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不同N、P、K配比对四翅滨藜嫩枝扦插苗根系干物质的影响



全 文 :陕西林业科技 2014,(6):6~9,13
Shaanxi Forest Science and Technology
 收稿日期:2014-05-18
 基金项目:国家林业局项目“黄土高原半干旱地区优良树种快速繁育技术示范推广”(2011-36)
 作者简介:齐统祥(1979-),男,陕西吴起人,本科,工程师,主要从事林业生产和管理工作。
 通讯作者:赵忠,主要从事森林培育方面研究。
不同N、P、K配比对四翅滨藜嫩枝扦插苗根系
干物质的影响
齐统详1,2,张晓鹏1,张博勇1,赵 忠1,王 艳3
(1.西北农林科技大学,陕西 杨凌712100;2.陕西省吴起县林业局,陕西 吴起717600;
3.泾川县林业局,甘肃 泾川744300)
摘 要:嫩枝扦插是快速培育林木苗木的重要技术手段之一,而建立肥料效应模型是目前国内外实现施
肥定量化的主要途径,采用正交回归试验设计对四翅滨藜嫩枝扦插苗根系干物质与N、P、K不同施肥水
平的效应进行研究,结果表明在该土壤条件下,四翅滨藜嫩枝扦插苗在 N 227.0~257.6kg/hm2,P
180.78~216.56kg/hm2,K 61.61~176.80kg/hm2 时,地下部分干生物量达到140g以上,可大大提高
埋根造林的质量。
关键词:四翅滨藜;N、P、K;正交回归
中图分类号:S793.9 文献标识码:A 文章编号:1001-2117(2014)06-0006-04
Analyses of Effect of Different N,P and K Mixture Pattern on the Dry
Matter of the Softwood Cuttings of Atyipiex canexcens
QI Tong-xiang1,2,ZHANG Xiao-peng1,ZHANG Bo-yong1,ZHAO ZHong1,WANG Yan3
(1.Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100;
2.Forestry Bureau of Wuqi,Wuqi,Shaanxi 717600;
3.Forestry Bureau of Jingchuan,Jingchuan,Gansu744300)
Abstract:The softwood cuttings is one of the important methods for fast propogation of forest nursery
stock.Establishment of a model on the effect of fertilizers is the important way to quantifying fertiliz-
er application home and abroad.An orthogonal regression design with three factors(N,P and K)and
five levels were adopted to find the effects of N,P and K fertilizers on the rooting dry matter from the
softwood cuttings of Atyipiex canexcens.The results showed that P fertilizer was the most important
factor of the three factors on the dry matter of the softwood cuttings;the best combination of N,P
and K fertilizers on the dry matter of the softwood cuttings of Atyipiex canexcens was N 227.0-257.6
kg/hm2,P 180.78-216.56kg/hm2,K 61.61-176.80kg/hm2,the underground dry biomass a-
chieved140g above,which may enhance greatly the quality of the afforestation.
Key words:Atyipiex canexcens;N,P and K fertilizers;orthogonal regression design
    四 翅 滨 藜 〔Atyipiex canexcens(Pursh)
Nutt.〕原产于美国,是一种耐干旱、耐盐碱、耐严
寒、耐贫瘠、速生丰产、富硒、营养价值高、适口性
好、不易燃烧的准常绿饲料灌木[1],1英亩(6.07
亩)四翅滨黎,1年能从土壤中吸收1t以上的盐
分,被一些国家称为“生物脱盐器”[2],在自然条件
恶劣的我国西部地区将会发挥重要作用,已在我
国新疆、青海、陕西等地有引种和栽植。但由于四
翅滨藜种子的生活力低,发芽率不稳定,使得苗床
上的苗木规格和密度差异很大,且种子主要依靠
进口,成本高,不能满足造林、绿化的需要[3-5]。
目前嫩枝扦插育苗技术已经有了很大突破,生根
率可达到93.6%[6],同时由于四翅滨藜冠幅大,
埋根造林可减少水分的耗散,有利于提高造林成
活率,在西部干旱地区灌木的埋根造林是十分有
效也是非常实用的技术方法,所以四翅滨藜苗木
根系的质量直接影响着造林的质量,而建立肥料
效应模型是目前国内外实现施肥定量化的主要途
径,该研究拟采用正交回归试验设计对四翅滨藜
嫩枝扦插苗根系干物质与N、P、K不同施肥水平
