土壤水分和氮素对针叶树种苗期生长的影响

李海波

摘要：指出了华北落叶松和云杉是华北地区重要的针叶树种，以华北落叶松和云杉作为研究对象，通过人工控制条件进行了栽培实验，设置了不同的土壤水分和氮素营养处理，调查了苗期苗高、地径、枝干生物量、根生物量和叶绿素含量，研究了土壤水分和氮素营养对华北落叶松和云杉苗期生长的效应，结果表明：华北落叶松和云杉苗期生长对土壤水分响应和氮素浓度响应均存在差异。

关键词：华北落叶松;云杉;土壤水分;氮素

中图分类号：Q948

文献标识码：B文章编号：16749944（2014）12005702

1材料与方法

1.1材料

本实验所用苗木均为3年生苗，华北落叶松栽植前平均地径0.560cm，平均苗高39.13cm;云杉平均地径为0.302cm，平均苗高为10.62cm。

1.2苗木栽植

苗木栽植盆底径22.5cm，上径29.5cm，高25cm。种植土为山地褐土∶苗圃土∶粗沙=5∶3∶1（体积比）的混合土，物理性状良好，田间持水量为35.64%，pH值7.96，经风干、碾碎、过筛处理后装盆。

1.3处理

水分处理以土壤含水量是土壤田间持水量的百分比来设置不同水平，设3种水平W1（100%），W2（70%）和W3（40%）。设置不同氮素浓度实验，采用蛭石作为栽培基质，处理设置4种5mmol/L（N1）、10mmol/L（N2）、15mmol/L（N3）、20mmol/L（N4），每隔10d浇灌Hogland营养液，每盆150ml。

1.4指标及测定

本研究测定指标包括：苗高、地径、枝干生物量、根生物量和叶绿素含量。用游标卡尺和直尺分别测量苗木的地径和高。将苗木烘干后称重计算生物量。叶绿素含量采用乙醇-丙酮混合液法测定。

2结果与分析

2.1华北落叶松和云杉苗期对土壤水分响应的差异

土壤水分含量对华北落叶松和云杉生长指标的影响见表1。

2.1.1苗期高生长对土壤水分含量的响应

由表1可知，华北落叶松高生长随着土壤水分含量的减少而减少，而云杉高生长以W2处理时最大，W3处理时最低。在3种水平水分处理下，华北落叶松和云杉高生长情况见表1。W3处理与W1处理相比，华北落叶松和云杉高生长分别下降了1.05cm和0.54cm。方差分析表明，不同水分处理下华北落叶松高生长达显著差异水平（F=20.98，p<0.0001），不同的土壤水分处理对云杉高生长的影响亦达显著差异水平（F=7.83，p=0.0047）。

2.1.2苗期地径生长对土壤水分含量的响应

表1表明，华北落叶松和云杉地径生长均随着土壤水分的减少而减少。W3处理与W1处理相比，两树种地径生长分别下降0.051和0.049。方差分析表明，不同水分处理下华北落叶松地径生长达显著差异水平（F=13.76，p=0.0004），不同的土壤水分处理对云杉地径生长的影响亦达显著差异水平（F=60.42，p< 0.0001），表明华北落叶松和云杉苗期地径生长对水分的需求均较高。

2.1.3苗期总生物量对土壤水分含量的响应

表1表明，华北落叶松和云杉生物量增量均随着土壤水分的减少而减少。W3处理与W1处理相比，两树种生物量增量分别下降3.7053和1.2113。方差分析表明，不同水分处理下华北落叶松生物量增量达显著差异水平（F=16.66，p< 0.0001），不同的土壤水分处理对云杉地径生长的影响亦达显著差异水平（F=6.26，p=0.0054）。

2.1.4苗期叶绿素含量对土壤水分含量的响应

表1表明，云杉随着土壤水分含量的减少，叶绿素含量逐渐减少，而华北落叶松叶绿素含量以W2处理时最大，W1处理时最低。方差分析结果表明，不同水分处理下云杉叶绿素含量达显著差异水平（F=3.82， p=0.0333），华北落叶松在不同的土壤水分处理条件下叶绿素含量的差异并未达到显著水平。

