不同配比桉树专用肥对桉树生长及元素吸收的影响

JOURNALOFBEIHUAUNIVERSITY(NaturalScience)

北华大学学报(自然科学版)Vol.19No.3May2018

文章编号:1009-4822(2018)03-03-06DOI:10.11713/j.issn.1009-4822.2018.03.024

不同配比桉树专用肥对桉树生长及元素吸收的影响

(1.广西大学林学院,广西南宁　530004;2.南宁良凤江国家森林公园,广西南宁　530000)

摘要:通过外源施加两种目前常用的桉树专用肥A(m(N)∶m(P)∶m(K)=15∶9∶11),B(m(N)∶m(P)∶m(K)=17.6∶7.2∶10.3)以及不施肥作对照,研究巨尾桉DH32-29组培苗植株各部分大量元素的变化.结果表明:1)A肥料能够较好地促进桉树苗高、地径生长;2)A,B两种肥料显著提高桉树各器官对N,P,K的吸收;B肥料对根叶的N、根的P吸收的影响高于A肥料,但是A,B肥料对各器官中K含量的影响差异不显著;3)A,B处理下桉树叶及A处理下桉树根的N,P养分吸收未受,而对照和B处理下的桉树根对P的吸收受到;4)A肥料对桉树Ca的吸收效果显著,肥料N,P,K配比对桉树Mg的吸收影响不大.关键词:配比施肥;桉树;养分;大量元素;化学计量中图分类号:S725.5

文献标志码:A

刘　奎1,陆海燕2,赵毅辉1,杨　梅1

EffectsofDifferentRatiosofSpecialFertilizeronEucalyptusrobusta

GrowthandAbsorptionofMajorElements

(1.CollegeofForest,GuangxiUniversity,Nanning530004,China;

2.LiangfengjiangNationalForestParkAwardedNanning,Nanning530000,China)

LiuKui1,LuHaiyan2,ZhaoYihui1,YangMei1

Abstract:ThisstudywassetfertilizerA(m(N)∶m(P)∶m(K)=15∶9∶11),fertilizerB(m(N)∶m(P)∶m(K)=17.6∶7.2∶10.3),nofertilization(control),thechangesofelementsineachpartofEucalyptusrobusta(DH32-29)wasdiscussed.Theresultsshowed:1)FertilizerApositivelypromotedthegrowthofEucalyptusrobusta.2)FertilizersAandBsignificantlyincreasedtheabsorptionofN,PandKindifferentorgansofEucalyptusrobusta.FertilizerBhadhighereffectonNabsorptioninrootandleaves,PabsorptioninleavesthanfertilizerA,buttherewasnosignificantdifferenceinKamongfertilizerAandB.3)TheabsorptionofNandPinEucalyptusrootsunderthetreatmentofEucalyptusrobustaleavesandAtreatedwithAandBwasnotlimited,whilethePabsorptionofEucalyptusrobustarootsunderthecontrolandBtreatmentwaslimited.4)TheeffectwassignificantatfertilizerAontheCaabsorptionofEucalyptusrobusta.ButtheeffectoffertilizerN,P,KratioontheMgabsorptionofEucalyptusrobustawasnotsignificant.

Keywords:proportioningfertilization;Eucalyptusrobusta;nutrients;alargenumberofelements;stoichiometry

桉树(EucalyptusrobustaSmith)属桃金娘科桉属植物[1],生长速度快,抗逆性强,木材产量高[2],已成

为我国南方种植的主要用材树种.桉树的速生性及短轮伐期的经营方式需要从土壤中获取大量营养元素,因此,对桉树进行养分管理十分必要.N,P,K3种元素是植物生长所必需的营养元素[3],是提高桉树人工林生产力的重要影响因子.由于肥料种类、营养成分种类和含量、化学性质不尽相同,所产生的肥效也有差

收稿日期:2018-02-04

基金项目:国家自然科学基金项目(31260176);广西自然科学基金项目(2015GXNSFAA139081).

