全 文 ：中国农学通报 2013,29(13):192-196
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：黑龙江省科技攻关项目“几种主要蕨类植物人工繁育技术的研究”(GB03B604-03)。
第一作者简介：徐金忠，男，1985年出生，黑龙江宝清人，硕士研究生，主要从事水土保持科研工作。通信地址：150070黑龙江省哈尔滨市道里区景江
西路50号黑龙江省水土保持科学研究所，Tel：0451-51990923转8504，E-mail：xjz85224@163.com。
通讯作者：高德武，男，1962年出生，黑龙江人，教授级高级工程师，主要从事水土保持植物繁育。通信地址：150070黑龙江省哈尔滨市道里区景江西
路50号黑龙江省水土保持科学研究所，Tel：0451-51990920，E-mail：gaodw2007@163.com。
收稿日期：2012-12-26，修回日期：2013-02-24。
不同有机肥处理对荚果蕨幼苗生长及光合特性的影响
徐金忠，高德武，孙雪文，李日新，刘 刚，徐洪亮，魏 琳
（黑龙江省水土保持科学研究所，哈尔滨 150070）
摘 要：为明确不同有机肥、不同梯度施用量对荚果蕨幼苗生长的影响，为荚果蕨大面积引种栽培推广进
一步提供理论依据，在人工控制水量条件下，采用不同梯度的有机肥施用量分别对1年生荚果蕨幼苗进
行栽培处理，研究荚果蕨幼苗对不同施肥处理的反应及光合特性变化特征。结果表明：腐熟猪粪肥（Ta
组）、腐熟牛粪肥（Tb组）、腐熟鸡粪肥（Tc组）对荚果蕨幼苗生长及地上部分生物量积累的影响差异显
著，肥效大小规律表现为：Ta组>Tb组>Tc组>CK，3种有机肥均在2000 kg/hm2的施用量上对荚果蕨地上
部分生物量积累的有利影响达到峰值，以地上部分干重为例：Ta4、Tb4、Tc4分别比CK组高出140.27%、
84.16%和45.80%，同时测得的光合特性与生物量积累之间表现出极显著相关。合理使用有机肥将对荚
果蕨生长及生物量积累产生积极作用，腐熟猪粪肥表现最优，且在2000 kg/hm2施肥量时达到峰值。
关键词：荚果蕨；幼苗；有机肥；光合特性
中图分类号：S6 文献标志码：A 论文编号：2012-4157
The Influence of Different Organic Manure Treatment on Growth and
Photosynthetic Characteristic of Matteuccia Seedlings
Xu Jinzhong, Gao Dewu, Sun Xuewen, Li Rixin, Liu Gang, Xu Hongliang, Wei Lin
(Heilongjiang Institute of Soil and Water Conservation, Harbin 150070)
Abstract: In order to identify the effects on the growth of Matteuccia struthiopteris seedling by the different
source of organic manure and the different gradient fertilizer treatment, and provide theoretical basis for large
area cultivation of Matteuccia struthiopteris, the cultivated treatment used 1 year old Matteuccia struthiopteris
seedling was conducted in the different gradient organic manure and the artificial control of water conditions,
study on seedlings to different organic manure, different gradient fertilizer treatment reaction mechanisms and
the changes of photosynthetic characteristics of Matteuccia struthiopteris. The results showed that the growth of
seedlings and the biomass accumulation of Matteuccia struthiopteris aboveground part were affected by the
three different sources of organic manure, the effect of manure sort order is Composting of pig manure(Ta)>
Composting of cow manure(Tb) >Composting of chicken manure (Tc) >CK. For different applying organic
manure, when the application of organic manure was 2000 kg/hm2, the biomass of Matteuccia aboveground part
layer was the highest. Compared with the CK, the aboveground dry weight were increased by 140.27% ,
84.16% , and 45.80% , meantime the results showed that extremely significant correlation between
photosynthetic characteristics and biomass accumulation. The rational use of organic fertilizer had positive
effects on growth and biomass accumulation of Matteuccia struthiopteris, composted pig manure was the best,
and reached the peak at 2000 kg/hm2 fertilization amount.
