施用尿素对芳樟矮林生长及得油率的影响

彭艺 张北红 王颜波 姜睿 李卫东 李凤 肖祖飞

摘 要：樟树是我国亚热带地区常绿阔叶林中重要组成树种之一，它的根、茎、叶含有精油，广泛应用于医药、日用化工、香精香料、食品添加剂等领域，具有重要经济价值。天然芳樟醇主要来源于芳樟醇型樟树（芳樟）。当前芳樟采用矮林栽培，割去枝叶提取精油，大量枝叶被带走会导致土壤肥力衰退。为芳樟矮林施肥提供理论依据，以4年生芳樟矮林为材料，研究不同尿素施用量对芳樟矮林的生长和得油率的影响。结果表明，施用尿素对芳樟矮林萌芽、萌条长度、粗度有显著促进作用，对芳樟矮林成枝数影响不明显，尿素施用量为100g/株时对芳樟矮林萌芽和萌条生长促进作用最好;施用尿素对芳樟矮林株高、冠幅有显著促进作用，对地径有显著抑制作用，尿素施用量为100g/株时对芳樟矮林株高和冠幅促进作用最好;尿素施用量在25～100g/株对芳樟矮林单株鲜重、单株叶鲜重、单株小枝鲜重及单株主枝鲜重显著促进作用，继续增加至200g/株则抑制芳樟生物量;施用尿素对芳樟矮林单株叶得油率无显著影响，但会提高主枝得油率，降低小枝得油率，降低叶片油细胞密度，减小叶片油细胞的直径。因此综合各项指标，施用100g/株尿素对芳樟矮林生长较好，可以提高单位面积生物量，提高单位面积精油产量。

关键词：樟树 芳樟矮林 尿素 生长 得油率

中图分类号：S792.23                     文献标识码：A

樟树（Cinnamomum camphora）隶属樟科樟属，常绿乔木，枝叶茂密，冠大荫浓，是我国长江流域常见的园林绿化和特色经济树种[1，2]。樟树根据枝叶精油主成分含量可分为脑樟、龙脑樟、芳樟、柠檬樟等化学型，如主含芳樟醇的樟树为芳樟。芳樟醇是重要的工业原料，芳樟醇及其部分衍生物广泛应用于香精香料、医用、日用化工等方面[3-5]，具有重要经济价值。目前，以芳樟为香料原料林采用矮林密植、割取枝叶提取精油，极大地提高了精油的产量。但是采伐会带走大量枝叶，造成土壤肥力衰退，需要通过施肥来补充缺失的肥力。酰胺态氮肥——尿素，是固体氮中含氮最高的肥料，可以为植物提供大量氮素。用尿素作为氮肥对芳樟矮林施用，能够满足芳樟矮林生长发育过程中对氮素的需求。有研究表明，施用氮素能够促进樟树幼苗根系生长，与对照相比较，樟树幼苗细根根尖数、体积、表面积、长度显著增加[6]。施肥能促进香樟幼苗株高、地径的生长以及生物量的积累，施用6g/株氮肥幼苗生长效果最好，株高、地径和鲜重达到最大值[7]。施用一定量的复合肥（12g/株）能够显著促进香樟幼苗株高、地径的生长以及生物量的累积，施用16 g/株复合肥会抑制苗高和地径生长，生物量降低[8]。目前，对樟树苗木施肥取得一定进展，但芳樟矮林施肥方面的研究较少，为芳樟矮林的合理施肥提供理论依据，以4年生芳樟矮林为研究对象，采用田间试验法，研究施用尿素对芳樟矮林株高、地径、生物量、精油分布规律等的影响。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

本试验地位于江西省南昌市南昌工程学院园林实践基地内，地理位置为东经115°27′～116°35′、北纬28°09′～29°11′，属亚热带湿润季风气候，气候温润。一年中夏冬季长，春秋季短，是夏炎冬寒的典型城市，年平均气温17～17.7 ℃，极端最高气温40.6 ℃，极端最低气温-9.7℃。年降雨量1600～1700 mm，降水日为147～157d，年平均暴雨5.6 d，年平均相对湿度为78.5%。年日照时间1723～1820 h，日照率为40%。年无霜期251～272 d。

1.2 试验材料

试验材料为4年生芳樟矮林（同一无性系），株距1.0 m、行距1.5 m，种植后每年10月底伐桩，伐桩高度为20 cm，每年3月份每株穴施100 g复合肥和200 g尿素，正常养护管理。