作者简介:刘　奎(1993-),男,硕士研究生,主要从事森林培育研究,E-mail:742174371@qq.com;通信作者:杨　梅(1970-),女,博士,

教授,主要从事森林培育研究,E-mail:fjyangmei@126.com.

别.不少学者已开展了桉树专用肥、肥料成分配比对桉树生长及某些生理的影响研究:胡厚臻等[4]报道了巨尾桉GL9叶片和根系的有机酸种类和有机酸酶活性对不同养分配比肥料的响应,结果表明,N,P是影响桉树有机酸的主要因子,高氮低磷配比的肥料不利于桉树养分的吸收;刘学峰等[5]探讨了不同施肥位点对桉树生物量和养分利用率的影响,结果显示,单位点、穴施更有利于根系生长,并且叶片养分含量显著高于其他部位;任忠秀等[6]提出对不同桉树品种应该使用不同配方肥料;文亮等[7]、姚姜铭等[8]研究了不张华林等[9]研究了不同氮素施肥方法对桉树生长及光合指标的影响,结果显示,对尾巨桉苗木生长和光合作用促进作用最为显著的是指数施肥方法;刘洋等[10]的研究说明了施N可以显著提高根茎叶的N/P,缓解巨桉的缺N现象,施P则会显著降低N/P,进一步加剧N元素的缺乏.

综上可知,目前的研究重点偏向配方施肥及单元素施肥处理下的植株生长和生理效应,而有关不同配比肥料对桉树养分分配和N/P化学计量关系的研究较少,且桉树的养分吸收规律尚不明确.本次研究使用目前生产上常用的两种桉树专用肥(N,P,K质量比分别为15∶9∶11和17.6∶7.2∶10.3),以桉树主栽品种巨尾桉DH32-29为研究对象,探讨不同养分配比对桉树生长、各器官对N,P,K,Ca,Mg元素吸收的影响,以期为进一步优化桉树施肥的肥料配方,提升养分管理水平提供一定的数据参考.

同配方肥料对桉树生长及生理指标的影响,并得出不同肥料混合搭配比单施某一种肥料效果要好的结论;

390北华大学学报(自然科学版)第19卷

1　试验方法

1.1　供试材料

试验基地位于广西大学林学院苗圃基地,该地炎热潮湿,为湿润的亚热带季风气候.年平均气温在21.6℃左右,极端最高气温40.4℃,极端最低气温-2.4℃.年均降雨量1304.2mm,平均相对湿度为

79%.2016年5月10日,选取长势一致、生长良好的2月生巨尾桉DH32-29组培苗木作为试验材料,移栽于直径120cm,高50cm的大塑料桶.盆栽试验以黄心土+珍珠岩(7∶3)为培养基质,混匀后的基质经过自然风干、磨碎、过筛等处理,测定基质本底值,见表1.装入基质前在桶底垫打孔火砖,以防透水并保证不1.2　试验设计

同处理间养分不相互渗透.处理前先缓苗3周,试验周期4个月,结束后即采集样品用于指标测定.

本试验采用随机区组设计,设置3个处理,分别为施桉树专用肥A(m(N)∶m(P)∶m(K)=15∶9∶

11,即29.7%尿素、20%钙镁磷肥、12.3%磷酸一铵、18.3%氯化钾)、桉树专用肥B(m(N)∶m(P)∶m(K)=17.6∶7.2∶10.3,即36.6%尿素、22.9%钙镁磷肥、6.9%磷酸一铵、17.2%氯化钾)和不施肥的空白对照(CK),每个处理10株苗,共3个重复,见表2.每株苗木肥料用量为300g,采用条沟法施放.苗圃供水装置每h自动喷水3s,每两周除草1次,其他苗木管理均保持一致.

