全 文 ：第 34 卷 第 6 期
2012 年 11 月
北 京 林 业 大 学 学 报
JOURNAL OF BEIJING FORESTRY UNIVERSITY
Vol． 34，No． 6
Nov．，2012
收稿日期:2012--04--23
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD21B03)。
第一作者:王力朋。主要研究方向:森林培育理论与技术。电话:15812454234 Email:345668573@ qq． com 地址:510642 广东省广州市华南
农业大学六一区 7 栋 424 室。
责任作者:李吉跃，教授，博士生导师。主要研究方向:森林培育及栽培生理生态。电话:13535111309 Email:ljyymy@ vip． sina． com 地
址:510642 广东省广州市华南农业大学林学院。
本刊网址:http:∥ journal． bjfu． edu． cn
指数施肥对楸树无性系幼苗生长和氮素吸收利用效率的影响
王力朋1 李吉跃1 王军辉2 何 茜1 苏 艳1
(1 华南农业大学林学院 2 中国林业科学研究院林业研究所，国家林业局林木培育重点实验室)
摘要:为探求楸树不同无性系的生长和氮素吸收利用规律，2011 年 3—8 月，在甘肃省天水市小陇山林科所以 2 年
生楸树无性系1-4、7080 和 015-1 组培苗为试验材料，尿素设置 CK、6、10、14 g /株 4 个处理，研究指数施肥对 3 个楸
树无性系生长和氮素吸收利用效率的影响。结果表明:1)3 个无性系的苗高、地径和总生物量均随施氮量的增加
而先升高后下降，尿素在 10 g /株达到峰值;苗高分别为 142. 1、120. 0、142. 0 cm，比 CK 上升 49%、67%、67%;地径
为 16. 94、16. 13、18. 28 mm，比 CK 提高 18%、36%、30%;总生物量为 193. 13、188. 91、230. 71 g /株，比 CK 上升
65%、57%、66%。2)3 个无性系的氮质量分数和氮含量均表现为叶 ＞根 ＞茎，氮质量分数和氮含量的最大值分别
为 13. 45 ～ 27. 87 g / kg、0. 72 ～ 2. 07 g /株，比 CK 上升 100% ～ 145%、133% ～ 390%。3)无性系 015-1 的表观吸收效
率、施肥效率、生物量收获指数和氮素收获指数分别为 56. 92%、43. 23 g / g、52. 62 g / g、86. 05%，是无性系 1-4 和
7080 的 1. 09 ～ 1. 26 倍;氮素吸收利用参数均随施氮量的增大而显著减小。综合分析得出，指数施肥对楸树无性系
的生长、氮质量分数和氮含量具有显著的促进作用，无性系 015-1 的生长和氮素吸收利用效率高于无性系 1-4 和
7080，3 个无性系的最佳施肥量为尿素 10 ～ 14 g /株。
关键词:楸树;无性系;指数施肥;生长;氮素利用率
中图分类号:S723. 7 文献标志码:A 文章编号:1000--1522(2012)06--0055--08
WANG Li-peng1;LI Ji-yue1;WANG Jun-hui2;HE Qian1;SU Yan1 ． Effects of exponential fertilization
on seedling growth and nitrogen uptake and utilization efficiency of Catalpa bungei clones． Journal
of Beijing Forestry University (2012)34(6)55--62［Ch，32 ref．］
1 College of Forestry，South China Agricultural University，Guangzhou，510642，P． R． China;
2 Institute of Forestry，Chinese Academy of Forestry，Key Laboratory of Tree Breeding and Cultivation of
State Forestry Administration，Beijing，100091，P． R． China．
In order to study the regularity of the growth and nitrogen absorption and utilization of different
Catalpa bungei clones，an exponential fertilization trial was conducted with four nitrogen dose levels
