N、P配施对直干桉苗木生长和养分含量的影响

王晓丽 杨杰 吴波 曹现富 李艳 邹广权 曹子林

引用本文:
Citation:

N、P配施对直干桉苗木生长和养分含量的影响

    作者简介: 王晓丽(1976−),女,河北人,博士,副教授,主要研究森林培育. E-mail:1144607944@qq.com;
    通讯作者: 曹子林, fjcaozilin@qq.com

Effects of combined application of nitrogen and phosphorus on the growth and nutrient content of Eucalyptus maidenii seedlings

    Corresponding author: CAO Zi-lin, fjcaozilin@qq.com
  • 摘要: 以540株5个月生直干桉实生苗为试材,采用N、P两因素三水平3×3回归正交设计开展施肥调控试验,通过测定苗木生长形态指标、生物量和各器官养分含量,分析施肥对苗木生长和生物量累积的影响及其养分生理基础,探讨利于苗木生长的最佳施肥量,指导壮苗培育中的养分管理调控. 研究结果表明:利于苗高和地径生长的最佳试验组合均为处理组合5(N肥0.55 g/株、P肥0.60 g/株配施). N肥对苗高生长和总生物量累积的促进作用好于P肥,P肥对地径生长的促进作用好于N肥. 苗高、地径生长和总生物量累积均随N、P配施施肥量的增加呈先增大后减小的趋势,N、P配施对苗高、地径生长和总生物量累积的促进效果皆好于单施N肥及单施P肥,苗木生长的理论最佳施肥量为N肥0.60 g/株、P肥0.66 g/株配施. N肥、P肥施用量分别对苗木各器官的全N、全P含量有显著影响,但N、P配施对苗木各器官全N、全P累积的促进作用皆不显著.
  • 图 1  小区重组示意图

    Figure 1.  Reorganization of experimental plots

    图 2  直干桉苗高、地径增量单因素肥料效应曲线

    Figure 2.  Response curve of fertilization effect of single application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

    图 3  直干桉苗高、地径增幅对N、P配施的响应曲面

    Figure 3.  Response surface plot of fertilization effect of combining application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

    图 4  直干桉苗高增幅等产线图

    Figure 4.  The diagram of iso-production lines for the increment of the seedling lines for the increment of the ground

    图 5  直干桉地径增幅等产线图

    Figure 5.  The diagram of iso-production height of diameter of Eucalyptus maideni

    图 6  直干桉苗木总生物量增幅对N、P配施的响应曲面

    Figure 6.  Response surface plot of fertilization effect of combining application of nitrogen and phosphorus on the increments of total biomass of Eucalyptus maideni seedling

    表 1  施肥试验因素水平表

    Table 1.  Factors and levels of the experiment

    水平N肥/(g/株)P肥/(g/株)
    100
    20.550.60
    31.101.20
    下载: 导出CSV

    表 2  施肥试验方案

    Table 2.  Scheme of the experiment

    处理组合
    编号
    处理组合
    因素水平
    处理组合具体
    实施方案
    1N1P1N肥0 g/株,P肥0 g/株
    2N1P2N肥0 g/株,P肥0.60 g/株
    3N1P3N肥0 g/株,P肥1.20 g/株
    4N2P1N肥0.55 g/株,P肥0 g/株
    5N2P2N肥0.55 g/株,P肥0.60 g/株
    6N2P3N肥0.55 g/株,P肥1.20 g/株
    7N3P1N肥1.10 g/株,P肥0 g/株
    8N3P2N肥1.10 g/株,P肥0.60 g/株
    9N3P3N肥1.10 g/株,P肥1.20 g/株
    下载: 导出CSV

    表 3  施肥试验田间布设

    Table 3.  Field arrangement of the experiment

    重复田间排布
    区组Ⅰ123456789
    区组Ⅱ456789123
    区组Ⅲ789123456
    下载: 导出CSV

    表 4  不同N、P配施处理组合的直干桉苗高、地径增幅

    Table 4.  The increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni with the experimental treatments

    处理N/(g/株)P/(g/株)苗高增幅/%地径增幅/%
    10042.7189.61
    200.657.81122.68
    301.254.7398.17
    40.55074.61109.45
    50.550.697.35166.67
    60.551.270.29140.10
    71.10055.60115.34
    81.100.644.29150.79
    91.101.212.27110.66
    下载: 导出CSV

    表 5  直干桉苗高、地径增幅N、P配施肥效方程

    Table 5.  Equations of fertilization effect of combining application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

    产量指标(Y)方程FP
    苗高增幅Y=38.920+143.684X1−119.618X12+62.436X2−41.059X22−41.931X1X217.8950.000
    地径增幅Y=82.262+113.790X1−79.432X12+136.747X2−101.367X22−10.027X1X28.5660.000
    X1X2分别为试验中纯N和P2O5的用量.
    下载: 导出CSV

    表 6  直干桉苗高、地径增幅单因素肥料效应方程

    Table 6.  Equations of fertilization effect of single application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