表1　盆栽培养基质本底值

Tab.1　Thebackgroundvalueofpottingmedia

养分本底值养分本底值

ω(全氮)/(mg·g-1)0.42ω(铵态氮)/(mg·kg-1)16.32

ω(全磷)/(mg·g-1)0.29

ω(硝态氮)/(mg·kg-1)

0.15

ω(全钾)/(mg·g-1)1.57

ω(钙)/(mg·g-1)2.02

ω(速效磷)/(mg·kg-1)

1.12

ω(镁)/(mg·kg-1)122.30ω(速效钾)/(mg·kg-1)23.32

表2　A,B两种肥料的投料比例

Tab.2　DosageproportionofA,Bfertilizers

处理AB

尿素(46%)

29.736.6

钙镁磷(18%)

20.022.9

磷酸一铵(55%)

12.36.9

氯化钾(60%)

18.317.2

ω/%

1.3　指标测定方法

2016年6月2日,用钢尺(精度0.1cm)和电子数显游标卡尺(精度0.01mm)测定桉树苗木苗高、地

径初始值,随后每隔1个月测定1次.待试验结束后,在每个处理中挑选能够代表该处理平均水平的10株苗木,分根、茎、叶混合取样.样品经过烘干、打碎、研磨、过筛(孔径0.25mm)等处理,用H2SO4-H2O2消煮样品,过滤后的清液待测.全N、全P均采用SmartChem200全自动间断化学分析仪(意大利AMS公司)测定;植物全K使用火焰分光度计法测定[11];Ca,Mg元素采用德国耶拿分析仪器股份公司的原子吸收分光1.4　数据处理法)等.

光度计(NOVAA350)测定.

第3期刘　奎,等:不同配比桉树专用肥对桉树生长及元素吸收的影响391

采用MicrosoftExcel2010对数据进行整理汇总,使用SPSS20.0软件制图、进行方差分析(LSD

2　结果与分析

2.1　不同配比肥料对桉树生长的影响2.1.1　地　　径

不同配比肥料桉树地径生长情况见表3.由表3可见:与对照相比,不同N,P,K配比的肥料处理对桉

树地径生长的促进作用显著.随着时间的延长,地径增长幅度增大.施肥1个月后,A,B肥料处理下的桉树地径均与CK达到极显著水平;施肥第2个月,即7—8月份是桉树的速生期,在A,B肥料施肥处理下,8月份桉树地径分别比7月份高出149.1%和128.3%,且8月份不同处理间桉树地径达到极显著差异;9月份,A,B肥料处理下桉树地径是CK的近3倍,但地径增长速率稍有降低;A肥料处理下的桉树地径增量大.

表3　不同配比肥料下桉树地径生长情况

Tab.3　DiametergrowthofEucalyptusrobustaunderdifferentproportionsoffertilizer

处理CKAB

0602

0702

日期

0802

0902

/mm

地径增量14.8514.284.20

2.44±0.029Aa2.35±0.032Aa2.48±0.034Aa

3.65±0.044Bc

5.09±0.084Aa

2.1.2　树　　高

　注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01),下同

4.87±0.067Ab

12.68±0.211Aa

5.34±0.0Cc

11.12±0.219Bb

17.20±0.150Aa

6.±0.082Bc

16.76±0.144Ab

不同配比肥料桉树树高生长情况见表4.由表4可知:不同配比N,P,K肥料对桉树树高的促进作用

显著,生长趋势与地径生长基本保持一致.施肥初期(7月份),不同配比肥料处理的桉树树高均与空白对照达到极显著水平.A,B施肥处理下,树高在施肥后的第2个月为生长速率最快的阶段,8月份,A,B肥料处理的树高分别比7月高出145.6%和125.5%,并且与空白对照的树高差异极显著.空白对照组桉树树高一直保持较为缓慢的生长速度,由此说明,桉树前期的快速生长需要肥料来维持.由增量比较可知,A肥料更有利于桉树树高的生长.

