缓释氮肥对橡胶幼苗生物量及养分积累的影响

贝美容，倪维茜,2，林清火，茶正早，刘海林，罗 微*

(1.中国热带农业科学院橡胶研究所/农业部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地-海南省热带作物栽培生理学重点实验室/中国热带农业科学院土壤肥料研究中心，海南 海口 571101；2.海南大学林学院，海南 海口 570228)

【研究意义】目前，天然橡胶基本产自巴西橡胶树(Heveabrasiliensis)。巴西橡胶树上世纪初开始引入我国，如今主要种植于高温多雨的热带地区，如海南、云南、广东等。氮素在植物的光合作用及营养生长过程中扮演着重要的角色[1]。橡胶树氮素需求量大，氮对橡胶树的生产和增产起重要作用。氮素是橡胶树高产的重要因素，橡胶树的产量受到氮肥的影响最大[2-3]。而橡胶树通常在高温多雨的季节施肥，在这个阶段肥料中许多的养分会经淋溶损失掉[4]。缓释氮肥是所有利用物理化学和生物化学等方法研制的，能够让氮素在土壤中缓慢释放，延长其作物有效性的肥料统称[5-8]。【前人研究进展】缓释氮肥的养分释放缓慢，前人的研究表明，缓释氮肥的养分供应与许多作物的营养需求相匹配，能够有效的提高肥料利用率，增加作物产量，减少养分的损失[9-11]。杨凯等及林清火等研究了包膜尿素、炭基复混肥等缓释氮肥在橡胶园土壤中的养分释放特征，结果表明缓释氮肥在胶园土中的释放特征符合橡胶苗生长发育过程中对养分的需求规律[12-13]。杨凯等研究表明，施用含50 %脲甲醛的肥料棒处理下橡胶苗株高及茎围的增加量最大[14]。前人研究表明，缓释氮肥养分供应与许多作物营养需求相匹配，能够有效地提高肥料利用率，增加作物产量，减少养分损失，但是缓释氮肥在橡胶施肥方面的研究较少，其中对比多种缓释氮肥对橡胶生长影响的研究，未见报道。【本研究切入点】本研究分析不同缓释氮肥在对橡胶苗各部位生物量和养分累积吸收量的影响。【拟解决的关键问题】此研究为缓释氮肥在橡胶苗施肥中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试橡胶苗品种：热研7-33-97组培苗。供试肥料：普通尿素，含氮量46 %；包膜尿素，含氮量43 %；硝化抑制剂(DMPP)-尿素肥料，含氮量46 %，DMPP的添加量为尿素的1 %；腐植酸-脲醛，缓释氮肥料31.16 %；肥料棒，含氮量16 %；过磷酸钙，P2O5含量为15 %；氯化钾，K2O含量为60 %。供试土壤：土壤采集自中国热带农业科学院橡胶研究所五队试验基地(海南儋州)，土壤类型为花岗岩发育而来的砖红壤，化学性质如表1。

1.2 试验设计

本研究共设6个试验处理：不施肥处理，记为CK；施用普通尿素处理，记为N1；施用硝化抑制剂-尿素肥料处理，记为N2；施用包膜尿素处理，记为N3；施用腐植酸-脲醛缓释氮肥料处理，记为N4；施用肥料棒处理，记为N5。

试验于2018年3月到2019年12月在中国热带农业科学院橡胶研究所五队试验基地大棚内进行。选择长势均一的处于二蓬叶生育期的热研7-33-97组培苗进行盆栽实验，每个处理种植25株。2018年3月17日将橡胶苗定植于38 cm×33 cm的塑料桶中，每个桶内装有混合均匀的2 kg洗净河沙及15 kg供试土壤。施肥方法如下：沿桶壁挖10 cm的施肥沟，按照每0.6 gN/kg土的比例施入供试肥料，各处理施氮量相等，并以氮磷钾3︰2︰3的比例加入过磷酸钙及氧化钾，所有肥料在橡胶苗缓苗期后一次性施入，定期浇水和病虫害管理。

1.3 生物量的测定

施用肥料后的240 d进行1次采样，每个处理随机采集5株树。将采集到的橡胶苗茎、主根、须根、叶片及叶柄经105 ℃杀青处理后烘干，利用电子天平称重。

1.4 橡胶苗氮磷钾含量的测定

取上述橡胶苗茎、主根、须根、叶片及叶柄样品测定其氮磷钾含量。利用流动分析仪法进行氮及磷的测定，利用火焰光度计测定钾的含量。

1.5 数据处理与分析

试验数据利用Microsoft Excel进行整理，用SPSS 20.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同缓释氮肥处理对橡胶苗生物量的影响

