全 文 ：缓释肥和有机肥对长白落叶松容器苗
养分库构建的影响*
魏红旭摇 徐程扬**摇 马履一摇 江俐妮
(北京林业大学省部共建森林培育与保护国家重点实验室, 北京 100083)
摘摇 要摇 采用每株施入供氮(N)量为 36郾 36 或 18郾 18 mg的缓释肥,并增施 0 或 1郾 82 g FM有
机肥的 2伊2 析因设计,对长白落叶松容器幼苗施肥效果进行研究. 结果表明:施肥处理对苗
高、地径、生物量和钾(K)的吸收均无显著影响.增施有机肥显著提高了长度>1 cm 的一级侧
根数量(P=0郾 040)、主根长(TRL,P=0郾 012)和主根长与苗高比(P=0郾 008) .高量缓释肥处理
下,苗木根 N浓度(P=0郾 035)以及苗干(P = 0郾 005)、根(P = 0郾 037)和苗干+根(P = 0郾 030)中
N含量以及苗干中磷(P)含量(P = 0郾 047)均高于低量缓释肥处理;高量缓释肥处理下,增施
有机肥使叶片和苗干+根中 N浓度提高了 137% (P=0郾 040)和 21% (P = 0郾 013);增施有机肥
提高了苗干(P=0郾 020)、根(P=0郾 017)和苗干+根(P=0郾 013)中 N浓度.经矢量养分分析,高
量缓释肥供给可引起苗体 N、P 的过量,增施有机肥能明显克服 N、P 的缺乏,但导致 K 的损
耗.对长白落叶松播种苗的培育,建议采用每株供氮 18 mg的缓释肥并配施 1郾 82 g FM有机肥
的施肥方法.
关键词摇 长白落叶松摇 缓释肥摇 有机肥摇 养分库摇 根
文章编号摇 1001-9332(2011)07-1731-06摇 中图分类号摇 S723摇 文献标识码摇 A
Effects of controlled鄄release fertilizer and organic amendment on the construction of nutri鄄
ents reserves in Larix olgensis container seedlings. WEI Hong鄄xu, XU Cheng鄄yang, MA L俟鄄yi,
JIANG Li鄄ni (Province鄄Ministry Co鄄construct Key Laboratory of Forest Silviculture and Conservation,
Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,
2011,22(7): 1731-1736.
Abstract: A 2伊2 factorial experiment was conducted to study the effect of fertilization on Larix ol鄄
gensis container seedlings. 36郾 36 or 18郾 18 mg controlled鄄release fertilizer ( CRF) N and 0 or
1郾 82 g FM organic amendment (OA) per seedling were applied. There were no significant respon鄄
ses to fertilization in the seedling height, collar diameter, biomass, and potassium (K) uptake.
Applying FM OA increased the number of first鄄order lateral roots with a length > 1 cm (P =
0郾 040), the tap root length (TRL) (P = 0郾 012), and the ratio of TRL to seedling height (P =
0郾 008). Comparing with low application rate CRF N, high application rate CRF N increased the N
concentration in root (P = 0郾 035) as well as the N reserves in stem (P = 0郾 005), root (P =
0郾 037), and stem plus root (P = 0郾 030), and the P reserves in stem (P = 0郾 047). Applying
36郾 36 mg CRF N plus 1郾 82 g FM OA increased the N concentrations in leaf and in stem plus root
by 137% (P = 0郾 040) and 21% (P = 0郾 013), respectively, and the N reserves in stem (P =
0郾 020), root (P= 0郾 017), and stem plus root (P = 0郾 013). Vector analysis revealed that high
application rate of CRF N led to the excess of seedlings N and P, while applying FM OA alleviated
the N and P deficiency but led to the K depletion. For nursing L. olgensis container seedlings, a so鄄
lution of CRF 18 mg N combined with 1郾 82 g FM OA per seedling was recommended.
Key words: Larix olgensis; controlled鄄release fertilizer; organic amendment; nutrient reserve;
root.
*“十一五冶国家科技攻关计划项目(2006BAD24B01)资助.