    产量指标(Y)方程最高产量方程最高产量
    苗高增幅Y=38.920+143.684X1−119.618X1282.06Y=38.920+62.436X2−41.059X2262.64
    地径增幅Y=82.262+113.790X1−79.432X12122.99Y=82.262+136.747X2−101.367X22128.36
    X1X2分别为试验中纯N和P2O5的用量.
    下载: 导出CSV

    表 7  直干桉苗高、地径增幅的N、P配施交互效应分析

    Table 7.  Interaction effect analysis of combining application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

    产量指标最佳施肥量/(g/株)最佳配比
    最高理论
    产量/%
    N肥P肥
    苗高增幅0.500.541∶1.0891.28
    地径增幅0.600.661∶1.10164.07
    下载: 导出CSV

    表 8  直干桉苗木生物量原始数据值最优计算模型和总生物量增幅肥效方程

    Table 8.  The optimal calculation model of the original data of seedlings biomass and the fertilizer effect equation of total biomass growth of Eucalyptus maideni seedling

    模型或方程名称产量指标(Y)模型或方程R2FP
    原始产量估算模型总生物量(g/株)Y=(6.873E-5)X3−0.002X2+1.6730.88390.6310.000
    生物量肥效方程总生物量增幅(%)Y=15.775+34.579X1−24.653X12+26.101X2−25.371X22+0.559X1X2/24.4110.025
    注:X为苗高;X1和X2分别为试验中纯N和P2O5的用量.
    下载: 导出CSV

    表 9  N、P配施对直干桉苗木不同器官氮和磷质量比的影响

    Table 9.  Effects of combined application of N and P on total nitrogen and total phosphorus in different organs of Eucalyptus maideni seedling

    处理w (N)/(g/kg)w (P) /(g/kg)
    1 0.16±0.01c 0.15±0.01c 0.16±0.01c 0.50±0.02c 0.32±0.01b 1.23±0.05b
    2 0.15±0.03c 0.14±0.03c 0.15±0.03c 0.90±0.03a 0.54±0.02a 1.34±0.05ab
    3 0.16±0.04c 0.15±0.04c 0.17±0.04c 0.70±0.13b 0.54±0.10a 1.64±0.31a
    4 0.29±0.05ab 0.27±0.05ab 0.21±0.05b 0.51±0.04c 0.33±0.03b 1.27±0.11b
    5 0.21±0.02bc 0.21±0.02bc 0.22±0.02b 0.78±0.13ab 0.47±0.08ab 1.17±0.19b
    6 0.24±0.04b 0.23±0.04b 0.25±0.04ab 0.62±0.07bc 0.48±0.06a 1.45±0.17ab
    7 0.32±0.02a 0.30±0.02ab 0.26±0.02ab 0.50±0.01c 0.32±0.03b 1.23±0.01b
    8 0.34±0.05a 0.31±0.04a 0.27±0.04ab 0.80±0.12ab 0.46±0.06ab 1.20±0.19b
    9 0.33±0.07a 0.31±0.06a 0.30±0.06a 0.60±0.08bc 0.48±0.07a 1.40±0.18ab
    小写字母a、b、c、d标注0.05水平上的差异显著性.
    下载: 导出CSV
  • [1] 谢耀坚. 中国桉树人工林可持续经营战略初探[J]. 世界林业研究, 2003, 16(5): 58-61. Xie Y J. Primary studies on sustainable management strategy of Eucalyptus plantation in China[J]. World Forestry Research, 2003, 16(5): 58-61.
    [2] 陈余美, 林彬远. 直干桉引种及培育技术研究[J]. 四川林业科技, 2006, 27(3): 10-14. DOI:  10.3969/j.issn.1003-5508.2006.03.003. Chen Y M, Lin B Y. A study of the intrdocution and cultural techniques of Eucalyetus maidenii[J]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2006, 27(3): 10-14.
    [3] 张荣贵, 李思广, 蒋云东. 云南的桉树引种及对其发展状况的剖析[J]. 西部林业科学, 2007, 36(3): 98-102. Zhang R G, Li S G, Jiang Y D. Introduction of Eucalyptus in Yunnan and analysis on development status[J]. Journal of West China Forestry Science, 2007, 36(3): 98-102.
    [4] 沈国舫. 森林培育学[M]. 北京: 中国林业出版社, 2001.
    [5] 朱显漠. 黄土高原土壤与农业[M]. 北京: 中国农业出版社, 1989: 263-308.
    [6] 中国科学院南京土壤研究所. 中国土壤[M]. 北京: 科学出版社, 1980: 682-688.
    [7] 鲁如坤. 我国土壤氮、磷、钾的基本状况[J]. 土壤学报, 1989, 26(3): 280-286. DOI:  10.3321/j.issn:0564-3929.1989.03.005. Lu R K. General status of nutrients (N, P, K) in soils of China[J]. Acta Pedologica Sinica, 1989, 26(3): 280-286.
    [8] 林国祚, 彭彦, 谢耀坚. 不同营养液下尾巨桉幼苗生长及生理特性的变化[J]. 热带作物学报, 2012, 33(3): 499-504. DOI:  10.3969/j.issn.1000-2561.2012.03.019. Lin G Z, Peng Y, Xie Y J. Growth and physiological characteristics changes of Eucalyptus urophylla × E. grandis seedlings in different nutrient solutions[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2012, 33(3): 499-504.
    [9] 胡厚臻. 配方施肥下巨尾桉的生长生理及土壤肥力特征研究[D]. 南宁: 广西大学, 2016.

