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施肥对顶果木苗木生长及营养元素积累与分配的影响



全 文 :施肥对顶果木苗木生长及营养元素
积累与分配的影响
曾 辉1, 秦武明2, 蒋 华1, 吕曼芳2, 郑小川2, 阳 纯2
(1.广西国有维都林场,广西 来宾 546100; 2.广西大学林学院,广西 南宁 530005)
摘 要:通过研究顶果木在不同施肥处理下的生长与养分元素分配情况得出,施肥对顶果木地径生长影响不显著,对苗高生
长影响显著,地径最高生长量(0.319 cm)为施复混肥的处理,苗高最大生长量(16.8 cm)为施磷肥的处理;不同施肥处理单株根、茎
生物量差异显著,叶生物量差异不显著,施复混肥生物量最高(27.27 g/株);施肥处理的顶果木根冠比低于空白对照(0.34);施肥均
可促进植物 N 元素累积,其中叶片贮藏量最大,对 P 元素的积累较少,对 K 元素的累积具有一定选择性,单株干物质累积的营养
元素大小排序为 N>K>P;不同施肥处理土壤的全量和速效养分都增加,顶果木能吸收的养分元素低于供应的养分,合理调节 N、P、
K 3 种元素,平衡施肥对顶果木生长具有促进作用。
关键词:顶果木; 施肥; 生长; 生物量; 营养元素
中图分类号:S147.2 文献标识码:A 文章编号:1004-874X(2013)17-0060-04
Effects of fertilization on seedling growth, accumulation and
distribution of nutrient elements of Acrocarpus fraxinifolius
ZENG Hui1, QIN Wu-ming2, JIANG Hua1, LV Man-fang2, ZHENG Xiao-chuan2, YANG Chun2
(1.Weidu Forest Farm of Guangxi, Laibin 546100, China;
2.Forestry College of Guangxi University, Nanning, 530005, China)
Abstract: The growth and nutrient allocation of Acrgetcarpus fraxinifolius under different fertilization showed that, diameter growth
effect was not significant, seedling height growth was significantly difference, compound fertilizer treatment got the highest diameter growth
increment (0.319 cm), using phosphorus fertilizer could the maximum seedling height growth increment (16.8 cm). The plant root, stem
biomass were significantly different under different fertilization treaments, but the difference of leaf biomass was not significant, compound
fertilizer treatment obtained the highest biomass (27.27 g per strain), the root crown ratio of fertilization treatment were lower than CK
(0.34). Fertilization could promote nitrogenous accumulation, in which the leaf storage amount was the largest. Phosphorus element was
less accumulated, potassium elements accumulation had a choice, the order of dry matter accumulation of nutrient element was N>K>P.
The total nutrients and available nutrients in fertilization soil were all increased, A. fraxinifolius absorbing nutrient was below the supply.
Reasonable regulation of N, P, K elements, balanced fertilization could improve the growth of A. fraxinifolius.
Key words: Acrocarpus fraxinifolius; fertilization; growth; biomass; nutrient elements
顶果木 (Acrocarpus fraxinifolius Wight),别名毛榔 、
顶果树、梣叶豆、格郎央、白椿等,为苏木科顶果木属高大
落叶乔木,国家三级保护植物 [1],我国有 1 种 1 变种,包括
顶果木和广西顶果木(A.fraxinifolius var.guangxfensis)。 顶
果木干材圆满通直,可用来代替红椿木材作家具、装修用
材及胶合板用材 [2];其美观的树形和鲜艳的花色亦可做行
道树及风景树 [3];该树种根系发达,冠幅宽大,在涵养水
源、保持水土等方面具有很强功效,可用于石山岩溶地区
石漠化治理和荒山绿化[4-5]。 顶果木作为优良的用材树种,
主要分布于广西、云南等地,在桂中地区生长良好,具有
生长迅速、出材率高等优点,有广阔的培育前景。 科学合
理的施肥有利于促进顶果木生长, 但目前关于顶果木栽
培过程中的施肥技术的相关研究较少,因此,开展顶果木
施肥研究,可以提高顶果木营林水平,为顶果木高产栽培
提供技术指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试苗木为广西国有维都林场培育的顶果木 1 年生
实生苗,苗木生长均匀,高度约 30 cm。 试验在广西大学林
学院实验苗圃遮雨大棚内采用盆栽法。 根据 3∶1的比例将
黄心土与河沙混合均匀,4.0 kg 土重装盆, 土壤 pH 值为
5.4。2012年 6月 17日将顶果木移栽到盆中,每盆一株,每
天浇适量的水以保证苗木生长,恢复生长 1 个月后进行实
验。
1.2 试验方法
1.2.1 试验设计 采用完全随机试验设计,将盆栽顶果木
等分为 5 组,每组 10 盆,在盆底放置一个托盘,防止试验
过程中肥料溶液流失。 将磷肥(过磷酸钙,P2O5含量18%)、
氮肥(尿素,N含量 46%)、复混肥(N-P2O5-K2O为 12-8-5,
总含量≥25%)、钾肥(氯化钾,K2O 含量 52.3%)分别配成
收稿日期:2013-05-18
基金项目:广西“十一五”林业科学研究项目(桂林科字[2012]30
号)
作者简介:曾辉(1961-),男,高级工程师,E-mail:525457586@
qq.com
通讯作者:秦武明(1953-),男,教授,E-mail:qinwuming11@163.
com
广东农业科学 2013 年第 17 期60
C M Y K
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2013.17.057
显著性
显著
极显著
不显著
不显著
P值
0.020
0.003
0.220
0.060
F值
4.67
8.59
1.75
3.28
剩余均方
1.09
1.67
25.18
44.76
器官