的效应进行研究,分析不同配比与苗木质量的相
关关系,以探求培育优质四翅滨藜苗木所需的N、
P、K 最佳配比,为优质苗木的培育提供理论
依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验设在甘肃省泾川县良种繁育中心,位于
东经107°19′,北纬35°20′,海拔1 050m,黄土高
原中部秦陇交界处。地貌地形属典型的黄土丘陵
沟壑区,气候属温带半湿润大陆性季风气候,四季
分明,冷暖起伏不大,降雨多集中于夏季。年平均
气温10 ℃,无霜期174d。年平均降雨55.4
mm,日照2 274h,相对湿度69%,常年多东北
风,年蒸发量 1 181.6 mm。极端最高温 度
39.3℃,极端最低温度-24℃,为泾河河谷地带
发育的黄淤土。经2005年测定得到土壤有机质
含量1.09%,全 N为0.066 4%,全P为0.058
1%,全K为0.042 9%。
1.2 试验材料
试验材料为西北农林科技大学2004年从中
国林科院引入的四翅滨藜苗木,2005年在甘肃省
泾川县示范园区采用全光照喷雾技术繁育的嫩枝
扦插苗,炼苗后移栽大田,2006年3月25日移栽
布设试验,苗龄5个月。
1.3 试验方法
1.3.1试验设计 田间试验设计采用肥料效应回
归分析试验设计,即三元二次回归正交组合设
计[6,7],因素水平P=3(分别为 N、P、K 三种元
素),全因子试验点 mC=8,星号臂试验点 mr=
6,中心试验点m0=3,共17个处理。因素的水平
线性编码见表1。
表1 因素水平线性编码 kg/hm2
因素 -r -1  0  1  r △j
N(X1) 0  52  200  348  400  148
P2O5(X2) 0  46  175  304  350  129
K2O(X3) 0  33  125  217  250  92
  注:水平线性编码(r=1.353)
1.3.2 试验布设 将苗木进行分级,将大小基本
一致的苗木按照40cm ×40cm的株行距定植,
50株为一试验小区,小区间留隔离带80cm,按照
试验设计进行试验区布设。K2SO4 (K2O≥
33%),由中国(合资)欧罗肥料有限公司生产;尿
素(总氮≥46.4%),由中国石油兰州石化公司生
产;过磷酸钙(有效磷≥12%),由陕西省宝鸡磷肥
厂生产。施肥时期分别为苗木速生期的前期、中
期和后期,施肥量分别为全年的30%,50%和
20%,采用分区计算称量后平均株施法。
1.4 生物量测量
由于四翅滨藜主要应用埋根造林,所以我们
以根系的生长情况作为研究对象。移栽前由于苗
木大小基本一致,测定30株苗木的根系干重作为
基数,直到苗木停止生长时止,结合造林将试验区
苗木根系完整刨出,冲洗净泥土,放入烘箱,75℃
烘烤8h,称重,加权平均,作为该试验区地下部
分干物质的分析值。
2 结果与分析
2.1 不同施肥配比对四翅滨藜地下部分干物质
的影响
2.1.1 地下部分干物质回归模型的建立 由于
所研究的对象为嫩枝扦插苗,所以以每个处理区
内苗木地下部分干物质重量的平均值作为分析对
象,根据试验设计观察所得结果(表2),应用SAS
统计分析软件可求得地下部分干物质重与三因子
的回归方程:
G=140.599 5+9.534 X1+11.612 3 X2+
4.640 9 X3-13.556 7 X12+3.000X1X2-5.750
X1X3-26.120 8 X22+5.016 4 X32 (1)
模型中G-地下部分干物质量(g),X1———N
肥用量的编码值[-1.353,1.353];X2-P2O5 用
量的编码值[-1.353,1.353];X3-K2O用量的
·7·2014年第6期 齐统详等 不同N、P、K配比对四翅滨藜嫩枝扦插苗根系干物质的影响
编码值[-1.353,1.353]。经对回归系数进行显
著性检验,X2X3 回归系数的Pr均大于0.05,其
他因子回归系数均小于0.05,剔除掉X2X3 后的
方程(1),由计算机对该模型进行显著性检验可
得到R2=0.9337,F=10.96>F0.01说明该回
归方程在0.01水平达显著水平,回归方程拟合度
较好,能够较好的反映地下部分干物质的变化
过程。
表2 试验方案及结果
处理
试验编码值
X1 X2 X3
地下部分干重/g
1  1  1  1  136
2 -1  1  1  120
3  1 -1  1  102
4  1  1 -1  129
5 -1 -1  1  103
6 -1  1 -1  95
7  1 -1 -1  109
8 -1 -1 -1  82
9  1.353  0  0  121
10 -1.353  0  0  95
11  0  1.353  0  104
12  0 -1.353  0  86
13  0  0  1.353  145
14  0  0 -1.353  139
15  0  0  0  145
16  0  0  0  148
17  0  0  0  147
2.1.2 因素主次效应分析 经过无量纲线性编
码代换后,偏回归系数已经标准化,故直接比较其
绝对值大小,就可以判断各因数对四翅滨藜苗木
地下部分干物质积累的影响。从(1)式一次项可
以看出,3因素对于四翅滨藜苗木地下部分干物
质积累的影响大小为P>N>K,且3种营养元素
对四翅滨藜苗木地下部分干物质积累均为正
相关。
2.1.3 N、P、K营养元素对四翅滨藜苗木地下部
分干物质积累互作效应分析 采用对模型(1)一
次降维,即将1个因子的编码值固定为0,得到另
外2个因子的二元二次回归方程,即互作效应的
回归方程(2)、(3)、(4),以 N(X1)P(X2)的交互
作用为例加以分析。
GNP=140.599 5+9.534 X1+11.612 3 X2-
13.556 7 X12+3.000X1X2-26.120 8 X22 (2)