(applying a total of CK，6 ，10，14 g / plant) ，and used two-year-old C． bungei clones 1-4，7080 and
015-1 tissue culture seedlings as experimental material to research the effects of exponential fertilization
on seedling growth and nitrogen uptake and utilization efficiency of C． bungei clones from March to
August 2011 in Xiaolongshan Mountain Forestry Science and Technology Research Institute，Tianshui
City of Gansu Province，northwestern China． Results showed that:1)The height of seedling，ground
diameter and total biomass of C． bungei clones first increased and then decreased with increasing amount
of nitrogen，peaking in the urea 10 g / plant． The height of seedlings was 142. 1，120. 0，142. 0 cm，
rising by 49%，67%，67% than CK． The ground diameter was 16. 94，16. 13，18. 28 mm，rising by
18%，36%，30% than CK． The total biomass was 193. 13，188. 91，230. 71 g / plant，rising by 65%，
57%，66% than CK． 2)The nitrogen concentration and nitrogen content of three C． bungei clones were
expressed as leaf ＞ root ＞ stem． The maximum of nitrogen concentration and nitrogen content were
13. 45--27. 87 g / kg，0. 72--2. 07 g / plant，and increased by 100% --145%，133% --390% respectively
DOI:10.13332/j.1000-1522.2012.06.021
北 京 林 业 大 学 学 报 第 34 卷
compared with CK． 3)The apparent absorption efficiency ，fertilization efficiency，biomass harvest index
and nitrogen harvest index of clone 015-1 were 56. 92%，43. 23 g / g，52. 62 g / g and 86. 05%，which
were 1. 09-1. 26 times of clones 1-4 and 7080． Nitrogen uptake and utilization parameters were
significantly reduced with increasing amount of nitrogen． Comprehensive analysis showed that the effects
of exponential fertilization on growth，nitrogen concentration and nitrogen content of C． bungei clones had
a significant role in promoting． The growth and nitrogen uptake and utilization efficiency of clone 015-1
were greater than clones 1-4 and 7080． The optimum fertilization of three clones was urea 10--14 g / plant．
