底部渗灌下施肥对华北落叶松容器苗生长和养分状况的影响1)

宋协海 万芳芳

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

姚飞 李成 刘勇

(北京市大东流苗圃) (省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)

底部渗灌下施肥对华北落叶松容器苗生长和养分状况的影响1)

宋协海 万芳芳

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

姚飞 李成 刘勇

(北京市大东流苗圃) (省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)

采用完全随机区组设计，以华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtiiMayr.)1年生播种苗为研究对象，底部渗灌下设置3个梯度施肥量(0.36、0.72、1.08 g·株-1)。通过观测生长末期(11月25日)苗木的形态指标和氮、磷、钾等养分状况，确定了华北落叶松容器苗底部渗灌条件下最佳缓释肥施肥量。结果表明：底部渗灌缓释肥能有效促进华北落叶松的生长。当施肥量为0.72 g·株-1时，1年生华北落叶松容器苗开始进入奢养阶段，此时的苗高、地茎和生物量达到最大，分别为34.60 cm、3.86 mm和1.36 g。为培育造林效果好的华北落叶松容器苗，底部渗灌技术下缓释肥较佳施肥量为0.72～1.08 g·株-1。

底部渗灌；缓释肥；华北落叶松；容器苗

容器苗底部渗灌是通过基质中毛细管作用由下而上为容器苗提供水分的新型灌溉方式，多余的水分经过滤消毒循环利用，进而达到节水节肥的目的[1]，在我国容器苗培育上具有重要的意义。与对传统上方灌溉方式相比，底部渗灌系统节约49%～83%灌水量[2]，降低氮淋溶46%～65%[3]，降低磷淋溶16%～64%[4]。

缓释肥料可以满足苗木生长发育对养分的需求，提高苗木对肥料的利用率[5]，同时有效降低因施用常规肥料引起的养分损失。近年来，缓释肥在国外林木育苗培育中得到广泛应用，而国内缓释肥多应用于农作物，如辣椒(CapsicumannuumL.)、水稻(OryzasativaL.)等[5-11]，在林木育苗方面仅在浙江楠(PhoebechekiangensisC. B. Shang)、闽楠(Phoebebournei(Hemsl.) Yang)和长白落叶松(LarixolgensisHenry)等树种上有少量研究[12-14]。在底部渗灌条件下缓释肥施肥量对苗木生长和养分状况研究则更少。因此，以华北落叶松容器苗为研究对象，布设不同施肥量缓释肥，旨在研究底部渗灌条件下不同缓释量对其生长和养分含量的影响，以期完善华北落叶松容器苗培育的底部渗灌技术，为底部渗灌技术和缓释肥在林木育苗方向的应用提供参考。

1 试验地概况

试验地为北京林业大学妙峰山教学实验基地森林培育学科普照院温室。温室内育苗设备齐全，昼、夜平均温度分别为28、21 ℃，采用自然光照，湿度控制在30%～40%。

1 材料与方法

1.1 试验材料

华北落叶松种子于2013年10月采于河北省承德市围场县龙头山种苗场。进口塑料容器(购于Stuewe & Sons,lnc公司)，规格为3.8 cm(口径)×21.0 cm(高度)，容器体积164 cm3。育苗基质为V(5号泥炭)∶V(珍珠岩)=3∶1(丹麦品氏托普公司生产)。肥料为绿色无机包膜缓释肥(美国进口奥绿肥5号，肥效5～6个月，m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=14∶13∶13)。

1.2 试验设计

试验采用单因素完全随机区组设计，因素为缓释肥施肥量，设置0.36、0.72、1.08 g·株-13个水平，同一处理将缓释肥总质量同泥炭和珍珠岩混匀再装填到容器中。共3个处理，每处理4次重复，每重复育98株苗，共计1 176株。

1.3 播种育苗及管理

华北落叶松种子于2014年4月17日催芽播种。播种前基质浇足底水，每容器播种2～3粒，播种后，用基质土覆盖一层(厚度为种子厚度的2倍)。苗木出齐后间苗，保留1株生长较好的苗木。出苗1个月后开始底部渗灌，每个处理的渗灌水进行消毒后进行下次同一个处理底部渗灌使用，渗灌前称容器质量，当基质质量降至其饱和质量的70%～75%时进行渗灌。每隔2周喷施1次2 000倍液多菌灵进行常规养护，及时除草。

