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南酸枣幼林配方施肥及叶片氮磷钾元素分布规律

2017-12-20李志辉童方平刘振华

中南林业科技大学学报 2017年5期
关键词:酸枣幼林胸径

童 琪 ,李志辉 ,童方平 ,李 贵 ,陈 瑞 ,刘振华 ,吴 敏

(1.中南林业科技大学 林学院,湖南 长沙 410004;2.湖南省林业科学院,湖南 长沙 410004)

南酸枣幼林配方施肥及叶片氮磷钾元素分布规律

童 琪1,李志辉1,童方平2,李 贵2,陈 瑞2,刘振华2,吴 敏2

(1.中南林业科技大学 林学院,湖南 长沙 410004;2.湖南省林业科学院,湖南 长沙 410004)

为了促进南酸枣幼林的生长,采用配方施肥试验方法研究了不同施肥处理对南酸枣幼树生长的影响。结果表明:每株施放2.0 kg有机肥,1年生南酸枣幼树胸径生长量提高了28.06%,树高生长量提高了22.32%;不同施肥配方中叶片的氮、磷、钾元素含量有显著性差异,但不同配方叶片氮、钾、磷元素含量均呈递减趋势;树高、胸径生长量最佳的处理12叶片中的氮、磷、钾含量也最高,与对照相比提高了35.03%、100.02%、52.87%;氮元素对幼年期南酸枣胸径、树高生长发育有极显著作用,磷、钾元素对南酸枣胸径生长发育有显著作用,这为南酸枣幼树平衡施肥提供了理论依据。

南酸枣;配方施肥;叶片;矿质元素

自1950年后,林木施肥有了较快的发展,也得到了各国的重视,尤其是发达国家把林木施肥作为提高土壤肥力的重要手段[1-2]。自1980年后,世界各国对各种树种进行了不同配方施肥、不同立地条件下施肥对比等研究[3-4],这些研究对于林木经济的发展起到了快速推进作用,并在社会价值中体现出来。配方施肥是现代农业的科研成果,是根据植物所需的施肥量在适宜用量的前提下,提出有机肥与氮、磷、钾以及微量元素混合配比的施肥技术[5-8]。在我国,配方施肥研究水平低,研究进展也落后于发达国家,缺乏系统性指导林木施肥的方法,并且在林木培育中仍然是沿用农业施肥的常规技术手段[9-10]。

叶片是植物制造养分供树体生长发育的重要器官[11],对于营养反应最为敏感,其营养元素的动态变化可直接体现出植物和土壤养分的丰缺状况[12]。由于氮磷钾元素是促进植物生长发育的重要物质[13],所以研究植物叶片营养元素的分布规律,是平衡施肥的理论基础[14],也是避免各种营养元素之间拮抗的主要方法[15]。

南酸枣Choerospondias axillaris是漆树科南酸枣属落叶大乔木,别名五眼果、山枣子[16]。树高可达30多m,胸径可达1 m以上,是我国林果兼用的优良速生树种。南酸枣木材材质轻软,刨面光滑,耐腐力强,木材纹理直而美观,材质硬度,冲击韧性中上等,是胶合板、微薄板、家具、车厢、枪托、造船、房屋建筑、室内木装饰的优质用材[17]。而国内对于南酸枣的研究主要集中在苗木培育、林分、食用价值和药用价值等方面[18-21]。本研究通过对南酸枣1年生人工幼林进行配方施肥处理,得出有利于南酸枣幼林生长的肥料配比和施肥量,同时对南酸枣春季叶片氮、磷、钾元素含量进行了分析与对比,为研究南酸枣平衡施肥提供了理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 研究材料与处理

南酸枣配方施肥所用苗木为1年生实生苗,平均地径为1.0 cm,苗高为120 cm,种源为湖南泸溪。配方施肥处理为:(1)复合肥0.2 kg;(2)复 合 肥 0.4 kg;(3)N0.1 kg;(4)N0.2 kg;(5)P0.25 kg;(6)P0.75 kg;(7)P0.25 kg+N0.1 kg;(8)P0.75 kg+N0.1kg;(9)P0.25 kg+N0.2 kg;(10)P0.75 kg+N0.2 kg;(11)有机肥 1.0 kg;(12)有机肥2.0 kg;(13)CK(不施肥)。试验中的P素来源于钙镁磷肥,其含磷量≥12%;N素来源于尿素,总含氮量≥46%;有机肥含有机质≥45%,N+P2O5+K2O总含量≥5%;复合肥含氮15%、磷15%、钾15%,总养分含量≥45%。各施肥处理时间为1 a。整地规格为70 cm×70 cm×60 cm,株行距为2.5 m× 2.5 m,造林时间为2015年1月。本次分析数据为苗木生长停止后调查,调查因子为胸径和树高。每个施肥处理选取长势一致、无病虫害的3株树进行取样,3次重复。

