不同施肥处理对观光木幼苗生长及叶片养分含量的影响

唐新瑶 亢亚超,2 王凌晖 周倍竹

（1. 广西大学林学院 广西南宁 530004；2. 驻马店市绿化处 河南驻马店 463000）

观光木（Tsoongiodendron odorum）是木兰科（Magnoliaceae）观光木属（Tsoongiodendron）常绿乔木，又名香花木、香木楠、宿轴木兰，树冠浓密、树形优美，是优良庭院观赏树种和行道树种，其木材结构细致，可作为优良木材使用；除此之外，观光木的树皮、枝条和木质部的某些化学成分还能用于癌症治疗[1]。观光木为中国特有且被国家列为珍稀濒危植物，是古老的孑遗树种，对研究古代植物区系、古地理、古气候都有重要的科学价值，是重要的植物种质资源，具有重要的研究意义[2]。

育苗期施肥是植物培育的重要技术环节之一，对促进植物生长、提高产量和品质等发挥重要作用[3]。在苗木施肥过程中，施肥用量的确定尤为关键，对苗木进行养分补充和调节，可以维持土壤肥力并改善苗木质量，促进其健康快速生长。合理的配比施肥能促进植物的生长发育[4]，研究科学经济的氮磷钾施肥配比具有十分重要的意义，能最大限度地发挥土壤对林木的肥力作用，既能使肥料物尽其用，又能加速培育壮苗[5]。近年来对观光木的研究力度不断加大。本研究对观光木进行氮磷钾配比施肥试验，分析不同处理对观光木幼苗生长的影响，筛选促进其幼苗健康快速成长的最佳组合，以期为观光木幼苗的推广及施肥管理提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况 试验地位于广西壮族自治区南宁市广西大学林学院教学实验基地内（经度108°17′13.32″，纬度22°51′22.5″），地属亚热带季风气候，阳光充足，湿润多雨，气候温和，适宜观光木幼苗生长，各处理组的环境条件一致。

1.1.2 试材 试验用苗来源于南宁市树木园，为长势一致的一年生观光木实生苗[（株高（24.17±0.29）cm，地径（5.57±0.10）mm]。2018年10月选取出100株健康的幼苗移植于规格为17 cm（径）×14 cm（高）的塑料育苗盆内进行缓苗，盆栽苗整齐排列并保持一定的苗木间距，确保受光均匀。

1.1.3 供试土壤与肥料 供试土壤为偏酸性赤红壤，与粗沙以3∶1的比例混匀后作栽培基质。试验所用氮肥为尿素（天津市科密欧化学试剂有限公司，含N 46.67%），磷肥为过磷酸钙（天津市光复科技发展有限公司，含P2O522.6%），钾肥为氯化钾（天津博迪化工股份有限公司，含K2O 52.7%）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验时间为2019年3—11月，采用氮磷钾三因素三水平正交设计，CK为不施肥对照组，共10组处理，每个处理组设10个重复。于3—10月每月初用灌浇施肥法进行施肥处理，每次每盆施加100 mL处理溶液，隔30 d施肥1次，共8次。根据合理施肥计算公式[6]并结合预实验结果，同时参考银彬吾等[7]的配比施肥试验设计，分析得出肥料施用水平（表1）和施肥试验设计（表2）。试验过程中统一进行浇水、除草等工作。

表1 肥料施用水平 单位：g/株

表2 施肥试验设计 单位：g/株

1.2.2 指标测定 于第8次施肥处理30 d后（2019年11月），选择在天气晴朗的上午进行采样，并对观光木幼苗根茎叶生物量、叶面积、根系指标、叶片养分含量进行测定。

生物量：将植株挖取并清洗干净后用纸吸干表面水分，把根、茎、叶分别装入信封袋，放置烘箱内以105℃杀青半小时，置于75℃烘干至恒重，再测定各部分干重[8]。叶面积：使用CI-203手持式激光叶面积仪进行测定[8]；根系指标：使用Epson根系扫描仪对各处理的根系进行扫描，之后使用WinRHIZO分析软件得到观光木幼苗的根表面积、总根长、总根体积、根尖数、根平均直径[8]；叶片养分含量：叶片全氮含量使用奈氏比色法[9]进行测定，叶片全磷含量使用钒钼黄比色法[9]进行测定，叶片全钾含量使用火焰光度计法[9]进行测定。

1.2.3 数据处理与分析 采用Excel 2020进行数据处理与制图，用SPSS 26.0软件进行方差分析、极差分析等。

隶属函数公式为：F（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax–Xmin），其中F（Xi）为隶属函数值，Xi为该指标数值，Xmax和Xmin分别为该指标的最大值和最小值[10]。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对观光木幼苗生物量的影响