    Hu H Z. Studies on the growth physiology and the soil fertility character of Eucalyptus grandis ×E. urophylla under the formulated fertilizer application[D]. Nanning: Guangxi University, 2016.
    [10] 王昌熙. 尾巨桉苗木生长及根系生理对施肥的响应[D]. 长沙: 中南林业科技大学, 2014.

    Wang C X. The growth and the root morphology of young Eucalyptus urophylla×E. grandis forest to different kinds of fertilizers[D]. Changsha: Central South University of Forestry & Technology, 2014.
    [11] 杜旭, 黄平升, 杨梅. 不同磷肥对尾巨桉DH3229苗木生长及抗性生理的影响[J]. 森林与环境学报, 2020, 40(5): 526-533. DOI:  10.13324/j.cnki.jfcf.2020.05.010. Du X, Huang P S, Yang M. Phosphorus fertilizers on the growth and resistance physiology of Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis DH3229 seedlings[J]. Journal of Forest and Environment, 2020, 40(5): 526-533.
    [12] 王晓丽, 曹子林, 朱霞. 旱冬瓜水提液对云南松种子萌发化感效应的生理机理研究[J]. 安徽农业科学, 2012, 40(5): 2 739-2 741. DOI:  10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.05.193. Wang X L, Cao Z L, Zhu X. Physiological mechanism of Alnus nepalensis D. Don. water extract on seed germination of Pinus yunnanensis Faranch[J]. Journal of Anhui Agricultural Science, 2012, 40(5): 2 739-2 741.
    [13] 贺斌. 毛乌素沙地中国沙棘克隆生长对氮磷配施的响应[D]. 昆明: 西南林业大学, 2007.