由表2可知，在施肥240 d后，所有施肥处理在各测定生物指标中均显著高于对照。DMPP-尿素处理橡胶苗茎的生物量与尿素相比无显著差异；包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理橡胶幼苗茎的生物量4分别为尿素处理的1.61、1.83、1.94倍。所有缓释氮肥处理橡胶苗主根的生物量均显著高于尿素处理，且腐植酸-脲醛及肥料棒处理橡胶苗主根的生物量显著高于DMPP-尿素及包膜尿素。而且DMPP-尿素处理橡胶苗须根的生物量与尿素处理无显著性差异，但包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理橡胶苗须根的生物量均显著高于尿素处理。在橡胶苗叶片生物量方面，尿素处理橡胶苗叶片干重与DMPP-尿素处理两者无显著性差异，但包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理橡胶苗叶片干重分别为尿素处理的1.69、1.88、2.75倍，均显著高于尿素处理。比较橡胶苗总生物量可知，尿素处理与DMPP-尿素处理无显著差异，腐植酸-脲醛与肥料棒处理二者间也无显著差异，但均显著高于其它各处理。

表1 供试土壤的化学性质

表2 不同施肥处理橡胶苗生物量的变化

表3 橡胶苗对氮素的累积吸收量

2.2 不同缓释氮肥对橡胶苗氮素吸收量的影响

由表3可知，所有施肥处理在测定的各部位氮素累积量均显著高于对照。橡胶苗不同部位对氮素的累积能力不同，按氮素累积量从大到小排列为叶片>茎>主根>须根>叶柄。尿素处理橡胶苗茎中氮素的累积量为215.11 mg/株，DMPP-尿素、包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理下橡胶苗茎中氮素的累积量均显著高于尿素处理。与尿素处理相比，DMPP-尿素处理对橡胶苗主根氮素累积的促进作用不显著，而包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理均可显著促进橡胶苗主根中氮素的累积。比较各处理橡胶苗主根氮素累积吸收量可知，包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理均能显著增加橡胶苗主根氮素累积量，且腐植酸-脲醛最显著，为尿素处理的1.79倍。而DMPP-尿素、包膜尿素、腐植酸-脲醛、肥料棒处理下橡胶苗叶片中氮素的累积量分别为299.63、431.32、466.21、537.79 mg/株，均显著高于尿素处理，其中肥料棒处理下橡胶苗叶片中氮素的累积量最高，为尿素处理的2.01倍。另外，包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理均能显著提高橡胶苗叶柄中氮素的累积量。所有缓释氮肥处理中，肥料棒处理橡胶苗各部位氮素累积总量达1207.25 mg/株，显著大于其他处理。

2.3 不同缓释氮肥对橡胶苗磷素吸收量的影响

由表4可知，所有施肥处理在测定的各部位磷素累积量均显著高于对照。橡胶苗各部位对磷素累积量不同，按从大到小顺序排列依次为茎>叶片>主根>须根>叶柄。缓释氮肥对橡胶苗各部位磷素的累积有一定的促进作用。在橡胶苗的茎部及叶片中，与传统施用氮肥及施用DMPP-尿素缓释氮肥相比，包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒均能显著提高磷素的累积量，但3种缓释氮肥料之间无显著差异。与尿素处理相比较，包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒同样可以显著提高磷素在主根中的积累量。比较各处理橡胶苗的须根氮素累积量发现，仅有腐植酸-脲醛处理下橡胶苗须根中的磷累积量能够显著高于尿素处理。另外，DMPP-尿素、包膜尿素、腐植酸-脲醛和肥料棒均能显著提高橡胶苗叶柄的磷素累积量，且肥料棒处理显著高于其它各处理，而且包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒均能显著提高橡胶苗叶柄中磷素的累积，且腐植酸-脲醛及肥料棒处理均显著高于包膜尿素处理。但是包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理间橡胶苗各部位磷素累积总量差异不显著。

表4 不同缓释氮肥处理的橡胶苗磷素累积量

表5 不同缓释氮肥处理的橡胶苗钾素累积量

2.4 不同缓释氮肥对橡胶苗钾素吸收量的影响

由表5可知，所有施肥处理在测定的各部位钾素累积量均显著高于对照。橡胶苗各部位对钾素的累积量有差异，茎对钾素的累积量最高，叶柄最低。DMPP-尿素、包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理下橡胶幼苗茎中的钾素累积量均显著高于尿素处理，且肥料棒处理下橡胶幼苗茎中的钾素累积量最高，为654.65 mg/株。缓释氮肥对橡胶主根及须根中钾素积累的促进效果较差，与施用尿素相比，仅有腐植酸-脲醛显著提高了橡胶苗主根及须根中钾素的累积，分别提高了32.31、22.06 mg/株。与尿素相比，各缓释氮肥提高橡胶苗叶片中钾素含量的效果不同，DMPP-尿素对橡胶苗叶片中钾素含量的提高效果不显著，包膜尿素、腐植酸-脲醛和肥料棒均能显著提高了橡胶苗叶片中钾素的含量，分别为尿素处理的1.20、1.31和1.41倍。而施用包膜尿素、腐植酸-脲醛及肥料棒处理下叶柄中的钾素含量显著高于尿素处理。所有缓释氮肥处理中，肥料棒处理橡胶苗各部位钾素累积总量达1289.97 mg/株，显著大于其他处理。

