氮肥对元宝枫幼苗叶片生理特性的影响

牛雪峰

平陆县国有林场，山西 平陆 044300

元宝枫是城市园林中重要的彩叶树种，目前在山西省各城市中均有广泛的应用[1]。由于近年来对城市绿化的重视，使得元宝枫苗木需求量增加较快，这也带动了各苗圃加快培养元宝枫苗木的步伐。园林树木育苗中，施肥是促进苗木快速成苗的有效措施[2]。施肥促进苗木生长的主要原因是改善了植物的营养状况，提高了树木对外界环境条件的抗逆性和适应性，并且还可以改善树木的生理特性[3]。李红霞[4]研究认为，追施氮肥可以提高紫丁香叶片内的叶绿素含量，提高POD、SOD 活性，对改善树木的生理特性具有较好的作用；张吉立[5]研究认为，施肥可以显著提高早熟禾叶片内的叶绿素含量，促进植株生长；郭晓霄[6]研究认为，氮营养可以显著提高连翘叶片内叶绿素和渗透物质含量，提高植株适应性，促进苗木健壮生长；袁卉馥[7]研究认为，施肥可以显著提高金莲花叶片内黄酮含量，对促进植株生长具有显著作用；田宝[8]研究认为，施用氮肥显著提高了小叶丁香叶片内保护酶活性，提高了植株抗逆性，促进了苗木生长；高瑞红[9]研究认为，根外追肥可以显著提高红王子锦带叶片内保护酶活性，同时降低MDA 含量，对提高其适应性具有显著作用。从前人的相关研究来看，鲜见关于施用氮肥对元宝枫苗木生理特性影响的相关报道，本文以此为契机，通过分析不同氮肥施用量对4 年生元宝枫苗木生理特性的影响规律，以期为其育苗中科学合理施肥提高理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019 年4 月至8 月在平陆县国有林场苗圃进行。试验所选元宝枫为4 年生苗，于2015 年3 月采用播种方式育苗，2017 年4 月间苗1 次，现苗木栽培密度为50 cm×60 cm。试验期间，分别于4 月10 日、5 月5 日、6 月20 日各灌 水1 次，6 月16 日和7 月28 日分别除草1 次。

1.2 试验设计

本试验共设4 个处理，其中Y1 为对照，不施用任何肥料，元宝枫在自然状态下生长；Y2 处理的氮肥施用量为8 g·株-1，钾肥施用量为10 g·株-1；Y3 处理氮肥施用量为16 g·株-1，钾肥施用量为10 g·株-1；Y4 处理氮肥施用量为24 g·株-1，钾肥施用量为10 g·株-1。试验所选氮肥为尿素，含氮量46%，钾肥为硫酸钾，K2O 含量为50%。将试验设计的氮钾肥施用量平均分为2 份，在生长季节分两次进行施肥，第1 次在4 月10 日，第2 次在6 月20 日，施肥时，将称量好的肥料与土壤按照1∶10 的比例混合均匀，在距离元宝枫主干12 cm 四周分别挖深12 cm，长宽各10 cm 的穴，将与土充分混合的肥料施入沟中，然后覆土，浇水。小区试验设计，每处理选择40 株苗木，3 次重复。

1.3 试验测定项目

分别于5—9 月每个月的15 日到田间取样，取样时，每处理选择5 株元宝枫，从树冠上随机摘取6 片叶，然后放入封口袋中，带回实验室冲洗干净后立即测定叶片内色素含量和硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量。其中，叶绿素含量采用浸提法[9]，黄酮含量采用分光光度法[9]，硝酸还原酶（NR）活性测定采用比色法[10]，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法[10]。

1.4 数据分析

数据处理以及图表制作使用Excel2010 版软件，差异显著性分析使用DPS7.05 版软件。

2 结果与分析

2.1 氮对元宝枫叶绿素含量的影响

由图1 可知，元宝枫叶绿素含量在整个生长季节表现为先升高后降低的变化，不同处理之间存在差异。从试验结果来看，6、9 月，Y3 处理的叶绿素含量处于最高值，分别高于Y4 处理5.13%、4.63%，无显著差异，5、7、8 月Y4 分别高于Y3 处理2.81%、10.31%、1.56%，无显著差异，表明Y3、Y4 处理对元宝枫叶绿素含量的影响处于同一水平。5—9 月，Y3 分别比Y2 提高了25.97%、38.18%、40.44%、47.22%、20.91%，差异显著，表明Y3 与Y2 相比对提高元宝枫叶绿素含量效果达到了显著水平；5—8 月，Y2 分别比Y1 提高了12.08%、41.98%、54.44%、59.77%，差异显著，9 月Y2 比Y1 提高了9.10%，无显著差异。同时，Y4 显著高于对照，Y2 显著低于Y4 处理。

