不同水肥用量对胡杨幼苗生长特性的影响

黄永亮

（甘肃省张掖市甘州区九龙江林场，甘肃张掖 734000）

胡杨又被称为胡桐、英雄树，是被子植物门、双子叶植物纲五桠果亚纲杨柳目杨柳科杨属的一种落叶中型天然乔木。除自身遗传特性外，胡杨的生长还会受到水、光、养分等环境因素的影响。胡杨幼苗及幼龄林需要一个长期湿润的生长环境，水分胁迫会对胡杨幼苗株高、基径、生物量的积累等产生抑制作用，影响胡杨幼苗的分配策略[1]。对胡杨添加营养元素，可影响其叶片内叶绿素以及各种酶的合成，进而影响水分的利用效率及其生长。科学合理地施肥可改良土壤，增加幼苗通过土壤所获取的营养元素，促进幼苗生长及发育。而不合理地施肥，则容易造成土壤板结，抑制胡杨幼苗的生长及发育。

甘肃省张掖市天然胡杨林日渐减少，现有天然林分质量不理想。胡杨种群主要依赖萌蘖更新，林内实生苗数量并不多。胡杨幼苗早期较为脆弱，对水土条件变化极为敏感，因而环境条件会直接影响胡杨幼苗的生长及存活率。当前，林业部门并未全面掌握胡杨幼苗生长特性以及环境间的关系，导致当年生幼苗保存率较低，这是胡杨林人工繁殖的一个瓶颈问题[2]。基于此，本研究主要探讨水分以及养分对胡杨幼苗生长特性的影响，以期为胡杨育苗及管理提供科学依据。

1 试验地概况

试验地位于甘肃省张掖市甘州区九龙江林场，地处河西走廊中部，为典型的温带大陆性气候，海拔1200～2500m，年平均温度6～8℃，4-6 月日均温差为13.4～18.2℃，无霜期112～165d，年日照时数3000～3600h，年太阳辐射总量147.99cal/m2。

2 材料及方法

2.1 试验材料

2020 年7 月底，取上年冷藏的种子置于室温下，挑选大小均一、颗粒饱满的种子进行试验。采用九龙江林场林下表层土作为试验用土，去除杂质并过筛。将土壤置于100℃条件下烘干48h，以杀死其中害虫及杂草种子。选择高度为12cm、直径为10cm 的育苗钵，将适量种子播入其中，2 日后种子完成萌发，挑选出不能萌发的种子，同时做好间苗工作，去除生长状况不佳的幼苗，仅在每盆内留下10 株大小一致、生长均匀的幼苗，需注意均匀分布育苗钵。因10d 内胡杨幼苗死亡率较高，需在水分充足的条件下培养10d 后，再开展水肥控制试验。

2.2 试验设计

本试验采取室外盆栽试验，分别针对水分以及养分设置了单因素多水平试验。

2.2.1 水分。设置2 个处理，即连续给水处理以及间断给水处理，每个处理分别设置4 个水分梯度。

（1）连续给水处理包括C10处理（土壤含水量维持在10%）、C15处理（土壤含水量维持在15%）、C20处理(土壤含水量维持在20%）、C30处理(土壤含水量维持在30%）。

（2）简短给水处理包括I10处理（叶片开始萎缩时，加水至土壤含水量为10%）、I15处理（叶片开始萎缩时，加水至土壤含水量为15%）、I2（0叶片开始萎缩时，加水至土壤含水量为20%）、I30处理（叶片开始萎缩时，加水至土壤含水量为30%）。

2.2.2 养分。养分设置氮肥及磷肥2 个处理，各个处理分别设置3 个梯度。氮肥以及磷肥均在除苗11d 及21d时分2 次施入，单次施入量为40mL。

（1）氮肥。氮肥采用尿素作为氮源，其中尿素的含氮量为46%，其水溶液梯度分别为0g/L、2g/L、4g/L。

（2）磷肥。磷肥采用过磷酸钙作为磷源，其中过磷酸钙的含磷量为12%，其水溶液梯度分别为0g/L、8g/L、16g/L。

2.3 测定指标及方法

在幼苗生长45d 后，从育苗钵内取出幼苗，清洗干净根部残留的土壤，采用游标卡尺分别测量幼苗株高以及主根长；接着沿茎基部分开幼苗地上部分以及地下部分，分别置入纸袋内，在105℃环境下杀青30min，置于80℃烘箱内烘干直至恒重，分别称取幼苗地上生物量以及地下生物量。在垂直方向上，当年生胡杨幼苗根系生长明显，可采用主根长/高度以及根冠比以明确不同环境条件下胡杨幼苗的生长状况。试验结束后需统计胡杨幼苗成活率。

