氮磷钾配比施肥对美国流苏容器苗生长的影响1)

曹钰 胡涛 张鸽香

(南京林业大学，南京，210037)

美国流苏(Chionanthusvirginicus)是木犀科(Oleaceae)流苏树属(Chionanthus)的落叶小乔木或大灌木，为本属模式种，原产于美国东南部，是美国乡土树种，具有较高的观赏、药用等价值。美国流苏生长速度缓慢，寿命长，喜光或半阴环境，喜湿润的酸性土壤，抗空气污染能力强，耐热，在寒冷地区生长良好，耐寒极限-32 ℃。其树形典雅，花枝美丽，初夏满树白花，花香清雅，秋色叶有时呈亮黄色或金黄色，可搭配种植于水边、庭院、公园等，也可用于建筑物、道路等硬质景观的绿化[1]。到目前为止，国内外对美国流苏的研究主要集中在药用价值[2-4]、种子特性[5-7]、快速繁殖[8-9]、病虫害[10]等方面，对于美国流苏苗期施肥，尤其是配比施肥技术研究鲜有报道。

容器育苗是目前一项先进育苗技术[11-12]，具有育苗周期短、造林成活率高等特点，在世界各国得到大量应用[13-16]。容器育苗是在根系受限的体积内进行育苗，随着根系不断吸收养分，基质原先的肥力已远远不够，因此需要通过合理施肥，增加基质中养分，以满足苗木的生长要求[17-18]。在实际生产中，苗木施肥主要是施用氮磷钾肥。本试验以美国流苏1年生实生苗为试验材料，通过设置不同的氮磷钾施肥配比进行处理，研究N、P、K等3种营养元素及其配比对美国流苏容器苗生长的影响，为美国流苏容器苗的施肥管理提供技术参考，以期推动该树种的园林绿化应用。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地设在南京林业大学园林试验教学示范中心的玻璃温室内。供试苗木为生长健壮、无病虫害，且苗高、地径、根茎粗大体均匀一致的1年生美国流苏苗，平均苗高4.56 cm，平均地径1.02 mm。育苗基质为V(泥炭)∶V(珍珠岩)∶V(蛭石)=0.46∶0.27∶0.27，基质的全氮质量分数2.10%，全磷质量分数2.10%，有效磷44.71 mg·kg-1，速效钾312.38 mg·kg-1。育苗容器使用D10 cm×H11 cm的无纺布袋。试验选用的肥料为：尿素CO(NH2)2(含N 46%)、过磷酸钙Ca(H2PO4)2·H2O(含P2O514%)、氯化钾KCl(含K2O 60%)。

1.2 试验设计

试验时间为2017年4—10月份。采用3因素3水平L9(34)正交试验设计(表1)，设9个处理，增加一个清水对照组。每处理重复3次，每个处理50株。施肥从2017年4月初开始，每30 d以水肥形式施肥1次，共施肥4次。

表1 正交试验因素水平表

1.3 测定指标及方法

苗高、地径的测定：秋季苗木基本停止生长期，各处理随机抽取美国流苏苗10株，用钢卷尺测量苗高(精确到0.1 cm)；地径用游标卡尺测量(精确到0.01 cm)。

生物量的测定：将苗木冲洗干净，后用滤纸擦干水分后，将每株苗木按根茎叶剪开分开放置，经105 ℃、15 min杀青后70 ℃烘干至恒质量，冷却后用分析天平称量地上、地下干质量(精确到0.01 g)，重复3次。

叶片养分质量分数的测定：将烘干的叶片粉碎，过100目筛，每个处理称取0.3 g，H2SO4-H2O2消煮后采用凯氏定氮法测定植物全氮质量分数，钼锑抗比色法测定全磷质量分数，火焰光度法测定全钾质量分数[19]。

苗木质量指数=苗木总生物量/(苗高/地径+茎干质量/根干质量)。

1.4 数据处理

采用Excel和SPSS19.0进行数据统计分析。运用隶属函数法对各指标进行综合分析[20]，计算出各施肥处理组在各指标内的隶属度值，进而综合判定苗木质量。隶属函数计算公式如下。

U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)；

(1)

U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

(2)

式中：U(Xi)为隶属函数值，且U(Xi)∈[0,1]；Xi为美国流苏容器苗某个测定指标值，Xmax、Xmin分别为该指标测定值内最大值和最小值。对与苗木质量呈正相关的指标采用公式(1)计算，与苗木质量呈负相关的指标采用公式(2)计算。