表4　不同配比肥料下桉树树高生长情况

Tab.4　HeightgrowthofEucalyptusrobustaunderdifferentproportionsoffertilizers

处理CKAB

0602

0702

日期

0802

0902

/cm

树高增量23.8799.8496.61

18.77±0.268Aa17.69±0.302Aa19.±0.448Aa

28.02±0.312Bb33.90±0.597Aa34.67±0.781Aa

83.27±1.244Aa

40.18±0.381Cc42.0±0.425Bb117.53±1.2Aa116.25±1.201Aa

78.17±1.619Bb

2.2　不同配比肥料对桉树幼苗大量元素吸收的影响2.2.1　对全N的影响

不同处理下桉树幼苗根、茎、叶全N含量见图1.由图1可见:不同配比肥料可以极大促进桉树苗木对

N的吸收,尤其是根和叶对N吸收的效果最明显,均为B>A>CK,各处理间均达到差异显著水平,且B处理下的根和叶中N含量比A高出87%和18%.由此表明,B配比肥料更有利于桉树对N的吸收;茎中N

2.2.2　对全P的影响

含量A和B配比肥料处理间没有显著差异,但均显著高于CK.

392北华大学学报(自然科学版)第19卷

不同处理下桉树幼苗根、茎、叶全P含量见图2.由图2可知:A,B施肥处理后明显提高了桉树苗根和

茎中P的含量,是空白对照处理的2~4倍左右,但两个施肥处理间没有显著差异;3个处理间桉树叶中P含量均达到显著水平,但施肥后叶中P含量变化幅度比根、茎小;A,B两种配比肥料能够显著提高根、茎中的P含量.

图1不同处理下桉树幼苗根、茎、叶全N含量Fig.1ThecontentoftotalNinEucalyptusrobusta

organsunderdifferenttreatments图2不同处理下桉树幼苗根、茎、叶全P含量Fig.2ThecontentoftotalPinEucalyptusrobusta

organsunderdifferenttreatments

2.2.3　对全K的影响

不同处理下桉树幼苗根、茎、叶全K含量见图3.由图3可见:A,B施肥处理能够显著提高桉树苗各部

位对K的吸收.从整体上看,施肥处理下,K含量叶>茎>根,而空白对照组恰恰相反;桉树苗木的根、茎、叶中K含量A>B>CK,A,B处理大大提高了各器官K的吸收,均是对照的2~5倍左右,但两个施肥处理间2.2.4　对Ca的影响

的K含量差异不显著;A肥料处理下的植株K含量略高于B处理.

不同处理下桉树幼苗根、茎、叶Ca含量见图4.由图4可知:空白处理下,Ca的含量为叶>根>茎,而A,

B处理后,桉树中的Ca含量都有不同程度的上升,并且变化最明显的是茎中Ca含量,尤其是A肥料处理A肥料更利于桉树对Ca的吸收.

比CK高118%,B肥料处理与CK差异不显著;根和叶在A,B肥料处理下Ca含量都有升高.从整体来看,

图3不同处理下桉树幼苗根、茎、叶全K含量Fig.3ThecontentoftotalKinEucalyptusrobusta

organsunderdifferenttreatments

图4Fig.4

不同处理下桉树幼苗根、茎、叶Ca含量ThecontentofCainEucalyptusrobustaorgansunderdifferenttreatments

2.2.5　对Mg的影响

不同处理下桉树幼苗根、茎、叶Mg含量见图5.由

图5可知:桉树幼苗在不同的施肥处理下,根、茎、叶中Mg的含量波动范围在600~800mg/kg,CK,A,B3个处理间桉树苗的根、茎、叶中Mg含量均没有发生显著变化,故A,B两种配比肥料对桉树苗木Mg的吸收影2.2.6　对生态化学计量N/P的影响响不大.

图5Fig.5

不同处理下桉树幼苗根、茎、叶Mg含量ThecontentofMginEucalyptusrobustaorgansunderdifferenttreatments

不同施肥处理对N/P的影响见表5.由表5可知:

经过不同配比肥料处理后,桉树植株各部位的N/P差异较大.叶片N/P变化幅度最大,A,B处理后的桉树叶片N/P分别是CK的3.5倍左右,并且与A,B两种肥料处理间也达到了显著水平,说明施肥能够显

著提高叶片对N,P两种元素的吸收,而且N的吸收比例显著提升.未施肥的桉树苗木茎中N/P值比其他施肥处理的都高,主要是因为培养基质的养分含量较低,尤其是P含量低于平均水平.B配比肥料处理的桉树苗木根的N/P最大,而A配比肥料处理下的N/P最小,说明提高肥料中P的比例能够显著降低桉树根中的N/P.