全株
表 3 不同施肥处理各器官生物量方差分析结果
总生长量
16.8±4.05a
16.3±1.56a
12.0±3.15ab
7.7±1.85b
8.1±1.90ab
09-01~09-15
4.5±2.61
3.5±0.98
2.2±0.64
2.3±0.45
1.9±0.53
08-17~08-31
4.2±1.21
4.2±1.18
2.4±0.41
2.2±0.58
2.4±0.76
08-02~08-16
4.8±0.86
4.7±0.95
3.4±0.76
2.2±0.60
2.6±0.83
07-17~08-01
3.4±0.61
3.9±0.77
4.1±1.42
1.1±0.23
1.3±0.15
处理
磷肥
氮肥
复混肥
钾肥
CK
表 2 不同施肥处理顶果木苗高生长量 (cm)
注:同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著,表 2、表 4
同。
总生长量
0.310±0.044a
0.284±0.055a
0.319±0.031a
0.260±0.028a
0.273±0.042a
09-01~09-15
0.060±0.018
0.044±0.012
0.043±0.008
0.049±0.026
0.047±0.022
08-17~08-31
0.081±0.027
0.068±0.021
0.058±0.015
0.061±0.019
0.066±0.027
08-02~08-16
0.087±0.019
0.064±0.018
0.118±0.024
0.090±0.027
0.081±0.016
07-17~08-01
0.081±0.019
0.108±0.024
0.099±0.014
0.061±0.016
0.079±0.015
处理
磷肥
氮肥
复混肥
钾肥
CK
表 1 不同施肥处理顶果木地径生长量 (cm)
N 0.2%、P2O50.2%、K2O 0.2%的水溶液, 复混肥以养分含
量 25%计配成 0.2%水溶液。 每盆苗木每次浇施溶液 250
mL,另设清水对照,以 250 mL 清水代替肥料溶液。 每隔
15 d 浇施一次肥料溶液,并将漏到托盘的溶液倒回盆中,
以避免误差,处理前做好除草松土等抚育措施,促进苗木
充分吸收肥料溶液。 试验从 2012 年 7 月 17 日开始,2012
年 9 月 15 日结束,共计施肥 4 次,4 次累计施肥量(有效
营养元素)为 2 g/株。
1.2.2 生长测定与样品采集 每次施肥前和试验结束均
测定苗木地径、苗高生长指标。 地径用游标卡尺测量,苗
高用钢卷尺测量。
于 2012年 9月 16日早上测定苗木生物量,每个处理
随机选取 3 株苗木,分根、茎、叶三部分进行称重,分别做
好标记、 记录; 将植物样品带回实验室, 放入烘箱先用
105℃进行杀青处理 30 min 后用 85℃烘 48 h 至恒重。 称
量各个样品干重, 以同一处理 3 株苗木均值作为该处理
苗木的单株生物量。 将同一处理的 3 株苗木相同器官混
合粉碎,做好标记,备用。 外业采样时将各处理土壤均匀
混合取样 500 g,回到实验室摊开,进行风干处理,研磨过
筛后做好编号标记、备用。
1.2.3 样品分析 将植物、土壤样品采用浓 H2SO4-HClO4
进行消煮,全氮采用 FOSS 全自动定氮仪测定,全磷采用
钼锑抗比色法测定,全钾利用火焰光度计测定;土壤水解
氮采用碱解扩散法测定, 土壤有效磷采用 HCl-H2SO4浸
提-钼锑抗比色法测定, 速效钾用乙酸铵-火焰光度计法
测定[6-8]。
2 结果与分析
2.1 施肥处理对顶果木生长的影响
2.1.1 不同施肥处理顶果木地径生长情况 地径、苗高是
苗木反应生长最直观的指标,经测定,施肥顶果木每 15 d
的地径生长量见表 1。 方差分析得到 F=0.159,P=0.958>
0.05, 试验期施肥对顶果木地径生长影响差异不显著;但
不同时期生长存在差异,第 1次施肥 15 d后,施用 N肥的
地径生长量最大(0.108 cm),施用钾肥效果最差;第 2 次
施肥以施用复混肥的效果最好,第 3、第 4 次施肥以磷肥
效果最好。
