王连春 金艳彬 孙风霞 王贺方 叶凡 康立南 李云川 罗筱韩

(西南林业大学/西南林业大学西南地区生物多样性保育国家林业和草原局重点实验室，云南 昆明 650224)

川滇无患子(Sapindus delavayi)是我国特有的一种大型落叶乔木，属于无患子科无患子属。分布区域广泛，大部分生长在海拔接近1800m的地方。重点分布在四川省、云南省以及贵州省等地。川滇无患子生物能源[1]、天然洗涤原料[2-4]、药用[5]、水土保持[6]、环保[7]等多用途于一身，川滇无患子果皮富含丰富的皂苷成分，能产生丰富泡沫。其果皮皂苷以三萜皂苷类物质为主，具有较强的表面活性和生物活性[8-10]，且无患子皂苷对细菌和真菌均有抑制作用[11]。目前，国内对无患子产业种植的前期基础研究薄弱。仅有部分学者对无患子花粉、物候特征、开花结果特性进行了研究[12]。在无患子施肥的研究上，刁松锋等[13]、杨众家[14]对无患子幼林进行过氮、磷、钾配肥研究；乐佳兴[15]采用“3414”不完全施肥方案，共设置9个不同施肥处理，探讨出适宜当地无患子幼苗生长的最佳氮、磷配比，为幼苗快速培育、规范化栽培管理提供科学参考，但是对于川滇无患子施肥少有研究，因此有必要对其进行研究，为川滇无患子培育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地

此次试验在云南省昆明市西南林业大学的温室内进行，所在的海拔高度接近1800m，全年平均气温约16.5℃，年降雨量介于700～1000mm，其中大部分雨量集中在6—9月，无霜日约为278d。该地点的气候类别为北亚热带、低纬度、半湿润高原山地季风气候。

1.2 试验材料概况

2022年12月，选择云南晋宁的健康果树作为制种材料，同月实行穴盘育苗工作。2023年4月初，精选出162颗健壮的幼苗移栽到盆中，每1盆种1颗。所选择的种植盆土壤的pH值为6.45，其质量容量为1.35g·cm-3，而且，总氮的含量在0.81g·kg-1，总磷的含量定在0.67g·kg-1，总钾的含量达到1.06g·kg-1。2023年3月初选取长势一致的幼苗开始试验。

1.3 试验设计

采取3因素3水平的试验设计，对穴盘苗进行1个月的缓苗处理后进行盆栽，按照配方进行2次施肥，具体的施肥方案和用量详见表1。本试验所用肥料包括尿素(含有46.2%的CO(NH2)2)、过磷酸钙(包含12.0%的P2O5)以及氧化钾(含有50.0%的K2O)。把肥料溶于水中浇灌，第1次为2021年6月初，添加量为总量的1/2，第2次为2021年7月初，添加剩余量。苗期管理正常浇水除草。

表1 试验方案与施肥量

1.4 指标测定

对根部形状和生长长度的测定程序：从7月1日开始，每个月取样1次，总计3次，每次取6棵大小相同的样本，在清水中彻底清洗，根据幼苗的根、茎、叶进行分类。用根扫描仪记录根系图像，并利用WinRhizo根系图像分析器获取根系交叉点、长度、表面积和体积等相关信息。

苗木生长量的测定：测定幼苗的苗高、地径，每10d测量1次，3次重复。株高：用卷尺测量植物地上基部到芽顶端的高度(0.1cm)。地径：用数显游标卡尺测量距离土壤面1cm处幼苗基径，取平均值(0.01cm)。生物量测定：川滇无患子幼苗生长试验结束后，每个处理采集3株幼苗，带回实验室测定幼苗地上部分及地下部分的干鲜重，3次重复。地下部分干鲜重将采集幼苗根部的土壤用清水洗去，用纸将根部的水分吸，并在电子秤上称量鲜重，放入75℃烘箱中杀青30min，再放入80℃烘箱中烘至恒重，计算生物量。