图 1 马边大风顶红外相机布设点位图Fig. 1 Location sites of infrared cameras in Mabian Dafengding Nature Reserve图 1 氮对元宝枫叶绿素含量的影响Fig. 1 Effects of nitrogen fertilizer on chlorophyll content of Acer truncatum seedling leaves

2.2 氮对元宝枫黄酮含量的影响

由图2 可知，元宝枫黄酮含量在5—8 月呈现出一直升高的变化，9 月表现出降低的变化，不同处理之间存在差异。5、6、8、9 月Y3 处理黄酮含量处于最高值，分别高于Y4 处理3.49%、2.98%、9.36、5.01%，无显著差异，7 月Y4 高于Y3 处理2.44%，无显著差异，表明Y4 与Y3 相比并不能显著提高元宝枫叶片内黄酮含量。5 月，Y3 分别高于Y1、Y2处理14.67%、8.86%，无显著差异，表明Y3 与Y1、Y2 相比在5 月提高了元宝枫黄酮含量，但是效果不显著。6—9 月，Y3 分别比Y2 提高了30.03%、19.93%、26.03%、21.47%，差异显著，表明Y3 与Y2 相比在这4 个月份显著提高了元宝枫黄酮含量。6、9 月，Y2 分别高于Y1 处理16.32%、20.74%，差异显著，表明Y2 与对照相比在6、9 月对提高元宝枫黄酮含量效果达到了显著水平。7—8 月，Y2 分别比对照提高了13.35%、11.25%，无显著差异，表明Y2 与对照相比在7—8 不能显著提高元宝枫叶片内黄酮含量。6—9 月，Y4 均显著高于对照和Y2 处理，Y3 显著高于对照，说明Y3、Y4 与对照相比均显著提高了元宝枫叶片内的黄酮含量。

图 2 氮对元宝枫黄酮含量的影响Fig. 2 Effects of nitrogen fertilizer on flavonoids content in Acer truncatum seedling leaves

2.3 氮对元宝枫硝酸还原酶活性的影响

由图3 可知，元宝枫NR 活性在整个生长季节内表现为先升高后降低的变化，5 月处于最低值，不同处理的硝酸还原酶活性存在差异。5 月，Y4 处理处于最高值，分别高于Y1、Y2、Y3 处理47.29%、24.04%、4.76%，其中Y3、Y4 均显著高于Y1 和Y2，Y3 与Y4 之间无显著差异，Y2 显著高于对照。6、8 月，Y3 处理处于最高值，与Y4 相比分别提高了3.37%、2.46%，无显著差异，表明Y3 余Y4 相比在6、8 月提高了硝酸还原酶活性，但是效果不显著；Y3 分别比Y2 提高了15.07%、26.97%，差异显著，Y2 分别高于对照17.78%、15.15%，差异显著，Y3 显著高于对照，6 月Y4 与Y2 之间无显著差异，8 月Y4 显著高于Y2。7、9 月，Y4 处于最高值，分别高于Y3 处理9.58%、4.50%，无显著差异，表明Y4 余Y3 相比在7、9 月提高了硝酸还原酶活性，但是效果不显著；Y3 分别高于Y2 处理18.17%、20.20%，差异显著；Y2 与对照相比分别提高了16.58%、13.66%，其中7 月两个处理之间差异显著，9 月份无显著差异。

图 3 氮对元宝枫NR 活性的影响Fig. 3 Effects of nitrogen fertilizer on NR activity of Acer truncatum seedling leaves

