李伟周驰宇李祖杰许玉兰
(1.云南吉成园林科技股份有限公司,云南 弥勒 652300;2.西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室,云南 昆明 650224)
云南松(Pinus yunnanensis)为松科(Pinaceae)松属(Pinus)的常绿乔木,是云南省的主要用材树种,树皮褐灰色,裂成不规则鳞块状脱落,一年生枝淡红褐色,无毛,二、三年生枝上的鳞叶常脱落;冬芽红褐色。针叶通常3针1束;球果圆锥状卵形,成熟时张开,基部宽,有短柄;鳞盾肥厚,稍平或隆起,间或反曲;鳞脐微凹或微凸,有短刺;种子褐色,近卵圆形或倒卵圆形,微扁、带翅。可借助风力飞翔传播,故有飞籽成林之说[1]。云南松的水平分布范围为N23°~30°,E96°~108°,南至滇中高原南部边缘,沿哀牢山东坡一直延伸至滇东南岩溶丘原的南部,北至云南的马关北部、元阳山,四川的天全、宝兴一带,东至贵州的西部毕节、水城,广西的上思,西至西藏的墨脱、波密东部的野贡。以云南省为中心,向周边贵州、四川、广西、西藏等省区延伸,整个水平分布区呈现为不规则的多角形,覆盖了我国西南部的广阔区域。云南松的垂直分布梯度跨越海拔区间250~3500m(包括2个变种)[2]。
云南松作为云南的乡土树种,在云南栽培历史长,分布范围广,特别在荒山荒地的治理上具有显著的成效[3,4]。然而,云南松苗期易出现苗木生长缓慢现象,严重影响了其经济效益的发挥,因此如何促进云南松苗木的生长是亟需解决的问题[5,6]。叶面肥作为一种高效的辅助施肥措施,具有针对性强,养分吸收运转快,可避免土壤对某些养分的固定,提高养分利用率,且施肥用量少,增产效果显著[7,8]。为了促进云南松幼苗的生长,本研究采用3×3的回归设计对云南松幼苗进行氮磷叶面配施,比较不同氮磷浓度下云南松幼苗的生长变化规律,确定能促进云南松幼苗生长的最适氮、磷叶面喷施的用量与比例,从而为今后云南松良种壮苗培育提供前期的理论准备,进而提升其造林的林分质量及生产力。
试验地点位于红河哈尼族彝族自治州弥勒市,云南吉成园林科技股份有限公司苗圃,地处N24°26′19″,E103°25′30″,海拔约1438m,属亚热带季风气候区,降雨量835.4mm,平均气温18.8℃,最高气温34.8℃,最低气温-0.2℃,日照2131.4h,无霜期323d。光照充足,有效温期长,霜雪日短,是云南松分布于中亚热带气候类型区的代表地之一。
供试种子采自云南省弥渡种子园,在生长健康、指标优良的植株中部,形态正常且发育成熟的球果,采集后经种实调制(将种子进行脱粒、净种、干燥、分级)得到的种子。为提高种子发芽成活率,本试验采用穴盘进行育苗,待种子发芽90d后再移植到育苗盆中进行试验。
试验采用2因素3水平3×3回归设计,控制氮、磷2个因素的低、中、高3个水平,低为0(作为对照)、高为中的2倍[9]。氮、磷水平分别为8g·L-1、16g·L-1,平均用量为4mL/株,每周对幼苗进行1次喷施,共计4次,具体方案如表1所示。试验共设置3次重复,每个重复即为1个区组,每个区组又由9个小区组成,共计27个小区,每个小区设置42株云南松幼苗,共布置云南松幼苗1134株幼苗。幼苗使用的育苗盆规格为18cm×16cm,土壤与有机质的配比为1∶1。
表1 云南松幼苗氮磷叶面喷施试验方案
测定苗木的苗高、地径、主根长、侧根长等生长量指标。施肥后0.5个月、1个月、2个月、3个月、4个月、5个月、6个月、7个月测定苗高生长量。施肥后1个月、4个月、7个月采用“全挖法”随机施肥处理后的苗木[10],挖取苗木时尽量保持根系的完整性,所获取的样本测定其苗高、地径、主根长、侧根长,苗高、主根长、侧根长用精度为0.1cm的直尺测量,地径用精度为0.01mm的游标卡尺测量。
使用Excel 2010进行数据整理和图形绘制。试验数据用SPSS 21.0进行均值比较、单因素方差分析和多重比较(Duncan法)。
