--同猪苓菌核分离营undary的研究

1、不同浓度指数施肥对美丽异木棉等3个树种幼苗生长的影响 生态环境学报 2021, 224: 619-624 /0. Ecology and Environmental Sciences E-mail: editorjeesci 不同浓度指数施肥对美丽异木棉等 3 个树种幼苗生长的影响 丁晓纲,刘喻娟,张晓珊,张应中,蔡坚,贾朋,陈清凤 广东省林业科学研究院,广东 广州 510520摘要: 基于植物生长模型, 考虑到植株体内养分含量的稳定性, 本实验采用指数施肥法对美丽异木棉、 红花荷和黄花风铃木3 种华南地区常见园林树种幼苗进行 N 素指 数施肥试验。 结果说明, 氮素指数施肥能给植物的生长、

2、植物的根系和叶片带来显著的影响: (1)不同氮素处理间幼苗生长差异显著,其中美丽异木棉处理5 000 mg 的苗高、地径及总干质量表现为最佳状态, 红花荷与黄花风铃木的处理4 000 mg 效果最好。3 个树种幼苗各生长指标受 N 素影响的 程度表现各不相同。 (2)3 个树种各处理间幼苗的根系变化有差异。 美丽异木棉和红花荷幼苗根系的体积、 外表积、 投影面积均呈现出先上升后下降再上升的趋势。 氮素对根系长度、 根系的平均直径、 根尖数、 分叉数、 交叉数的影响在 3 个树种 上有不同的表现。 (3)3 个树种各处理间幼苗叶片的变化有显著差异。 氮素对叶片的影响表现出相似的规律性变化, 几乎

3、所有幼苗的叶片长宽比随着氮素的施入,趋势根本保持稳定,而叶面积、叶片周长、穿孔数量等指标变化有差异。 关键词:氮素营养;指数施肥;生长量;根系;叶片 中图分类号:S725.5 文献标志码:A 文章编号:1674-5906 (2021)04-0619-06引用格式: 丁晓纲, 刘喻娟, 张晓珊, 张 应中, 蔡坚, 贾朋, 陈清凤. 不同浓度指数施肥对美丽异木棉等 3 个树 种幼苗生长的影响J. 生态 环境学报, 2021, 224: 619-624DING Xiaogang, LIU Yujuan, ZHANG Xiaoshan, ZHANG Yingzhong, CAI Jian, JIA

4、Peng, CHEN Qingfeng. Effects of different concentrations of exponential fertilization on the growth of Chorisia speciosa and other two tree species seedlings J. Ecology and Environmental Sciences, 2021, 224: 619-624选择合理的施肥方法, 对提高苗木氮素利用效 目前, 指数施肥技术在我国林业上已取得一些率、 产量、 品质及保护生态环境非常重要。 指数施 研究成果, 国内外已将指数施肥法

5、应用于其他树种18-21肥技术是 按植物的生 长曲线 即指数方程 来施加肥 的氮素营养研究 , 但关于美丽异木棉、 红花荷、1 2-4料 , 大量研究结果 说明: 指数施肥方法既可满 黄花风铃木指数施肥的研究尚未见报道, 本工程对足植物不同生长时期所需要的养分, 提高养分利用 上述 3 种华南重要木本花卉树种进行不同浓度的指效率, 增强生存竞争力, 节省肥料, 也可防止多余 数施肥试验, 旨在探究指数施肥对 3 个树种幼苗的的肥料对土壤造成污染。 生长以及根系和叶片的特性的影响, 为其合理施肥氮素是植物体内分布最广的营养元素之一, 是 及制定栽培集约管理措施提供科学理论依据。 构成各种重要有机

6、化合物 (如氨基酸、 蛋白质、 核 1 材料与方法 酸等) 不可缺少的组成成分。 由李比希的最小养分 1.1 试验材料 律可知, 在各种矿质元素含量相同且均未到达充分 2021 年 10 月, 选取生 长正 常且均 匀一 致的美供给的情况下, 植株首先会表现出缺氮的病症, 增 丽 异木棉 、 红花 荷和黄 花风 铃木 3 个树 种幼苗 作为施其他营养元素远没有施氮效果好。 随着生长量的 本 次试验 材料 (表 1 ) , 平 均高度 分别 约为 20 、15 、增加, 植物体内的氮素含量不断减少。 为了防止植 10 cm。 试 验 在 广东省 林业 科学研 究院 的温室 中进株由于生长消耗导致