    He B. Clonal growth of Hippophae rhamnoides L. ssp. sinensis in response to fertilization of nitrogen in combination with phosphorus in Mu Us Sandland[D]. Kunming: Southwest Forestry University, 2007.
    [14] 杨志坚, 冯金玲, 吴小慧, 等. 氮磷钾施肥对闽楠幼苗营养元素吸收与利用的影响[J]. 生态学杂志, 2021, 40(4): 998- 1011. DOI:  10.13292/j.1000-4890.202104.017. Yang Z J, Feng J L, Wu X H, et al. Effects of N, P, and K fertilization on nutrient uptakes and utilizations of Phoebe bournei seedlings[J]. Chinese Journal of Ecology, 2021, 40(4): 998- 1011.
    [15] 王晓丽, 杨再国, 曹梦涵, 等. 蓝桉及直干桉超级苗初步选择研究[J]. 西南林业大学学报, 2018, 38,(4): 89- 93. Wang X L, Yang Z G, Cao M H, et al. The pilot research on the superior seedlings selection of Eucalyptus globules and Eucalyptus maideni[J]. Journal of Southwest Forestry University, 2018, 38,(4): 89- 93.
    [16] 周丽, 徐杨, 邓丽丽, 等. 云南松不同群体苗木生物量与生长分析[J]. 林业科技开发, 2015(6): 148- 153. DOI:  10.13360/j.issn.1000-8101.2015.06.037. Zhou L, Xu Y, Deng L L, et al. Biomass and growth analysis of seedlings among populations of Pinus yunnanensis[J]. China Forestry Science and Technology, 2015(6): 148- 153.
    [17] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000.
    [18] 国家质量技术监督局. GB6000—1999主要造林树种苗木质量分级[S]. 北京: 中国标准出版社, 1999.
    [19] 宇万太, 周桦, 徐永刚, 等. 追施氮肥当年与翌年对桉树生长及各部位氮贮量的影响[J]. 生态学杂志, 2010, 29(9): 1 703- 1 708. DOI:  10.13292/j.1000-4890.2010.0322. Yu W T, Zhou H, Xu Y G, et al. Eucalypt growth and nitrogen storage in the current year and next year of nitrogen topdressing[J]. Chinese Journal of Ecology, 2010, 29(9): 1 703- 1 708.
  • [1] 刘浩张云云胡华冉杜光辉杨阳刘飞虎 . 氮磷钾配施对大麻产量和养分利用效率的影响. 云南大学学报(自然科学版), doi: 10.7540/j.ynu.20140476
    [2] 王晓丽曹子林朱霞 . 紫茎泽兰不同处理方法水提液对蓝桉种子发芽的化感效应. 云南大学学报(自然科学版),
    [3] 李耕耘钱美玲欧晓昆耿宇鹏 . 种内变异及其群落效应. 云南大学学报(自然科学版),
    [4] 宋丽华王凤鸣 . 入射夸克的能量损失效应. 云南大学学报(自然科学版), doi: 10.7540/j.ynu.20130071
    [5] 杜国强刘植凤李艳郭涛陈志耕张艳红 . 地球内核物态热效应研究. 云南大学学报(自然科学版),
    [6] 杨云忠胡圆圆车涛 . 普洱茶氮含量的测定. 云南大学学报(自然科学版),
    [7] 周玉林龙华邵玉斌王懿 . 基于边际效应全局最优的队列控制方法. 云南大学学报(自然科学版), doi: 10.7540/j.ynu.20140187
    [8] 支启军令狐荣峰吉世印 . 超重原子核区的壳效应研究. 云南大学学报(自然科学版),
    [9] 彭匡鼎陈善娜陈小兰 . 蓝藻系统的热动平衡及其效应. 云南大学学报(自然科学版),
    [10] 王晓霞杨树政 . 两维整体单极黑洞时空中的Casimir效应. 云南大学学报(自然科学版),
    [11] 马祥英廖艳娟陆柳玉梁翠益黄在银陈其锋 . 基于电导法结合热力学理论研究球状纳米硫化镉热力学性质的尺寸效应和温度效应. 云南大学学报(自然科学版), doi: 10.7540/j.ynu.20200161
    [12] 邱东吴甘霖刘玲涂文琴陶冶 . 城市香樟叶片干物质含量及比叶面积的时空变异. 云南大学学报(自然科学版), doi: 10.7540/j.ynu.20180178
    [13] 李玲苟小林樊华张远彬王玉杰余鳞涂卫国 . 疏伐措施对大熊猫廊道云杉林土壤养分特征及微生物碳氮的短期影响. 云南大学学报(自然科学版), doi: 10.7540/j.ynu.20210071
    [14] 张进林张榆锋张燕陈秋英蒋薇 . 经验模态分解端点效应抑制的常用方法比较研究. 云南大学学报(自然科学版),
    [15] 郭丽红陈善娜龚明 . 玉米幼苗热激诱导抗冷性过程中钙的效应. 云南大学学报(自然科学版),
    [16] 张捍卫许厚泽郑勇张超 . 地球内核的动力学理论及章动效应. 云南大学学报(自然科学版),
    [17] 袁冬梅王若南彭莉鲍慈光赵逸云 . 汉氏菱形藻(硅藻)对银的吸附效应研究. 云南大学学报(自然科学版),
    [18] 兰明建程发银 . Vaidya-Bonner黑洞的隧穿效应及出射修正谱. 云南大学学报(自然科学版),
    [19] 赖祥军刘门全刘宏林罗志全 . 超新星中夸克相变的u,d夸克质量效应. 云南大学学报(自然科学版),
    [20] 郑勇林 . 铁磁纳米颗粒系统磁性质对尺寸和各向异性效应的依赖. 云南大学学报(自然科学版),
  • 加载中
图(6)表(9)
计量
  • 文章访问数:  298
  • HTML全文浏览量:  221
  • PDF下载量:  10
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-01
  • 录用日期:  2021-03-20
  • 网络出版日期:  2021-07-08

N、P配施对直干桉苗木生长和养分含量的影响

    作者简介:王晓丽(1976−),女,河北人,博士,副教授,主要研究森林培育. E-mail:1144607944@qq.com
    通讯作者: 曹子林, fjcaozilin@qq.com
  • 1. 西南林业大学 林学院, 云南 昆明 650224
  • 2. 广西国有大桂山林场, 广西 贺州 542800
  • 3. 西南林业大学 生态与环境学院, 云南 昆明 650224

摘要: 以540株5个月生直干桉实生苗为试材,采用N、P两因素三水平3×3回归正交设计开展施肥调控试验,通过测定苗木生长形态指标、生物量和各器官养分含量,分析施肥对苗木生长和生物量累积的影响及其养分生理基础,探讨利于苗木生长的最佳施肥量,指导壮苗培育中的养分管理调控. 研究结果表明:利于苗高和地径生长的最佳试验组合均为处理组合5(N肥0.55 g/株、P肥0.60 g/株配施). N肥对苗高生长和总生物量累积的促进作用好于P肥,P肥对地径生长的促进作用好于N肥. 苗高、地径生长和总生物量累积均随N、P配施施肥量的增加呈先增大后减小的趋势,N、P配施对苗高、地径生长和总生物量累积的促进效果皆好于单施N肥及单施P肥,苗木生长的理论最佳施肥量为N肥0.60 g/株、P肥0.66 g/株配施. N肥、P肥施用量分别对苗木各器官的全N、全P含量有显著影响,但N、P配施对苗木各器官全N、全P累积的促进作用皆不显著.