1.2 实验方法

胸径与树高测量方法:于1月13日苗木生长停止后调查,胸径在树干1.3 m处采用胸径卷尺进行测量;树高在树干与土壤结合处使用皮尺一直测量到树干顶端。

叶片取样:于5月9日对叶片进行取样,每个处理每次于树冠中部外层取30片叶,3次重复。

矿质元素的测定:叶片于取样后立即在105℃条件下杀青15 min,80 ℃烘干至恒质量,干样用于矿质元素分析。用元素分析仪测定全氮含量,用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)测定全磷与全钾含量。

1.3 试验地基本概况

试验在湖南省株洲市株洲县王十万乡枫仙桥林场进行,株洲县属亚热带季风性湿润气候,气候宜人,光热充足。该地位于东经113°13′、北纬27°72′,全年日照时数为1 677 h,年平均气温为17.2 ℃,年平均降水量为1 400~1 700 mm,无霜期286 d以上。

土壤为砂砾岩红壤,土层厚度为80 cm以上,海拔高度为120~180 m,土壤pH值为4.48,水解性氮元素含量为58.51 mg/kg,有效磷为9.6 mg/kg,速效钾为84.7 mg/kg。

1.4 数据处理

各种数据用Excel 2003、SPSS 17.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 配方施肥的效应

经过幼林1 a的生长,于生长停止后进行胸径、树高测量,方差分析结果见表1。

表1 南酸枣不同配方施肥胸径、树高方差分析†Table 1 The variance analysis of DBH and height of Choerospondias axillaris on different formula fertilization

如表1所示,南酸枣不同配方各处理间胸径的生长有极显著性差异(P<0.01),各区组间胸径生长则没有显著差异;而各处理间树高的生长有显著性差异(P<0.05),各区组间树高生长则没有显著差异。

2.1.1 不同配方施肥胸径生长效应

1年生南酸枣不同配方施肥胸径生长多重比较见图1。

图1 南酸枣不同配方施肥胸径生长响应Fig.1 Growth response of Choerospondias axillaris DBH on different formula fertilization

由图1可知,1年生南酸枣每株施较多的有机肥、中等量复合肥能极显著促进其胸径的生长发育,即南酸枣幼林每株施放有机肥2.0 kg、复合肥0.4 kg、P0.25 kg+N0.2 kg,与对照相比其胸径生长量分别增加了28.06%、24.11%、21.74%。

2.1.2 不同配方施肥树高生长效应

1年生南酸枣不同配方施肥树高生长多重比较结果见图2。

图2 南酸枣树高对不同配方施肥的生长响应Fig.2 Growth response diagram of Choerospondias axillaris height on different formula fertilization

由图2可知,1年生南酸枣每株施较多的有机肥、适量磷肥与适量尿素的组合能显著促进其树高的生长发育,即南酸枣幼林每株施放有机肥2.0 kg、P0.25 kg+N0.2 kg、有机肥1.0 kg,与对照相比其树高生长量分别增加了22.32%、21.71%、17.43%。

2.2 叶片氮磷钾元素分布规律

2.2.1 不同配方施肥叶片氮、磷、钾元素含量分析

于2016年5月采集不同配方施肥南酸枣叶片,测定其氮、磷、钾元素含量,不同施肥处理叶片氮、磷、钾元素含量方差分析结果见表2;南酸枣不同施肥处理叶片氮、磷、钾元素含量见表3。

表2 南酸枣不同施肥处理叶片氮、磷、钾元素含量方差分析†Table 2 The variance analysis of nitrogen, phosphorous,potassium contents in leaves of Choerospondias axillaris on different formula fertilization

由表2可以看出,南酸枣叶片中氮、磷、钾元素含量的显著性(0.000)<0.01,因此可以认为各元素在不同施肥处理间叶片含量是有极显著性差异,其中差异最大的为钾元素,其次为磷元素,最小的为氮元素。

表3 南酸枣不同施肥处理叶片氮、磷、钾元素含量Table 3 The content of nitrogen, phosphorous, potassium contents in leaves of Choerospondias axillaris on different formula fertilization g/kg

从表3可以看出,不同施肥处理叶片均有氮、钾、磷元素含量呈递减趋势,但各处理的含量与变化幅度存在一定的差异。其中N的均值为27.27 g/kg,P的均值为2.34 g/kg,K的均值为6.19 g/kg。

由于施肥量的不同,导致叶片氮、磷、钾元素在不同处理中的含量有不同程度的变化幅度,其中树高、胸径生长量最佳的处理12叶片中的氮、磷、钾含量也最高,分别为33.53、2.75、7.20 g/kg,与对照(处理13)相比提高了35.03%、100.02%、52.87%。