1.3 试验设计

以尿素为氮肥（含氮≧46.0%，山西天泽煤化工集团股份公司生产），施肥时间为2019年5月4日，尿素施用量为0 g/株、25 g/株、50 g/株、100 g/株、200 g/株（分别记为N0、N1、N2、N3、N4），施肥方式为打孔施，在离植株基部30 cm处打孔施入尿素，回填土壤，每个处理15株，3次重复。同时，测定每个处理每颗植株基桩地径。6月4号对不同处理芳樟基桩萌芽数进行统计，同时每个处理每颗植株选取生长最高的萌条测定其长度。10月底结束试验，测定不同处理植株的地径、株高和冠幅，然后每个处理随机选取5株，从枝条顶部数起摘取第5或第6片叶子用于精油细胞数量和大小的统计，之后在离地面20 cm处砍伐，获取其地上部分，带回实验室测定单株鲜重，然后将其分成叶、小枝、主枝三部分，测定单株叶鲜重、小枝鲜重、主枝鲜重，再分别从叶、小枝和主枝中称取一部分（200～400 g），采用水蒸气蒸馏法，提取精油，进而计算出得油率。

1.4 测定指标与方法

（1）单株萌芽数和成枝数

单株萌芽数：6月份，调查不同伐桩高度基桩上萌条数。

单株成枝数：10月份采伐时，调查不同伐桩高度基桩上枝条数。

（2）地径、株高和冠幅的测定

参照GB  6000-1999《主要造林树种苗木质量分级》[9]中的标准：地径指苗木土痕处的粗度，用游标卡尺测量;株高是指地径至植株顶芽基部的苗干长度，用卷尺测定;冠幅是指树（苗）木的南北和东西方向宽度的平均值，用卷尺测量。

（3）生物量的测定

采伐后用电子天平测定单株鲜重，之后将其叶、小枝、主枝分开，再用电子天平称量其鲜重。

（4）精油提取和得油率计算

从（3）中取部分叶、小枝和主枝，各称取一定重量W1（200～400 g），采用水蒸气蒸馏法提取精油，蒸馏40 min，關停设备，取出精油，用已知重量棕色玻璃瓶W2贮存，称重W3，得油率计算公式为：

得油率（%）=（W3-W2）/W1×100

（5）叶片油细胞数量和大小的测定

采用初庆刚和胡正海[10]的方法：将芳樟叶片中脉去除，切成5 mm×5 mm的小块，用镊子将其放入2 mL离心管，再向离心管加入1.5 mL 5%的NaOH水溶液，之后放入60 ℃培养箱中透明24～72 h。透明后用超纯水清洗3遍，再用H2O2漂白5～15 min，用超纯水清洗干净制成临时封片，在显微镜（Ni-U+DS-Ri2）下观察、拍照，记录10×视野油细胞数量，每个视野随机选取10个油细胞测量其直径。

1.5 数据统计与方法

所有实验数据先用Excel  2010计算、整理，再用SPSS  19.0进行方差分析和Duncan多重比较，顯著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 施用尿素对芳樟矮林萌芽、萌条长度和萌条粗度的影响

施用尿素对芳樟矮株枝条、萌发状况的影响见图1至图3。

由图1可知，施用一定量的尿素对芳樟矮林萌芽有促进作用。N1处理芳樟矮林萌芽数最少，平均为16.44个，与对照（N0）差异不显著;N3处理芳樟矮林萌芽数最多，平均为21.33个，显著高于N1处理，高于N0处理（18.11个）。N2和N4处理芳樟萌芽数分别为20.22个和20.00个，与N3处理差异不显著。

由图2可知，芳樟矮林萌条长度随尿素施用量的增加呈先增后降趋势。N2处理芳樟矮林萌条长度最大（122.46 cm），其次是N3处理（118.10 cm），N2和N3处理差异不显著，显著大于对照（N0，103.62 cm）和N1处理（106.12 cm）。N4处理芳樟萌条长度变小，低于N2和N3处理，与N0和N1处理差异不显著。因此，N2或N3处理对萌条长度效果较好，即尿素施用量50～100 g/株。

由图3可知，施用尿素对芳樟萌条粗度有一定促进作用。N3处理芳樟萌条粗度最大（56.46 mm），N1处理芳樟萌条粗度最小（47.71 mm），二者相差8.75 mm，N3处理萌条粗度也比对照（N0）大7.46 mm。N3处理萌条粗度显著大于其它处理，而N0、N1、N2和N4处理萌条粗度差异不显著。因此，N3处理对芳樟萌条粗度效果最佳，即尿素施用量100 g/株。

2.2 施用尿素对芳樟矮林成枝数的影响

由图4可知，N1、N2和N3处理芳樟成枝数较多，平均为11个、10.67个和10.89个，稍高于对照（N0，9.78个）和N4处理（9.56个），各处理间差异不显著，与对照差异也不显著。施用尿素对芳樟矮林成枝数影响不明显。