English Abstract

  • 直干桉(Eucalyptus maideni F. V. Muell.)生长迅速,经营周期短,是桉树中少有的油、材兼用树种,经济价值显著[1-3],在云南省较早引种栽植[3]. 直干桉种粒细小,幼苗细弱且生长缓慢,如何更好地促进苗木生长,获得更多的壮苗,是直干桉苗木促成培育中亟需解决的问题. 苗木培育时,高比例的壮苗可以降低育苗成本. 人工林定向培育(超短轮伐期工业用材林、油用经济林)中,壮苗是提高其造林成活率和造林后林木生长量的基础和关键. 水肥管理是培育健壮苗木的重要技术要素[4],N肥和P肥的施用又是施肥调控的重点.

    N、P是植物生长所必需的大量营养元素,缺之会制约植物的生长和生物产量,导致植物地上部分矮小,地下根系不发达. 我国苗木培育中多采用自然土壤为基质,针对我国大部分地区土壤中缺P少N的情况[5-7],在桉树苗木培育施肥调控方面,很多学者开展了大量研究. 林国祚[8]在尾巨桉苗木培育中提出,高浓度N和低浓度P利于苗高生长,低浓度N和低浓度P利于地径生长. 胡厚臻[9]认为N肥主要影响巨尾桉的苗高和地径生长,P肥主要影响苗木的生物量积累及其分配,高浓度N和低浓度P配合施肥不利于苗木的养分吸收. 王昌熙[10]提出磷肥的施用量决定尾巨桉幼苗根的总生物量. 杜旭等[11]的研究表明,适合的磷肥施用量,利于巨尾桉苗木对N、P和K元素的积累.

    目前,直干桉苗木培育中的施肥调控研究未见报道. 本研究采用两因素三水平3×3回归正交设计,通过随机排列结合拉丁方排列的田间布设,探讨N、P配施对直干桉苗木生长和养分生理的影响,为直干桉壮苗培育最佳施肥量的确定提供理论依据和技术指导,为直干桉人工林营造提供优质造林材料,为云南直干桉产业的发展提供技术支撑.

    • 以540株5个月生直干桉实生苗为施肥调控的试验材料. 在西南林业大学苗圃中,于2018年3月利用容器(直径和高均为20 cm)进行播种育苗,种子来自于云南昆明;每个容器装填2 kg的土壤(山地红壤),而后利用0.1%高锰酸钾溶液对土壤进行消毒;种子在播种前用始温45 ℃的水浸种24 h,然后用0.1%高锰酸钾溶液消毒30 min,再用蒸馏水冲洗2~3次[12];播种时每个容器均匀点播10粒种子;待苗高5cm左右时进行定植,每个容器定植5株苗木. 于2018年8月开展施肥试验. 施肥前后所有苗木的水分管理一致.

    • 试验采用N、P两因素三水平3×3回归正交设计[13],N肥和P肥分别设置3个浓度水平(N肥:0、0.55 g/株和1.1 g/株;P肥:0、0.6 g/株和1.2 g/株),施肥水平及试验方案分别如表1表2所示. 肥料施用尿素和过磷酸钙,尿素含氮量46%,过磷酸钙(P2O5)含磷量12%. 试验设置3个重复(区组),每个重复9个处理组合,每个重复的每个处理组合20株苗木. 田间布设采用随机排列和拉丁方排列相结合的方法[13]表3),相同的处理组合为一个小区,每个区组9个小区,3个区组共计27个小区,这27个小区可以重组成17个不同的区组(图1). 于2018年8月,当苗龄5个月时,依据施肥试验方案对每个处理组合的苗木进行叶面喷施N肥和P肥. 苗木施肥后按常规方式进行统一管理.

      水平N肥/(g/株)P肥/(g/株)
      100
      20.550.60
      31.101.20

      表 1  施肥试验因素水平表

      Table 1.  Factors and levels of the experiment

      处理组合
      编号
      处理组合
      因素水平
      处理组合具体
      实施方案
      1N1P1N肥0 g/株,P肥0 g/株
      2N1P2N肥0 g/株,P肥0.60 g/株
      3N1P3N肥0 g/株,P肥1.20 g/株
      4N2P1N肥0.55 g/株,P肥0 g/株
      5N2P2N肥0.55 g/株,P肥0.60 g/株
      6N2P3N肥0.55 g/株,P肥1.20 g/株
      7N3P1N肥1.10 g/株,P肥0 g/株
      8N3P2N肥1.10 g/株,P肥0.60 g/株
      9N3P3N肥1.10 g/株,P肥1.20 g/株

      表 2  施肥试验方案

      Table 2.  Scheme of the experiment

      重复田间排布
      区组Ⅰ123456789
      区组Ⅱ456789123
      区组Ⅲ789123456

      表 3  施肥试验田间布设

      Table 3.  Field arrangement of the experiment

      图  1  小区重组示意图

      Figure 1.  Reorganization of experimental plots

    • 2018年8月,当苗龄5个月时,于施肥前,对每个处理组合每个重复的20株苗木,分别进行挂牌编号,而后分别测定其苗高(用直尺测量从苗木基部至最高处的距离)和地径(用游标卡尺测量苗木土痕处的直径)[14-15],进行苗木生长的本底调查.