Key words: Matteuccia struthiopteris; seedlings; organic manure; photosynthetic characteristic
徐金忠等：不同有机肥处理对荚果蕨幼苗生长及光合特性的影响
0 引言
黑龙江现有野生蕨类植物90余种，多具有食用、药
用、美化环境的作用，分布也比较广泛，其中荚果蕨
(Matteuccia struthiopteris)是较为常见的一种。荚果蕨
属于球子蕨科(Onocleaceae)荚果蕨属，是多年生草本植
物，产于中国东北、华北、西北以及西藏、云南等地，日本、
朝鲜、北美洲及欧洲也有分布，是一种温带广布种[1]。荚
果蕨不仅是重要的食用蕨类，而且是森林资源的重要
组成部分，对于维持生态平衡发挥着重要的作用[2]，荚
果蕨具有药用价值，根状茎及叶柄残基入药[3]。同时其
株形美观，具有很高的观赏价值。由于荚果蕨价值和
功能多样性，导致了人们对其的大量不合理开采，导致
了荚果蕨生存环境的恶化和生态资源的耗竭，为了保
护及合理开发利用荚果蕨，使其资源永续利用，近几年
来，已开始大面积的人工繁育并栽培荚果蕨[4-6]。
近年来，荚果蕨人工繁育和栽培研究虽已有大面
积开展，但主要集中在提高繁育成活率等技术方面和
不同水分梯度、遮阴处理、管理方式等对荚果蕨生长的
影响方面[2,4]。，而对于不同有机肥处理对荚果蕨生长的
影响十分鲜见。有机肥的施用对果菜及农田作物的产
量增长和品质促进的研究[7-9]已有大量报道同时得到了
各个方面的认可，同时有机肥的施用对土壤理化性质
也具有很好的改良作用[10-11]。所以，本研究采用人工控
制水量的方法，进行有机肥处理对荚果蕨幼苗生长影
响的模拟试验，分析荚果蕨在最适宜其生长的土壤含
水分量情况下，对不同有机肥不同梯度处理的反应，以
探求荚果蕨幼苗生长对有机肥影响的适应机制，其结
果可为荚果蕨人工繁育的进一步推广利用提供理论依
据。
1 材料与方法
供试材料：荚果蕨孢子采自黑龙江省水土保持科
学研究所科技示范园，试验用幼苗为 1年生荚果蕨幼
苗，2012年1月份开始在试验室繁育，于2012年5月将
荚果蕨移至室外培养，保证土壤水分充足。供试土壤：
试验于 2012年 1月至 10月在黑龙江省水土保持研究
所四季青温室大棚和东北林业大学土壤学试验室进
行，土壤采用黑土。供试有机肥料采自试验地附近村
庄，包括腐熟猪粪肥--Ta组、腐熟牛粪肥--Tb组、腐熟
鸡粪肥（含土）--Tc组。供试土壤及有机肥料主要理化
性状见表1。
幼苗增长长度变化趋势明显，Ta组明显好于Tb组、Tc
组，Tb组总体长势好于Tc组，与对照组比较：Ta组处
土壤
腐熟猪粪肥
腐熟牛粪肥
腐熟鸡粪肥
有机质/(g/kg)
40.90
370.32
284.65
152.84
pH
6.32
8.38
6.50
6.96
全氮/(g/kg)
1.86
31.90
24.55
16.25
全磷/(g/kg)
1.50
14.83
10.46
11.19
全钾/(g/kg)
15.94
7.61
11.38
7.51
速效氮/(mg/kg)
136.73
556.26
247.66
220.24
速效磷/(mg/kg)
99.88
264.53
266.58
209.83
速效钾/(mg/kg)
93.51
496.68
367.82
259.02
表1 供试土壤及有机肥料主要理化性状表
试验方法：2012年 6月初把长势相对一致的 118
株幼苗栽于直径为 22 cm、高为 15 cm的塑料盆中，每
盆 1株，装土(2500±2) g，试验期间将土壤质量含水率
保持在最适合荚果蕨生长的含水量水平，为田间持水
量的 70%~75%[2]。将所有的盆栽试验用苗置于大棚
