规律，每次施肥量呈指数增加，施肥量同步于苗木养分需求量，其氮磷钾比例为10∶6∶6[29-31]。4个施肥处理的施氮总量均为100mg/株，具体见表1。每个处理50株苗，重复5次，苗木总数1 000株。

表1 不同处理氮磷钾施肥量Table 1N, P and K fertilizing amounts under different fertilization treatments

1.3 试验方法

1.3.1 种子处理与播种

种子处理：2012年4月16日，将华北落叶松种子用0.5%的高锰酸钾溶液浸泡2 h，然后用清水冲洗干净，再置于含水量约为60%的细沙中进行层积催芽，培养箱的温度为20℃，催芽时间为1周。

施肥准备：按照试验设计的育苗株数计算所需缓释肥量并提前称好，将缓释肥一次拌入基质中，混合均匀。水溶性肥从5月17日至8月30日进行随水指数施肥，每周1次，总施氮量为100mg/株。

装杯：4月19日，将混合均匀后的基质装入容器内，边装填边压实，摆放于钢丝网面育苗床上，播种前3～5 d，浇水至水能从容器底部渗出。

播种：4月23日，用竹签在基质中央扎出1.0cm左右深的小洞，放入3～6粒经催芽的种子并覆表土，覆盖厚度控制在0.5～0.8 cm。

1.3.2 苗期管理

播种后，每隔2 d用喷雾器喷水保持土壤湿润直至出苗，出苗1个月后进行间苗，每容器保留1株健壮苗木。幼苗期多次适量灌水，使基质含水量达到其饱和含水量的80%～85%以上。速生期大量灌水，灌溉次数减少为每周1次，使基质含水量达到其饱和含水量的70%～75%以上。生长后期控制灌水，每10日灌溉1次，使基质含水量达到其饱和含水量的60%～70%以上。用50%多菌灵可湿性粉剂600倍液喷雾防治病害，从幼苗期开始每2周进行1次，共7次。及时除草。

1.3.3 取样与测定

11月8日，对苗木进行破坏取样。每个施肥处理随机选取40株苗木，测定其苗高、地径。然后随机等分成5组，每组分别按根、茎、叶形成混合样品。先在105℃烘箱中杀青20min，再在70℃烘箱中烘48 h。分别测定根、茎、叶生物量，再将样品粉碎，过2 mm筛，用H2SO4-H2O2法消煮，利用全自动定氮仪采用奈氏比色法测定氮浓度，利用分光光度计采用钼锑抗比色法测定磷浓度，利用火焰光度计测定钾浓度[32]。

1.4 数据分析

数据记录和整理采用Excel2007软件，数据处理采用SPSS18.0进行单因素方差分析，如果差异显著（P＜0.05），则用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥配比对苗高、地径的影响

从表2可以看出，华北落叶松容器苗的苗高和地径随着缓释复合肥中磷、钾肥比例的提高而呈逐渐增大的趋势。方差分析结果表明，处理Ⅲ的苗高显著高于其他处理（P＜0.05），地径也达到最大值，即苗高、地径在缓释肥氮磷钾配比为13∶13∶13、施肥量为100mg·株-1时为最大，分别达到13.03 cm和2.69 mm，较中华人民共和国行业标准“容器育苗技术”LY1000-91中规定的1年生华北落叶松容器苗的苗高、地径分别增加30.3%、33%[33]。而处理Ⅲ的高径比也显著高于处理Ⅰ、Ⅱ，其他处理之间差异不显著，一般来说，在苗高达到要求的情况下，高径比越小越好，本试验4个处理的高径比均符合国标要求[33]。

表2 不同施肥配比处理下华北落叶松1年生容器苗苗高、地径及高径比（n=40）†Table 2Seedling height, root collar diameter (RCD) and ratio of height to diameter in response to different fertilization treatments

2.2 不同施肥配比对生物量的影响

苗木根、茎、叶的生物量在不同施肥配比处理下表现出随着缓释肥中磷肥比例的提高生物量呈逐渐增大的趋势（见图1）。多重比较结果表明，处理Ⅰ即氮磷钾配比为15∶5∶15的缓释肥培育的苗木根和茎的生物量显著低于处理Ⅱ、Ⅲ，其叶的生物量显著低于处理Ⅲ；处理Ⅲ根、茎、叶的生物量均达到最大，分别为176.53、181.23、179.50mg/株。就苗木单株总生物量而言，各施肥处理下苗木总生物量的大小顺序依次为处理Ⅲ＞处理Ⅱ＞处理Ⅳ＞处理Ⅰ，且方差分析结果显示，苗木单株生物量在不同施肥处理下差异显著（P＜0.05），处理Ⅲ的苗木总生物量达到最大，为537.36 mg/株，显著高于处理Ⅰ，施肥处理Ⅱ次之，苗木生物量为486.35 mg/株。