Key words Catalpa bungei;clone;exponential fertilization;growth;nitrogen use efficiency
苗木质量严重制约造林的成活率，一直是林业
领域的研究热点［1］。苗木形态、养分含量和出圃苗
木养分库是评价苗木质量的 3 个重要指标［2］。加
拿大造林时倾向使用养分含量高的苗木，特别是奢
养吸收的苗木［3］。奢养吸收是指土壤的养分供应
大于植物需求时，植物会过多吸收部分养分贮存在
体内［4］，移植后能够促进苗木的养分再分配、根系
发育和生长，提高其竞争力［5］。研究表明:黄松
(Pinus ponderosa)在造林前氮素处于奢养阶段的苗
木比未奢养的苗木针叶内氮素含量提高 11. 9%，生
物量提高 6%［6］;白云杉(Picea glauca)当氮素为奢
养状态时，氮素的表观养分利用效率 可 达 到
87. 3%，收获指数为 30. 5 g / g［7］。在楸树(Catalpa
bungei)造林中，我国只关注苗高、地径、根系、木质
化程度和病虫害等指标，而不重视苗木的养分状况。
Timmer［8］研究认为，养分达到奢养状态的方法
主要有秋季施肥、整个生长季大量施肥和指数施肥。
指数施肥是指依据苗木不同生长阶段的需养量，采
用与相对生长率相似的养分增加率，通过控制单次
施肥量和施肥次数，诱导奢侈消耗和形成养分载
荷［9］。相对于传统施肥，指数施肥更能满足植物不
同生长时期所需要的养分，更有利于培育健康完整
的根系，也能避免肥料过量对土壤造成污染［10］。指
数施肥已经应用于黑云杉(Picea mariana)、铁杉
(Tsuga heterophylla)、西南桦(Betula alnoides)、长白
落叶松(Larix olgensis)、沉香(Aquilaria agallocha)、
红厚壳(Calophyllum inophyllum)等树种的氮素研
究［11
--16］。
楸树是我国珍贵的用材树种和园林观赏树
种［17］。目前，我国在楸树的生物学特性、良种选育、
造林技术等方面开展了系统研究，并取得了初步成
果［18］。楸树无性系 1-4、7080 和 015-1 的叶长、叶
宽、叶面积和叶片形状具有明显的差异，可能与 3 个
无性系的氮素吸收和分配机制有关;因此，本试验采
用指数施肥方法研究不同氮素水平对 3 个楸树无性
系生长和氮素吸收利用效率的影响，探讨楸树不同
无性系在生长和氮素吸收利用效率方面的差异，以
期在养分管理方面为楸树生产部门提供科学依据和
数据支撑。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验设于甘肃省天水市小陇山林业科学研究所
的塑料大棚。该地区位于 105°54 E、34°28 N，海
拔1 160 m，属于典型的黄土高原地貌，温带半干旱
半湿润季风气候，年均降雨量 600 ～ 800 mm，年均蒸
发量 1 290. 0 mm，年 均 气 温 10. 7 ℃，无 霜 期 约
190 d。
1. 2 试验材料
试验材料为小陇山林业科学研究所培育的组培
苗，选取生长相对一致的 2 年生楸树无性系 1-4、7080
和 015-1 各 48 株。2011 年 3 月采用 35 cm × 35 cm ×
30 cm(底径 × 上口径 × 高)的花盆，每个花盆配
有塑料托盘，盆内套有双层白色塑料袋，每个花盆装
基质约 20 kg。基质是体积比为 7 ∶ 3的森林土和泥
炭土，pH 6. 20，有机质 74. 44 g / kg，全氮 3. 03 g / kg，
全磷 1. 47 g / kg，全钾 20. 29 g / kg，碱解氮 325. 36
g / kg，有效磷 131. 88 g / kg，速效钾 372. 94 g / kg，密
度 0. 96 g / cm3，总孔隙度 63. 64%。施肥前，无性系
1-4、7080 和 015-1 的苗高分别为(26. 11 ± 0. 60)、
(26. 91 ± 0. 44)、(26. 95 ± 0. 43) cm，地径为
(4. 99 ± 0. 07)、(5. 44 ± 0. 06)、(5. 28 ± 0. 06 )
mm。
1. 3 研究方法
1. 3. 1 施肥设计
采用指数施肥模型［12，19］:
Nt = Ns(e
rt － 1)－ Nt－1 (1)
NT = Ns(e
rt － 1) (2)
式中:Nt为在氮素增加率 r 下第 t 次的施氮量，Ns为
苗木的初始氮含量，Nt － 1为包括第 t － 1 次施肥在内
的施氮总量，t 为施氮总次数，r 为氮素增加率，NT
为 t 次施氮后苗木的氮含量。
综合考虑楸树的生长周期和以前楸树施肥经
验，尿素设置 0(CK)、6、10、14 g /株 4 个处理，尿素
的氮含量为 46%，每个处理 12 株;每周施肥 1 次，