内，温度调控在 15~30℃。光照采用温室内遮阳网全
遮阳处理光照，采用称质量法进行控水处理。每 3天
根据土壤水分状况及处理要求及时补充土壤水分。不
同有机肥处理试验各试验肥料施用量分别为：腐熟猪
粪肥组 --Ta 组：Ta1-500 kg/hm2、Ta2-1000 kg/hm2、
Ta3-1500 kg/hm2、Ta4-2000 kg/hm2、Ta5-2500 kg/hm2、
Ta6-3000 kg/hm2；腐熟牛粪肥组--Tb组：Tb1-500 kg/hm2、
Tb2-1000 kg/hm2、Tb3-1500 kg/hm2、Tb4-2000 kg/hm2、
Tb5-2500 kg/hm2、Tb6-3000 kg/hm2；腐熟鸡粪肥组--Tc
组：Tc1-500 kg/hm2、Tc2-1000 kg/hm2、Tc3-1500 kg/hm2、
Tc4-2000 kg/hm2、Tc5-2500 kg/hm2、Tc6-3000 kg/hm2。
每个施肥组6个重复，对照组(CK)10个重复，平均苗高
6 cm。
分析方法：2012年6月25日至9月26日，每10天
左右测定1次每个梯度荚果蕨幼苗的叶片长度及营养
叶的枚数，共7次。使用Licor-6400便携式光合作用测
定仪，在400、1000 μmol/(m2·s)光强下测定净光合速率
(Pn)、蒸腾速率(Tr)，计算水分利用效率(Ew)。各有机
肥料中全效及速效N、P、K，有机质含量及 pH值测定
采用标准土壤农化分析方法[12]。在荚果蕨生长旺盛期
采集荚果蕨地上部分进行鲜重和干重测量 [13]。用
SPSS软件进行分析，检验相应数据的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 不同有机肥施肥处理对荚果蕨幼苗形态指标及生
物量积累的影响
2.1.1 不同有机肥施肥处理对荚果蕨幼苗叶片生长的
影响 由图1可以看出，各有机肥施肥组间比较荚果蕨
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理叶片增长长度明显高于对照组，Tb组叶片增长长度
稍好于对照组，而 Tc组处理与对照组比较变化不明
显。说明施用腐熟猪粪肥与腐熟牛粪肥对荚果蕨幼苗
生长的有促进作用，施用腐熟猪粪肥效果最佳，施用腐
熟鸡粪肥对荚果蕨幼苗的生长无明显影响。
2.1.2 不同有机肥施肥处理对荚果蕨幼苗地上部分生
物量积累的影响 图 2为不同施肥处理对荚果蕨地上
部分鲜重的影响，从图中可以看出：荚果蕨地上部分鲜
重受不同施肥处理影响表现明显，Ta组、Tb组不同施
肥梯度荚果蕨地上部分鲜重均高于对照组，Tc组 1-4
梯度荚果蕨地上部分鲜重表现也优于对照组，Tc组5、
6梯度荚果蕨地上部分鲜重略低于对照组。结合图 1
和图 2可以看出：不同施肥处理对荚果蕨地上部分鲜
重的影响明显优于对荚果蕨幼苗增长长度的影响，以
Tb组为例，在叶片增长长度与对照组相比无明显优势
的情况下，Tb组荚果蕨地上部分鲜重的表现却明显优
于对照组，这说明有机肥的施用对荚果蕨幼苗生物量
积累有促进作用。
由图 3可知，不同施肥处理对荚果蕨地上部分干
重的影响与不同施肥处理对荚果蕨地上部分鲜重的影
响表现总体一致，各施肥处理组间比较，荚果蕨地上部
分生物量积累的大小顺序为：Ta组>Tb组>Tc组，并且
各施肥处理组荚果蕨地上部分生物量积累均优于对照
组。结合图 1、图 2分析可知：不同有机肥施肥处理对
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6
植株编号
叶
片
增
长
长
度
/cm
Ta组 Tb组Tc组 CK
图1 不同有机肥处理对荚果蕨生长的影响
