不同施肥处理芳樟N、P、K元素的DRIS营养诊断

邹智滢 张国防 冯 瑜 李左荣 许敏铭

(福建农林大学林学院，福建 福州 350002)



不同施肥处理芳樟N、P、K元素的DRIS营养诊断

邹智滢 张国防 冯 瑜 李左荣 许敏铭

(福建农林大学林学院，福建 福州 350002)

以芳樟1年生苗为对象，用N、P、K三元二次正交旋转组合设计试验，对芳樟不同器官的N、P、K元素含量进行测定，计算相应系数并用诊断施肥综合法(DRIS)、图解法和指数法对N、P、K需求关系进行分析。通过DRIS图解法得出：N、P、K三元素最佳比值范围P/N=0.141 4～0.094 8、K/N=0.174 4～0.153 0、P/K=0.836 7～0.597 9，在所有处理中处理19、20的养分处于平衡状态；通过DRIS指数法得出，处理15～20的各营养指数与0最为接近，表明这6个处理的养分比较平衡，与图解法的结果一致。图解法与指数法均说明芳樟对N的需求量相对较大，对P的需求次之，对K的需求相对较弱。

芳樟；施肥处理；营养诊断；DRIS

芳樟(Cinnamomumcamphoravar.iinaloolifera)属樟科樟属樟组，是提取天然芳樟醇的重要树种之一[1-3]。随着国际市场对天然芳樟醇需求量的日益增大，科学、有效地开展樟树大规模培育与生产已成为当前亟需解决的重要问题。营养诊断是对植物的营养状况进行判断，并以此指导合理施肥或改进田间管理的一项新技术[4]。诊断施肥综合法(diagnosis and recommendation integrate system，DRIS)最早由Beaufils[5]提出，充分考虑了营养均衡原理[6]，DRIS在经济林上的运用也是屡见不鲜，可见这种施肥诊断方法日益被林业领域所采纳与青睐，DRIS现阶段主要应用的树种有福建柏(Fokieniahodginsii)、柳杉(Cryptomeriafortunei)、巨桉(Eucalyptusgrandis)、侧柏(Platycladusorientalis)以及桉树(Eucalyptusspp.)[7-11]，但在芳樟上鲜有报道。在营养诊断的基础上，结合施肥措施，研究施肥与生物量的关系，可以使施肥具有目的性与准确性，为林木营养管理提供实践指导和理论依据。DRIS法能较全面地评价树体的各养分及其比例，以及确定这种比例的合理范围，避免由仅凭某一(或几个)元素含量的高低作出丰缺判断的片面性[5]。

在众多的试验设计方法中，三元二次回归正交旋转组合设计具有旋转性，能使与试验中心距离相等的点上预测值的方差相等，而且试验次数较少、计算简便，消除了回归系数间的相关性，因而，采用这一方法作为施肥模型可确定最佳的肥料种类和用量[12]。

因此，本研究采用三元二次回归正交旋转组合设计，设置N、P和K不同施用量的20个处理组，测定芳樟不同器官的N、P、K元素含量，计算相应系数并用DRIS图解法和指数法对N、P、K需求关系进行分析，以确定芳樟生长适宜的N、P和K施用量，以期对芳樟林培育和生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料来源于厦门市牡丹公司苗圃的1年生“牡丹1号”芳樟扦插苗。试验在福州市福建农林大学温室内进行，采用盆栽实验法，选取生长均匀、高度一致的扦插苗种植于栽培盆中，每盆1株；盆栽基质为黄心土，每盆装土约3.5 kg；盆栽土中有机质、全氮、全磷 和全钾含量分别为3.233、0.214、0.013、0.527 g/kg，水解氮、有效磷和速效钾含量分别为19.3、11.5、228.3 mg/kg。

供试用商品化肥为尿素(N质量分数为46% )、过磷酸钙(P2O2质量分数为12%)和氯化钾(K2O2质量分数为60%)。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用三元二次回归正交旋转组合设计，N、P和K的施用量分别设置5个水平：0、1.01、2.50、3.99、5.00 g，共设置20个处理；每处理3株，各重复 3次，即每个处理 9株。将每一处理N、P和K的施用量换算成相应的化肥用量后分6次施肥，施肥时间为2013年3—9月；每个月的30日，前4次施肥量均为总施用量的15%，后2次施肥量均为总施用量的20%。根据栽培盆中土壤水分状况，每隔3～5 d等量浇200 mL清水，以保证植株正常生长。N、P和K肥3因素各水平施肥量见表1。