表5　不同施肥处理对N/P的影响

Tab.5　EffectsofdifferentfertilizationtreatmentsonN/P

处理CKAB

部位

4.08±0.086Bc

叶

6.58±0.339Aa

茎

26.30±1.778Bb16.38±0.418Cc31.45±0.503Aa

根

第3期刘　奎,等:不同配比桉树专用肥对桉树生长及元素吸收的影响393

14.47±0.296Ab15.10±0.130Aa

4.18±0.038Bb4.58±0.053Bb

3　讨　　论

植物生长[12-13].本研究结果显示:施肥后的第2个月是桉树树高和地径生长的速生期,A,B两种配比肥料叶中元素含量有所不同,总体上看肥料处理均能够极大提升植株大量元素吸收的能力.植株对K的吸收会随着肥料配比中K的比例提升而升高,而两种肥料对各植株器官中N,P含量的影响各异,相对来说,B(m(N)∶m(P)∶m(K)=17.6∶7.2∶10.3)肥料能够较好地促进桉树对N的吸收,A(m(N)∶m(P)∶m(K)=15∶9∶11)肥料能够促进桉树对P的吸收.

官,叶片的N/P临界比值被认为可以作为判断环境对植物生长养分供应状况的指标[14].当植物N/P<14两者均不缺少[15-17].根据这个阈值判断,未施肥的桉树苗木同时受N,P,施肥后的桉树苗木叶片N/P

N和P是植物的基本营养元素,对植物生长和各种功能影响深刻.植物叶片作为植物的主要光合器施肥能够活化土壤中N,P,K,使其转化为植物易吸收的速效养分,从而提高植株对养分的吸收,促进

均能显著促进桉树地径和树高的生长,其中A肥料效果更加显著.A,B两种肥料处理后,桉树苗的根、茎、

时,植物生长表现为受N的;当N/P>16时,表现为受P的;14Ca和Mg是植物生长发育所必需的一种大量元素,它们既是植物细胞的重要组成部分,也是增强植物

对抵抗环境胁迫的主要成分[18-19].比如Mg作为叶绿素的关键元素,是植物光合作用不可或缺的[20].本研究中,A肥料对桉树幼苗各器官Ca吸收的促进作用显著,可以促进植物对硝态N的吸收,与氮的代谢密切相关[21].本试验中两种配比肥料均能够提升桉树植株的N含量,说明植株内的N和Ca元素可能存在然而,两种肥料对桉树植株的Mg含量却影响不大.

从整体上看,当肥料N,P,K配比为15∶9∶11时,巨尾桉DH32-29苗高、地径的增长幅度较大,同时显著促进了P和Ca的吸收,从而有利于促进桉树秋季的木质化程度,提高抗寒抗旱能力;而N,P,K配比为17.6∶7.2∶10.3时则有利于N的吸收,促使树木茂盛、加强营养生长,但易导致秋季茎叶徒长,耐寒能力降低.因此,桉树初期追肥时选择N,P,K配比为15∶9∶11的肥料较好.在本次研究的基础上,今后将跟踪调查桉树人工林生长后期追肥所用的不同养分配比肥料对桉树林木的作用效果,并加强微量元素配比对桉树生长影响的研究,进一步优化桉树专用肥元素组成和配比,提高桉树人工林生产力.