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
1 2 3 4 5 6
植株编号
荚
果
蕨
地
上
部
分
鲜
重
/g
Ta Tb Tc CK
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
1 2 3 4 5 6
植株编号
荚
果
蕨
地
上
部
分
干
重
/g Ta Tb Tc CK
图2 不同有机肥处理对荚果蕨地上部分鲜重的影响
荚果蕨的生长及荚果蕨地上部分生物量积累均有促进
作用，对荚果蕨地上部分生物量积累的影响表现更为
明显，尤其体现在对荚果蕨地上部分干重的影响。各
施肥组间Ta组表现最佳。同时，结合图 2和图 3可以
看出，不同施肥处理对荚果蕨地上部分生物量积累的
影响均在施肥梯度4上达到峰值，说明3种有机肥料在
对荚果蕨地上部分生物量积累的影响上均已
2000 kg/hm2的施肥量表现最佳。
2.2 光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及水分利用效率(Ew)
的变化
选择荚果蕨生长旺盛期、晴朗天气的上午 9:00—
11:00之间对 Pn、Tr及Ew等指标进行测定，测定结果
见表 2。由表 2可知，不同施肥处理间 Pn变化明显，
总体趋势为Ta>Tb>Tc>CK。相同处理不同施肥梯度
间差异也比较显著，以 Ta组为例，Pn大小顺序为
Ta4>Ta3>Ta6>Ta5>Ta1>Ta2。Tr与 Ew总体变化趋势
与 Pn相同。同时，Pn、Tr及Ew均在各施肥处理梯度
4上出现峰值，以Pn为例，Ta4、Tb4、Tc4分别比CK高
出了 94.35%、47.28%和 33.47%，表现出与荚果蕨地上
部分生物量积累变化曲线相似的特点。这与光合作
用效率是植物生产力和作物产量高低的根本决定因
素 [14]的观点相吻合。同时说明高光合、高蒸腾、高水
分利用率对荚果蕨地上部分的生物量积累有积极的
促进作用。
2.3 相关性分析
利用SPSS软件对不同有机肥施用量、叶片增长长
图3 不同有机肥处理对荚果蕨地上部分干重的影响
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徐金忠等：不同有机肥处理对荚果蕨幼苗生长及光合特性的影响
度、地上部分生物量积累和净光合速率进行相性分析，
结果见表3。由表3可以看出，地上部分鲜重与地上部
分干重和净光合速率均相关显著(P<0.05)，地上部分
干重与净光合速率之间表现为极显著正相关 (P<
0.01)。这说明光合作用对荚果蕨地上部分生物量积
累的影响非常明显，有积极的促进作用。
Ta
Tb
Tc
CK
净光合速率/[μmmol/(m2·s)]
1
6.38
5.51
5.22
4.78
2
6.1
6.02
5.1
4.78
3
7.33
5.35
5.35
4.78
4
9.29
7.04
6.38
4.78
5
7.06
5.37
4.72
4.78
6
7.12
5.96
4.9
4.78
蒸腾速率/[mmol/(m2·s)]
1
2.06
1.98
1.82
1.72
2
2.04
2.04
1.8
1.72
3
2.39
1.92
1.88
1.72
4
2.8
2.22
2.05
1.72
5
2.36
1.9
1.84
1.72
6
2.38
2.17
1.79
1.72
水分利用效率
1
3.10
2.78
2.87
2.78
2
2.99
2.95
2.83
2.78
3
3.07
2.79
2.85
2.78
4
3.32
3.17
3.11
2.78
5
2.99
2.83
2.84
2.78
6
2.99
2.75
2.85
2.78