2.3 施用尿素对芳樟矮林地径、株高和冠幅的影响

2.3.1 施用尿素对芳樟矮林地径生长的影响

由图5可知，芳樟矮林地径随着尿素施用量的增大而逐渐减小。N2、N3、N4处理地径显著小于对照（N0），N1处理和对照（N0）地径无明显差异。地径最大的是对照（N0），平均为19.36 mm，地径最小的是N4处理，平均为12.79 mm，二者相差6.57 mm。

因此，施用尿素对芳樟矮林地径有抑制作用，且尿素施用量越大抑制作用越明显。

2.3.2 施用尿素对芳樟矮林株高的影响

由图6可知，施用尿素对芳樟矮林株高有促进作用，N3处理株高最大（226.20 cm），显著高于其它处理和对照（N0，189.47 cm）。N1、N2和N4处理株高略大于对照（N0），之间无明显差异。芳樟矮林株高随尿素施用量的增多逐渐增大，当尿素施用量为100 g/株时，芳樟矮林株高达到最大，继续增加尿素施用量，促进作用减弱。

2.3.3 施用尿素对芳樟矮林冠幅的影响

由图7可知，施用尿素对芳樟矮林冠幅有促进作用，各处理冠幅高于对照（N0）。N3处理冠幅最大（194.52 cm），显著大于其它处理，其次是N1和N4处理，分别为184.08 cm和183.82 cm，显著高于对照（N0），对照（N0）冠幅最小（172.54 cm）。

2.4 施用尿素对芳樟矮林生物量的影响

施用尿素对芳樟矮林鲜叶、枝条等生物量的影响见图8至图11。

2.4.1 施用尿素对芳樟矮林单株鲜重的影响

由图8可知，施用一定量的尿素对芳樟矮林单株鲜重有促进作用，N1单株鲜重最大（5021.55 g），其次是N3处理（4946.70 g），N4处理和对照（N0）单株鲜重较小，分别为3967.33 g和4125.86 g。与N0相比较，N1、N2和N3处理单株鲜重分别增加了895.69 g、456.31 g和820.84 g，N4处理单株鲜重降低了158.53 g。各处理单株鲜重N1>N3>N2，且这三者显著大于N4和对照，N4处理和对照单株鲜重无明显差异。

2.4.2 施用尿素对芳樟矮林单株叶鲜重的影响

由图9可知，施用一定量的尿素对芳樟矮林单株叶鲜重有促进作用，芳樟矮林单株叶鲜重最大的是N1处理，平均为2584.23 g，其次是N2和N3处理，最小的是N4处理，平均为1733.69 g。与对照（N0）相比较，N1、N2和N3处理单株叶鲜重分别增加了485.22 g、226.89 g和220.97 g，N4处理降低了392.32 g。N1处理与N2、N3处理单株鲜重差异不显著，显著大于N4处理和对照（N0）。N2和N3处理单株鲜重显著大于N4处理，与对照差异不显著。因此，施用25～100g/株的尿素可以促进芳樟单株叶鲜重的增长，200 g/株的尿素施用量则会抑制单株叶鲜重的增长。

2.4.3 施用尿素对芳樟矮林单株小枝鲜重的影响

由图10可知，施用尿素对芳樟矮林单株小枝鲜重有促进作用，但过高的尿素施用量促进效果不明显。单株小枝鲜重最大的是N1处理（1523.52 g），其次是N3处理（1390.32 g），单株小枝鲜重最小的是对照（N0，958.77 g）。与对照相比较，N1、N2、N3和N4处理单株小枝鲜重均增加了，分别增加了564.76 g、264.28 g、431.56 g和138.75 g。N1和N3处理单株小枝鲜重差异不显著，显著高于其它处理和对照，N3处理显著高于对照（N0），N4处理和对照无明显差异。

2.4.4 施用尿素对芳樟矮林单株主枝鲜重的影响

由图11可知，施用尿素对芳樟矮林单株主枝鲜重有显著影响，各处理单株主枝鲜重均显著大于对照（N0），各处理间也有显著差异。N1处理单株主枝鲜重最大（1523.52 g），顯著高于其它处理和对照，其次是N3处理（1390.32 g），显著高于N2、N4和对照，N2和N4处理单株主枝鲜重分别为1223.04 g和1097.52 g，二者差异不显著，但均显著大于对照（958.77 g）。