1.4 取样和生理指标测定

2014年11月25日测定苗高与地径，破坏取样。每个重复6株，每处理24株。首先测定其苗高、地径。后用清水洗净根系黏带的基质，再用蒸馏水润洗，清洗时尽量避免根系的损失；将根、茎分开，分别装入信封，放到恒温65 ℃的烘箱中72 h烘干至恒质量，用电子天平(±0.000 1 g)称量样品的干质量，即生物量。再将称质量后的同一重复样品混匀，用干样粉碎机粉碎过200目筛，用四分法取0.2 g的样品，采用H2SO4-H2O2消煮法进行消煮，用凯氏定氮法测定氮质量分数(%)，用钼锑抗吸光光度计法测定全磷质量分数(%)；用火焰光度计法测定全钾质量分数(%)[15]。

根据公式：含氮量=生物量×氮质量分数×1 000，进而计算出根、茎及整株苗的含氮量(mg·株-1)，磷、钾计算方法与之相同。生物量收获指数(BYI)，BYI=M/Z，式中：M为收获苗木生物量；Z为氮、磷和钾的供养总量。养分收获指数(NYI-i)，NYI-i=Y/F，式中：Y为收获苗木养分含量；F为氮或磷或钾的供养量；i为N、P、K[16-18]。

1.5 数据分析

用Excel 2015和R语言进行数据统计与方差分析，若差异显著，则用Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 对华北落叶松容器苗生长的影响

由表1可知，施肥量对华北落叶松容器苗苗高、地径、茎生物量、根生物量和单株生物量影响显著，0.72 g·株-1各个形态指标最大，分别为34.9 cm、3.9 mm、0.819、0.582、1.401 g·株-1，比0.36 g·株-1分别高出13.06%、13.81%、40.45%、24.35%、33.3%，差异显著，但与1.08 g·株-1差异不明显。

表1 不同施肥水平下华北落叶松容器苗生长指标

注：表中数据为平均值±标准误。同列不同小写字母表示不同施肥处理间差异显著(P<0.05)。

2.2 对华北落叶松容器苗养分质量分数的影响

由表2可见，1.08 g·株-1处理组，容器苗的养分质量分数最高。0.72 g·株-1处理组苗木根的氮、钾质量分数显著高于0.36 g·株-1处理，分别提高了28.4%和34.0%；1.08 g·株-1处理组苗木除茎的氮质量分数比0.72 g·株-1处理提高了21.3%且差异显著外，根的氮质量分数、根和茎的磷钾质量分数均与0.72 g·株-1处理组差异不显著。

2.3 对华北落叶松容器苗养分总量的影响

1.08、0.72 g·株-1处理的苗木根和茎的氮、磷、钾总量差异不显著(表2)，但两者显著高于0.36 g·株-1处理的。0.72 g·株-1处理的苗木茎的氮、磷、钾总量比0.36 g·株-1处理的提高了46.2%、35.9%和53.9%，根的氮、磷、钾总量比0.36 g·株-1处理的提高了102.6%、89.9%和80.2%。1.08 g·株-1处理的苗木茎的氮、磷、钾总量比0.36 g·株-1提高了70.7%、42.4%和59.9%，根的氮、磷、钾总量比0.36 g·株-1提高了124.5%、118.7%和77.2%。

表2 底部渗灌施肥水平对华北落叶松容器苗茎和根的养分的影响

施肥量/g·株-1含氮量/mg·株-1茎根含磷量/mg·株-1茎根含钾量/mg·株-1茎根0．36(9．021±0．442)b(6．023±0．637)b(1．698±0．065)b(1．153±0．165)b(2．079±0．153)b(3．778±0．269)b0．72(13．189±1．187)a(12．205±1．005)a(2．307±0．135)a(2．190±0．207)a(3．200±0．353)a(6．806±0．389)a1．08(15．402±1．031)a(13．518±0．303)a(2．417±0．111)a(2．522±0．094)a(3．325±0．201)a(6．693±0．068)a

注：表中数据为平均值±标准误。同列不同小写字母表示不同施肥处理间差异显著(P<0.05)。

2.4对华北落叶松容器苗的生物量和养分收获指数的影响

0.36、0.72、1.08 g·株-1处理下华北落叶松生物量收获指数和氮、磷收获指数差异显著(表3)，随着施肥量的增加生物量收获指数及氮、磷和钾收获指数逐渐下降，下降速度逐渐变快。0.72、1.08 g·株-1处理相比0.36 g·株-1生物量收获指数分别下降23.5%和50.6%，氮收获指数分别下降15.6%、35.9%，磷收获指数分别下降21.1%和42.2%，钾收获指数分别下降9.9%和40.9%。0.72 g·株-1处理生物量收获指数和氮、磷收获指数均显著高于1.08 g·株-1。