2.3 不同施肥配比对苗木N、P、K吸收的影响

图1 不同施肥处理下的根、茎、叶及单株生物量Fig.1 Seedling root, stem, leaves biomass and whole seedling biomass in response to different fertilization treatments

不同处理对苗木氮磷钾元素的含量影响较大，各施肥处理苗木平均氮含量顺序依次为处理Ⅲ＞处理Ⅱ＞处理Ⅳ＞处理Ⅰ（见表3），不同施肥处理对苗木氮吸收的影响存在显著差异（P＜0.05）。施肥处理Ⅲ的苗木氮含量和浓度均达到最大，分别为13.79 mg/株和2.67%；施肥处理Ⅰ的苗木氮含量最低，为9.54 mg/株，显著低于处理Ⅲ。可见在相同施氮量下，苗木氮含量随着缓释肥中磷肥比例的增加而呈增大趋势。

处理Ⅰ的磷肥比例最低，其对应苗木磷含量为1.24 mg/株，显著低于处理Ⅳ，其他施肥处理苗木磷含量差异均不显著（见表3）。可见随着缓释肥中磷肥比例的降低，苗木磷含量也呈减少趋势，同时也不利于苗木对氮的吸收。此外，处理Ⅳ的苗木磷含量及浓度均最高，分别为1.80mg/株和0.42%，可见施用水溶性肥对苗木吸收磷效果明显。

在4个施肥处理中，苗木平均钾含量顺序依次为处理Ⅱ＞处理Ⅳ＞处理Ⅲ＞处理Ⅰ（见表3）；处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ之间差异不显著，处理Ⅰ苗木钾含量最低，显著低于处理Ⅱ。但处理Ⅰ的苗木钾浓度最高，这可能是由于处理Ⅰ苗高、地径均偏小，苗木整体生物量也最低，因此，和其他处理相比，钾含量低，但其浓度并不低；而处理Ⅲ的苗木钾含量与其他处理均无显著差异，但其浓度显著低于其他处理。

表3 不同施肥配比处理对苗木N、P、K吸收的影响Table 3Responses of contents and concentrations of N, P and K of Larix principis-rupprechtii seedlings to different fertilization treatments

2.4 不同施肥配比对苗木合格率的影响

各施肥处理下平均苗高、地径均达到国家标准。表4中，各处理间苗木合格率差异显著，合格苗比例随磷、钾肥比例的增加而增大，在处理Ⅰ下苗木合格率仅为65%，而处理Ⅲ的合格苗所占比例达到95%，高于该国标规定的90%的要求[33]，显著高于其他处理。同时，处理Ⅲ华北落叶松容器苗平均苗高、地径均达到最大，苗木质量显著提高。

表4 不同施肥配比处理下苗木合格率Table 4Qualified rate of seedlings under different fertilization treatments

3 结论

不同施肥方法和施肥配比直接影响施肥效果，从而影响苗木质量。采用缓释肥氮磷钾的比例为13∶13∶13、释放期为150～180d、施氮量为100mg/株Ⅰ的处理为华北落叶松当年生容器苗最佳施肥处理。该处理下苗木生物量和氮含量均达到最大，分别为0.54 g/株、13.79 mg/株；苗高13.03 cm，地径2.69 mm，较国标分别增加30.3%、33%。合格苗所占比例为95%，高于该国标规定的90%的要求[33]。

本试验结果表明，采用缓释肥育苗，在施氮量一定的情况下，随着缓释肥中磷、钾肥比例的增加，特别是磷肥比例的增加，苗木的苗高、地径及苗木合格率均有所提高；苗木生物量及氮含量随着缓释肥中磷、钾肥比例的增加也呈增加趋势，适当增加磷、钾肥的比例可以促进苗木对养分的吸收，增加苗木生物量积累，提高苗木质量，这与Oliet等[16,34]的研究结果相似。

