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硝酸铵对金叶女贞生长及光合特性的影响

2022-04-14张丽翠

江苏林业科技 2022年1期
关键词:硝酸铵金叶女贞

张丽翠

(山西省林业生态实验基地,山西 太原 030018)

金叶女贞是城市园林中重要观赏灌木,在充足养分供应条件下,生长季节叶色金黄,具有极高的观赏价值,当前已经成为很多城市景观中绿化带和主要树种造型的树种之一[1]。在城市环境条件下,随着金叶女贞栽培时间延长,土壤肥力退化,养分供应不足,金叶女贞生长势减弱,新生枝条生长缓慢[2-3]。在生长季节进行追肥,提高土壤养分供应能力是解决金叶女贞长势减弱的重要途径[4]。王兴军[5]研究认为,生长季节追肥可以显著提高新疆杨叶片内叶绿素含量,提高保护酶活性和植株抗逆性,促进生长;王丽芳[6]研究认为,生长季节追施氮肥可以显著促进油松生长,整个生长季节株高与对照相比提高了39.75%,叶片电导率、丙二醛含量显著降低;冯海华[7]研究认为,紫叶李在生长季节追肥后枝条生长量与对照相比显著升高,秋季与对照相比提高了55.64%,并且叶片内SOD,POD,CAT活性均显著升高,提高了其抗逆性,有利于适应城市环境条件;李红霞[8]研究认为,追肥可以显著改善紫丁香的营养状况,提高叶片内渗透物质含量,提高植株氮代谢能力,有利于促进叶片生长。本项研究通过生长季节追施硝酸铵对金叶女贞生长和叶片光合特性的影响试验,以期为城市绿化中金叶女贞科学追施氮肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验在山西省林业生态实验基地园区道路2侧金叶女贞绿化带上进行。该绿化带于2017年4月使用3年生扦插苗栽植而成。截止到2020年,试验所选金叶女贞栽植3 a期间无任何施肥,长势已经明显减弱。该金叶女贞绿化带分布在道路南北2侧,长156 m,宽90 cm,每年3月春季修剪1次,修剪留高50 cm。栽培密度为30 cm×30 cm。2020年试验地点选择道路南侧绿化带,2021年选择北侧绿化带,该绿化带东西向延伸,无其他树木混栽。

1.2 试验设计

根据贾正民[2]、宋丽华等[9]、郝瑞娟[10]的先期金叶女贞施肥研究结果,确定本试验硝酸铵的施用量及其梯度。试验共设置处理4个,其中T1为对照,不施硝酸铵(0 g/株),T2为硝酸铵低量处理(5 g/株),T3为硝酸铵中量处理(10 g/株),T4为硝酸铵高量处理(15 g/株)。所有处理在早春1次性施用的磷、钾肥均为2 g/株。试验所选用的硝酸铵由山西天脊煤化工集团有限责任公司生产,2019年12月购入,含氮量为33%;选用的重过磷酸钙由云南云天化股份有限公司生产,P2O5含量为50%;硫酸钾,由唐山三孚钾肥有限公司生产,K2O含量为50%。施肥方式为单株施肥:3月1日,在距离金叶女贞根茎处8 cm处1侧开挖施肥沟深10 cm、宽6 cm、长15 cm,将称量好的肥料与6倍质量的土壤混匀后,撒入沟内,覆土,3 d后浇透水1次;5月1日,在3月1日施肥的另1侧开同样沟施入相同量的肥料。随机区组试验设计,每个处理重复3次,每重复选择金叶女贞20株,整个试验共计选择了苗木240株。2020年和2021年的试验设计相同。试验期间,2020年在6月20日浇水1次,2021年在7月3日浇透水1次。

1.3 测定项目

为确定早春3月1日不同施肥处理对早春缓慢生长阶段的生长和光合特性的影响,也为早春萌芽期追肥提供理论依据,分别于2020年和2021年在2次施肥之间的4月16日进行1次生长和光合指标的测定。

株高测定:分别于4,5,6,7月的每个月16日用卷尺(精度1 cm)测定金叶女贞株高,每处理测量6株株高,取平均值作为最终结果。

光合作用测定:分别于4,5,6,7月的每个月16日上午10:00使用Li-6400便携式光合测定仪测定金叶女贞叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度[11]。每个处理测定苗木6株,取平均值作为最终结果。