2.4 数据处理

采用Excel 2007 以及SPSS 13.0 分析并处理数据。

3 结果与分析

3.1 土壤水分对胡杨幼苗生长的影响

由表1 可知，在连续处理给水条件下，不同土壤含水量对胡杨幼苗株高、主根长/株高2 个因素无显著影响，但是对胡杨幼苗主根长、根生物量、地上生物量、根冠比各指标存在显著影响。随着土壤含水量的提升，胡杨幼苗根生物量、地上生物量均持续增加，与C10处理相比，C15处理、C20处理、C30处理胡杨幼苗根生物量分别提高了55%、100%及100%，C15处理、C20处理、C30处理胡杨幼苗地上生物量分别提高14%、186%、221%；对于胡杨幼苗主根长，可以看出以C15处理为最长，其余依次为C10处理、C20处理及C30处理；而对于胡杨幼苗根冠比，可以看出C10及C15处理二者差异不显著，为最大，C20及C30处理差异不显著。由此可知，在C30处理条件下，胡杨幼苗生长无任何限制；在C20处理条件下，胡杨幼苗生长存在轻微抑制；在C15处理条件下，胡杨幼苗地下生物量及地上生物量均受到抑制，但是其根冠比有所提升，表明其对环境适应性增加；在C10处理条件下，胡杨幼苗根冠比较低，表明其对环境适应能力有所下降，胡杨幼苗的生长会受到严重影响。

表1 土壤水分对胡杨幼苗生长的影响

间断给水处理对胡杨幼苗株高影响不显著，但是对主根长、主根长/株高、根生物量、地上生物量、根冠比存在显著影响。随着土壤含水量的增加，在间断给水处理条件下，胡杨幼苗根生物量及地上生物量持续增加，相较于I10处理，I15处理、I20处理、I30处理，胡杨幼苗根生物量分别增加了50%、50%、95%，胡杨幼苗地上生物量分别增加了81%、146%及335%。在I15处理及I20处理条件下，胡杨幼苗主根长差异不显著，明显高于I10处理及I30处理；I10处理、I15处理、I20处理三者主根长/株高差异不显著，明显高于I30处理；I10处理及I15处理胡杨幼苗根冠比为最大，显著大于I20处理及I30处理。

另外，比较连续给水处理以及间断给水处理可以看出，不同给水处理方式对胡杨幼苗主根长、地上生物量、根冠比存在显著影响，相较于连续给水的I10处理、I15处理、I20处理及I30处理，连续给水处理胡杨幼苗根冠比明显小于间断给水处理，而其主根长及地上生物量则明显高于间断处理。结果表明，在干旱胁迫程度日益增加的情况下，胡杨幼苗可采取改变生物量分配、改变生长形态的措施以适应干旱环境，但是若干旱胁迫程度过高，胡杨幼苗适应能力显著降低，其生长也将面临严重影响。

3.2 土壤养分对胡杨幼苗生长的影响

由表2 可知，不同氮肥处理对胡杨幼苗株高、主根长/株高、地上生物量影响不显著，但是对主根长、地下生物量及根冠比存在显著影响。与处理1 相比，处理2条件下胡杨幼苗根冠比略微下降，但在处理3 条件下胡杨幼苗根冠比明显降低；在处理2 及处理3 条件下，胡杨幼苗主根长分别增加77.45%、48.24%。在处理2 条件下根生物量有所增加，但是在处理3 条件下根生物量降低了19.61%。

另外，观察磷肥各指标可以发现，不同浓度磷肥处理对胡杨幼苗地上生物量无显著影响，但是对株高、主根长、地下生物量、主根长/株高、根冠比存在显著影响。随着磷肥施入浓度的增加，胡杨幼苗主根长及主根长/株高先显著增加后显著降低；在处理2 条件下，胡杨幼苗株高、根生物量、根冠比分别比对照提升了8.75%、10.26%、9.09%，但是在处理3 条件下分别提高了31.25%、51.28%、39.39%。由此可以看出，施加磷肥不会对胡杨幼苗地上生物量造成明显影响，但是会显著影响其根系生物量。

3.3 土壤水分及养分对胡杨幼苗成活率的影响

土壤水分及养分对胡杨幼苗成活率的影响见表3。由表3 可知，土壤水分处理会对胡杨幼苗的成活率造成显著影响。随着土壤水分含量的增加，胡杨幼苗成活率持续增高。同时在同一土壤含水量条件下，连续给水处理的胡杨幼苗成活率均高于间断给水处理。土壤养分处理对胡杨幼苗的成活率无显著影响。

表2 土壤养分对胡杨幼苗生长的影响

表3 土壤水分及养分对胡杨幼苗成活率的影响

4 结语

综上所述，干旱胁迫会对胡杨幼苗生物量的积累造成影响，但是会提升其根冠比；增施氮磷肥会提高胡杨幼苗的根冠比。基于此，在异质环境内，胡杨幼苗主要通过生长全量以及生物量的重新分配等，以提升对环境的适应性，在此基础之上提高生存能力。