2.1.2 不同施肥处理顶果木苗高生长情况 施肥处理的
顶果木苗高生长测定发现, 不同肥料处理的苗高生长方
差分析得到 F=3.218,P=0.02<0.05,差异达到显著水平。 其
中施用钾与施用磷肥、氮肥差异达到显著水平,复混肥、钾
肥和 CK之间的差异不显著。 第 1次施肥 15 d后,施用复
混肥对苗高生长促进最大,达到 4.1 cm,施用钾肥的顶果
木苗高仅增加 1.1 cm;施肥 1个月后磷肥对高生长影响最
大, 每 15 d 的生长量均高于 4.2 cm, 其余施肥处理 15 d
的生长量较均衡。 苗高总生长量大小排序为氮肥>磷肥>
复混肥>CK>钾肥,施用钾肥效果最差,2 个月高生长量只
有 7.7 cm(表 2)。
2.2 施肥处理对顶果木平均单株生物量及分配的影响
将不同施肥处理的顶果木苗木烘干处理后,不同器官
生物量方差分析、平均生物量及其分配见表 3、表 4。 不同
施肥处理的顶果木地下部分的根系生长差异显著, 其中
施用复混肥的根系生物量最大,达到 6.33 g/株,与施用氮
肥、钾肥和 CK 差异显著,与施用磷肥的处理差异不显著。
不同施肥处理的顶果木茎生物量以施用复混肥最大,与
施用钾肥和 CK 对照差异显著;叶生物量以施用磷肥和复
混肥较高,但不同施肥处理之间的差异则不显著。 不同处
理平均单株生物量大小排序为: 复混肥>磷肥>氮肥>CK>
钾肥,施用复混肥的生物量高达 27.27 g/株,分别是施用
钾肥和 CK的 2.2、2.1倍之多。
从各器官生物量分配来看,所有施肥处理的顶果木生
长均以叶片生物量所占比例最高, 施用磷肥对叶片生长
促进作用最大,生物量占全株比例 51.79%之多;生物量占
第二大比例的是茎,所有处理均达到 31%以上,根系所占
比例相对最小,其中施用钾肥和 CK 的根系生物量比重相
对较高。
根冠比可以灵敏反映土壤营养元素对植物地下部分
与地上部分分配的影响 [9],单施磷、氮肥的处理顶果木根
冠在 0.24以下,施钾肥的处理与 CK的根冠比接近。 根据
营养元素对植物的作用可知, 磷肥对顶果木茎叶生长具
有很好的促进作用;N 元素充足,大部分的 N 素与光合作
用产物用于枝叶的生长,根部生长相对较低,植株根冠比
因而降低; 施钾肥可以调节顶果木碳水化合物转换和运
输的作用,促进光合产物向根和贮藏器官转移,因而根冠
61
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速效钾
115.0
101.0
178.0
865.0
92.0
有效磷
171.6
26.5
23.0
14.0
29.6
水解氮
55.2
95.3
67.6
42.2
45.1
全钾
800.8
792.8
698.6
1204.8
991.1
全磷
308.6
239.2
177.2
189.7
203.0
全氮
218.6
474.6
229.4
245.4
177.6
处理
磷肥
氮肥
复混肥
钾肥
CK
表 6 不同施肥处理顶果木土壤营养元素累积 (mg/kg)
小计
0.070
0.115
0.332
0.518
0.071
0.134
0.255
0.463
0.066
0.135
0.297
0.499
0.030
0.037
0.156
0.223
0.028
0.049
0.085
0.163
K
0.025
0.052
0.048
0.126
0.014
0.026
0.030
0.071
0.013
0.051
0.049
0.114
0.013
0.018
0.036
0.067
0.012
0.021
0.028
0.061
P
0.003
0.008
0.008
0.019
0.003
0.003
0.005
0.012
0.002
0.007
0.009
0.018
0.001
0.003
0.004
0.008
0.003
0.006
0.008
0.017
N
0.042
0.055
0.276
0.373
0.054
0.105
0.220
0.380
0.051
0.077
0.239
0.367
0.016
0.016
0.116
0.148
0.013
0.022
0.049
0.085
器官