表2 荚果蕨幼苗在不同有机肥处理条件下的光合指标的变化
施肥量
叶片增长长度
地上部分鲜重
地上部分干重
净光合速率
施肥量
1.000
-0.162
0.570
0.262
0.407
叶片增长长度
1.000
-0.086
0.089
-0.106
地上部分鲜重
1.000
0.912*
0.912*
地上部分干重
1.000
0.923**
净光合速率
1.000
表3 施肥量、叶片增长长度、地上部分生物量积累和净光合速率的相关关系
3 结论
不同有机肥施用处理对荚果蕨幼苗生长的影响差
异明显，腐熟猪粪肥对荚果蕨幼苗生长的影响表现最
优，腐熟牛粪肥次之，腐熟鸡粪肥对荚果蕨幼苗生长的
影响表现有起伏，规律不明显。不同有机肥施用处理
对荚果蕨地上部分生物量积累的影响同样存在显著差
异，与对荚果蕨幼苗生长的影响所不同的是：各种有机
肥施肥处理均有利于提高荚果蕨地上部分生物量积
累，尤其体现在对荚果蕨地上部分干重的影响，同时，3
种有机肥料之间体现出的差异为：腐熟猪粪肥对荚果
蕨幼苗生长的影响的积极作用最为明显，腐熟牛粪肥
次之，腐熟鸡粪肥对荚果蕨幼苗生长的影响也是有利
的，但效果稍差于腐熟猪粪肥与腐熟牛粪肥。
同一种有机肥不同梯度处理对荚果蕨幼苗的影响
在叶片增长长度方面未表现出明显规律，但对其地上
部分生物量的积累的影响表现出显著差异：3种有机
肥料对荚果蕨地上部分鲜重及干重的影响规律大致相
同，以腐熟猪粪肥（Ta组）为例：随着有机肥施肥量的
增加，Ta1至Ta4呈现出逐渐上升的趋势，在Ta4时达
到生物量积累的峰值，肥量继续增加至Ta5时生物量
积累出现明显下降，至Ta6时有小幅回升。说明有机
肥施肥量在 2000 kg/hm2时对荚果蕨地上部分生物量
积累最为有利，同时腐熟猪粪肥的效果最佳。
本研究对荚果蕨幼苗光合作用指标的测定与分析
所显示出的规律与荚果蕨地上部分生物量积累的规律
显著相关。说明高光合、高蒸腾、高水分利用率对荚果
蕨地上部分生物量积累有积极的促进作用。
4 讨论
此前有关有机肥对作物生长的影响的研究表明：
不同施肥处理对农作物的产量和品质均有不同程度的
有利影响，提高了农作物的品质和产量[7-8,15-16]。本研究
表明：不同有机肥对荚果蕨生长的影响差异显著，腐熟
猪粪肥和腐熟牛粪肥对荚果蕨的生长有促进作用，3
种有机肥料对荚果蕨地上部分生物量的积累均影响显
著，尤其是腐熟猪粪肥对荚果蕨地上部分生物量的积
累具有明显的促进作用。这与大多数研究表明的有机
肥的施用对作物有增产作用的结论相一致。
对荚果蕨幼苗施用不同梯度的有机肥，其结果是
荚果蕨幼苗的生长及地上部分生物量的积累并不是随
着施肥量的增加而不断增长，而是 3种有机肥均在
2000 kg/hm2的施用量上对荚果蕨地上部分生物量的
积累影响效果最显著，同时荚果蕨地上部分生物量的
积累与净光合速率、蒸腾作用、水分利用效率的指标的
变化规律极显著相关，结合 3种有机肥料的主要理化
指标分析，这可能是由于氮、磷是植物生长发育的必要
元素，直接参与光合作用的同化和光合磷酸化。缺磷
·· 195
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使RUBP羧化酶的活力受阻，降低RUBP再生[17]，ATP
形成受影响[18]，表现为光合速率下降，进而影响了荚果
蕨地上部分生物量的积累。
本研究仅研究了荚果蕨幼苗在不同有机肥施肥处
理条件下的形态指标及光合特性的变化。而在不同施
肥处理条件下，对其品质的研究则有待进一步探讨，以
此完善荚果蕨栽培技术体系，为荚果蕨栽培的大面积
推广进一步提供技术支持。
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