试验数据的收集和整理通过Excel 2017软件完成，而对苗高、地径、生物量及方差的分析利用SPSS 26.0软件进行因素方差分析。分析不同处理间的显著差异，图表的制作选取平均值±标准误差。

2 结果与分析

2.1 氮肥、磷肥、钾肥配方施肥对川滇无患子幼苗苗高和地径增长量的影响

从表2可知，各施肥处理组合均不同程影响了川滇无患子幼苗苗高和地径的生长。至试验结束时，各处理组合幼苗苗高的增长量约为57～87cm，具体表现为T8>T4>T5>T9>T7>T3>T6>T1>T2，各处理组合和初始都有一定提高，除T1、T2、T3、T6、T7、T9外，其余施肥处理都有一定提高。其中，T8(N2P1K3)的增长量最大，增长约为87cm，比增长最少量的T2高出约34.4%，显著高于其它处理组合；其次是T4、T5、T9处理组合，二者差异不显著。由此说明氮、磷、钾3种肥料对川滇无患子幼苗苗高的生长较关键，氮、磷、钾配比不均衡的话达不到预期的效果。

表2 各处理组合中川滇无患子幼苗在不同时间中苗高、地径方差分析

从表2可知，不同施肥处理对川滇无患子幼苗地径增长量的影响存在差异。各处理幼苗地径的增长量为5.8～8.8mm，表现为T8>T7>T9>T5>T6>T3>T4>T1>T2，除T8外，各施肥处理组合地径增长量差异也比较明显，其中，T8(N2P1K3)的地径增长量最大，增长约为8.8mm，比增长最少量的T2高出约21.1%，显著高于其它处理组合；其次是T1、T2、T4处理组合，二者差异不显著。由此说明氮、磷、钾3种肥料对川滇无患子幼苗地径的生产生影响，合理的氮、磷、钾配比施肥可以提高幼苗的地径生长。

2.2 配比施肥对川滇无患子幼苗生物量分配的影响

不同配比施肥条件下，各处理组合施肥对川滇无患子幼苗地上部分与地下部分的影响不同，见表3。不同施肥处理下的川滇无患子幼苗地下部分生物量始终高于地上部分生物量表现差距较为明显。在地下生物量部分鲜重中，T6>T5>T4>T8>T7>T1>T3>T2>T9，其中T6处理组合的地下部分生物量最为明显，其次是T5。在处理组合中T1、T4、T7、T8之间的差异较小。在地上部分生物量鲜重中，T7>T8>T6>T5>T4>T9>T2>T3>T1，其中，T7处理组合的地上部分生物量鲜重最为明显，其次是T8。在处理组合中T4、T5、T6、T8、T9之间的差异较小，T1、T2、T3处理之间差异最小。

表3 川滇无患子幼苗生物量分配

根的长度、面积、体积和尖端的数量是常常被使用来计算和评估根特性的标准。从表4可以看出，采用不同配方的施肥方法对川滇无患子幼苗根系形态特征的影响是不同的。幼苗根系长度：川滇无患子幼苗根系长度为1330～3088cm，不同施肥处理组合的根系长度表现为T6>T7>T2>T5>T9>T3>T4>T8>T1，其中，T6(N3P1K2)处理组合中的幼苗根系长度最长，T1处理组合中幼苗根系最短，前者是后者的2.3倍。根系表面积：不同施肥处理组合的根系表面积现为T6>T5>T9>T7>T2>T8>T4>T3>T1，其中，T6(N3P1K2)处理组合中的幼苗根系表面积最大，T1处理组合中幼苗根系表面积最小，前者是后者的1.8倍。根系体积T5>T6>T9>T8>T1>T2>T7>T4>T3，其中，T5(N2P3K1)处理组合中的幼苗根系体积最大，T3处理组合中幼苗根体积最小，前者是后者的2倍。根系中根尖数：不同施肥处理组合的根系根尖数为T7>T6>T2>T4>T5>T3>T9>T8>T1，其中，T7(N2P3K1)处理组合中的幼苗根系根尖数最多，T1处理组合中幼苗根尖数最少，前者是后者的2.3倍。