2 结果与分析

2.1 不同配比施肥对美国流苏容器苗生长的影响

方差分析表明，不同氮磷钾配比施肥下，除了茎根比不显著(p>0.05)，美国流苏容器苗的苗高、地径、高径比、单株生物量指标均达到极显著差异水平。

从不同配比施肥处理对美国流苏容器苗的生长表现来看(表2)，处理6的生长状况最优，其次为处理9和处理5。处理6的苗高、地径、地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量最大，分别比对照增加了4.74 cm、1.19 mm、1.11 g、1.51 g、2.62 g，而高径比、茎根比分别比对照减少了4.62%、6.41%。处理6的苗高、地径、地上部分生物量显著高于其余处理(p<0.05)；处理9和处理5的地下部分生物量、总生物量和茎根比与处理6均无显著差异(p>0.05)。

方差分析显示，氮对美国流苏容器苗的苗高、地径、地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量均有极显著影响(p<0.01)；磷对地径、地上部分生物量和总生物量均有极显著影响，对苗高、地下部分生物量有显著影响；而钾仅显著影响苗高生长(p<0.05)。

由表5可知，对各因素不同水平的均值进行多重比较，得到美国流苏容器苗生长的最优水平组合为N2P3K1，即处理6，与美国流苏容器苗的实际生长情况表现一致。K在各生长指标的极差R值最小，苗高、地径、高径比、单株生物量影响效应从大到小均为N、P、K。

表2 不同配比施肥下美国流苏容器苗生长状况

注：表中数值为平均值±标准差，同列不同小写字母表示在α=0.05水平差异显著。

2.2 不同配比施肥对美国流苏容器苗苗木质量指数的影响

质量指数是对苗木生长情况、苗木质量好坏的综合评价，一般来说，质量指数越高，苗木生长越好，两者成正比关系。方差分析表明，不同配比施肥间美国容器苗质量指数的差异性明显，F值为10.384，处理间差异极显著。质量指数由高到低分别为：处理6、处理9、处理4、处理5、处理2、处理7、处理3、处理8、CK、处理1。最高值达到0.7，为最低值的4.44倍。多重对比表明：处理6除与处理9差异不显著之外，与其余处理间均存在显著差异。从合适的质量指数来考虑，适宜的施肥配比为处理6，即施氮肥0.10g.株-1，磷肥0.03 g·株-1，钾肥0.02 g·株-1时，苗木质量指数最佳(表3)。

表3 不同配比施肥下美国流苏苗木质量指数的影响

注：表中数值为平均值±标准差，同列不同小写字母表示在α=0.05水平差异显著。

2.3 不同配比施肥对美国流苏容器苗叶片氮磷钾单株质量的影响

由表4可知，与对照相比，各配比施肥处理的叶片氮磷钾单株质量都有不同程度增加。其中，各施肥处理美国流苏容器苗叶片N单株质量在18.78～30.45 mg·株-1，比未施肥对照CK增加了4.57%～69.54%；叶片P单株质量在2.09～2.72 mg·株-1，比对照CK增加了29.81%～68.94%；叶片K单株质量在5.33～7.87 mg·株-1，比对照CK增加了39.16%～105.48%；叶片NPK总单株质量在26.20～39.40 mg·株-1，比对照CK增加了11.97%～68.38%。处理6(N2P3K1)美国流苏容器苗的叶片N单株质量、叶片P单株质量、叶片NPK总单株质量均达到最大，处理5(N2P2K3)的叶片K单株质量为最大值，相比较而言，叶片养分积累量最小值为对照CK。

方差分析显示，氮对美国流苏容器苗的叶片N单株质量、叶片P单株质量、叶片K单株质量和叶片NPK总单株质量均有极显著影响(p<0.01)，磷对叶片N单株质量及叶片K单株质量生长均有极显著影响，钾对叶片K单株质量生长有极显著影响，磷和钾对叶片NPK总单株质量生长具有显著影响(p<0.05)。

由表5可知，对各因素不同水平的均值进行多重比较，得到叶片N单株质量的最佳水平组合为N2P3K1，叶片P单株质量的最佳水平组合为N3P3K1，叶片K单株质量的最佳水平组合为N2P2K3，叶片NPK总单株质量的最佳水平组合为N2P3K1。