小计



小计



小计



小计



小计
处理
磷肥
氮肥
复混肥
钾肥
CK
表 5 不同施肥处理顶果木器官营养元素累积与分配 (g/株)
根冠比
0.20
0.24
0.30
0.35
0.34
合计
26.00±7.00(100)
18.13±2.84(100)
27.27±3.58(100)
12.53±1.88(100)
12.93±1.07(100)

13.47a±5.70(51.79)
8.33a±1.54(45.96)
11.93a±2.47(43.76)
5.33a±0.85(42.56)
4.93a±0.57(38.15)

8.27a±1.38(31.79)
6.33ab±0.57(34.93)
9.00a±0.58(33.00)
3.93b±0.37(31.39)
4.73b±0.29(36.61)
处理
磷肥
氮肥
复混肥
钾肥
CK
表 4 不同施肥处理顶果木平均单株生物量分配 (g/株、%)
地下部分 地上部分

4.27ab±0.18(16.41)
3.47b±0.87(19.12)
6.33a±0.54(23.22)
3.27b±0.82(26.07)
3.27b±0.24(25.26)
注:括号内数据表示该器官所占全株生物量的百分比。
比增加;而复混肥均含有 N、P、K 3 种元素,因此对顶果木
生长过程中的养分供应相对均衡, 根冠比处于各处理中
间水平。 不同施肥处理明显反映出顶果木对营养元素的
敏感反应,因此,在顶果木营林过程中科学的施肥技术非
常重要。
2.3 施肥处理对顶果木营养元素累积与分配的影响
从表 5 可以看出, 施肥可以有效促进植物 N 元素累
积,施磷肥、氮肥和复混肥促进顶果木 N 元素累积量均在
0.367 g/株以上;顶果木对 P元素的积累相对较少,不管施
哪种肥料,顶果木 P 元素的累积与 CK 相近,施氮肥和钾
肥的处理其植株 P 元素的累积还大大低于 CK;施肥对顶
果木 K元素的累积具有一定选择性, 其中施磷肥和复混
肥可以有效促进顶果木对 K元素的吸收累积,而施氮肥、
钾肥的处理与 CK相差不大。不同处理营养元素累积量大
小排序为:磷肥>复混肥>氮肥>钾肥>CK,元素累积量最大
为施用磷肥的处理,达到 0.518 g/株,是 CK的 3.2倍之多,
施用钾肥处理顶果木最低营养元素累积量也比 CK 高 1.4
倍之多, 施肥对顶果木营养元素的累积具有不同程度的
促进作用。
从不同器官营养元素的分配可以看出, 叶片对 N 元
素的累积作用最明显, 施 N 肥还可以促进顶果木的茎对
N元素积累; 不同器官对 P元素的累积作用相差不大,根
系的 P元素累积略低于其他器官; 顶果木对 K 元素的累
积高于 P元素,植物对 K元素的吸收会转移到新生组织,
因此茎、叶的 K元素的累积高于根系部分。
2.4 施肥处理对顶果木土壤元素累积的影响
从不同施肥处理的土壤样品测定结果发现,对应处理
样品该元素含量均高于其他处理,即施尿素(氮肥)的处理
土壤全氮、水解氮含量(474.6、95.3 mg/kg),施磷肥的处理
土壤全磷、有效磷含量(308.6、171.6 mg/kg),施钾肥的处
理土壤全钾、速效钾含量(1 204.8、865.0 mg/kg)均明显高
于其他处理,施肥明显增加顶果木营养元素的供应。 养分