7、的养分胁迫, 需要及时补充氮表 1 试验树种分类学名 素以促进植株生长。Timmer 和 Armstrong 于 20 世Table 1 The list for trial trees纪 80 年代提出了满足植物生长需要的氮素指数施中文名(别名) 科,属 学名 肥法, 并对美国红松容器苗进行了不同剂量指数施美丽异木棉 美人树 木棉科,异木棉属 Chorisia speciosa 肥与常规施肥的比照研究。 此后, 指数施肥法被广Rhodoleia championii 红花荷 红苞木 金缕梅科,红花荷属 Hook. f泛地应用于黑云杉、 牧豆树、 杉木、 白云杉等树种5-17 黄花风铃木 伊蓓

8、树 紫葳科,风铃木属 Camellia semiserrata Chi.的氮素施肥研究中 。基金工程:广东省林业科技创新专项资金工程2021KJCX010 作者简介:丁晓纲(1978 年生) ,男,高级工程师,博士,研究方向:森林培育。E-mail: dxgbluehotmail 收稿日期:2021-01-06 620 生态环境学报 第 22 卷第 4 期(2021 年 4 月) 行 ,先用 蒸馏 水将根 部携 带的基 质反 复冲洗 干净 , 1.2 测定方法 然 后将苗 移植 到盛有 等量 混合基 质( 泥炭、 蛭石 、 1.2.1 地径苗高及生物量的测定 珍 珠岩的 比例为 3 2 2 )

9、 的塑料 盆中, 盆的规格 2021 年 2 月,每个小区随机抽取 20 株苗木,为 8.5 cm6 cm7 cm。 为 了防止 水肥 流失, 盆内 测定苗高地径。 再随机抽取 7 株用来进行生物量的套 有白色 塑料 袋。 测定, 先用蒸馏水将苗冲洗干净, 然后在根茎处将试验开始前, 向塑料盆中装入高压灭菌过的混 其分为地上和地下两局部,之后放入 65 的烘箱合基质, 记下盆和基质的初始质量 m 。 向基质中淋 内连续烘 48 h 至恒质量,分别称取干质量。 0足蒸馏水,使之到达饱和,在盆上部盖上塑料板, 1.2.2 根系和叶片指标的测定 防止水分蒸发, 自然控干 24 h , 这样反复 3

10、次, 以 试验结束时, 每个小区随机抽取 5 棵生长均匀保证基质充分饱和, 接下来的一次被认为基质到达 健康的植株 ,扫描法测 根系和叶片 。用 Microtek 了 饱和状 态, 并记下 此时 盆和基质的 质量 m ,那么 ScanMaker 9700XL 获取根系图像。运用万深 LA-S1( m -m )为 该基质 的 最大持 水 量Timmer and 植物根系分析系统和万深 LA-S 叶面分析系统对幼1 0Armstrong, 1989 。 根据美丽异木棉等 3 个树种幼苗 苗根系和叶片进行处理。 的生长需水特性, 以 70% 的最大持水量作为初始灌 1.3 数据分析 溉量, 然后把盆

11、袋基质苗水的总质量作为今后每天 运用 SPSS11.0 统计软件对数据进行方差分析称量浇水的标准, 灌溉量可以根据天气情况和苗木 和 Duncan 多重比拟。 运用万深 LA-S 植物根系分析需水要求进行适当调整。 移苗后, 从第 3 周开始施 系统和万深 LA-S 叶 面分析系统对幼苗根系和叶片肥, 设 6 个施肥处理, 分别是 0 、1000 、2000 、3000 、 进行处理。 4000 、5000 mg/ 株氮肥,每个小区 2 个苗盘,24 2 结果与分析讨论 株/ 盘,4 次重 复。 肥料选 用一 种加拿 大水 溶性肥 2.1 氮素营养对美丽异木棉等 3 个树种根系的影响 Plan