苗高是最直观、最容易测定的形态指标。从表2可以看出,不同处理对云南松幼苗的苗高有显著影响(P<0.05);施肥处理0.5个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均苗高的变幅在2.55~3.26cm,平均值2.88cm,处理5的幼苗苗高最大,处理1的幼苗苗高最小,与最小处理相比增加0.71cm,与该时间段均值相比增加0.38cm,处理5>处理7>处理3;施肥处理1个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均苗高的变幅在3.02~3.81cm,平均值3.56cm,处理5的幼苗苗高最大,处理1的幼苗苗高最小,与最小处理相比增加0.79cm,与该时间段均值相比增加0.25cm,处理5>处理7>处理3;施肥处理2个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均苗高的变幅在3.89~5.08cm,平均值4.67cm,处理5的幼苗苗高最大,处理1的幼苗苗高最小,与最小处理相比增加1.19cm,与该时间段均值相比增加0.41cm,处理5>处理4>处理3;施肥处理3个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均苗高的变幅在4.82~6.18cm,平均值5.68cm,处理4的幼苗苗高最大,处理1的幼苗苗高最小,与最小处理相比增加1.36cm,与该时间段均值相比增加0.5cm,处理4>处理5>处理3;施肥处理4个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均苗高的变幅在6.12~7.61cm,平均值6.73cm,处理4的幼苗苗高最大,处理1的幼苗苗高最小,与最小处理相比增加1.49cm,与该时间段均值相比增加0.88cm,处理4>处理9>处理3;施肥处理5个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均苗高的变幅在6.74~8.23cm,平均值7.33cm,处理4的幼苗苗高最大,处理1的幼苗苗高最小,与最小处理相比增加1.49cm,与该时间段均值相比增加0.9cm,处理4>处理5>处理3;施肥处理6个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均苗高的变幅在7.42~8.92cm,平均值8.03cm,处理4的幼苗苗高最大,处理1的幼苗苗高最小,与最小处理相比增加1.5cm,与该时间段均值相比增加0.89cm,处理4>处理5>处理3;施肥处理7个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均苗高的变幅在7.8~9.37cm,平均值8.5cm,处理4的幼苗苗高最大,处理1的幼苗苗高最小,与最小处理相比增加1.57cm,与该时间段均值相比增加0.87cm,处理4>处理3>处理5。
表2 不同处理下云南松幼苗苗高的动态变化
由以上分析可知,各处理苗高生长量随时间的变化而变化,各时段幼苗苗高平均值随着幼苗的生长而增大,由于对幼苗施用不同浓度的氮磷组合,云南松幼苗最大与最小苗高的差值呈增加趋势,而幼苗最大值与均值,则是由施肥处理0.5个月后的0.38cm增长至施肥处理4个月后的0.88cm,然后稳定在0.88cm,对于不同处理的苗高而言,施肥后0.5~2个月处理5对幼苗苗高生长量促进作用最好,施肥后3~7个月处理4对幼苗苗高的促进作用最好,全过程中处理1均为最小值;就施肥方式而言,施肥后0.5~2个月氮磷配施>单施氮肥>单施磷肥,施肥后3~6个月单施氮肥>氮磷配施>单施磷肥,施肥后7个月时单施氮肥>单施磷肥>氮磷配施。