共 12 次。试验前(5 月 25 日)取生长相对一致的苗
65
第 6 期 王力朋等:指数施肥对楸树无性系幼苗生长和氮素吸收利用效率的影响
木 9 株洗净，烘干、研磨、过筛后测定得出 3 个楸树
无性系的平均氮含量为 431 mg /株。由此可得:
NT = 0、2. 76、4. 60、6. 44 g /株氮素，t = 12 次，
Ns = 431 mg /株;代入⑵可计算出 4 个处理的 r 值;
然后将 Ns值和 r 值代入⑴，当 t 为 1 ～ 12 时，可计算
出每个处理第 t 次的施氮量 Nt(表 1)。从 5 月 27
日开始施肥，P2O5为 14% 的过磷酸钙 10 g /株，K2O
为 50% 的硫酸钾 5 g /株，均作底肥施入。具体方法
是:用小铲在基质中间位置的东、西、南、北 4 个方位
挖 1 个深度为 10 cm 的小洞，然后将过磷酸钙等量
施入后埋平。尿素和硫酸钾均按处理溶于水中，然
后用烧杯对同一处理的苗木进行等量浇灌。
表 1 楸树无性系指数施肥方案
Tab． 1 Schedule of exponential fertilization for C． bungei clones g·株 － 1
处理 1 周 2 周 3 周 4 周 5 周 6 周 7 周 8 周 9 周 10 周 11 周 12 周 总量
CK 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
N-6 0. 109 0. 136 0. 171 0. 214 0. 268 0. 336 0. 421 0. 527 0. 660 0. 827 1. 035 1. 297 6
N-10 0. 131 0. 171 0. 223 0. 291 0. 379 0. 494 0. 645 0. 841 1. 097 1. 430 1. 865 2. 433 10
N-14 0. 146 0. 196 0. 263 0. 352 0. 472 0. 633 0. 848 1. 136 1. 522 2. 039 2. 732 3. 661 14
图 1 指数施肥对楸树无性系苗高和地径的影响
Fig． 1 Effects of exponential fertilization on height and diameter of C． bungei clones
注:数据为平均值 ± 标准误差;不同小写字母代表同一无性系不同处理间差异显著(P ＜ 0． 05)。下同。
1. 3. 2 指标测定
分别于 5 月 26 日、6 月 23 日、7 月 21 日和 8 月
18 日，每个处理取 3 株相对一致的苗木，先用清水
冲洗干净，再以去离子水润洗。按根、茎、叶分别剪
下，置于烘箱内，85 ℃烘干至恒质量后，用电子天平
(LE-A，广州)称质量测定根、茎、叶的生物量。粉碎
过 0. 5 mm 筛，经 H2SO4-H2O2消煮后用半微量凯氏
定氮法测定根、茎、叶的氮质量分数［20］。按以下公
式求出:
根、茎、叶的氮含量 /(g /株)= 根、茎、叶的氮质
量分数 × 相应的生物量;
总生物量 /(g /株)= 根生物量 + 茎生物量 +
叶生物量;
整株氮含量 /(g /株)= 根氮含量 + 茎氮含
量 + 叶氮含量;
整株氮质量分数 /(g / kg)= 整株氮含量 / 总生
物量。
采用养分参数［21 － 22］，计算氮素的吸收和利用效
率:
表观吸收效率 =(施肥处理的氮增量 － CK 的
氮增量)/ 施氮总量 × 100%;
施肥效率 /(g / g)=(施肥结束后的总生物量 －
施肥前的总生物量)/ 施氮总量;
生物量收获指数 /(g / g)= 施肥结束后的总生
物量 / 施氮总量;
氮素收获指数 = 施肥结束后的氮含量 / 施氮
总量 × 100%。
1. 4 数据处理
用 Excel 2003 对数据进行统计分析和绘图，并
用 SPSS 13. 0 对数据进行方差分析和 Duncan 多重
比较。
2 结果与分析
2. 1 指数施肥对楸树无性系苗高和地径的影响
施肥结束后，同一无性系不同处理间的苗高和
地径都达到了显著性水平(图 1)。3 个无性系的苗
高均随施氮量的增大而呈现先升后降的趋势，都在
N-10 取得最大值，为 142. 1、120. 0、142. 0 cm，分别
比 CK 上升 48. 80%、66. 67%、67. 45%。多重比较
表明:1-4 和 7080 只有 N-10、N-14 间的苗高都无显
著性差异，而其他处理间差异显著;015-1 在 N-14 的
苗高和 N-6、N-10 间无显著差异，而其他处理间差异