2.4 氮对元宝枫可溶性蛋白含量的影响

由图4 可知，元宝枫可溶性蛋白含量在生长季节表现为先降低后升高的变化趋势，并且可溶性蛋白含量表现为随着氮肥施用量的增加而升高的变化。5—9 月，Y4 处理可溶性蛋白含量均处于最高值，与Y3 相比分别提高了3.85%、2.43%、6.33%、5.63%、2.48%，无显著差异，表明Y4 与Y3 相比提高了可溶性蛋白含量，但是效果并不显著；Y3 分别比Y2 提高了17.36%、15.18%、14.24%、15.62%、8.45%，其中5—8 月两个处理之间存在显著差异，9 月无显著差异，表明Y3 与Y2 相比在5—8 月会显著促进元宝枫可溶性蛋白含量升高；5、6、7、9月，Y2 分别高于对照1.79 mg/g、2.62 mg/g、3.84 mg/g、1.30 mg/g，差异显著，表明Y2 与对照相比在这4 个月份显著提高了元宝枫叶片内的可溶性蛋白含量；8 月Y2 比对照提高了15.61%，无显著差异，表明Y2 与对照相比在8 月不会显著提高元宝枫可溶性蛋白含量。

图 4 氮对元宝枫可溶性蛋白含量的影响Fig. 4 Effects of nitrogen fertilizer on soluble protein content in Acer truncatum seedling leaves

3 结论

（1）氮可以提高元宝枫生长季节叶片内的叶绿素含量，Y3 与Y2 相比效果显著，Y4 与Y3 相比提高了叶绿素含量，效果不显著。

（2）氮提高了元宝枫叶片内的黄酮含量，5 月效果不显著，6—9 月Y3、Y4 显著高于对照，Y4 与Y3 相比提高了黄酮含量，但是效果不显著；Y3 较Y2 显著提高了元宝枫黄酮含量。

（3）氮提高了元宝枫生长季节内硝酸还原酶活性，其中Y3、Y4 之间无显著差异，Y3 显著高于Y2和对照，9 月Y2 与对照相比对NR 活性影响不显著。

（4）随着氮肥施用量增加，元宝枫可溶性蛋白含量表现出升高的变化，Y4 较Y3 提高了可溶性蛋白含量，效果不显著；Y3 较Y2 和对照显著提高了可溶性蛋白含量。

（5）综合比较来看，Y3 对改善元宝枫生理特性效果优于Y2、Y3 处理。

4 讨论

植物叶片内叶绿素含量的升高与植物营养状况的好坏直接相关[11-12]，人工施肥改善了土壤营养状况，从而提高了元宝枫叶片内的叶绿素含量，这对提高叶片光合能力促进苗木生长具有重要作用[13]。从不同氮施用量处理来看，Y4 与Y3 相比虽然提高了叶绿素含量，但是并未达到显著水平，出现这种现象的原因存在两种可能，第一是Y3 施肥量接近最佳施肥量，第二是Y3 与Y4 处理的养分施用量差距过小[14]，具体原因还有待于后续研究中进一步验证。氮提高了元宝枫叶片内黄酮含量，仅在7 月Y4高于Y3，其余月份Y3 处理处于最高值，表明在Y3施肥量基础上提高至Y4 并未显著促进黄酮含量升高，并且6、8、9 月表现出降低的变化，说明Y3 相对于Y4 更有利于元宝枫黄酮含量的升高，所以Y3为本试验中促进黄酮含量升高的适宜处理[15]。从硝酸还原酶活性变化上来看，施用氮肥提高了其活性，Y3、Y4 与对照相比差异达到了显著水平，这与魏永涛[16]的研究结果相似，表明施用氮肥一定程度上可以提高植物硝酸还原酶活性，但是也有报道认为，过高的氮肥施用量会降低植物硝酸还原酶活性[17]，而本试验表现出一直增加的变化，分析原因认为这可能与本实验处理中Y4 施用氮肥量与Y3 处理差距较小有关。元宝枫可溶性蛋白含量表现出随着氮肥施用量的增加而升高的变化，这与李珣[18]的研究结果相似，表明施用氮肥在一定程度上改善了植物营养状况，促进了蛋白质的合成，提高了可溶性蛋白含量，有利于提高元宝枫对不良环境的适应能力。综合分析元宝枫叶片内色素和两种保护酶活性的变化来看，本试验中Y3 处理效果优于Y1、Y2、Y4 处理。