地径是反映苗木质量的重要指标,其与苗木根系大小和抗逆性关系紧密。一般来说,地径粗壮的苗木与细弱的相比,地径粗壮的幼苗具有更强的抗逆性,包括具有更强的支撑作用、抗弯曲能力、抗病虫害能力。从表3可以看出,不同处理对云南松幼苗的地径施肥处理1个月后有显著影响(P<0.05),施肥处理1个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均地径的变幅在1.81~2.7mm,平均值2.02mm,处理5的幼苗地径最大,处理1的幼苗地径最小,与最小处理相比增加0.89mm,与该时间段均值相比增加0.68mm,处理5>处理2>处理;施肥处理4个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均地径的变幅在4.71~6.88mm,平均值5.77mm,处理7的幼苗地径最大,处理3的幼苗地径最小,与最小处理相比增加2.17mm,与该时间段均值相比增加1.11mm,处理7>处理6>处理2;施肥处理7个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均地径的变幅在11.1~12.8mm,平均值11.82mm,处理4的幼苗地径最大,处理2的幼苗地径最小,与最小处理相比增加1.7mm,与该时间段均值相比增加0.98mm,处理4>处理3>处理6。
表3 不同处理下云南松幼苗地径的动态变化
由以上分析可知,各处理地径生长量随时间的变化而变化,各时段幼苗地径平均值随着幼苗的生长而增加,由于对幼苗施用不同浓度的氮磷组合,云南松幼苗最大地径与最小地径和该时段的地径均值的差值呈低-高-低的变化趋势,对于不同处理的地径而言,施肥后1个月处理5对幼苗地径生长量促进作用最好,处理1对幼苗地径生长量促进作用最差;施肥后4个月处理7对幼苗地径的促进作用最好,处理3对幼苗地径生长量促进作用最差;施肥后7个月处理4对幼苗地径的促进作用最好,处理2对幼苗地径生长量促进作用最差;就施肥方式而言,施肥后1个月氮磷配施>单施磷肥>单施氮肥,施肥后4个月单施氮肥>氮磷配施>单施磷肥,施肥后7个月时单施氮肥>单施磷肥>氮磷配施。
主根长是植物向地生长的量化指标,在植物的发育过程中起到汇集营养、水分支撑植物体的作用。从表4可以看出,不同处理对云南松幼苗的主根长施肥处理1个月后有显著影响(P<0.05),施肥处理1个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均主根长的变幅在15.85~19.86mm,平均值18.03mm,处理5的幼苗主根最大,处理2的幼苗主根最小,与最小处理相比增加4.01mm,与该时间段均值相比增加1.83mm,处理5>处理7>处理3;施肥处理4个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均主根长的变幅在18.9~27.37mm,平均值23.13mm,处理2的幼苗主根最大,处理8的幼苗主根最小,与最小处理相比增加8.47mm,与该时间段均值相比增加4.24mm,处理2>处理7>处理5;施肥处理7个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均主根长的变幅在17.56~26.24mm,平均值21.69mm,处理6的幼苗主根最大,处理8的幼苗主根最小,与最小处理相比增加8.68mm,与该时间段均值相比增加4.55mm,处理6>处理2>处理7。
表4 不同处理下云南松幼苗主根长的动态变化
由以上分析可知,各处理主根长生长量随时间的变化而变化,由于对幼苗施用不同浓度的氮磷组合,云南松幼苗最大主根长与最小主根长和该时段的主根长均值的差值随时间呈增加趋势,对于不同处理的主根长而言,施肥后1个月处理5对幼苗主根长生长量促进作用最好,处理2对幼苗主根长生长量促进作用最差;施肥后4个月处理2对幼苗主根长的促进作用最好,处理8对幼苗主根长生长量促进作用最差;施肥后7个月处理6对幼苗主根长的促进作用最好,处理8对幼苗主根长生长量促进作用最差;就施肥方式而言,施肥后1个月氮磷配施>单施氮肥>单施磷肥,施肥后4个月单施氮肥>单施磷肥>氮磷配施,施肥后7个月氮磷配施>单施磷肥>单施氮肥。