容器育苗过程中使用缓释肥可避免发生由于过量施肥而引起对种子或幼苗的伤害，提高养分利用效率，国外学者的相关试验也证明了这一点[18,26]。朱本岳等[20]的研究结果也表明，苗木在缓释肥处理下氮利用率成倍提高。据FAO统计，目前中国氮肥利用率仅为30%～35%，磷肥仅为10%～25%，钾肥为35%～50%，远远低于发达国家水平[15]；采用缓释肥可使氮肥利用率达60%～80%，在达到相同产量的情况下，可降低施肥量约50%[13]。因此，与水溶性肥相比，在容器育苗过程中采用科学合理的缓释肥氮磷钾配比既能显著提高苗木质量，又可以达到节肥、环保和省工的综合效益，在不同树种容器育苗的研究应用中具有广泛的前景。

[1]任宪威.树木学[M].北京:中国林业出版社,1997:71-72.

[2]翟洪波,殷建伟,魏晓霞.半干旱地区华北落叶松人工林合理密度探讨——以塞罕坝机械林场为例[J].林业资源管理,2006, (3):48-50,93.

[3]刘 勇.我国苗木培育理论与技术进展[J].世界林业研究,2000,13(5):43-49.

[4]李国雷,刘 勇,祝 燕,等.国外容器苗质量调控技术研究进展[J].林业科学,2012,48(8):135-140.

[5]Edward R W, Kristjan C V, Andrew P. Root characteristics and growth potential of container and bare-root seedlings of red oak(Quercus rubraL.) in Ontario,Canada[J].New Forests, 2007,34(2):163-176.

[6]邓 煜,刘志峰.温室容器育苗基质及苗木生长规律的研究[J].林业科学,2000,36(5):33-39.

[7]邓华平,王正超,耿赓.不同氮、磷、钾量对金叶榆容器苗生长效果的比较[J].中南林业科技大学学报,2009,29(5):62-66.

[8]Dumroese R K, Pinto J R, Jacobs D F, et al. Subrrigation reduces water use,nitrogen loss and moss growth in a container nursery[J]. Native plants,2006,7(3):253-260.

[9]Gandeza A T,Shoji S,Yamada I.Simulation of crop response to polyolefin coated urea I:Field dissolution[J].Soil Sci. Am. J,1991,55:1462-1467.

[10]Dumroese R K, Page-Dumroese D S, Salifu K F, et al.Exponential fertilization of Pinus monticla seedlings:Nutrient uptake efficiency,leaching fractions,and early out planting performance[J].Canadian Journal of Forest Research,2005,35(12): 2961-2968.

[11]Hawkins B J,Burgess D,Mitchell A K.Growth and nutrient dynamics of western hemlock with conventional or exponential greenhouse fertilization and planting in different fertility conditions[J].Canadian Journal of Forest Research,2005,35(4):1002-1016.

[12]张玉凤,曹一平,陈 凯.膜材料及其构成对调节控释肥料养分释放特性的影响[J].植物营养与肥料学报,2003,9(2):170-173.

[13]张 民,杨越超,宋付鹏.包膜控释肥料研究与产业化开发[J].化肥工业,2005,32(2):7-13.

[14]Haase D L, Alzugaray J, Rose R, et al. Nutrient-release rates of controlled-release fertilizers in forest soil[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis,2007,38:739-750.

[15]Trenkel M E.Controlled-release and Stabilized Fertilizer in Agriculture[R].Paris:The International Fertilizer Industry Association,1997:124-127.

[16]Oliet J A, Planelles R, Artero F, et al. Field performance of Pinus halepensis planted in Mediterranean arid conditions:relative inf l uence of seedling morphology and mineral nutrition[J].New Forests,2009,37(3):313-331.

[17]Haase D L,Rose R,Trobaugh J.Field performance of three stock sizes of Douglas-fir container seedlings grown with slow-release fertilizer in the nursery growing medium[J].New Forests,2006,31:1-24.

[18]Jacobs D F, Rose R, Haase D L. Development of Douglasfir seedling root architecture in response to localized nutrient supply[J]. Canadian Journal of Forest Research,2003,33:118-125.

[19]范志强.氮磷营养及氮形态对水曲柳幼苗生长和生理的影响机制[D].哈尔滨:东北林业大学,2004.

[20]朱本岳,俞巧钢,郑永平,等.控释肥在苗木生产中的应用[J].浙江大学学报:农业与生命科学版,2000,26(3):274-276.