2020年和2021年试验测定内容和方法相同。

1.4 数据处理

数据处理以及表格制作使用excel2013,差异显著性检验使用DPS7.05版软件。

2 结果与分析

2.1 不同硝酸铵施用量对金叶女贞株高的影响

由结果(见表1)可知,不同硝酸铵施用量对金叶女贞株高的影响在不同年份存在较大差异。4月,2020年仅T4处理显著高于对照,T2、T3与对照之间无显著差异;2021年,T3、T4之间无显著差异,2个处理均显著高于对照和T2处理。5月,2020年T2、T3、T4之间无显著差异,T3、T4显著高于对照;2021年T3、T4均显著高于T2、T1处理,T2与对照之间无显著差异,T3与T4之间无显著差异,表明T2处理在4—5月不会对金叶女贞株高产生显著影响。2020年6月至7月,T2显著高于对照,T2显著低于T3处理,T3与T4之间无显著差异;2021年6月,T2与对照之间无显著差异,T2显著低于T3处理,T3显著高于对照,T4与T3之间无显著差异。7月,T3株高在2020年和2021年分别比对照提高了6.33%和7.58%,T4分别比对照提高了7.85%和9.80%。从试验结果来看,施用硝酸铵有利于促进金叶女贞生长。

表1 不同硝酸铵施用量对金叶女贞株高的影响 cm

2.2 不同硝酸铵施用量对金叶女贞叶片净光合速率的影响

施用硝酸铵对在不同月份金叶女贞叶片净光合速率的影响存在差异(见表2)。2020年4月,所有施用硝酸铵处理的净光合速率均高于对照,但无显著差异,说明硝酸铵处理在2020年4月不会对金叶女贞叶片净光合速率产生显著影响;2021年4月,T3、T4之间无显著差异,2个处理显著高于对照,T2与对照之间无显著差异。2020年和2021年5—7月,T3、T4处理净光合速率无显著差异,2个处理均显著高于对照,表明这2个处理对提高金叶女贞叶片净光合速率效果显著;5—6月,T2与对照之间无显著差异,表明该施肥量在这2个月并不会对金叶女贞叶片净光合速率产生显著影响;7月,T2显著高于对照,说明该施肥处理仅在7月可以显著提高金叶女贞叶片净光合速率。T3与T4之间无显著差异,表明硝酸铵施用量从T3提高至T4可以提高金叶女贞叶片净光合速率,但是效果不显著。

表2 不同硝酸铵施用量对金叶女贞叶片净光合速率的影响 μmol/(m2s)

2.3 不同硝酸铵施用量对金叶女贞叶片气孔导度的影响

施用硝酸铵有利于金叶女贞叶片气孔导度的升高(见表3)。2020年,4月和7月,T3处理高于T4处理,但无显著差异;5—6月,T4高于T3处理,无显著差异。2021年4—7月,T3与T4之间无显著差异,表明硝酸铵施用量从T3提高至T4并未对金叶女贞叶片气孔导度产生显著影响。2020年,T3在5月和7月显著高于T2处理,5—7月T3显著高于对照。2021年4月和7月,T3显著高于T2处理,表明T3在这2个月与T2相比可以显著提高金叶女贞叶片气孔导度。2020年和2021年,T2与对照之间无显著差异,表明T2不会对金叶女贞叶片气孔导度产生显著影响。

表3 不同硝酸铵施用量对金叶女贞叶片气孔导度的影响 mol/(m2s)

2.4 不同硝酸铵施用量对金叶女贞叶片胞间CO2浓度的影响

施用硝酸铵在金叶女贞生长季节有降低叶片胞间CO2浓度的趋势(见表4)。2020年4月,所有处理之间无显著差异,5—7月T3、T4均显著低于对照,T2与对照之间无显著差异,T3显著低于T2处理,T3与T4之间无显著差异。2021年4—7月,T2与对照之间无显著差异,表明T2不会对金叶女贞叶片胞间CO2浓度产生显著影响;5月和7月,T3显著低于T2,说明硝酸铵施用量从T2提高至T3在这2个月对降低金叶女贞叶片胞间CO2浓度具有显著作用;T3与T4在整个试验期间均无显著差异,表明硝酸铵施用量从T3提高至T4不会对金叶女贞叶片胞间CO2浓度产生显著影响。

表4 不同硝酸铵施用量对金叶女贞叶片胞间CO2浓度的影响 μmol/mol

2.5 不同硝酸铵施用量对金叶女贞叶片蒸腾速率的影响

施用硝酸铵使金叶女贞叶片蒸腾速率表现出升高的变化趋势(见表5)。2020年,4—7月,T4处理蒸腾速率始终处于最高值,显著高于对照,T3低于T4,无显著差异,T3显著高于对照;4月,T3与T2之间无显著差异,T2仅在6月显著高于对照。2021年,整个试验期间T3与T4之间无显著差异,表明硝酸铵施用量从T3提高至T4并未对金叶女贞叶片蒸腾速率产生显著影响;5—7月,T3显著高于T2,表明硝酸铵施用量从T2提高至T3显著提高了金叶女贞叶片蒸腾速率;6—7月,T2显著高于对照,表明该处理在6—7月具有显著提高蒸腾速率的作用。