方差分析和极差分析可知，氮磷钾配比施肥对观光木幼苗生物量指标影响达到极显著水平（p<0.01），N、P、K三因素对根、叶生物量影响效应为N>K>P，对茎生物量影响效应为N>P>K。由图1可知，根茎叶生物量的变化趋势相似，根生物量整体排序为T6>T5>T4>T1>T2>T3>T8>T9>T7>CK，茎生物量整体排序为T6>T5>T2>T4>T3>T1>T8>T7>T9>CK，叶生物量整体排序为T6>T5>T4>T1>T2>T3>T8>T9>T7>CK，观光木幼苗各部位（根、茎、叶）生物量均在T6处理组取得最大值，分别为18.767、24.790、47.507 g，显著高于其他处理，比不施肥（CK）提高了250.13%、194.77%、393.17%。

图1 不同施肥处理对观光木幼苗生物量的影响

2.2 不同施肥处理对观光木幼苗叶面积的影响

方差分析和极差分析可知，氮磷钾配比施肥对观光木幼苗叶面积指标影响达到极显著水平（p<0.01），N、P、K三因素对叶面积影响效应为N>P>K。由表3可知，叶面积大小整体表现为T6>T5>T4>T2>T3>T1>T8>T9>T7>CK，观光木幼苗叶面积在T6处理组取得最大值，为172.046 cm2，显著高于其他处理组，比不施肥（CK）提高了170.31%。

表3 不同施肥处理对观光木幼苗叶面积和根系指标的影响

2.3 不同施肥处理对观光木幼苗根系的影响

方差分析和极差分析可知，氮磷钾配比施肥对观光木幼苗根系指标影响达到极显著水平（p<0.01），N、P、K三因素对根表面积、总根长、根尖数、根平均直径影响效应为N>K>P，对总根体积的影响效应为N>P>K。由表3可知，根表面积整体表现为T6>T5>T2>T4>T1>T8>T3>T9>T7>CK，总根长整体表现为T6>T5>T4>T2>T1>T3>T8>T9>T7>CK，总根体积整体表现为T6>T5>T4>T2>T1>T8>T3>T9>T7>CK，根尖数整体表现为T6>T5>T4>T2>T1>T8>T3>T9>T7>CK，根平均直径整体表现为T6>T5>T4>T2>T1>T8>T3>T9>T7>CK；观光木幼苗各根系指标（根表面积、总根长、总根体积、根尖数、根平均直径）均在T6处理组取得最大值，分别为407.549 cm2、938.355 cm、12.713 cm3、6 581个、7.030 mm，显著高于其他处理组，比不施肥（CK）提高了147.36%、67.31%、133.99%、228.89%、280.00%。

续表3 不同施肥处理对观光木幼苗叶面积和根系指标的影响

2.4 不同施肥处理对观光木幼苗叶片养分含量的影响

方差分析可知，氮磷钾配比施肥对观光木幼苗叶片养分含量影响达到极显著水平（p<0.01）。由表4可知，叶片养分含量的变化趋势各不相同，叶片氮含量整体表现为T9>T8>T7>T6>T5>T4>T3>T2>T1>CK，叶片磷含量整体表现为T6>T9>T5>T4>T8>T2>T1>T3>T7>CK，叶片钾含量整体表现为T7>T5>T9>T3>T6>T8>T4>T2>T1>CK，观光木幼苗叶片养分含量在T9、T6、T7处理组取得较大值，分别为34.911、1.343和10.574 g/kg，显著高于其他处理组，比不施肥对照组CK提高了78.34%、96.35%、58.34%。

表4 不同施肥处理对观光木幼苗叶片养分含量的影响 单位：g/kg

2.5 不同施肥处理下观光木幼苗各项指标的相关性分析和隶属函数分析

由表5可知，根茎叶生物量、叶面积、根系指标、叶片磷含量之间呈极显著正相关（p<0.01）。叶片氮含量与茎生物量、叶面积呈负相关，与其余指标均呈正相关；叶片钾含量与各项指标均呈正相关，但叶片氮、钾含量与各项指标之间的相关性均不显著。综上所述，总体上看观光木幼苗的生长指标之间、叶片养分含量之间存在一定的相关性，各指标之间关系较为密切，相互影响。