**通讯作者. E鄄mail: cyxu@ bjfu. edu. cn
2011鄄01鄄07 收稿,2011鄄04鄄25 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 7 月摇 第 22 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2011,22(7): 1731-1736
摇 摇 苗木质量一直是林业领域的研究热点之
一[1-2],苗木形态和养分含量是评价苗木质量的两
个重要指标[2] . 育苗阶段施肥不仅会促进苗木生
长,也会对苗体养分库起到积极作用[3] . 国内外近
年以强化养分库为目的开展了一系列研究[4-5],但
所使用的植物材料多为落叶阔叶[5]或常绿针叶[6]
树种,对落叶针叶树种的研究相对较少.
研究表明,缓释肥有利于苗木生长并能提高其
养分利用效率[7] .国内关于缓释肥的研究大多集中
于其养分释放特性及其对农作物生长的影响等方
面[8-9],有关缓释肥对林业苗木的影响报道相对较
少[10] .有机肥对林业苗木生长影响的相关研究在北
美和欧洲已有很长历史[11-14] . 近年研究发现,其不
仅可以显著影响苗圃培育阶段苗木的生长和养分吸
收[12-13],也对林木细根生长有着积极的影响[14] . 国
内有关有机肥的研究多集中于其对农业作物和土壤
养分淋失方面的影响[15],而对林业苗木影响的研究
十分匮乏.
长白落叶松(Larix olgensis)是我国东北地区常
见的用材造林树种,具有很高的生态价值和商业价
值.近年来,由于生产上惯用大水、大肥的粗放育苗
方法,其苗木质量始终无法得到有效改善. 目前,利
用有机肥和缓释肥对该树种温室苗木培育的研究尚
未见报道,而且对针叶落叶树种养分库构建方面的
研究比较匮乏.本文以长白落叶松播种苗为材料,在
温室条件下观察了缓释肥和有机肥对落叶后苗木茎
根组合的形态、生物量积累及 N、P、K 的吸收、分配
和积累的影响,以期为温室育苗的科学施肥提供理
论依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 试验材料及处理
试验地为位于北京市门头沟区的中国林业科学
研究院华北林业实验中心温室. 供试植物为长白落
叶松播种苗,由吉林市江密峰苗圃 ( 43毅 45忆 N,
126毅45忆 E)提供.种子发芽率 35% ,千粒重 3郾 9 g.采
用盆栽试验方法,塑料盆规格为 24 cm 伊 20 cm 伊
36 cm,填充基质为体积比 1 颐 1 的草炭和珍珠岩,其
容重为 0郾 16 g·cm-3,pH 6郾 63. 采用吉林省云天化
云升 农 业 发 展 有 限 公 司 生 产 的 缓 释 肥, 其
N 颐 P2O5 颐 K2O含量比为 30 颐 14 颐 10,总养分含量
逸54% ,肥料中添加微量元素,养分释放时间在 3 个
月以上. 采用鸡粪作为有机肥,其中含水量为
53郾 98% 依1郾 89% 、含 N 量为 11郾 93 依0郾 98 mg·g-1、
含 P量为 8郾 22依0郾 77 mg·g-1 .
2009 年 5 月 14 日对每盆浇底水 2 L后,施肥并
播种 50 粒. 5 月 29 日开始出苗,6 月 8 日苗木出齐,
6 月 13 日间苗后每盆定株 20 棵.出苗期、夏季和秋
季每盆灌溉量分别为 0郾 8、0郾 4 和 0郾 2 L.每周采用雾
化喷雾器灌溉 3 次,尽量保证水分条件均一.自然光
周期,光照强度由遮阳网控制.当夏季 1 m高空气温
高于 30 益时采用人工控制的水帘和风扇降温.基质
平均温度为 26郾 3 益,昼、夜气温分别为 30郾 1 益和
20郾 2 益,空气平均湿度 41% .每周重新随机摆放各
塑料盆.
1郾 2摇 研究方法
1郾 2郾 1 试验设计及施肥 摇 采用每株配施供 N 量为
36郾 36 或 18郾 18 mg的缓释肥,并增施 0 或 1郾 82 g FM
的有机肥的 2伊2 析因设计. 高、低缓释肥供给量分
别相当于生产上每平方米 550 株裸根苗时每公顷
200 和 100 kg 的施 N 量.这两种供给量的近似值有
利于长白落叶松裸根苗木的生长[10] . 同理,有机肥
添加量相当于 10000 kg FM·hm-2的田间供给量,其
中 N(54郾 9 kg·hm-2)和 P(37郾 8 kg·hm-2)的施肥
量与 Davis 等[12] 研究报道的中量有机肥处理
(1450 kg·hm-2)下 N(48 kg·hm-2 )和 P 施肥量
(25郾 4 kg·hm-2)接近. 每处理 3 次重复,每重复一
盆,每盆 12 株苗,共 12盆、240株苗木用于试验.施肥
方法为:将基质和有机肥混匀后,在盆内填入总基质
的 2 / 3,均匀散施缓释肥,然后将其余 1 / 3基质填充.