表5 不同硝酸铵施用量对金叶女贞叶片蒸腾速率的影响 mmol/(m2s)

3 讨论

氮是植物生长发育必须的营养元素,充足的氮元素供应对维持作物新陈代谢和生长发育具有重要的作用[12]。硝酸铵是重要的速效氮肥,在植物生长季节追施硝酸铵可以显著促进植物生长,增加株高[13]。本试验结果表明,施用硝酸铵增加了金叶女贞的株高,这与硝酸铵对早熟禾生长的研究结果一致[14],这可能是因为硝酸铵改善了土壤肥力状况,从而促进了金叶女贞生长,使株高增加。从不同月株高变化来看,4月T3仅在2021年与对照存在差异,2020年无显著差异,但是5月至7月,T3均显著高于对照,这说明早春3月1日施肥处理对金叶女贞株高生长产生的影响在不同年份不同,这与早熟禾上的研究结果一致[12],原因可能与不同年份的温度、降水等外界环境条件差异有关。2020年6月T3显著高于T2,这与5月情况不同,这可能与T3与T2相比,能更好地促进旺盛生长期金叶女贞的生长有关;而在2021年7月,T4显著高于T3,这与4,5,6月不同,也与2020年结果不同。分析原因认为较高的氮肥施用量,更有利于降水丰富和温度较高的7月金叶女贞生长。

光合作用是植物将光能转化为化学能的过程,净光合速率的升高有利于植物转化更多的光能,从而促进植物生长[15]。生长季节追施氮肥可以提高PSⅡ中心稳定性,提高光合作用过程中电子传递能力,增强植物光合能力[16]。植物光合能力的提高会使植物获得更多的光合产物,提高植物氧化磷酸化途径关键基因的表达,使更多的光能转化为ATP,显著促进植物生长和提高干物质积累量[11]。本研究中,施用硝酸铵显著提高了金叶女贞的净光合速率,有利于植株在单位时间内合成更多的光合产物,显著促进株高生长[11]。

植物光合作用过程中同化的CO2主要从气孔进入叶片中,所以气孔导度高低成为了限制CO2交换的重要因素[17]。气孔导度的升高有利于提高CO2交换能力,有利于满足植物光合作用中对CO2的需要。本研究中,施用硝酸铵显著提高了金叶女贞气孔导度,这与张帆等[18]的研究结果一致,表明气孔导度升高也是金叶女贞光合速率升高的重要原因[19]。净光合速率的升高有利于植物同化更多的二氧化碳,从而导致胞间CO2浓度的降低[20]。本试验中,随着硝酸铵施用量的增加,金叶女贞叶片内胞间CO2浓度表现出降低的变化,这与施用硝酸铵处理的净光合速率升高消耗CO2量增加有关[21]。植物光合作用的增强需要蒸腾的水分量也会增加,较高的光合速率通常伴随着较高的蒸腾速率[22]。本研究中,施用硝酸铵提高了金叶女贞蒸腾速率,这与王佳等[23]的研究结果相似,表明施用硝酸铵会对金叶女贞蒸腾速率产生显著影响。从不同硝酸铵施用量对金叶女贞生长和光合特性的影响来看,硝酸铵施用量从10 g/株提高至15 g/株时,并不会对金叶女贞生长和光合特性产生明显的促进作用,这是否与施肥量差异较小有关还有待于进一步研究[24];而硝酸铵施用量从5 g/株提高至10 g/株时显著促进了金叶女贞生长,这可能与硝酸铵施用量为10 g/株较适宜金叶女贞生长有关。

从不同月比较来看,7月,T3光合速率显著高于T2,这与4,5,6月明显不同,分析原因这可能与7月正值植物旺盛生长期,不同的氮肥施用量对光合速率产生了显著影响,从而显著影响了光合产物数量[9],对株高生长产生显著影响。气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度不同月变化情况与光合速率一致,这也说明不同施肥处理对金叶女贞生长和光合特性的影响在旺盛生长期表现最明显,而在缓慢生长期差异并不显著。

4 结论

(1)金叶女贞追施硝酸铵有利于促进植株生长和增加株高;不同施用量比较认为,硝酸铵施用量为10 g/株时显著优于5 g/株处理。

(2)金叶女贞施用硝酸铵会提高叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,降低胞间CO2浓度,其中10 g/株处理优于5 g/株,施肥量从10 g/株提高至15g/株不会对金叶女贞光合特性产生显著影响。

(3)金叶女贞硝酸铵施用量以10 g/株为宜。

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