      施肥2个月后,对所有参试苗木的苗高和地径进行测量,计算其增幅,以苗高和地径增幅作为肥料效应分析的产量指标,增幅(%)= (最终产量指标−原始产量指标)/原始产量指标×100%. 待苗高和地径测定完成后,每个处理组合的每个重复随机取3株苗木,将每株苗木都严格按照取样标准从其微环境中完整取出,用蒸馏水小心冲洗掉根系上的基质,保持根系完整. 将苗木的根、茎、叶分开,于105 ℃杀青30 min后,于80 ℃下烘干至恒重[16],分别称量其干重,得到苗木各器官生物量及总生物量.

    • 施肥2个月后,当苗高和地径测定完成后,每个处理组合的每个重复随机取1株苗木,将苗木严格按照取样标准从其微环境中完整取出,清洗干净. 将每株苗木的根、茎、叶分开研磨,分别测定每株苗木根、茎、叶的N(凯氏定氮仪)和P(钼锑抗比色法)质量比[17].

    • 通过EXCEL2007进行数据整理,利用SPSS17.0软件进行回归分析和方差分析,采用SAS 9.4软件进行曲面图绘制[13].

    • 通过施肥处理后苗高和地径的增幅,分析N、P配施对直干桉苗木生长的影响. 试验的9个处理组合中,苗高、地径增幅均随施肥量的增加呈先增大后减小的趋势(表4),处理组合5(N肥0.55 g/株、P肥0.60 g/株配合施用)的苗高增幅(97.35%)和地径增幅(166.67%)皆最大,处理组合9(N肥1.10 g/株、P肥1.20 g/株配合施用)的苗高增幅(12.27%)最小且地径增幅(110.66)较小,说明适量的肥料有利于苗高和地径生长量的积累. 试验中,直干桉苗高和地径生长的最佳施肥量均为N肥0.55 g/株、P肥0.60 g/株配合施用.

      处理N/(g/株)P/(g/株)苗高增幅/%地径增幅/%
      10042.7189.61
      200.657.81122.68
      301.254.7398.17
      40.55074.61109.45
      50.550.697.35166.67
      60.551.270.29140.10
      71.10055.60115.34
      81.100.644.29150.79
      91.101.212.27110.66

      表 4  不同N、P配施处理组合的直干桉苗高、地径增幅

      Table 4.  The increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni with the experimental treatments

      根据试验的小区重组情况(图1),分别对苗高、地径的增幅与N、P配施量做回归分析,2个产量指标(苗高和地径的增幅)各得到17个肥料效应方程. 每个产量指标,通过比较这17个肥效方程的显著水平、是否典型以及是否在实际试验范围内,从而选出一个拟合度和显著水平较高的方程作为该产量指标的肥料效应方程(表5),以此分析N、P配施对直干桉苗木的生长效应. 从肥料效应方程来看,N、P配施对直干桉苗高、地径生长皆具促进作用(表5).

      产量指标(Y)方程FP
      苗高增幅Y=38.920+143.684X1−119.618X12+62.436X2−41.059X22−41.931X1X217.8950.000
      地径增幅Y=82.262+113.790X1−79.432X12+136.747X2−101.367X22−10.027X1X28.5660.000
      X1X2分别为试验中纯N和P2O5的用量.

      表 5  直干桉苗高、地径增幅N、P配施肥效方程

      Table 5.  Equations of fertilization effect of combining application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

      根据苗高、地径增幅肥料效应方程(表5),通过降维法,令其中一个肥料因子为0,每个产量指标可获得2个一元肥料效应方程(表6),然后对此肥料因子单独进行效应分析. 结果表明:N肥对苗高增幅的促进作用要好于P肥,P肥对地径增幅的促进作用要好于N肥(表6图2). 单施N肥的苗高增幅最高量为82.06%,单施P肥的苗高增幅最高量为62.64%;单施N肥的地径增幅最高量为122.99%,单施P肥的地径增幅最高量为128.36%(表6),因此,单施N肥和单施P肥,对地径生长的促进作用大于其对苗高生长的促进作用,即施肥对地径的影响大于其对苗高的影响.

      产量指标(Y)方程最高产量方程最高产量
      苗高增幅Y=38.920+143.684X1−119.618X1282.06Y=38.920+62.436X2−41.059X2262.64
      地径增幅Y=82.262+113.790X1−79.432X12122.99Y=82.262+136.747X2−101.367X22128.36
      X1X2分别为试验中纯N和P2O5的用量.