[21]张守仕,彭福田,姜远茂,等.肥料袋控缓释对桃氮素利用率及生长和结果的影响[J].植物营养与肥料学报,2008,14(2):379-386.

[22]余观梅,朱本岳,俞巧钢.施用缓释肥对柑桔产量和品质的影响[J].土壤肥料,2002(5):40-41.

[23]魏红旭,徐程扬,马履一,等.缓释肥和有机肥对长白落叶松容器苗养分库构建的影响[J].应用生态学报,2011,22(7):1731-1736.

[24]祝 燕,马履一,刘 勇,等.控释氮肥对长白落叶松苗木生长的影响[J].南京林业大学学报:自然科学版,2011,35(1):24-28.

[25]楚秀丽,孙晓梅,张守攻,等.日本落叶松容器苗不同控释肥生长效应[J].林业科学研究,2012,25(6):697-702.

[26]Jacobs D F, Timmer V R. Fertilizer induced changes in rhizosphere electrical conductivity:Relation to forest tree seedling root system growth and function[J].New Forests,2005,30: 147-166.

[27]Davis,Overton,Dumroese.Influence of irrigation method and container type on red oak northern seeding growth and media electrical conductivity[J].Native plants,2008,9(1):4-13.

[28]Pinto,Chandler,Dumroese.Growth,nitrogen use efficiency,and leachate comparison of subirrigated and overhead irrigated pale purple conef l ower seedlings[J].Hort Science,2008,43(3):897-901.[29]Salifu K F, Timmer V R. Optimizing nitrogen loading of Picea mariana seedlings during nursery culture[J].Journal of Forest Research,2003,33:1287-1294.

[30]Way D A, Seegobin S D, Sage R F. The effect of carbon and nutrient loading during nursery culture on the growth of black spruce seedlings:a six-year field study[J].New Forests,2007,34(3): 307-312.

[31]Salifu K F, Jacobs D F. Characterizing fertility targets and multi-element interactions in nursery culture of Quercus rubra seedlings[J]. Annals of Forest Science,2006,63(3):231-237.

[32]涂 佳,欧阳昶,吴建平,等.金银花氨基酸有机无机专用肥的增产示范研究[J].中南林业科技大学学报,2012,32(12):191-194.

[33]李 洁,皮 兵,袁 巍,等.湖南不同土壤类型盛果期油茶测土施肥配方研究[J].中南林业科技大学学报,2011,31(9):19-23, 33.

[34]Oliet J A, Planelles R, Segura M L, et al. Mineral nutrition and growth of containerized Pinus halepensis seedlings under controlled-release fertilizer[J].Scientia Horticulturae,2004, 103:113-129.

Effects of slow-release fertilizer with different ratio of N, P and K on growth of containerized Larix principis-rupprechtii seedlings

XI Wang, LIU Yong, MA Lv-yi, LI Guo-lei, JIA Zhong-kui, JIANG Le, CHEN Chuang, SHI Wen-hui
(Key Lab. for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

An experiment was conducted to study the effects of slow-release fertilizer with different ratio of N, P and K on growth of containerized Larix principis-rupprechtii seedlings. The shoot height, root collar diameter, biomass, concentrations and contents of N,P and K of containerized Larix principis-rupprechtii seedlings were measured as the indicators. The results show that the biomass and N content increased with the increasing proportion of P and K; while the fertilization treatment Ⅲ was the best treatment (N︰P︰K=13︰ 13︰ 13, the release period was 150～180days, 100mg of nitrogen per plant); with the optimum fertilization treatment, the seedling biomass and N content reached the maximum values, being 0.54 g per plant and 13.79 mg per plant, respectively; the average seedling height, root collar diameter and qualif i ed rate of seedlings reached 13.0cm, 2.7 mm and 95%, respectively, which increased by 30.3%, 33% and 5% compared to the National Seedling Standard.

Larix principis-rupprechtii; container seedling; slow release fertilizer; N, P and K ratio; seedling quality

S753.53+2

A

1673-923X(2014)05-0026-05

2014-03-10

国家林业公益性行业科研专项经费项目（201004021）

奚旺（1990-），女，硕士研究生，主要研究方向：苗木培育理论与技术

刘勇（1961-），男，教授，博士生导师，主要研究方向：森林培育学；E-mail：lyong@bjfu.edu.cn

[本文编校：吴毅]