1郾 2郾 2 苗木收获摇 本试验中,苗木于 2009 年 9 月末
开始出现黄叶并逐渐形成顶芽,11 月中旬叶片全部
变黄,大部分自然脱落. 2009 年 11 月 24 日收获苗
木.从每盆中严格筛选出 5 株长势一致的苗木,在保
证其根系完整情况下从基质中取出,测定苗高(子
叶痕至顶芽长度)、地径 (子叶痕处直径)、长度
>1 cm的一级侧根数(FOLR)和主根长(TRL)后,再
在其子叶痕处切分为地上、地下 2 部分.同时收集每
盆中落叶若干,用于 N 浓度测定. 所有植物材料均
用塑料袋封装,于 0 益 ~4 益保存,用于内业测定.
1郾 2郾 3 测定方法 摇 每盆中所有茎和根于 70 益烘干
72 h 后测定其生物量. 然后将茎、根和叶片经液氮
超低温冷冻粉碎后,研磨至粉状,取约 0郾 5 g 以
H2SO4 鄄H2O2 消煮,取 5 mL 消煮液测定其 N 浓度
(UDK 152 automatic N analyser, VELP Co. , Ita鄄
ly) [16],另取 7 mL消煮液,测定其 P、K 浓度( ICAP鄄
OES, Perkin Elmer Co. , Waltham ( MA ), United
States) [17] .
2371 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
表 1摇 有机肥对一级侧根数、主根长和根茎生物量比的影响
Table 1摇 Effects of treatment with or without organic amendment on FOLR, TRL, and R / S (mean依SE)
处 理
Treatment
一级侧根数
FOLR
主根长 TRL
(cm)
主根长 /苗高 R / S
(cm·cm-1)
无机肥 Inorganic fertilizer 6郾 47依0郾 32b 9郾 09依0郾 73b 2郾 78依0郾 27b
有机肥 Organic fertilizer 8郾 35依0郾 76a 13郾 36依1郾 20a 4郾 37依0郾 34a
P 0郾 040 0郾 012 0郾 008
FOLR: Number of first order lateral roots in length >1 cm; TRL: Tap root length; R / S: TRL to seedling height ratio. 不同字母表示不同处理间差异
显著(P<0郾 05) Different letters indicated significant difference between treatments at 0郾 05 level. 下同 The same below.
1郾 3摇 数据处理
养分(N、P、K)含量由其浓度伊生物量得到. 采
用 SAS 9郾 0 软件 ( SAS Institute Inc. , NC, United
States)的 GLM过程对数据进行缓释肥和有机肥处
理的 2 因素方差分析.当 two鄄way ANOVA 指示有显
著响应产生时,以 Tukey 检验在 琢 = 0郾 05 水平进行
多重比较.生物量、养分浓度及养分含量间关系的矢
量分析方法见文献[18].
2摇 结果与分析
2郾 1摇 缓释肥和有机肥对苗木形态和生物量的影响
缓释肥用量和有机肥添加与否对苗高(缓释
肥:P=0郾 952,有机肥:P=0郾 429)、地径(缓释肥:P =
0郾 130,有机肥:P = 0郾 328)和苗干+根生物量比(缓
释肥:P=0郾 065,有机肥: P = 0郾 870)均无显著影响,
并且缓释肥处理对 FOLR(P = 0郾 110)和 TRL(P =
0郾 110)也无显著影响. 与无机肥相比,有机肥处理
使 FOLR和 TRL分别提高了 29%和 47% ,并使 TRL
与苗高之比(R / S)提高了 57% (表 1). 表明有机肥
对长白落叶松苗木根系形态的生长可以起到显著促
进作用. R / S总体上>1,说明与光照资源需求相比,
苗木对基质中的养分需求更大. 缓释肥和有机肥对
苗干(缓释肥:P = 0郾 055;有机肥:P = 0郾 436)、根(缓
释肥:P = 0郾 103;有机肥:P = 0郾 485)和苗干+根(缓
释肥:P=0郾 065;有机肥:P=0郾 870)的生物量均无显
著影响,故结果未列出.