2.2华北落叶松和云杉苗期对氮素浓度响应的差异

氮素浓度对华北落叶松和云杉生长指标的影响见表2。

2.2.1苗期高生长对氮素浓度的响应

由表2可知，华北落叶松高生长以N3处理时最大，N4处理时最低;而云杉高生长以N2处理时最大，N3处理时最低。N3处理与N1处理相比，华北落叶松和云杉高生长分别下降了0.80cm和0.16cm。方差分析表明，不同氮素处理下华北落叶松高生长达显著差异水平（F=4.41，p=0.0154），云杉在不同氮素处理条件下高生长的差异并未达到显著水平。

2.2.2苗期径生长对氮素浓度的响应

由表2看出，华北落叶松和云杉地径生长均随氮素浓度的升高表现出先增加后减少的趋势。华北落叶松以N3处理时最大，N1处理时最小。云杉地径生长以N2处理时最大，N1处理时最小。方差分析表明，不同氮素浓度下华北落叶松地径生长达显著差异水平（F=5.43， p=0.0067），不同氮素处理条件下云杉相对地径生长的影响亦达显著差异水平（F=5.16，p=0.0084）。

2.2.3苗期总生物量对氮素浓度的响应

由表2可看出，华北落叶松生物量增量以N3处理时最大，N1处理时最低;而云杉生物量增量以N2处理时最大，N3处理时最低。方差分析表明，不同氮素浓度处理下华北落叶松生物量增量达显著差异水平（F=9.30，p<0.0001），不同的氮素浓度处理对云杉地径生长的影响亦达显著差异水平（F=4.33，p=0.0097）。华北落叶松氮素浓度为15 mmol·L-1时生物量增量最大，云杉氮素浓度为10 mmol·L-1时生物量增量最大。

2.2.4苗期叶绿素含量对氮素浓度的响应

由表2可看出，华北落叶松幼苗叶绿素含量随氮素浓度的升高表现出先增加后减少的趋势，氮素对叶绿素含量产生了显著的影响。华北落叶松叶绿素含量以N4处理时最大，N3处理时最低;云杉叶绿素含量以N1处理时最大，N2处理时最低。方差分析结果表明， 不同氮素处理下华北落叶松叶绿素含量达显著差异水平（F=7.94，p=0.0003），云杉在不同的氮素处理条件下叶绿素含量的差异并未达到显著水平。

3结论

华北落叶松和云杉苗期生长对土壤水分响应存在差异。随着土壤水分含量的减少，华北落叶松和云杉各项指标均减小。云杉高生长量随土壤水分含量的减少表现为先增加后减少的趋势，表明轻度干旱条件下云杉高生长优于华北落叶松。

华北落叶松和云杉苗期生长对氮素浓度响应存在显著差异。在实验条件下，华北落叶松高生长、地径生长、生物量及叶绿素含量均以氮素浓度15mmol/L处理时生长最好，而云杉高生长、地径生长、生物量及叶绿素含量均以氮素浓度10mmol/L处理时生长最好，表明较高氮素浓度有利于华北落叶松生长，而云杉则在较低氮素浓度条件下生长良好，说明两树种对于氮素的利用存在显著差异。

参考文献：

[1]王淼，代力民.土壤水分状况对长白山阔叶红松林主要树种叶片生理生态特性的影响[J].生态学研究，2002，21（1）.

[2]臧世臣，宋桂波，李长林.长白落叶松S1-1苗木配方施肥的研究[J].林业勘查设计，2004（1）.

[3]张宪政，陈凤玉，王荣富.植物生理学实验技术[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1980.

[4]朱美云，田有亮，郭连生.在不同气候湿度下樟子松耐旱特性的变化研究[J].应用生态学报，1996（3）.endprint