表1 氮、磷、钾3因素各水平施肥量Tab.1 The fertilizing amount of N，P，K factors in different levels (g·盆-1)

1.2.2 植株各养分分析方法 本试验进行的养分分析包括植株根茎叶中的氮、磷、钾。养分分析之前的待测液均由浓硫酸凯式消煮法制备，全氮采用蒸馏法测定，磷采用钼锑抗比色法测定，钾采用火焰光度法测定。

1.3 数据统计与分析

采用Excel 2003和SPSS 11.5统计分析软件对实验数据进行方差分析和回归分析。

2 结果与分析

2.1 芳樟N、P、K元素含量的比较分析

采用三元二次回归正交旋转组合设计设置N、P和K的不同施用量，9月份各处理组芳樟各个器官的生物量见表2。

表2 不同处理芳樟的生物量Tab.2 The biomass of Cinnamomum camphora var. iinaloolifera with different fertilizer treatments g

续表2 不同处理芳樟的生物量 g

对9月份芳樟生物量数据进行统计分析，得到的三元二次通用编码旋转回归方程为：

根据所得的生物量回归方程，利用Excel规划求解工具对目标函数的相关变量进行极值约束，求得的最优生物量可达到29.739 g，与之对应的N、P、K的施肥量分别为：5.0、5.0、0 g/盆。Beafuils等仔细地比较了自然植物高产和低产时的养分分布数据，发现高产组和低产组的养分浓度平均值，并无多大差别; 同时，发现低产组标准差变异系数要比高产组大得多， 营养元素的比例要比单纯元素浓度能更好地指示植物所缺的养分之间的平衡状况。认为只有当一些元素的比例达到最佳值时， 植物才能获得高产。而这些元素的比例就称为“重要参数”，这些重要内容的得到方法是，从盆栽试验中得到各个处理的生物量与各个养分含量的数据，把上述数据，分成高产组和低产组，然后分别进行数理统计，因此2、4、18、20处理做为高产组，而其余16个处理作为低产组。

2.2 不同施肥处理芳樟营养诊断参数统计

将不同施肥处理芳樟生物量划分为高产组和低产组，分别计算N%、P%、K%、 N/P、 N/K、 P/K、P/N、K/N、K/P、NP、NK、PK等平均值、方差、变异系数，以高产类型各组合测定值的方差为标准，低产组组合值方差与其比较，结果见表3。

表3 DRIS诊断参数统计Tab.3 Statistical analysis of DRIS diagnose parameter

结合表3方差结果,确定P/N、K/N、P/K 作为重要研究参数。因为在N与P的表达式中，P/N的方差比(2.498)要大于N/P(0.609)；在N与K的表达式中，K/N的方差比(1.860)要大于 N/K(1.291)；在P与K的表达式中，P/K的方差比(5.166)要大于K/P(1.654)。

2.3 不同施肥处理DRIS营养诊断图解法诊断分析

DRIS图解法分别以方差比大的高产组3个研究参数的平均值作为圆心，内圆及外圆的直径为标准差(S)的4/3倍，8/3倍。因此,选择P/N高产组的平均值0.118，K/N高产组的平均值0.164，P/K高产组的平均值0.713作为圆心；内圆直径为：P/N高产组4/3倍标准差值0.046 7，K/N高产组4/3倍标准差值0.021 5，P/K高产组4/3倍标准差值0.238 8；外圆直径为：P/N高产组4/3倍标准差值0.093 3，K/N高产组4/3倍标准差值0.042 9，P/K高产组4/3倍标准差值0.477 6。根据以上数据和表示方法制作的DRIS诊断图见图1。

P/N值为0.141 4～0.094 8，P与N处于养分平衡状态；在0.141 4～0.164 8，P偏高、N偏低；超过0.164 8则说明P过剩，N缺乏，超过的越多不平衡的状况越严重；在0.094 8～0.071 4时N偏高、P偏低；小于0.071 4表明N过剩，P缺乏，越小说明不平衡状况越严重。K/N值为0.174 4～0.153 0时，K与N元素处于平衡状态；在0.174 4～0.185 2，K偏高、N偏低；超过0.185 2说明K过剩，N缺乏；在0.153 0～0.142 2时，K偏低、N偏高；小于0.142 2表明K不足而N过剩，越小说明不平衡的状况越严重。P/K值为0.836 7～0.597 9时，P与K处于养分平衡状态；在0.836 7～0.956 1时P偏高，K偏低；超过0.956 1则说明K不足，P过剩，超过越多说明不平衡状况越严重；在0.597 9～0.478 5，K偏高，P偏低；小于0.478 5表明P不足而K过剩，越小不平衡状况就越严重。图解得出的需肥顺序均为N>P>K，说明当N、P、K三者的施肥量没有达到平衡时，芳樟对N的需求为最大，其次是P，K肥为最小。