2郾 2摇 缓释肥和有机肥对养分库中 N、P、K吸收及分
配的影响
2郾 2郾 1 缓释肥用量或有机肥添加的单因素作用摇 与
低量缓释肥处理相比,高量缓释肥处理使苗干、根和
苗干+根中 N 含量分别提高了 53% (P = 0郾 005)、
58% (P=0郾 037)和 56% (P = 0郾 030),P 含量分别提
高了 105% (P = 0郾 047)、71% (P = 0郾 118)和 83%
(P=0郾 064)(图 1).可见高量缓释肥处理对苗木 N
含量积累的影响较明显,对 P 含量积累的影响更强
烈地体现在苗干上. 无论缓释肥用量还是有机肥处
理,均对苗木各器官的 K 含量和浓度无显著影响
(P>0郾 05).
摇 摇 与低量缓释肥供给处理相比,高量缓释肥处理
使根系的 N浓度显著提高了 22% (P=0郾 035),但对
苗干以及苗干+根的增效不显著(图 2).说明高量缓
释肥对落叶松幼苗晚季养分库的构建影响主要体现
在根系上.增施有机肥分别使苗干、根和苗干+根中
N浓度提高了 20% (P=0郾 020)、26% (P = 0郾 017)和
21% (P=0郾 013)(图 2).可见,有机肥的添加对苗体
养分库内的 N浓度积累具有十分重要的作用.有机
肥处理对苗干 ( N: P = 0郾 836; P: P = 0郾 510 )、根
(N:P=0郾 081;P: P = 0郾 419 ) 和苗干 +根 ( N: P =
0郾 216;P:P = 0郾 773)的 N、P 含量均无显著影响. 这
可能与苗木生物量对有机肥处理响应不显著有关,
因为 N、P含量是其养分浓度与生物量的乘积.
图 1摇 缓释肥用量对苗干、根和干+根中氮、磷含量的影响
Fig. 1摇 Effects of controlled鄄release fertilizer (CRF) amount on
N and P contents in stems, roots, and stems + roots (mean依
SE).
玉: 36郾 36 mg N; 域: 18郾 18 mg N. 下同 The same below.
33717 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 魏红旭等: 缓释肥和有机肥对长白落叶松容器苗养分库构建的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 2摇 缓释肥供给和有机肥添加对苗干、根及干+根中的氮
浓度的影响
Fig. 2摇 Effects of controlled鄄release fertilizer with or without or鄄
ganic amendment on N concentrations in seedling stems, roots,
and stems + roots (mean依SE).
芋: 0 g OA; 郁: 1郾 82 g OA. 下同 The same below.
2郾 2郾 2 缓释肥用量和有机肥添加的交互作用摇 缓释
肥用量和有机肥添加处理的交互作用显著影响叶片
N浓度(P = 0郾 005). 施高量缓释肥的前提下,和无
机肥处理相比,添加有机肥使苗木叶片 N 浓度提高
了 137% (P=0郾 040);但在施低量缓释肥的前提下,
添加有机肥使苗木叶片 N 浓度降低了 30% (P =
0郾 014)(图 3a).在无有机肥添加的前提下,和高量
缓释肥处理相比,低量缓释肥处理提高了叶片 N
浓度的47% (P = 0郾 015) ;但在有机肥添加的前提
图 3摇 缓释肥供给(a)和有机肥添加(b)对叶片氮浓度的影响
Fig. 3摇 Effects of organic fertilization (b) on needle N concen鄄
tration in seedlings treated with CRF (a) (mean依SE).
下,低量缓释肥处理降低了叶片 N浓度的 56% (P =
0郾 043)(图 3b).说明在有机肥添加的情况下高量缓
释肥能促进 N向叶片的分配.