GNK=140.599 5+9.534 X1+4.640 9 X3-
13.556 7 X12-5.750 X1X3+5.016 4 X32 (3)
GPK= 140.599 5+11.612 3 X2+ 4.640
9 X3-26.120 8 X22+5.016 4 X32 (4)
从互作效应回归方程可以看出,X1X2 系数
为正,说明N和P对四翅滨藜地下部分干生物量
积累为正效应,而X1X3 系数为负值,说明N和K
对对四翅滨藜地下部分干生物量积累为负效应,
P、K的交互作用不明显。
对N和P、N和K对四翅滨藜地下部分干生
物量积累的交互效应进行分析,可以得到表3、4。
从表3可以看出,在[-1.353,1.353]取值范
围内,当N(X1)取值一定时,四翅滨藜地下部分
干生物量随着P(X2)的增大先增加,随后随着P
(X2)的增加而减少;当 P(X2)一定时,随着 N
(X1)值的增大,四翅滨藜地下部分干生物量也出
现先增加随后减少的现象,在[-1.353,1.353]取
值范围内,N(X1)=0,P(X2)=0时,交互作用最
大,四翅滨藜地下部分干生物量达最大140.599 5
g;从以上的分析可以看出,N、P(X1、X2)间存在
·8· 陕 西 林 业 科 技
着较为明显的交互作用,说明高N高P或者低N
低P均不利于四翅滨藜地下部分干生物量的积
累,N、P(X1、X2)合理的配比能够既促进四翅滨
藜地下部分干生物量的积累,又能减少高肥水平
对苗高的抑制和对土壤造成的污染。Mitscherli-
ch认为,单一养分的产量效应曲线是渐近线,当
一种养分的供应增加时,其他矿质养分就变成了
限制因子[8]。
表3  X1(横)与X2 的交互作用对地下部分干物质积累的影响
水平 -1.353 -1  0  1  1.353
-1.353  44.806 4  58.039 4  77.071 1  105.958 4  59.661 7
-1  69.168 9  82.775 7  102.866 4  119.068 3  86.889 9
0  102.843 0  117.508 8  140.599 5  136.576 8  128.682 0
1  84.275 5  100.000 3  126.091 0  125.068 3  118.232 5
1.353  65.245 6  81.344 3  108.494 0  114.076 4  102.068 3
表4 X1(横)与X3 的交互作用对地下部分干物质积累的影响
水平 -1.353 -1  0  1  1.353
-1.353  113.566 7  112.633  143.503 4  147.260 5  142.111 9
-1  111.038 2  112.134 3  140.975 0  142.702 3  136.837 2
0  110.662 7  117.508 8  140.599 5  136.576 8  128.682 0
1  120.320 0  132.916 1  150.256 8  140.484 1  130.559 5
1.353  126.124 9  140.750 8  156.061 7  144.259 3  133.618 2
  同样从表4我们可以分析得出在[-1.353,
1.353]取值范围内,NK(X1X3)对地下部分干物
质的最大交互作用出现在 N(X1)=0,K(X3)=
1.353。
从以上分析我们可以看出 N、P(X1、X3),
N、K(X1、X3)对四翅滨藜地下部分干生物量的积
累有较为明显的交互作用,但P、K(X2、X3)之间
的交互作用不太明显,也进一步说明了配方施肥
重要意义。
2.1.4 苗木地下部分干物质积累最佳施肥量的
确立 因素水平编码值表明了试验区域的范围。
每一个规范变量的变化范围为[-1.353,1.353],
以步长0.5将其分成7段,每个变量取3个值,实
验区内共有73=343个试验方案。应用计算机进
行模拟,求出343个Y 的预测值,选取占试验总
数5%的目标值Y(此时Y>140g)作频数分析,
选出好的组合方案,变量数值与频率见表4。
表4 Y>140g的变量数值与频率
编码
因 素
X1 频数 X2 频数 X3 频数
-1.353  0  0  8
-1  1  0  6
-0.5  5  3  2
0  13  21  3
0.5  16  19  4
1  8  2  8
1.353  2  0  14
X均值 0.337 9  0.222 2  0.247 1
S值 0.079 4  0.051 0  0.161 2
95%的置信区间 0.182 3-0.389 2  0.122 3-0.322 2 -0.068 9-0.563 0
农艺措施 227.0-257.6  180.78-216.56  61.61-176.80
(下转第13页)
·9·2014年第6期 齐统详等 不同N、P、K配比对四翅滨藜嫩枝扦插苗根系干物质的影响
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343-345.
(上接第9页)
3 结论
(1)N、P、K三种营养元素对四翅滨藜苗木地
下部分干物质积累均有促进作用,响大小为P>
N>K;
(2)N、P,N、K对四翅滨藜地下部分干生物
量的积累有较为明显的交互作用;
(3)四翅滨藜嫩枝扦插苗在N 227.0~257.6
kg/hm2,P 180.78~216.56kg/hm2,K 61.61~
176.80kg/hm2 时,就有95%的可靠性保证四翅滨
藜地下部分干生物量达到140g以上,根系生长健
壮,可大大提高埋根造林的成活率和造林质量。
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