综上所述,将桉树专用肥A(m(N)∶m(P)∶m(K)=15∶9∶11)作为巨尾桉DH32-29的前期追肥,更有利于桉树的生长,促进桉树秋季的木质化程度和提高抗寒抗旱能力.参考文献:

[1]刘果,张党权,谢耀坚,等.桉树Genomic-SSR和EST-SSR引物的快速筛选与通用性研究[J].林业科学,2013,49(2):[2]RobertmH,JoseS,MichaelgR,etal.EffectsofirrigationonwateruseandwateruseefficiencyintwofastgrowingEucalyptus

127-133.

着一定的协同促进作用.同时,Ca又可以清除植物代谢过程中产生的有机酸,有助于提高桉树的抗逆性;

394

[3]TessierJT,RaynalDJ.Useofnitrogentophosphorusratiosinplanttissueasanindicatorofnutrientlimitationandnitrogen[4]胡厚臻,李桃祯,李茹,等.氮磷钾配比施肥对巨尾桉叶片及根系有机酸质量分数的影响[J].东北林业大学学报,2016,[5]刘学锋,李慧,朱林生,等.施肥位点对尾巨桉幼林生物量分配及养分利用率的影响[J].桉树科技,2017,34(2):7-12.[6]任忠秀,包雪梅,于家伊,等.我国桉树人工林施肥现状、存在问题及对策[J].桉树科技,2013,30(4):52-59.[7]文亮,阮荣富.不同施肥处理对桉树生长的影响[J].四川林业科技,2016,37(6):80-81,85.

45-50.

[8]姚姜铭,周建群,刘新鸾,等.等养分量不同肥料施肥对桉树生长的影响[J].广西林业科学,2014,43(1):80-83.

44(11):62-68.

saturation[J].JournalofAppliedEcology,2003,40(3):523-534.

plantations[J].ForestEcology&Management,2010,259(9):1714-1721.

北华大学学报(自然科学版)第19卷

[9]张华林,罗萍,贺军军,等.不同氮素施肥方法对尾巨桉苗期生长和光合生理特性的影响[J].桉树科技,2015,32(3):[10]刘洋,,陈亚梅,等.氮磷添加对巨桉幼苗生物量分配和C∶N∶P化学计量特征的影响[J].植物生态学报,2013,[11]柳开楼,张会民,韩天富,等.长期化肥和有机肥施用对双季稻根茬生物量及养分积累特征的影响[J].中国农业科学,[12]曾嬿冰.马尾松优良种源N、K利用效率及营养元素吸收变化的研究[D].贵阳:贵州大学,2016.

大学,2014.

2017,50(18):30-38.

[13]于钦民.秦岭华北落叶松人工林叶茎根氮磷含量动态变化与N∶P化学计量学特征研究[D].杨凌:西北农林科技[14]AertsR,IiiFSC.Themineralnutritionofwildplantsrevisited:are-evaluationofprocessesandpatterns[J].Advancesin[15]GüsewellS.N∶Pratiosinterrestrialplants:variationandfunctionalsignificance[J].NewPhytologist,2004,1(2):[16]TessierJT,RaynalDJ.Useofnitrogentophosphorusratiosinplanttissueasanindicatorofnutrientlimitationandnitrogen[17]OheimbGV,PowerSA,FalkK,etal.N:PratioandthenatureofnutrientlimitationinCalluna-dominatedheathlands[J].[18]张哲,宋水山,边子睿,等.植物细胞中钙离子作用的研究进展[J].安徽农业科学,2011,39(24):14525-14527.[19]龚伟,王伯初.钙离子在植物抵抗非生物胁迫中的作用[J].生命的化学,2011,31(1):107-111.

[20]凌丽俐,彭良志,王男麒,等.缺镁胁迫对纽荷尔脐橙叶绿素荧光特性的影响[J].生态学报,2013,33(1):71-78.[21]高彦博.外源Ca2+对盐胁迫下唐古特白刺光合作用及氮代谢的影响[D].哈尔滨:东北农业大学,2016.

Ecosystems,2010,13(2):317-327.

saturation[J].JournalofAppliedEcology,2003,40(3):523-534.243-266.

EcologicalResearch,1999,30(8):1-67.37(10):933-941.

【责任编辑:郭　伟】