      表 6  直干桉苗高、地径增幅单因素肥料效应方程

      Table 6.  Equations of fertilization effect of single application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

      图  2  直干桉苗高、地径增量单因素肥料效应曲线

      Figure 2.  Response curve of fertilization effect of single application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

      肥料效应方程和肥料效应曲面(表7图3)结果表明:直干桉苗高、地径增幅肥料效应曲面均为凸形曲面,苗高、地径增幅均随施肥量的增加呈先增大后减小的规律,曲面的顶点所对应的N、P施肥量就是苗高、地径生长的最佳施肥量和最优施肥配比;苗高增幅的最佳施肥量为N肥0.50 g/株、P肥0.54 g/株配施,最佳N、P肥配比为1∶1.08,最高理论产量为91.28%;地径增幅的最佳施肥量为N肥0.60 g/株、P肥0.66 g/株配施,最佳N、P肥配比为1∶1.1,最高理论产量为164.07%. 从2个产量指标(苗高增幅和地径增幅)的最高理论产量来看,N、P配施的促进效果皆好于单施N肥及单施P肥(表6表7). 苗高增幅和地径增幅的等产线图(图4图5)均为一般椭圆形圆锥曲线,2个等产线图的X轴、Y轴与OA、OB围成的区域分别是促进苗高(0.00 g/株≤N≤0.50 g/株且0.00 g/株≤P≤0.54 g/株)和地径(0.00 g/株≤N≤0.60 g/株且0.00 g/株≤P≤0.66 g/株)生长的合理施肥区域.

      产量指标最佳施肥量/(g/株)最佳配比
      最高理论
      产量/%
      N肥P肥
      苗高增幅0.500.541∶1.0891.28
      地径增幅0.600.661∶1.10164.07

      表 7  直干桉苗高、地径增幅的N、P配施交互效应分析

      Table 7.  Interaction effect analysis of combining application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

      图  3  直干桉苗高、地径增幅对N、P配施的响应曲面

      Figure 3.  Response surface plot of fertilization effect of combining application of nitrogen and phosphorus on the increments of the seedling height and ground diameter of Eucalyptus maideni

      图  4  直干桉苗高增幅等产线图

      Figure 4.  The diagram of iso-production lines for the increment of the seedling lines for the increment of the ground

      图  5  直干桉地径增幅等产线图

      Figure 5.  The diagram of iso-production height of diameter of Eucalyptus maideni

    • 对于生物量指标来说,在试验过程中无法直接测得施肥前的原始数据,因此分别用地径、苗高与整株生物量、各器官生物量进行相关性分析,结果显示唯苗高与整株生物量高度相关(R=0.817,P<0.01),且以苗高为自变量的三次函数模型的拟合效果最佳(表8),进而以该模型计算苗木原始生物产量. 以苗木整株生物量增幅和N、P肥施用量进行回归分析,得到其总生物量肥料效应方程(表8). 根据该肥料效应方程,绘制总生物量增幅的反应曲面(图6),从反应曲面可以看出:随N、P配施施肥量的增加,苗木总生物量增幅呈先增大后减小的趋势;N肥0.73 g/株、P肥0.60 g/株配施下苗木总生物量增幅达最大. 单因素肥料效应分析认为,N肥(方程为Y=15.775+34.579X1−24.653X12,总生物量增幅最高为27.879%)对苗木总生物量累积的促进作用大于P肥(Y=15.775+26.101X2−25.371X22,总生物量增幅最高为22.471%). 肥料交互效应分析发现,N、P配施的总生物量增幅最高为37.047%,表明N、P配施对苗木总生物量的累积效果好于单施N肥或单施P肥.

      模型或方程名称产量指标(Y)模型或方程R2FP
      原始产量估算模型总生物量(g/株)Y=(6.873E-5)X3−0.002X2+1.6730.88390.6310.000
      生物量肥效方程总生物量增幅(%)Y=15.775+34.579X1−24.653X12+26.101X2−25.371X22+0.559X1X2/24.4110.025
      注:X为苗高;X1和X2分别为试验中纯N和P2O5的用量.

      表 8  直干桉苗木生物量原始数据值最优计算模型和总生物量增幅肥效方程

      Table 8.  The optimal calculation model of the original data of seedlings biomass and the fertilizer effect equation of total biomass growth of Eucalyptus maideni seedling

      图  6  直干桉苗木总生物量增幅对N、P配施的响应曲面

      Figure 6.  Response surface plot of fertilization effect of combining application of nitrogen and phosphorus on the increments of total biomass of Eucalyptus maideni seedling

    • 研究结果(表9)表明,苗木根、茎、叶N质量均随N肥施用量的增加而增大,且苗木各器官N质量在N肥施用量3个水平两两间均存在显著差异;当N肥施用量一定时,苗木各器官N含量在P肥施用量3个水平两两间均无显著差异,因此认为苗木各器官的N质量主要与N肥施用量相关,而与P肥施用量无关. 单施P肥时,苗木根、茎、叶P质量均显著大于其对照;N、P配施时,苗木根P质量比在P肥施用量为0.60 g/株时最大,且显著大于其在P肥施用量为0 g/株时,苗木茎P质量比在P肥施用量为1.20 g/株时最大,且显著大于其在P肥施用量为0 g/株时,苗木叶P质量比在各处理组合间均无显著差异,因此认为苗木各器官的P质量比主要与P肥施用量相关,N、P配施对苗木各器官P累积的促进作用不显著.