2.2.2 南酸枣叶片氮、磷、钾含量与树高、胸径生长的相关性分析

对南酸枣叶片氮、磷、钾含量与树高、胸径生长量进行相关性分析,检验结果与相关分析见表4。

表4 南酸枣叶片氮、磷、钾元素含量与树高、胸径生长量的相关系数†Table 4 The correlation index of content of nitrogen,phosphorous, potassium contents in Choerospondias axillaris leaves and DBH and height growth

根据表4相关性分析,氮元素与南酸枣幼树胸径、树高生长呈极显著正相关,磷、钾元素与南酸枣幼树胸径生长呈显著正相关。

3 结论与讨论

(1)南酸枣为速生乔木,张文鸿等[22]研究发现南酸枣适宜作为采伐迹地的更新树种以营造速生丰产林。根据南酸枣1年生幼龄林配方施肥结果分析,胸径与树高生长发育所需营养元素是不完全一致的,其中胸径发育需要较多的有机质和中量的氮、磷、钾元素的组合,树高发育需要较多的有机质与适量的磷肥和氮肥,南酸枣幼林期每株施放2.0 kg有机肥,与对照相比其胸径生长量提高了28.06%,树高生长量提高了22.32%;南酸枣幼林期每株施放钙镁磷0.25 kg、尿素0.2 kg的组合,与对照相比其胸径生长量提高了21.74%,树高生长量提高了21.71%。

(2)养分供给是物质基础,而树体营养元素浓度与林木生长量、产量密切相关,它是林木施肥的理论基础[23]。对南酸枣幼林春季叶片营养元素进行分析,发现不同施肥处理的南酸枣叶片中氮、磷、钾元素含量显著性水平均小于0.01,因此可以认为各元素在不同施肥处理中的含量是有显著差异的,其中受施肥影响差异最大的为钾元素,其次为磷元素,最小的为氮元素。不同配方叶片均有氮、钾、磷元素含量呈递减趋势,其中氮元素的含量远高于磷、钾元素的含量,说明南酸枣幼林需要大量的氮元素来促进自身的生长发育;树高、胸径生长量最佳的处理12叶片中的氮、磷、钾含量也最高,说明施肥可以为南酸枣幼林提供更多的营养元素以便促进其生长发育,同时可以提高叶片中的营养元素含量。

(3)氮元素与南酸枣幼树胸径、树高生长呈极显著正相关关系,磷、钾元素与南酸枣幼树胸径生长呈显著正相关关系,表明在幼年期氮元素对南酸枣胸径、树高生长发育极为重要,磷、钾元素对南酸枣胸径生长发育有显著作用,这为南酸枣幼树平衡施肥提供了理论依据,在南酸枣幼树生长发育阶段,重点保证南酸枣幼树氮元素的情况下,也要保证一定量的磷、钾元素。

在今后的研究工作中,随着树龄增加,南酸枣幼林快速生长发育所需养分及需肥规律有待进一步研究,以及南酸枣幼林叶片不同时期氮磷钾元素的变化规律,影响营养元素含量差异的内在及外在因素将会深入探究。

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Research on formula fertilization and distributions of nitrogen,phosphorous, potassium contents in leaves for young stand ofChoerospondias axillaris

TONG Qi1, LI Zhihui1, TONG Fangping2, LI Gui2, CHEN Rui2, LIU Zhenhua2, WU Min2
(1. School of Forestry, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China;2. Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, Hunan, China)

In order to promote the growth for young stand ofChoerospondias axillarisas study the effects of different fertilization treatments on the growth of young stand. Results showed the diameter growth increase 28.06% and height growth increase 22.32% of annualChoerospondias axillariswith 2.0 kg organic fertilizer of per plant. The content of nitrogen, phosphorous, potassium contents in leaves exists significant differences on different formula fertilization, but the contents declined obviously along with the growth. The diameter and height growth and content of nitrogen, phosphorous, potassium contents in No.12 leaf increased 35.03%, 100.02%, 52.87%relatively. Juvenile period of nitrogen onChoerospondias axillarisand diameter and height growth is extremely important. Phosphorous,potassium on the growth diameter growth has a significant role, it provides the theory basis for the balanced fertilization of young stand ofChoerospondias axillaris.

Choerospondias axillaris; formula fertilization; leaf; mineral element

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.05.009 http: //qks.csuft.edu.cn

2016-09-24

湖南省林业科技计划项目(HNLYT2013-016)

童 琪,硕士研究生

李志辉,教授,博士,博士生导师;E-mail:lzh1957@126.com

童 琪,李志辉,童方平,等.南酸枣幼林配方施肥及叶片氮磷钾元素分布规律[J].中南林业科技大学学报,2017, 37(5):50-54.

S723.7

A

1673-923X(2017)05-0050-05

[本文编校:谢荣秀]

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