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北 京 林 业 大 学 学 报 第 34 卷
显著。地径的变化趋势和苗高一样，都在 N-10 达到
峰值，为 16. 94、16. 13、18. 28 mm，比 CK 提高了
17. 80%、36. 23%、29. 37%。多重比较发现:1-4 在 N-
14 的地径和 N-6、N-10 都无显著差异，而其他处理间
的差异都达到了显著性水平;7080 和 015-1 的 N-6、N-
10、N-14 都分别和 CK 差异显著，而 N-6、N-10、N-14
间都无显著差异。说明在一定施氮范围内，施氮对楸
树无性系的苗高和地径的增长起到了显著的促进作
用，施氮量过大，苗高和地径则有所下降。
2. 2 指数施肥对楸树无性系根、茎、叶氮质量分数
的影响
由图 2 可得:N-6、N-10 和 N-14 的根、茎、叶的
氮质量分数在 5—8 月整体上先下降后升高，而 CK
呈下降趋势。施氮处理的根、茎、叶的氮质量分数在
6—7 月明显下降，可能是因为 6—7 月根、茎、叶生
物量的明显增加引起了楸树体内氮素的稀释效
应［23］。施氮处理的根、茎、叶的氮质量分数在 8 月
明显上升，且各处理间差异也越来越大。可能因为
指数施肥后期施氮量明显加大，导致楸树无性系根、
茎、叶对氮素的奢侈吸收［4］。根、茎、叶的氮质量分
数整体上遵循叶 ＞根 ＞茎。
根、茎、叶的氮质量分数在 6—7 月整体上随着
施氮量的增大而增大。8 月根的氮质量分数均随施
氮量的增加而增大(除 7080 的 N-6 和 N-10) ，都在
N-14 达到峰值，分别为 15. 46、16. 61、15. 13 g / kg，是
CK 的 2. 08、2. 00、2. 11 倍。茎的氮质量分数和根的
氮质量分数表现一致，最大值为 13. 45、14. 18、
14. 50 g / kg，比 CK 上升了 144. 99%、139. 93%、
112. 61%。1-4 和 015-1 叶的氮质量分数均在 N-10
达到峰值，分别为 27. 26、25. 80 g / kg，是 CK 的
2. 28、2. 05 倍;而 7080 在 N-14 取得最大值，为
27. 87 g / kg，比 CK 上升了 136. 19%。
楸树氮质量分数按无性系(1-4、7080、015-1)、
器官(根、茎、叶)、月份(5 月、6 月、7 月、8 月)、处理
(CK、N-6、N-10、N-14)等因素进行多因素方差分析
表明，氮质量分数在无性系间差异不显著(P =
0. 179) ，而在器官、月份、处理间的差异都达到了极
显著性水平(P ＜ 0. 01)。
图 2 指数施肥对楸树无性系根、茎、叶氮质量分数的影响
Fig． 2 Effects of exponential fertilization on nitrogen concentration of roots，stems and leaves of C． bungei clones
2. 3 指数施肥对楸树无性系根、茎、叶氮含量的
影响
由图 3 可知:6—7 月根、茎、叶的氮含量随施氮
量的增大而增大。8 月根的氮含量均随施氮量的增
加而增加，都在 N-14 取得最大值，为 0. 93、1. 12、
1. 17 g /株，比 CK 分别上升 132. 50%、143. 48%、
172. 09%。1-4 和 015-1 在 8 月茎、叶的氮含量随施
氮量的增加呈现先上升后下降的趋势，且在 N-10 最
大;1-4 茎、叶氮含量的最大值分别是 0. 74、1. 96 g /
株，是 CK 的 4. 35、4. 90 倍，015-1 茎、叶氮含量的最
大值是 0. 88、2. 07 g /株，分别是 CK 的 3. 26、4. 31
倍。7080 在 8 月茎、叶的氮含量随施氮量的增加而
增加，最大值分别是 0. 72、1. 64 g /株，比 CK 上升了
350. 00%、218. 18%。
8 月施氮处理根、茎、叶氮含量相对于 5 月的增
幅为 57. 02% ～ 67. 37%，远高于 6 月(4. 38% ～
24. 58%)和 7 月(7. 14% ～ 19. 58%)。可能因为 8
月施氮量的明显加大，导致根、茎、叶的氮质量分数
和生物量都显著增加;CK 由于氮素缺乏，根系吸收
表面积减小，向地上部的输氮量减少，使地上部分生
长受阻，导致氮含量和生物量增加无明显提高［24］。
根、茎、叶的氮含量整体上遵循叶 ＞ 根 ＞ 茎。
楸树氮含量按无性系(1-4、7080、015-1)、器官
(根、茎、叶)、月份(5、6、7、8 月)、处理(CK、N-6、
N-10、N-14)等因素进行多因素方差分析表明:氮含
量在无性系、器官、月份、处理间的差异都分别达到