元素的状态影响植物对营养元素的吸收, 土壤中水解氮、
有效磷和速效钾 3 个速效养分指标可以直观反映当前土
壤可直接利用的营养状况。
从表 6可以看出,施钾肥处理的土壤速效钾含量远高
于其他处理,而 CK 的土壤还有速效钾,这说明顶果木的
苗期生长只需要少量的 K元素即可, 土壤中的 K元素已
满足顶果木生长需要的量, 施 K 肥起不到促进生长的作
用,还会造成一定的浪费甚至影响其他元素的吸收。 从土
壤 P元素含量及苗木生长情况可以看出,P元素对顶果木
生长起到很好的促进作用,但土壤中的有效磷残留相对高
于其他处理,说明试验施 P量偏高。 施氮肥的处理土壤全
氮含量相对较高,而可直接吸收利用的水解氮含量只略高
于其他处理。 N元素在土壤中还有硝态、铵态等复杂的形
态变化,土壤中还有被固定的氮有待活化吸收。 施复混肥
的处理土壤元素含量处于中等水平,由于不同元素的肥料
相互间有促进作用, 施有 N、P、K 3 种元素的复混肥的顶
果木高效的吸收营养元素,该处理的顶果木苗木生长质量
较好,植物体内营养元素累积量也较高,从养分利用效率
及苗木生长水平都可得出复混肥对顶果木苗木生长促进
作用最好,这一结果与左海军等[10]提出的平衡施肥理论相
一致。
3 结论与讨论
施肥对顶果木的生长具有促进作用,不同肥料处理同
62
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混肥料是有利于我国农业发展的[13,16-17]。
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时影响顶果木生物量的累积与分配,施肥处理后茎、叶对
总生物量的贡献最大; 施单一营养元素的肥料促进苗木
局部生长作用较明显,施磷肥表现出明显优越性,但从苗
木长远生长前景来看,施用复混肥是较为合理的选择。
顶果木不同器官对营养元素的积累因施肥不同而不
同。 施肥处理均可以有效促进植物 N元素累积,尤其以叶
片贮藏量最大,说明叶片是重要的养分贮藏库,这与同为
珍贵树种的灰木莲营养分配结果一致[11]。顶果木单株干物
质累积的营养元素大小排序为 N>K>P,这与张旭东等 [12]测
定的用材树种马尾松干物质贮藏营养元素的大小排序相
同,说明 N元素对用材树种器官与结构支撑有重要作用。
顶果木对土壤中的营养元素吸收不同,因此土壤累积
的全量养分和速效养分有所差异。 全量养分作为土壤养
分库,只有转化为速效的养分源才能被植物吸收利用。 不
同施肥处理下,土壤中的全量和速效养分都增加,说明顶
果木能吸收的养分元素低于供应的养分, 顶果木苗期施
肥量要求不大,过量施肥不但没有促进植物生长,还会造
成浪费甚至抑制其他元素的吸收, 这样的施肥措施是不
可取的。 试验期限较短,对于林木生长而言还不能完全反
映施肥对其生长的全部影响, 本研究初步得出在顶果木
苗期供应足够的 N元素以及适量的 P 元素可以促进苗木
迅速生长;从平衡施肥的角度,为保证林木合理生长,少量
钾肥可促进顶果木根系伸展,调整林木根冠比,维持林木
良好的生长质量。 对于顶果木在生长过程中不同养分最
佳配比,需要进一步研究。
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