表5 不同施肥处理下各项指标的相关性分析结果

隶属函数评价观光木幼苗对不同施肥处理的综合表现可知，叶片氮含量、叶片钾含量与其他指标相关性均不显著，故删去，分别计算各指标的隶属度。由表6可知，不同施肥处理下，各处理组的平均隶属值均高于对照组（CK），观光木幼苗平均隶属函数值的排序为T6>T5>T4>T2>T1>T3>T8>T9>T7>CK，其中平均隶属函数值在T6处理组取得最大值，T5处理组次之，在对照组（CK）取得最小值。

表6 不同施肥处理下各项指标的隶属函数值

3 讨论与结论

3.1 讨论

氮磷钾是植物生长过程中所需的重要的大量元素[11]。目前针对观光木育苗施肥方面的研究报道甚少。本研究采用三因素三水平正交实验，探索不同配比施肥对观光木幼苗生长的影响。本研究发现，氮磷钾配比施肥对观光木幼苗生长指标及叶片养分含量的影响达到极显著差异水平（P<0.01），配比施肥处理促进了观光木幼苗的生长发育，各生长指标均在T6处理组取得最大值，在对照组（CK）取得最小值，T6处理组生长指标显著高于对照组CK。根据N、P、K影响效应可知，氮元素对观光木幼苗生长的影响最大，磷、钾元素对各指标具有不同程度的影响。由隶属函数分析可以看出，施氮水平为1.2 g/株的处理组生长表现最好，施N水平为1.8 g/株的处理组在施肥处理中生长状况最差，可能是由于氮素过量导致养分胁迫，如果肥料施用量继续增加则有可能抑制植物的生长，使苗木生长状况次于不施肥的对照组（CK）。同一施氮水平的处理组，由于P、K的施用量不同，苗木的生长状况也存在差异。由此看出，合适范围内的配比施肥才能对植物幼苗的生长发育起到最大的促进作用，氮是影响观光木幼苗生长的首要因子，但必须与磷、钾合理搭配，才会有更好的效果，这与李婷等[3]、程勇等[12]对望天树、青冈栎的施肥研究结论一致。

大量研究表明，施肥能促进植物的生长发育，为植物生长提供充足的营养基础[13]。在合适的范围内，施肥能够促进地上部分和根系的生长，根据生物量和根系各指标的变化，可以衡量植物在生长发育过程中对资源的获取能力及对环境的适应性[11]，而植物叶片具有制造有机物的强大作用，叶面积越大越有利于幼苗对光能的截获及利用[14]。本研究发现，不同施肥处理下观光木幼苗的根茎叶生物量、叶面积、根表面积、总根长、总根体积、根尖数、根平均直径均在T6处理组取得最大值，各指标总体呈现先上升后下降的趋势，说明在合适的范围内，施肥能明显促进观光木幼苗生物量、单位叶面积和根系的生长，而超出一定限度后促进作用开始减弱。相关性分析表明，观光木幼苗的根茎叶生物量、叶面积、根系指标之间具有极显著的正相关性，各因子之间存在相互作用、相互促进的关系。施力军[13]等认为，适宜的肥料施用会促使植物地上部分合理分布，保持了植株间的通风及透光性，植株具备光合所需的叶面积，促进了源和库的分配趋于平衡。而施肥量过多或过少时，植株因肥害或缺肥而生长受限，地上部生长量不足，叶面积减小，光合产物少，影响有机物向根部积累，根部产量难以提高，这与本试验结论一致。

施肥水平会对植物叶片养分含量有一定的影响[15]。本研究发现，施肥可有效提高植株养分含量，以供生长发育吸收利用，观光木幼苗叶片氮磷钾含量在不同处理中有不同程度的变化幅度，随各元素施用量的增加叶片中该元素的含量也呈现不断增加的趋势，这与童琪等[16]、付晓凤等[8]对南酸枣、扁桃的施肥研究结论一致。另有学者研究发现，随着氮施用量的增加，叶片氮含量却显著下降，这可能是由于过量施氮导致叶片因营养生长过旺而产生元素稀释作用[17]。

结合隶属函数分析可知，平均隶属函数值在T6处理组取得最大值，本试验中的配施处理在不同程度上对观光木幼苗的生长发育起到了促进作用，使苗木茁壮成长，反映了苗木施肥的必要性和重要性。

3.2 结论

本研究结果表明，适量的氮磷钾配比施肥能有效促进观光木幼苗的生长发育。综合各项指标结果及隶属函数分析，T6（N2P3K1）为本试验条件下促进观光木幼苗生长的最佳施肥配方，即当纯氮、纯磷、纯钾的施用总量分别为1.2、2.7、0.5 g/株时促进作用最大。