了极显著性水平。
2. 4 指数施肥对楸树无性系氮素吸收和利用效率
的影响
表观吸收效率表示氮素的吸收情况，而施肥效
率、生物量收获指数和氮素收获指数可表示氮素的
利用情况。由表 2 可知，氮素吸收和利用参数均随
施氮量的增大而减小。双因素方差分析表明，氮素
吸收和利用参数在无性系间、处理间的差异都分别
85
第 6 期 王力朋等:指数施肥对楸树无性系幼苗生长和氮素吸收利用效率的影响
图 3 指数施肥对楸树无性系根、茎、叶氮含量的影响
Fig． 3 Effects of exponential fertilization on nitrogen content of roots，stems and leaves of C． bungei clones
表 2 指数施肥对楸树无性系氮素吸收和利用效率的影响
Tab． 2 Effects of exponential fertilization on nitrogen uptake and utilization efficiency of C． bungei clones
无性系 处理
表观吸收效率 /
%
施肥效率 /
(g·g － 1)
生物量收获指数 /
(g·g － 1)
氮素收获指数 /
%
N-6 61. 48 ± 8. 78a 50. 51 ± 1. 54a 59. 62 ± 1. 43a 96. 37 ± 4. 69a
1-4
N-10 56. 58 ± 7. 04a 36. 52 ± 0. 95b 41. 99 ± 0. 91b 77. 51 ± 3. 82b
N-14 38. 79 ± 3. 19b 24. 75 ± 0. 40c 28. 66 ± 0. 45c 53. 74 ± 1. 94c
平均值 52. 28 37. 26 43. 42 75. 87
N-6 63. 37 ± 7. 35a 49. 33 ± 1. 81a 56. 95 ± 1. 96a 101. 89 ± 3. 32a
7080
N-10 47. 29 ± 3. 94b 36. 50 ± 1. 21b 41. 07 ± 1. 52b 70. 41 ± 1. 77b
N-14 37. 53 ± 2. 59b 24. 26 ± 0. 51c 27. 52 ± 0. 35c 54. 04 ± 1. 60c
平均值 49. 40 36. 70 41. 85 75. 45
N-6 68. 68 ± 8. 12a 60. 37 ± 1. 51a 74. 25 ± 1. 94a 111. 77 ± 3. 00a
015-1
N-10 60. 52 ± 9. 79a 42. 84 ± 0. 71b 51. 17 ± 1. 76b 86. 37 ± 4. 68b
N-14 41. 55 ± 1. 16b 26. 48 ± 0. 16c 32. 43 ± 0. 62c 60. 02 ± 0. 25c
平均值 56. 92 43. 23 52. 62 86. 05
无性系 3. 10 * 31. 37＊＊ 55. 05＊＊ 11. 05＊＊
F 值 处理 34. 85＊＊ 477. 41＊＊ 474. 10＊＊ 172. 50＊＊
无性系 ×处理 0. 76 4. 85＊＊ 6. 25＊＊ 1. 49
注:* 和＊＊分别表示在 0. 05 及 0. 01 水平上差异显著。
95
北 京 林 业 大 学 学 报 第 34 卷
达到了显著或极显著性水平，施肥效率和生物量收
获指数的无性系和处理间的交互效应也达到了极显
著性水平。同一处理的表观吸收效率都遵循 015-1
(68. 68%、60. 52%、41. 55%) ＞ 1-4 (61. 48%、
56. 58%、38. 79%) ＞ 7080 (63. 37%、47. 29%、
37. 53%) ，同一处理的施肥效率都表现为 015-1
(60. 37、42. 84、26. 48 g / g)＞ 1-4(50. 51、36. 52、
24. 75 g / g)＞ 7080(49. 33、36. 50、24. 26 g / g) ，同一
处理的生物量收获指数都遵循 015-1(74. 25、51. 17、
32. 43 g / g)＞ 1-4(59. 62、41. 99、28. 66 g / g)＞ 7080
(56. 95、41. 07、27. 52 g / g) ，同一处理的氮素收获指
数都表现为 015-1(111. 77%、86. 37%、60. 02%)大
于 1-4 (96. 37%、77. 51%、53. 74%)和 7080
(101. 89%、70. 41%、54. 04%)。3 个无性系氮素吸
收和利用效率参数的平均值都遵循:015-1 ＞ 1-4 ＞
7080。说明 015-1 的表观吸收效率、施肥效率、生物
