氮磷钾施肥配比对青冈栎幼苗生长的影响

程 勇 ，吴际友 ，刘 球 ，陈明皋 ，张 珉 ，陈家法 ，吴 哲 ，廖德志 ，吴 玲 ，陈德云

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2.湖南富林生物科技有限公司，湖南 长沙 410004；3.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；4.攸县黄丰桥国有林场，湖南 攸县 412300 ）

青冈栎Cyclobalanopsis glauca属于壳斗科Fagaceae栎属Cyclobalanopsis植物[1]，是我国亚热带地区东部湿润常绿阔叶林中的主要优势树种，也是优良的珍贵用材树种与园林观赏树种[2]。主要分布于中国亚热带地区、日本、 朝鲜、 缅甸、印度等地[3]。该树种为常绿乔木，喜阳，抗逆性和适应性较强，对土壤要求不严，在微碱性、中性至微酸性的土壤环境下生长较好。其萌芽力强，耐修剪，深根性，可防风、防火。青冈栎作为石山绿化和植被恢复的优良树种，具有良好的生态功能[3]和经济价值，同时还具有一定的药用价值，也是具有发展潜力的能源树种。由于过度的砍伐，青冈栎种质资源急剧下降，为了保护现有的种质资源，须加强引种和栽培技术研究。本研究对青冈栎盆栽苗进行了氮、磷、钾施肥配比试验，分析施肥对青冈栎幼苗生长状况的影响，以期探寻青冈栎苗期管理时的合理施肥技术，为青冈栎优质苗木的培育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从广西选取苗龄一致的青冈栎幼苗，于2016年5月将其移栽于相同条件的花盆钵中，每盆1株，在相同条件下进行正常培养。于2016年8月5日选择45株苗高且生长状况一致的苗木作为供试苗木，平均苗高13.8 cm，平均地径0.46 cm。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

供试肥料尿素 (含N 46.4%)、钙镁磷（含P2O512%）和氧化钾（含K2O 53%），采用氮、磷、钾3因素3水平正交设计[4]，按正交表L9（34）进行试验，完全随机排列，每个处理重复5次，以1号处理（N1P1K1）作为对照。试验设计详见表1和表2。

表1 尿素、钙镁磷、氧化钾3水平施用量Table 1 Application amounts of urea, calcium magnesium phosphate and potassium oxide (g·盆-1)

表2 正交试验设计表Table 2 Orthogonal experimental design

1.2.2 指标测定

在试验结束后对青冈栎幼苗的苗高、地径、各器官生物量等指标进行精确测定，应用SPSS 17.0统计软件对试验数据进行整理和分析[5-6]。

2 结果与分析

2.1 不同施肥配比对青冈栎幼苗苗高和地径生长的影响

不同施肥配比对青冈栎幼苗苗高和地径生长的影响见表3。由表3可知，与对照相比，各施肥配比处理下的幼苗苗高和地径均有增长，其中长势最好的处理组合为6号处理（N2P3K1），其苗高和地径分别为56.24 cm，1.26 cm，是对照组的276.22%和185.29%，相比于对照差异显著。

表3 不同施肥配比下青冈栎幼苗各生长指标的均值Table 3 Mean values of growth indexes of Cyclobalanopsis glauca seedlings under different fertilization ratios

不同施肥配比对苗高和地径的影响各不相同，N含量相对较少的4、5、6号处理的幼苗苗高要显著高于N 含量相对较多的7、8、9号处理，可见合理的施肥配比非常重要，如果一味的增加N肥施肥量可能会导致生长量的下降。

2.2 不同施肥配比对青冈栎幼苗各器官生物量及总生物量的影响

不同施肥配比对青冈栎幼苗各器官生物量的影响各不相同，9种处理中以5、6号表现最佳。5号处理的幼苗叶、枝干、根的生物量分别是对照组的16.5倍、7.0倍、6.7倍，6号则分别是对照组的20.0倍、5.5倍、7.3倍。表现较差的处理有2、3、7、9号，可见合适的施肥配比对青冈栎幼苗生物量的积累非常重要。

2.3 不同施肥配比对青冈栎幼苗根冠比的影响

不同施肥配比对青冈栎幼苗根冠比的影响如表3所示，1号和2号处理的幼苗根冠比最佳，而较差的有7、8、9号处理。通过极差分析得知，氮肥对青冈栎幼苗根冠比的影响最大，且根冠比随着氮肥的增加而降低。这说明合理的施肥配比能较好的调节苗木地上和地下的生物量分配，在养分贫乏时能促进苗木根系生长，这与张往祥等对银杏的研究的结论一致[7]。

2.4 不同施肥配比对青冈栎幼苗生长指标影响的回归分析

正交试验是多因素多水平的设计方法，是在全面试验中选出代表性的点进行试验，因此存在不完全的设计特点，这种特点可能导致在试验过程中最佳方案组合没有显现，因此宜建立数学模型来求出氮磷钾施肥量最佳组合的理论值。根据大量的研究表明，植物的生长指标与施肥量成函数关系[8]，因此，我们将本试验氮磷钾施肥量与青冈栎幼苗的生长指标进行回归分析，结果如表4所示。不同的生长指标与氮磷钾含量分别拟合成三元二次回归方程，且各方程的相关系数均较大，其中最大的为叶质量的相关系数，说明其方程拟合度最高。