2.4 不同施肥处理DRIS营养诊断指数法诊断分析

应用DRIS指数法对芳樟进行营养诊断，计算N、P、K各个比值的偏离程度函数和N、P、K指数，结果见表4。

表4 芳樟DRIS指数法诊断需肥分析Tab.4 The analysis about Cinnamomum camphora var.iinaloolifera fertilizer requirement by DRIS index diagnose

从表4可知，与图解法不同的是指数分析表中没有出现“=”，这是因为指数法能更精确的表示出各元素的需求状况，从各处理的指数值可以明确的看出各元素的盈缺状况及盈缺大小。其中处理15～20各指数的平均值均比较接近0，说明N、P、K养分比较平衡。其中处理20的N指数最高(0.918)、处理11的P指数最高(7.156)、处理3的K指数最高(1.711)，表明芳樟体内对应元素含量过量，应减少对应肥料的施用量；此外处理1的N指数最低(-2.676)，处理3的P指数最低(-0.932)，处理11的K指数最低(-4.377)，表明芳樟体内对应元素需求量较大，应适当增加对应肥料的施用量；从指数法的需肥顺序可以看出，芳樟对N的需求量最大，其次是P、K。

3 结论与讨论

图解法与指数法是DRIS最具代表性的两种营养诊断方法，图解法通过诊断图可以直观的看出植物对施肥元素的需求范围，而指数法通过营养指数的大小可以说明植物对施肥元素的需求情况，将DRIS营养诊断的图解法与指数法所得的各元素需肥顺序进行比较发现，两个结果基本是一致的。根据芳樟生物量划分高低产组，利用DRIS营养诊断的图解法与指数法，进行芳樟N、P、K元素营养诊断。通过DRIS图解法得出N、P、K三元素最佳比值范围：P/N=0.141 4～0.094 8、K/N=0.174 4～0.153 0、P/K=0.836 7～0.597 9，在所有处理中处理19、20的养分处于平衡状态。通过DRIS指数法，得出处理15～20的各营养指数与0最为接近，表明这6个处理的养分比较平衡，与图解法的结果一致。结合与对比两种分析方法所得的各处理的需肥顺序，得知15～20处理的平衡状态最佳，总体而言图解法与指数法都说明了芳樟对N的需求量相对较大，对P的需求次之，对K的需求相对较弱。

因此，在芳樟林木培育中，要结合多方面因素、尊重养分平衡规律，力求芳樟养分平衡，达到施肥效率最大化的目的。

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(责任编辑 赵粉侠)

The DRIS Nutrient Diagnosis Analysis of N, P, K inCinnamomumcamphoravar.iinalooliferaUnder Different Fertilization Proportions

Zou Zhiying, Zhang Guofang，Feng Yu, Li Zuorong, Xu Minming

(College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou Fujian 350002, China)

Made one-year-oldCinnamomumcamphoravar.iinalooliferaas research object and used the quadratic orthogonal rotational combination design with three factors, N, P and K content of different organic was measured to calculated the coefficient of variance, and then analyzed the demands of N, P and K by applying DRIS, graphical index method. The optimal pair wise ratios of N, P and K were determined as P/N=0.141 4-0.094 8, K/N=0.174 4-0.153 0, P/K=0.836 7-0.597 9 from the DRIS diagrams. It indicated that the equilibrium was achieved for methods 19 and 20. The DRIS index was in accordance with the DRIS diagram by showing the fact that all nutrient indexes of methods 15-20 were close to zero which indicated the nutrition were relatively balanced for these 6 methods. Therefore, it was concluded the demands in order from greatest to least was N, P, and K proved by both DRIS diagrams and DRIS index analyses.

Cinnamomumcamphoravar.iinaloolifera; fertilization treatment; nutritional diagnosis; DRIS

2015-02-25

福建省林业厅种苗科技攻关项目(k85130001)资助；科技部农业成果转化项目(1C4005002)资助；福建省五新项目(FKY018001)资助。

张国防(1966—)，男，博士，教授，博士生导师。研究方向：森林培育。Email：fjzgfzgf@126.com。

10.11929/j.issn.2095-1914.2015.05.006

S723.7

A

2095-1914(2015)05-0032-05

第1作者：邹智滢(1990—)，男，硕士生。研究方向：森林培育。Email：765359665@qq.com。