量收获指数和氮素收获指数明显高于 1-4 和 7080。
2. 5 指数施肥对楸树无性系总生物量、总氮质量分
数和总氮含量的影响
施肥结束后，楸树无性系的总生物量均随施氮
量的增加而呈“升—降”趋势，都在 N-10 达到峰值，
分别为 193. 13、188. 91、230. 71 g /株，比 CK 上升
64. 58%、57. 33%、65. 85%。总氮质量分数均随施
氮量的增加而增大，都在 N-14 取得最大值，为
18. 74、19. 64、18. 52 g / kg，比 CK 提高 128. 26%、
121. 67%、116. 10%。1-4和 015-1 的总氮含量随施
氮量的增加而呈现先上升后下降的趋势，都在 N-10
达到峰值，分别为 3. 57、3. 97 g /株，比 CK 上升
271. 88%、233. 61%;7080 的总氮含量随施氮量的
增加而增加，最大值为 3. 48 g /株，比 CK 提高
228. 30%。方差分析表明，同一无性系不同处理间
总生物量、总氮质量分数和总氮含量都分别达到了
极显著性水平。比较总生物量、总氮质量分数和总
氮含量的最大值与 CK 的增长量发现(表 3) :总生
物量的增长量遵循 015-1(91. 60 g /株)＞ 1-4(75. 78
g /株)＞ 7080(68. 84 g /株) ;总氮质量分数的增长量
表现为 7080(10. 78 g / kg)＞ 1-4(10. 53 g / kg)＞ 015-1
(9. 95 g / kg) ;总氮含量的增长量遵循 015-1(2. 78 g /
株)＞ 1-4(2. 61 g /株)＞ 7080(2. 42 g /株)。说明
7080 的总氮质量分数增长量高于1-4和 015-1，但在总
生物量和总氮含量增长量上，015-1 比 1-4 和 7080 更
有优势。
表 3 指数施肥对楸树无性系总生物量、总氮质量分数和总氮含量的影响
Tab． 3 Effects of exponential fertilization on total biomass，total nitrogen concentration and total nitrogen of C． bungei clones
无性系 处理 总生物量 / (g·株 － 1) 总氮质量分数 / (g·kg － 1) 总氮含量 /(g·株 － 1)
CK 117. 35 ± 2. 04c 8. 21 ± 0. 21c 0. 96 ± 0. 01c
N-6 164. 54 ± 3. 94b 16. 18 ± 0. 83b 2. 66 ± 0. 13b
1-4 N-10 193. 13 ± 4. 19a 18. 44 ± 0. 53a 3. 57 ± 0. 18a
N-14 184. 57 ± 2. 89a 18. 74 ± 0. 49a 3. 46 ± 0. 12a
P 0 0 0
CK 120. 07 ± 2. 18c 8. 86 ± 0. 21c 1. 06 ± 0. 03c
N-6 157. 18 ± 5. 40b 17. 16 ± 0. 32b 2. 81 ± 0. 09b
7080 N-10 188. 91 ± 6. 99a 17. 90 ± 0. 04b 3. 24 ± 0. 08a
N-14 177. 24 ± 2. 28a 19. 64 ± 0. 54a 3. 48 ± 0. 10a
P 0 0 0
CK 139. 11 ± 8. 60c 8. 57 ± 0. 17c 1. 19 ± 0. 05c
N-6 204. 93 ± 5. 36b 15. 08 ± 0. 58b 3. 09 ± 0. 08b
015-1 N-10 230. 71 ± 8. 12a 16. 91 ± 1. 06ab 3. 97 ± 0. 22a
N-14 208. 82 ± 3. 99b 18. 52 ± 0. 40a 3. 87 ± 0. 02a
P 0 0 0
3 结论与讨论
3. 1 指数施肥对楸树无性系生长的影响
施肥可以促进苗高、地径的生长和生理代谢，增
加苗木生物量，提高合格苗总产量，是培育优质苗木
的关键技术之一［25］。楸树适宜在 3 月上旬至 4 月
上旬或 11 月中下旬造林，苗木标准要达到二级以
上，即苗高和地径要分别高于 3. 0 m、25 mm，枝干灰
绿色，充分木质化，根系发达完整［26］。楸树苗期苗
高和地径的速生期分别从 6 月上旬、5 月下旬开始，
生长峰值出现在 7 月中上旬，速生期分别在 9 月初、
8 月下旬结束，均为明显的“慢-快-慢”节律［27］。本
试验中，5—8 月的持续施肥引起了楸树无性系苗
高、地径和总生物量的显著提高，均在 N-10 达到最