3 讨 论

我国植胶区土壤多数较贫瘠，氮素是橡胶树栽培中必须施用大量元素之一。氮素供应的充分度很大程度上影响橡胶树的生长状况及产胶量[15]。橡胶树是长期作物，一个种植周期约40年，再加上热带地区高温多雨，土壤微生物活跃，多种氮肥特别是尿素等分解快，养分挥发量大。缓释氮肥由于分解释放较缓慢，淋溶挥发较少，因此更适合在橡胶树上施用。本试验结果正表明，缓释氮肥在促进橡胶的生物量积累方面的效果要优于普通化肥。此外，还表明肥料棒在促进橡胶幼苗茎、叶片及叶柄生物量积累方面的效果最明显，而腐植酸-脲醛肥料在促进橡胶苗主根及须根生物量积累方面的效果最明显，这可能因为肥料棒的稳定性较高且其养分释放率更缓慢，还有可能是因为肥料棒中含有有机肥，有研究表明有机肥可以通过提高土壤微生物及酶活性，进而提高植物对养分的吸收积累，促进植物生物量的积累[16]。

本研究结果表明，橡胶苗不同部位对氮素的累积能力不同，按累积量从大到小排列为叶片>茎>主根>须根>叶柄。橡胶苗叶片在生长发育过程中对氮素的积累量明显高于其它部位，其含氮量是衡量氮素营养的一项重要指标[17]。在相同的供氮水平下，包膜尿素、腐植酸-脲醛、肥料棒处理橡胶苗叶片中氮素的累积量分别为尿素处理的1.61、1.74、2.01倍，均显著高于尿素处理，这一结果与前人在其他作物上的研究结果相符[8]。这可能是因为橡胶苗在整个发育过程中对养分的消耗是一个长期的过程，而前人的研究表明缓释氮肥与尿素相比，其养分释放缓慢，更符合橡胶生长发育过程中对氮素的需求规律。氮素变化结果表明肥料棒与腐植酸脲醛的氮素缓释效果无显著性差异，而肥料棒处理橡胶苗叶片氮素的积累量显著高于其它所有处理，说明肥料棒促进叶片中氮素积累的作用不仅仅取决于其缓释能力，还受其它方面的影响，本研究中肥料棒的制备过程中，其内包含部分有机肥[14]，可能是有机肥起到的作用。

磷素与钾素同样是橡胶苗生长发育所必须的营养元素，磷素对橡胶种子发芽、根的生长及树围的增粗都有促进作用[18]，钾素在橡胶树生产中非常重要，缺钾会降低胶乳产量及品质[19]。本研究结果表明，在相同的供磷及供钾水平下包膜尿素、腐植酸-脲醛、肥料棒处理橡胶苗茎、主根、叶片、叶柄中磷素的累积量及橡胶苗茎、叶柄中钾素的累积量均高于传统施肥。肥料棒、腐植酸-脲醛、包膜尿素处理橡胶苗叶片的磷素累积量分别为尿素处理的1.75、1.63、1.55倍；钾素累积量分别为尿素处理的1.40、1.31、1.20倍。说明缓释氮肥对橡胶苗钾素和磷素的累积具有一定的促进作用，这与前人的研究结果相符[20]。可能是由于缓释氮肥在延缓氮素释放的同时，也促使磷素和钾素释放的后移[21]，增加橡胶苗生长后期磷素及钾素的累积量，减少养分流失。

4 结 论

(1)与施用尿素相比，除DMPP-尿素外，缓释氮肥可以增加橡胶苗的株高、茎围、根茎叶及总生物量。6种处理的总生物量平均值按从大到小排列为肥料棒(146.64 g/株)>腐植酸-脲醛(142.36 g/株)>包膜尿素(124.14 g/株)>DMPP-尿素(91.90 g/株)>不施肥(30.50 g/株)，腐植酸-脲醛与肥料棒间无显著差异，而显著高于其它各处理，腐植酸-脲醛及肥料棒促进橡胶苗生长发育的效果高于其它各处理，有利于促进橡胶苗的生长。

(2)橡胶苗叶片中对氮素的积累最高，肥料棒对提高橡胶苗养分的累积结果最显著，为尿素处理的2.01倍。缓释氮肥在提高橡胶苗各部位氮素的含量同时，也在一定程度上促进橡胶幼苗对磷素及钾素的累积，肥料棒处理橡胶苗叶片的磷素和钾素含量分别为尿素处理的1.75和1.40倍。综上，肥料棒在促进橡胶苗养分积累方面的效果最好。