2.5 施用尿素对芳樟矮林得油率的影响

2.5.1 施用尿素对芳樟矮林叶得油率的影响

由图12可知，芳樟矮林单株叶片得油率最大的是N2处理，平均为1.45%;单株叶片得油率最小的是N1处理，平均为1.18%。各处理之间差异明显，与对照叶差异不明显。因此，施用尿素对芳樟矮林单株叶片得油率无显著影响。

2.5.2 施用尿素对芳樟矮林小枝得油率的影响

由图13可知，芳樟矮林单株小枝得油率最大的是N4处理（0.157%），其次是对照（0.154%），N1、N2、N3处理单株小枝得油率显著下降。

2.5.3 施用尿素对芳樟矮林主枝得油率的影响

由图14可知，施用尿素对芳樟矮林主枝得油率有显著促进作用，得油率随着尿素施用量的增大而升高。单株主枝得油率最大的是N3和N4处理，其次是N1和N2处理，得油率最小的是对照（N0）。N3和N4处理得油率均为0.14%，显著大于其它处理和对照。N1和N2处理得油率均为0.10%，显著大于对照。

2.6 施用尿素对芳樟矮林叶片油细胞密度和直径的影响

施用尿素对芳樟矮林叶片油细胞密度与直径的影响分别见图15和图16。

由图15可知，各处理间叶片油细胞密度在37.50～38.50个/mm2之间，各处理间叶片油细胞密度差异不明显。对照叶片油细胞密度高达50.07个/mm2，显著高于各处理叶片油细胞密度。因此，施用尿素会减少芳樟矮林叶片油细胞密度。

由图16可知，芳樟矮林叶片油细胞直径最大的是对照（31.97 μm），最小的是N2处理（20.49 μm）。各处理芳樟矮林叶片油细胞直径均小于对照，其中N3和N4处理稍小于对照，与对照差异不显著，N1和N2处理显著小于对照。因此，施用尿素会减小芳樟矮林叶片油细胞的直径。

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 施用尿素对芳樟矮林萌芽的影响

施用一定量的尿素可以促进芳樟矮林萌芽，芳樟矮林萌条长度、粗度增加，这可能是由于施用尿素，芳樟矮林根系获得足够氮素，为基桩的萌芽提供丰富的营养物质，促进基桩的萌芽和萌条的增高、增粗生长。施用尿素对芳樟矮林成枝数影响不明显，究其原因可能是成枝数受遗传控制，樟树矮林自身存在疏枝现象。

3.1.2 施用尿素对芳樟矮林生长的影响

施用尿素对芳樟矮林株高、冠幅有促进作用。有研究表明，适量施用尿素可以促进香樟幼苗成长[11]，张银荣[12]等人研究氮、磷、钾混合肥对龙脑香樟幼苗生长的影响也发现，施用氮肥可以促进香樟幼苗株高生长，与本研究结果基本一致。芳樟矮林地径则会随着尿素施用量的增大而逐渐减小，并且尿素施用量越大，抑制效果越明显，表明施用尿素不利于芳樟地径生长。这一结论与林婉奇[13]等人研究不同密度樟树幼苗生长对氮磷添加的响应结果基本一致，在80株/m2的密度下，对照组的樟树幼苗地径大于氮处理的幼苗地径。出现上述情况的原因可能是因为尿素中含有大量的氮元素，氮元素能够促进植物地上部分的增长，抑制地下部分的增长。

本试验中，施用尿素对芳樟矮林单株鲜重、单株叶鲜重、单株小枝鲜重、单株主枝鲜重有促进作用，尿素施用量为25～100g/株时对芳樟矮林生物量促进作用较好，尿素施用量为200g/株时单株鲜重和单株叶鲜重比对照组小。出现这种情况的原因可能是因为氮素会促进叶片生长，而过量施用氮素会使得叶片过于肥大，导致植株空隙减少，通风透光能力降低，叶片光能利用率下降，同时其呼吸旺盛，提高了光合产物的消耗，导致干物质积累降低。有研究表明，施用适量的增效尿素可以使棉花产量上升，过量则会使产量下降[14]。胡麻在施用适量氮肥后，其干物质积累量有明显提高，但当氮肥施用过量时，将会使得胡麻干物质积累量减少[15]。

3.1.3 施用尿素对芳樟矮林得油率的影响

施用尿素对芳樟矮林叶片得油率无显著影响，这一结果与刘新亮[16]等人研究基本一致。施用尿素促进芳樟矮林主枝得油率，可能是因为氮素可以促进枝粗生长，使得主枝得油率得到显著提高。施用尿素会减小芳樟矮林叶片油细胞密度和直径，出现这一情况可能是因为施用尿素促进芳樟矮林单株叶鲜重的增加，单株叶量增加，导致油细胞密度降低、油细胞大小减小。

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