表4 不同配比施肥下美国流苏容器苗叶片养分积累量的影响mg·株-1

注：表中数值为平均值±标准差，同列不同小写字母表示在α=0.05水平差异显著。

表5 不同水平氮、磷、钾配比施肥效果统计分析mg·株-1

注：表中同一性状同列不同小写字母表示在α=0.05水平差异显著。

比较各因素的极差R值，影响美国流苏容器苗的叶片N单株质量、叶片P单株质量和叶片NPK总单株质量的因素从大到小为N、P、K，叶片K单株质量影响效应从大到小为K、N、P。

2.4 不同配比施肥对美国流苏容器苗质量综合评定

计算出各施肥处理组在各指标内的隶属度值，进而综合判定苗木质量。由表6可知，各施肥处理平均隶属值排序从大到小为处理6、处理5、处理9、处理4、处理7、处理8、处理2、处理3、处理1、CK。得分最高即苗木质量最好的是处理6(N2P3K1)，其苗高、地径、地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量达最大，苗木质量指数同样最高；其次为处理5(N2P2K3)和处理9(N3P3K2)对照组得分最低。

表6 不同氮磷钾配比施肥下苗木质量综合评价

3 结论与讨论

氮和磷对美国流苏容器苗的苗高、地径、地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量具有显著或极显著影响，而钾仅显著影响美国流苏的苗高，可能是因为基质中所含有的钾已经能够满足美国流苏幼苗对钾的需求，因此在美国流苏幼苗的养分管理中，应该考虑基质中养分的实际含量，合理配备N、P、K比例。氮、磷、钾对金叶榆(Ulmuspumila)苗高影响不显著，显著影响地径，影响排序从大到小为P、N、K[18]。氮、磷、钾配施对任豆(Zeniainsignis)苗高、地径、根、茎和总生物量的影响，其中P的影响最大，其次为N和K[21]。本研究中，对美国流苏容器苗的苗高、地径、地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量影响效应从大到小均为N、P、K，最佳施肥组合为N2P3K1，其苗高、地径、地上部分生物量、地下部分生物量和总生物量表现最优，分别比对照增长了49.02%、55.87%、277.50%、260.34%、270.10%。由此可见，氮磷钾3种肥料对于不同苗木或同一苗木的某一指标也有大小不同的影响效应。

在苗木形态指标一致的情况下，氮、磷、钾营养元素的含量可以作为评价苗木质量的指标。叶片作为植物代谢最为活跃的器官，能敏锐感知养分供应情况，研究植物叶片中的氮、磷、钾含量，可以了解植物的养分吸收利用情况以及养分限制状况。本试验发现，相比未施肥处理，各施肥处理组的叶片N、P、K养分单株质量明显提高，说明施肥处理可以促进植物吸收、利用和积累养分元素。而不同施肥处理间对植物养分单株质量的影响也存在差异。试验表明，叶片N单株质量、叶片P单株质量、叶片NPK总单株质量影响效应从大到小依次为N、P、K，处理6施肥处理(N2P3K1)对叶片N单株质量、叶片P单株质量、叶片NPK单株质量促进作用最大，分别比对照增长了69.54%、68.94%、68.38%。叶片K单株质量影响效应从大到小为K、N、P，最大值出现在处理5(N2P3K1)，比对照增长了105.48%。

随着N、P、K施用量的增加，苗高、地径、生物量、叶片养分含量均得到不同程度的提高，但从另一角度来说，施肥需要适量，施肥过少或者过多对苗木的生长起不到促进作用，甚至会对苗木造成伤害。有研究表明过量施用N肥，会造成植物枝叶徒长、抗逆性差等[22]。本试验发现，不同的施肥配方对于美国流苏容器苗的形态指标存在一定差异。美国流苏容器苗的苗高、地径、主根长、生物量等指标最大值均出现在中氮组，说明在一定范围内，苗木生长随着施肥量的增加而增加，当施肥过度时，会对美国流苏的苗木产生一定的抑制作用。此结论与奚旺等[23]对华北落叶松容器苗施肥研究与胡厚臻等[24]对刨花润楠幼苗的氮磷钾施肥研究结果相似。综合评价表明，对美国流苏容器苗生长促进作用最佳的施肥组合为N2P3K1，即N0.10 g·株-1、P0.03 g·株-1、K0.02 g·株-1。