表3 不同施肥水平下华北落叶松生物量收获指数和养分收获指数

注：表中数据为平均值±标准误。同列不同小写字母表示不同施肥处理间差异显著(P<0.05)。

3 结论与讨论

施肥的目的一是促进苗木生长，二是提高苗木体内养分总量及质量分数。底部渗灌条件下，随着施肥量的增加，华北落叶松容器苗的苗高、地径、生物量和氮磷钾等养分质量分数随之增大。根据苗木营养理论，苗木养分状况可分为贫养、奢养、毒害3个阶段。贫养阶段苗木生物量、养分总量、养分质量分数都随施肥量的增加而增加；奢养为形态特征没有显著变化，而养分总量和养分质量分数继续上升；毒害则是生物量和养分总量均显著下降，养分质量分数继续升高[19]。从造林角度看，希望苗圃培育的苗木处于奢养阶段，其体内具有充足的营养，能够促进造林初期苗木的成活与生长，因为在造林初期，根系吸收养分的能力较弱，如果体内有充足的营养贮藏，就会被转运至根和茎的生长点，促进苗木成活和加快苗木生长。华北落叶松苗木的特点是，落叶前将叶子中的养分向根和茎中转移，进行养分储存[17，20-21]。造林后的生长初期，又利用体内储存的营养发根和长新叶，所以落叶松苗木生长初期需养量较大[22]，使苗木达到奢养阶段很重要。

本研究中施肥量0.72、1.08 g·株-1容器苗的苗高、地径和生物量差异不显著，均显著高于0.36 g·株-1施肥处理，因此，最佳施肥量可以首先排除0.36 g·株-1。从养分情况看，由0.72 g·株-1到1.08 g·株-1虽然施肥量增大，但两者之间除苗木茎的氮质量分数外，根的氮质量分数，根和茎的磷、钾质量分数，以及根和茎的氮、磷、钾总量差异均不显著，且总量均显著高于0.36 g·株-1(表2)，表明施肥量0.72、1.08 g·株-1的营养元素已达到奢养阶段。养分收获指数反映的是苗木生长期养分转移到养分库的比例。在一定施肥量范围内，施肥量增加可以显著提高苗木的氮、磷、钾总量和质量分数，但在施肥提高苗木对氮、磷、钾的吸收和转运能力的同时，却会降低养分利用效率。本研究表明，随着缓释肥量的增大，生物量及氮、磷、钾的收获指数减少，下降速度逐渐变快。虽然0.72、1.08 g·株-1处理的氮、磷和钾元素已达到奢养阶段，但0.72 g·株-1生物量收获指数和氮、磷、钾收获指数均显著高于1.08 g·株-1(表3)，结合生物量和养分收获指数来看，最佳施肥量似乎选0.72 g·株-1更合适。但是，1.08 g·株-1生物量与0.72 g·株-1差异不显著，且茎的氮质量分数显著高于0.72 g·株-1，说明1.08 g·株-1也处于奢养阶段，且尚未产生毒害。因此，华北落叶松容器苗在底部渗灌技术下较佳缓释量施肥量为0.72～1.08 g·株-1，此时苗木的苗高、地径和生物量最大，养分质量分数和总量进入奢养阶段。

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EffectofFertilizationonGrowthandNutrientStatusofContainerizedSeedlingsofLarixprincipis-rupprechtiiMayrunderSub-irrigationCondition//

Song Xiehai, Wan Fangfang
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China);
Yao Fei, Li Cheng
(Beijing Dadongliu Nursery);

Liu Yong
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University)//Journal of Northeast Forestry University，2017,45(9)：1-4.

One-year-oldLarixprincipis-rupprechtiiMayr containerized seedlings were raised with three gradients of slow-release fertilizer (0.36, 0.72 and 1.08 g·plant-1) under sub-irrigation system using the complete randomized block design. The optimum application amount of slow-release fertilizer was indicated by seedling morphological indexes and nutrient status in the late growth stage (November 25 th). The slow-release fertilizer can effectively promote the seedling growth and nutrient status. When the amount of applied nitrogen was 0.72 g·plant-1, the container seedlings began to enter the stage of excessive nutrient application, and the seedling height, root collar diameter and biomass reached the maximum of 34.6 cm, 3.86 mm and 1.361 g, respectively. In order to cultivate the containerized seedlings ofLarixprincipis-rupprechtiiwith better out-planting performance, the optimum slow-release fertilizer amount was 0.72-1.08 g·plant-1.

Sub-irrigation; Controlled release fertilization;Larixprincipis-rupprechtii; Containerized seedlings

S723.7；S791.229

1)国家林业局“948”计划项目(2012-4-66)。

宋协海，男，1990年10月生，省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，硕士研究生。E-mail:songxiehai@bjfu.edu.cn。

刘勇，省部共建森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，教授。E-mail:lyong@bjfu.edu.cn。

2017年4月13日。

责任编辑：程 红。