表4 川滇无患子幼苗根系指标

3 讨论与结论

川滇无患子分布于云南省、四川省、贵州省和湖北省西部地区，属于我国特有的大型经济林培育树种。这种树种主要分布于云南省的中部与西北部以及四川的西南部，经常可以在海拔1200～2600m的森林中看到其身影。同时，也是中国西南地区经济林的一种重要栽培品种。在甘肃和陕西两地，也有大量的种植[16]。

合理的氮磷钾配比施肥可以在一定程度上促进幼苗苗高和地径的生长，同时能增强苗木生理代谢的能力，增大树木的生物量积累，有效提高苗木质量，也是培育良好苗木的有效措施[17]。本文研究发现，变化的氮磷钾肥比例对川滇无患子幼苗的地径和苗高产生了影响。在7—9月的生长期间，施肥促进了川滇无患子的苗高和地径的增长。到9月中旬，苗高和地径均高在T8处理组合时达到最大值。这表明适当的施肥配比可以促进川滇无患子幼苗的成长，而不恰当的施肥配比则会抑制其幼苗高度和地径的增长。

生物量的分配对植物生长发育有较大的影响，合理的配比施肥能够有效提高植物生物量的积累和分配[18]。由于幼苗生物量的积累和培育成本等因素，科学使用氮肥、磷肥和钾肥有利于幼苗对肥料的吸取和利用，同时也能改变生物量的积累和分配[19]。这在本文研究结果中得到了验证，不同的施肥配比对川滇无患子幼苗生物量的分配有显著影响。试验结束时，采用T1处理方式的根部生物量的积累明显高于地上部分，这表明在N、P和K施肥量分别为(T1处理)4g/株、3g/株、2g/株的情况下，川滇无患子幼苗将更多的生物量分配到地下部分。而对于T4、T7、T8处理，可以清晰看到地上部分的生物量积累远大于地下部分。这与N肥、P肥、K肥配比施肥能有效提高无患子生物量积累，且其施肥量会影响无患子生物量的分配模式[20]这篇研究的结果非常接近。

不同配方施肥处理对川滇无患子幼苗的根系形态特征也有明显的影响。其中，T6(N3P1K2)处理组合中的幼苗根系长度和根系表面积最大，T1处理组合中幼苗根系的总根长度最短及根系表面积最小，在根系形态体积指标中，T5(N2P3K1)处理组合中的幼苗根系体积最大，T3处理组合中幼苗根体积最小，前者是后者的2倍。根系中根尖数中，T7(N2P3K1)处理组合中的幼苗根系根尖数最多，T1处理组合中幼苗根尖数最少，前者是后者的2.3倍。

总的来说，川滇无患子幼苗通过不同的肥料处理比例不仅促进了其幼苗高度和地径的增长，也增强了地上、地下部分构造器官的生物量，此外还影响了根部和冠部生物量的比例分配。同时也影响了川滇无患子幼苗根系形态。在T6处理(N、P、K分别为6g/株、1.5g/株、2g/株)时，无患子幼苗的生物量达到最大值，同时，根系综合指标也大于其它处理。在采用T8处理法(N、P、K含量分别为4g/株、1.5g/株、3g/株)后，发现川滇无患子幼苗的株高和地径达到了最大，这表明适当比例的施加氮肥、磷肥和钾肥有效增加了川滇无患子幼苗根冠生物质的积累和分配。在此项研究中，通过分析川滇无患子幼苗的基本生长形态、生物量分配情况等指标，评估了各种肥料配比对川滇无患子幼苗生长和根系形态的影响，然而关于川滇无患子幼苗营养物质的利用和吸收等问题，仍需更为深入的研究和理解。确保川滇无患子幼苗施肥的精确性，为以后的川滇无患子幼苗培育工作提供理论依据。