表4 氮磷钾施肥量与幼苗生长指标的回归分析†Table 4 Regression analysis of seedling growth indexes with N, P, K application amount

根据以上方程，求出影响各生长指标的最佳理论组合，结果见表5。分别对得出的回归方程的各个因素（X1，X2，X3）求出偏导数，从而得出青冈栎幼苗氮、磷、钾的施肥适用范围：尿素12.23 ～ 14.65 g·盆-1，钙镁磷 9.35 ～ 22.91 g·盆-1，氧化钾 5.73 ～ 14.17 g·盆-1。

表5 青冈栎幼苗的适宜施肥组合Table 5 Suitable fertilization combinations for Cyclobalanopsis glauca seedlings

3 结 论

氮、磷、钾施肥配比对青冈栎幼苗生长有显著的影响，在9种处理中以N2P3K1处理最佳，而N1P2K2、N1P3K3、N3P1K3、N3P2K1处理相对较差，这说明科学施肥能减少投入增加产出，同时也能减少施肥对环境的负面影响。

N、P、K元素对于幼苗地径、苗高、枝干和总生物量的影响大小为：N＞P＞K。

青冈栎幼苗的各项生长指标和各种肥料的施用量呈明显的二次函数关系，由此建立三元二次回归方程，求出青冈栎幼苗氮、磷、钾的施肥量范围：尿素12.23～14.65 g·盆-1，钙镁磷9.35～22.91 g·盆-1，氧化钾 5.73 ～ 14.17 g·盆-1。

4 讨 论

Schiefelbein J W等认为，通过对林地施肥可以改善土壤的营养状况，增加植物自身的吸收能力，同时植物根系与地上部分器官受植物体内氮素营养状态的调控，在合适的范围内增加氮素含量能够增加地上部分和根系的生长[9]。赵嫦妮等研究表明，施肥对赤皮青冈容器苗的各生长指标均有促进作用，但并不一定遵循“施肥量越大，苗木质量越高”的规律，而是遵循适需的原则[10]。这与本研究的结论一致，合理的施肥配比对青冈栎幼苗的生长具有促进作用。一味的增加一种或者几种肥料不但不能改善苗木的生长状况，反而会导致某项生长指标的下降甚至苗木整体生长状况的下降。

陆秀君等研究了N、P、K配比施肥对美国红枫幼苗生长及叶色变化的影响，结果表明各施肥处理后植株根冠比均小于对照组[11]。这与本研究的结论基本一致，青冈栎幼苗的根冠比随着氮肥的增加而降低。造成这一结果的原因可能是N、P、K配比施肥较有利于植株地上部分生长，且盆栽的栽培方式可能会限制植株的根部生长，导致根冠比降低。

范志强研究表明，随供N浓度提高，水曲柳苗木地上、地下生物量都增加，根系中的生物量明显大于地上部分[12]。本研究结果表明，枝干的生物量最高，其次为叶的生物量，再次为根的生物量。研究的结论不一致可能是因为不同植物对氮的利用有一定的差异。

本研究将正交试验和回归分析相结合，弥补正交试验的不足，发扬两者的优势；本研究结论是苗期盆栽试验的结果，有一定的局限性；另仅仅偏导数只得出了肥料使用量范围，有一定的局限性，今后应结合本研究的结论开展大田试验和中幼林测土配方施肥试验。

[1]王素娟.基质、施肥对青冈栎和赤皮青冈容器苗生长的影响[D].杭州:浙江农林大学, 2012.

[2]吴 玲,李志辉,吴际友,等.干旱胁迫对青冈栎种源叶绿素含量与抗氧化酶活性的影响[J].中南林业科技大学学报,2017,37(6):51-55.

[3]罗 艳,周浙昆.青冈亚属植物的地理分布[J].植物分类与资源学报,2001,23(1):1-16.

[4]胡 刚.桂林岩溶石山青冈栎群落生态学研究[D].桂林:广西师范大学,2007.

[5]刘 盛.林业试验设计与多元统计分析[M].长春：吉林科学技术出版社,2003:110-115.

[6]李国雷,刘 勇.SPSS统计软件在林业试验设计课程中的应用[J].中国林业教育,2010(5):66-68.

[7]张往祥,吴家胜,曹福亮.氮磷钾三要素对银杏光合性能的影响[J].江西农业大学学报(自然科学版),2002,24(6):810-815.

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[9]Cruz J L, Mosquim P R, Pelacani C R, et al.Photosynthesis impairment in cassava leaves in response to nitrogen def i ciency[J].Plant and Soil, 2003(257):417-423.

[10]赵嫦妮,徐德禄,李志辉.配方施肥对赤皮青冈容器苗生长的影响[J].中南林业科技大学学报, 2013, 33(5):22-25.

[11]陆秀君,葛根塔娜,梅 梅,等.N、P、K配比施肥对美国红枫幼苗生长及叶色变化的影响[J].中南林业科技大学学报,2015, 35(5):9-15.

[12]范志强,王政权,吴 楚,等.不同供氮水平对水曲柳苗木生物量、氮分配及其季节变化的影响[J].应用生态学报,2004,15(9): 1497-1501.