      处理w (N)/(g/kg)w (P) /(g/kg)
      1 0.16±0.01c 0.15±0.01c 0.16±0.01c 0.50±0.02c 0.32±0.01b 1.23±0.05b
      2 0.15±0.03c 0.14±0.03c 0.15±0.03c 0.90±0.03a 0.54±0.02a 1.34±0.05ab
      3 0.16±0.04c 0.15±0.04c 0.17±0.04c 0.70±0.13b 0.54±0.10a 1.64±0.31a
      4 0.29±0.05ab 0.27±0.05ab 0.21±0.05b 0.51±0.04c 0.33±0.03b 1.27±0.11b
      5 0.21±0.02bc 0.21±0.02bc 0.22±0.02b 0.78±0.13ab 0.47±0.08ab 1.17±0.19b
      6 0.24±0.04b 0.23±0.04b 0.25±0.04ab 0.62±0.07bc 0.48±0.06a 1.45±0.17ab
      7 0.32±0.02a 0.30±0.02ab 0.26±0.02ab 0.50±0.01c 0.32±0.03b 1.23±0.01b
      8 0.34±0.05a 0.31±0.04a 0.27±0.04ab 0.80±0.12ab 0.46±0.06ab 1.20±0.19b
      9 0.33±0.07a 0.31±0.06a 0.30±0.06a 0.60±0.08bc 0.48±0.07a 1.40±0.18ab
      小写字母a、b、c、d标注0.05水平上的差异显著性.

      表 9  N、P配施对直干桉苗木不同器官氮和磷质量比的影响

      Table 9.  Effects of combined application of N and P on total nitrogen and total phosphorus in different organs of Eucalyptus maideni seedling

    • N、P配施试验对直干桉苗木生长的影响分析认为,利于苗高和地径生长的最佳施肥量均为N肥0.55 g/株、P肥0.60 g/株配施(处理组合5). 从单因素肥效方程来看,N肥对苗高生长和总生物量累积的促进作用好于P肥,P肥对地径生长的促进作用好于N肥,N肥和P肥对地径生长的促进作用均大于其对苗高生长的促进作用. 本研究结果与胡厚臻[9]对巨尾桉苗木的施肥调控研究结果有所不同,他认为N肥主要影响巨尾桉的苗高和地径生长,P肥主要影响苗木的生物量积累及其分配,造成此种差异的原因可能是巨尾桉的苗期生长速度远大于直干桉,N肥对地径快速增长的促进作用更加凸显. 因此,对于桉属中的不同树种,其壮苗培育中的施肥调控,需根据树种有针对性的开展工作.

      从两因素肥效方程和肥效曲面来看,直干桉苗高、地径生长和总生物量累积均随施肥量的增加呈先增大后减小的趋势,N、P配施对苗高、地径生长和总生物量累积的促进效果皆好于单施N肥及单施P肥,说明N、P两因素相互作用产生了效应,这与林国祚[8]在尾巨桉苗木培育中提出的N、P配施有利于苗高和地径生长的研究结果一致. 利于直干桉苗高生长的理论最佳施肥量为N肥0.50 g/株、P肥0.54 g/株配施,利于地径生长的理论最佳施肥量为N肥0.60 g/株、P肥0.66 g/株配施,利于总生物量累积的理论最佳施肥量为N肥0.73 g/株、P肥0.60 g/株配施. 由等产线图分别围出利于苗高和地径生长的合理施肥区域,避免多施造成的肥料浪费及少施造成的增产效益低的问题. 由于N肥和P肥对直干桉地径生长的促进作用均大于其对苗高生长的促进作用,且依据苗木质量分级中以地径为主、苗高为辅的原则[18],本研究中利于直干桉苗木生长的理论最佳施肥量为N肥0.60 g/株、P肥0.66 g/株配施. 综合考虑等产线图的合理施肥区域和利于苗木生长的理论最佳施肥量,认为N肥0.60 g/株、P肥0.66 g/株配施作为直干桉壮苗培育的实际施肥量是适宜的.

      N、P配施对直干桉苗木养分含量的影响分析认为,苗木各器官的N质量比主要与N肥施用量相关,苗木各器官的P质量比亦主要与P肥施用量相关,N、P配施对苗木各器官N、P累积的促进作用皆不显著. 这与杜旭等[11]的研究结果不完全相同,其研究表明适合的P肥施用量,利于巨尾桉苗木对N、P和K元素的积累. 宇万太等[19]就追施N肥当年与翌年对桉树生长及各部位N贮量的影响研究认为,追施N肥对生物量的积累当年效果不如次年. 本研究中,所用试验材料为5个月生的直干桉实生苗,N、P配施2个月后测定苗木各器官中的N、P质量比,可能测定时间不是苗木对N、P配施的最佳响应时间,因此本文中N、P配施对苗木体内养分累积影响的研究结果具有一定的阶段性,后续可对施肥处理后的苗木进行体内养分含量监测,探讨肥效测定时间对苗木体内养分贮量的影响,获得苗木对施肥的最佳响应时间,进而更好地从养分生理层面解释施肥对苗木生长的影响.

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回