侧根是植物从土壤获取营养水分的主要器官,在植物的发育过程中起到不可或缺的作用,侧根的长度决定了植物从土壤中获取营养、水分的范围。从表5可以看出,不同处理对云南松幼苗的侧根长有显著影响(P<0.05),施肥处理1个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均侧根长的变幅在19.29~24.89mm,平均值22.25mm,处理5的幼苗侧根最大,处理3的幼苗侧根最小,与最小处理相比增加5.6mm,与该时间段均值相比增加2.64mm,处理5>处理7>处理2;施肥处理4个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均侧根长的变幅在21.16~30.73mm,平均值27.01mm,处理4的幼苗侧根最大,处理9的幼苗侧根最小,与最小处理相比增加9.57mm,与该时间段均值相比增加3.72mm,处理4>处理6>处理2;施肥处理7个月后,不同氮磷叶面喷施对云南松幼苗平均侧根长的变幅在26.68~41.36mm,平均值32.84mm,处理4的幼苗侧根最大,处理8的幼苗侧根最小,与最小处理相比增加14.68mm,与该时间段均值相比增加8.52mm,处理4>处理5>处理2。
表5 不同处理下云南松幼苗侧根长的动态变化
由以上分析可知,各处理侧根长生长量随时间的变化而变化,各时段幼苗侧根长平均值随着幼苗的生长而增加,由于对幼苗施用不同浓度的氮磷组合,云南松幼苗最大侧根长与最小侧根长和该时段的侧根长均值的差值随时间呈增加趋势,对于不同处理的侧根长而言,施肥后1个月处理5对幼苗侧根长生长量促进作用最好,处理3对幼苗侧根长生长量促进作用最差;施肥后4个月处理4对幼苗侧根长的促进作用最好,处理9对幼苗侧根长生长量促进作用最差;施肥后7个月处理4对幼苗侧根长的促进作用最好,处理8对幼苗侧根长生长量促进作用最差;就施肥方式而言,施肥后1个月氮磷配施>单施氮肥>单施磷肥,施肥后4个月单施氮肥>氮磷配施>单施磷肥,施肥后7个月单施氮肥>氮磷配施>单施磷肥。
氮、磷是植物生长发育中不可缺少的营养元素之一,施氮、磷能够促进各种代谢的正常进行,植株生长发育良好,提高作物的抗寒性及抗旱性[11-13]。植物生长量是反映植物生长状态的最直观指标[3,4,14],本试验研究发现,对云南松幼苗喷施氮磷肥后,云南松幼苗的生长量指标响应氮磷施肥浓度出现了一个动态变化的过程,施肥后0.5~2个月,处理5对云南松幼苗的苗高促进效果最好;施肥后3~7个月,处理4对云南松幼苗的苗高促进效果最好,最大与最小苗高的差值随时间的变化而增加,各时段的均值随时间的变化呈现递增的趋势。对云南松幼苗喷施氮磷叶面肥后,在3个时段(施肥后1个月、4个月、7个月)云南松幼苗的地径值最佳的处理分别为处理5、处理7、处理4,时段内所有处理的均值与最大最小地径的差值呈现低-高-低的变化规律;对幼苗主根长最佳的处理分别为处理5、处理2、处理6,时段内所有处理的均值与最大最小地径的差值呈逐渐增加的趋势;对幼苗的侧根长最佳的处理分别为处理5、处理4、处理4,时段内所有处理的均值与最大最小地径的差值呈逐渐增加的趋势。综合来看,试验结束时对云南松生长量促进效果最好的处理为处理4,其中处理6对主根长的促进作用最好,3种施肥类型对云南松幼苗的促进效果,前期为氮磷配施>单施氮肥>单施磷肥,中期为单施氮肥>氮磷配施>单施磷肥,后期为单施氮肥>单施磷肥>氮磷配施,存在一个动态变化的过程,氮磷配施对幼苗苗高的促进作用越来越弱。
综合来看,云南松幼苗的生长量在施肥后呈现一个动态变化的过程,在不同时间段内反映出不同的需肥趋势,综合来看处理5(尿素4g·L-1、过磷酸钙16g·L-1)在施肥过程中氮磷配施对云南松幼苗的生长量指标的促进作用最好,试验结束时处理4(尿素4g·L-1、过磷酸钙0g·L-1)对云南松幼苗的生长量指标的促进作用最好,3种施肥类型的排序依次是单施氮肥>氮磷配施>单施磷肥。