大值，015-1 的苗高、地径和总生物量整体上高于1-4
和 7080。说明适量施氮能促进楸树无性系的生长，
过量施氮抑制了楸树无性系的生长，不同无性系因
基因型的差异而生长有所不同。
3. 2 指数施肥对楸树无性系氮质量分数和氮含量
的影响
施肥能提高根、茎、叶的氮含量，而苗木氮含量
的提高对苗木生长和抗逆性有极大的促进作用［23］，
06
第 6 期 王力朋等:指数施肥对楸树无性系幼苗生长和氮素吸收利用效率的影响
云杉造林时养分大的苗木能显著提高苗木生长和养
分含量［28］，蓝桉(Eucalyptus globulus)苗木氮含量为
1. 25% 的苗木抗寒性高于 0. 89% 的苗木［29］;所
以，初始氮含量较小的差异在造林效果中可能放大
若干倍。本研究认为:指数施肥对楸树无性系根、
茎、叶的氮质量分数具有显著的促进作用，8 月根、
茎、叶的氮质量分数的最大值比 CK 高达 1. 00 ～
2. 45 倍，然而氮质量分数在不同无性系间差异不显
著。指数施肥对根、茎、叶氮含量的促进作用更加明
显，8 月根、茎、叶氮含量的最大值是 CK 的 2. 33 ～
4. 90 倍，氮含量在不同无性系间的差异达到了极显
著性水平。
3. 3 指数施肥对楸树无性系氮素吸收利用效率的
影响
研究表明:过量施氮增产效果并不明显，甚至可
能降低产量，氮肥利用率随着施氮量的增加而降
低［30］;90% 的氮肥未被植物吸收，大部分以硝态氮
残留在土壤中，极易由淋洗或硝化-反硝化作用损
失，造成环境污染［31］。本研究中，随着施氮量的增
加，3 个楸树无性系的表观吸收效率、施肥效率、生
物量收获指数和氮素收获指数均明显下降。7080
和 015-1 在 N-6 的氮素收获指数分别为 101. 89%、
111. 77%，说明尿素 6 g /株远远不能满足 7080 和
015-1 的氮需求。3 个楸树无性系在 N-14 处理的生
物量收获指数分别为 28. 66、27. 52、32. 43 g / g，是
N-10的 68. 25%、67. 01%、63. 38%，说明尿素 14 g /
株已明显超出 3 个楸树无性系的氮需求。造林中，
传统施肥方式一般都为大量施肥，氮素的吸收利用
效率严重低下，可能是由于只施基肥，不施或少施追
肥所致。所以我们建议根据楸树的生长和需肥特
点，采用“少施多次”的指数施肥方法，从而提高楸
树的氮素吸收利用效率和造林成活率。
3. 4 3 个楸树无性系最佳施氮量的确定
随着施氮量的增加，苗木体内氮素呈现贫养、奢
养、毒害等 3 个状况。贫养为施氮量不能满足植物
生长的需求，生物量、氮含量、氮质量分数均随施氮
量的增加而增加;奢养为施氮量大于植物生长需求
量，氮含量和氮质量分数随着施氮量的增加而增加，
而生物量无明显变化;毒害则是施氮量远远超过了
植物本身所能承受的阈值，虽然氮质量分数仍随施
氮量的增加而增加，但是生物量和氮含量则明显下
降［11］。本试验中，1-4、7080、015-1 的总生物量均随
施氮量的增加而先上升后下降。总氮质量分数均随
施氮量的增加而增加，1-4 和 015-1 的总氮含量和总
生物量表现一样，而 7080 的总氮含量随施氮量的增
加而增加。015-1 在 N-10 的总生物量和 N-14 间差
异显著，7080 在 N-10 的总氮质量分数和 N-14 差异
显著。所以，7080 处于奢养阶段，1-4 和 015-1 处于
中毒阶段。黑云杉和北美红栎(Quercus rubra )的适
宜施氮量为 30 ～ 64、25 ～ 100 mg /株［11，32］;西南桦的
适宜施氮量是 200 ～ 400 mg /株［13］;施氮量为24. 3 ～
33. 7 mg /株时，长白落叶松可获得较高的生物量和
氮素利用效率［14］;马来沉香(Aquilaria malaccensis)
和土沉香(Aquilaria sinensis)的生长、生物量和光合
生理指标在施氮量为 3 000 mg /株时趋于稳定［15］;
200 mg /株是满足红厚壳幼苗生长的临界点［16］。本
研究中，N-14 的苗高、地径和总生物量相对 N-10 有
所下降，各器官的氮质量分数和氮含量处于奢养或
中毒阶段，N-14 的表观吸收效率、施肥效率、生物量
收获指数和氮素收获指数均显著低于 N-10，说明楸
树无性系在 N-14 时已明显存在施氮量过多而造成
氮素浪费的问题，所以尿素 10 ～ 14 g /株是 3 个楸树
无性系的最佳施肥量。
参 考 文 献
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(责任编辑 李 丰刀女)
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