2郾 3摇 缓释肥和有机肥施肥效果的矢量分析
与低量缓释肥处理相比,高量缓释肥处理下苗
干+根的生物量和 N、P、K 含量相对较低,因此出现
养分过量的征兆(图 4a). 与增施有机肥处理相比,
未施有机肥处理苗木的 N、P供给相对不足,因此苗
体养分库中 N、P 呈相对缺乏状态(图 4b). 但增施
有机肥引起了 K浓度和含量同时降低,导致苗体内
积累的 K出现损耗(图 4b).
图 4摇 缓释肥供给(a)和有机肥添加(b)对苗干+根生物量
和 N、P、K相对含量以及浓度影响的矢量分析
Fig. 4摇 Vector analysis of relative changes in biomass and con鄄
tents and concentrations of N, P, and K in stems and roots in
seedlings subjected to controlled鄄release fertilizer ( a) with or
without organic amendment (b).
A、B:养分过量 Nutrient excess;C:参照点养分相对缺乏 Relative nutri鄄
ent deficiency of the reference. Low = 100;D:养分损耗 Nutrient deple鄄
tion.
3摇 讨摇 摇 论
本研究中,不同量缓释肥供给处理对苗木苗高、
地径和根系生长没有产生显著影响,与 Jacobs等[19]
采用 8 和 16 g 缓释肥处理对花旗松(Pseudotsuga
menziesii)苗木生长的研究结果相似. 这可能因为低
4371 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷
量缓释肥供给能够满足长白落叶松幼苗的生长需
要.增施有机肥能有效地改善长白落叶松苗木根系
形态质量(表 1),这与 Davis等[12]的研究结果一致.
他们发现,增施鸡粪作为有机肥可以显著提高红栎
(Quercus rubra)和水曲柳(Fraxinus americana)的苗
木根系体积,可能是有机肥降低土壤容重所致. Ge鄄
bauer等[20]研究结果显示,较大容重土壤中苗木根
系管胞内腔轴径显著降低. 添加有机肥显著提高了
R / S,说明有机肥会促进碳水化合物向根系的分配,
从而提高苗木对土壤养分和水分的吸收效率[21] .
高量缓释肥供给或添加有机肥均有利于长白落
叶松幼苗体内 N 含量(图 1)和浓度(图 2)的积累,
同时,高量缓释肥处理苗干中 P 含量积累显著增
加,但根系中 P积累却无显著响应(图 1).这可能与
本研究所使用的缓释肥种类有关. Oliet 等[22]利用 2
种不同 N、P2O5、K2O供给比例的缓释肥对阿拉伯松
(Pinus halepensis)苗木进行试验后发现,9 颐 13 颐 18
比例较 17 颐 10 颐 10 更适合苗木根和茎中 P的积累.
高量缓释肥供给下增施有机肥后,长白落叶松叶片
N浓度提高(图 3)是其光合能力增强的表现[23],同
时不排除部分叶片 N 浓度的提高来自茎干的养分
回流[24] . Millard 和 Grelet[25]发现,将大量 N 贮存于
苗体养分库内是温带树种中秋季特有的苗木生理现
象,与常绿树种将 N 贮存在老叶和木质茎中不同,
落叶树种大多将 N贮存在木质组织中(木质茎和较
粗大的根系部分).
高量缓释肥处理下苗体生物量下降,且其 N、P、
K的储量降低(图 4)是供养过量的典型表现[4] . 增
施有机肥可以促进苗木体内 N、P 积累(图 4),与
Coleman等[11]和 Veijalainen等[21]的研究结果一致.
添加有机肥后,苗木体内出现 K 储量损耗的症状疑
为养分重新分配所致[18] . van den Driessche 和 Pons鄄
ford[26]曾发现,NH4 +对 K+的吸收具有拮抗影响 郾 类
似现象在红栎(Quercus rubra)苗木中亦曾出现[27] .
苗木对 K的吸收对施肥处理无显著响应,也许是由
于 K+在被长白落叶松幼苗吸收积累时受到了 NH4 +
影响,并可能和 K 不参与植物组织的构建,且移动
性极强、易淋失有关.具体原因有待进一步研究.
综上可见,每株施用供 N量 18 mg的缓释肥,配
施 1郾 82 g FM有机肥会促进长白落叶松幼苗生长和
养分吸收.
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作者简介摇 魏红旭,男,1983 年生,博士研究生.主要从事植
物营养和苗木生理生态研究. E鄄mail: kiyohawa@ 126. com
责任编辑摇 李凤琴
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