12、t Products 20 20 20 N P K plus 不同浓度 N 素指数施肥处理下的美丽异木棉micromutrients Co. Ltd., Brampton, Ontario Salifu, 苗期苗高和生物量之间差异不显著, 而红花荷和黄Timmer, and Hawkins, 2003; Miller and Hawkins, 花风铃苗期苗高和生物量之间存在着显著的差异;2003; Burgess and Mitchell, 2005 ,每周施肥 1 次, 同时, 美丽异木棉 苗期地径之 间存在着显 著的差合计施肥 12 次,施入量根据每次的施 N 量进行计 异, 而红花荷和黄

13、花风铃苗期地径之间差异不显著算(Timmer, 1996 ) 。 为了 减小边际效应, 在试验过 (P0.05 ,表 2 ) 。 程中, 每隔 2 周移动 1 次苗盘。 温室白天的平均温 由表 2 可知,经指数施肥处理( )的 3度为 20 27 ,平均湿度为 23% 68% 。 个树种苗高和地径均显著大于对照处理 。其中,表 2 不同浓度指数施肥对美丽异木棉等 3 个树种生长表现及生物量的影响 Table 2 Effects of different concentrations of exponential fertilization on growth performanceand Bi

14、omass of Chorisia speciosa and other two tree species seedlings 树种 处理 苗高 h/cm 地径 d/mm 地上局部鲜质量 m /g 地下局部鲜质量 m /g 总干质量 m /gf f dN0 20.40a 8.09b 3.87b 6.80a 2.51a N1000 22.43a 8.96ab 6.42a 9.15a 4.06a 美丽异木棉 N2000 22.16a 8.55b 5.87ab 7.39a 4.44a Chorisia speciosa N3000 21.91a 8.40b 3.78b 7.38a 3.50a N40

15、00 21.64a 9.23ab 7.75a 8.11a 4.54a N5000 23.47a 10.18a 8.27a 7.40a 5.40a N0 17.06b 4.34a 4.27b 4.77a 1.64b N1000 20.19ab 4.36a 9.24a 10.35a 4.97a 红花荷 N2000 19.48ab 4.38a 8.15ab 7.67a 3.95ab Rhodoleia championii Hook. f. N3000 20.91ab 4.78a 5.3ab 4.45a 2.14b N4000 22.20a 4.97a 8.67a 9.40a 4.36ab N500

16、0 17.49b 4.46a 8.12ab 7.07a 3.80ab N0 11.50b 3.51b 2.42a 6.47a 1.58a N1000 13.30a 3.92ab 2.93a 9.25a 2.58a 黄花风铃木 N2000 11.80b 3.55b 2.89a 8.38a 2.23a Tabebuia chrysotricha N3000 13.20a 3.95ab 2.61a 6.92a 2.06a N4000 13.60a 4.22a 3.25a 9.74a 2.66a N5000 13.10a 4.01ab 2.83a 6.21a 1.67a 表中字母为 Duncan 多重

17、比拟结果,每栏中处理间相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著 P 0.05 丁晓纲等:不同浓度指数施肥对美丽异木棉等 3 个树种 幼苗生长的影响621 美丽异木棉处理 的苗高、 地径及总干质量表现为 其长度、 体积、 外表积、 投影面积、 分叉数根本上最正确状态,分别是处理的 1.15 、1.26 和 2.15 倍。 都呈现出先升高后降低再升高的趋势; 而根系平均从各处 理间美丽异 木棉苗期生 长表现的变 化情况 直径呈现先上升后下降的趋势, 交叉数呈现逐步上分析, 各生长指标受 N 素影响大小的顺序为: 地径 升的趋势, 其根尖数呈现出 2 次先下降后上升的趋总干质量苗高; 红花荷各处

18、理中处理 的效果 势。 最好, 苗高、 地径及总干质量分别是对照处理的 2.2.2 对红花荷幼苗根系的影响 1.30 、1.15 和 2.66 倍。 从各处理间红花荷苗期生长 经过数据的多重比拟分析发现, 不同浓度 N 素表现的变化情况分析, 各生长指标受 N 素影响大小 指数施肥处 理对红花荷 根系的影响 差异较显著的顺序为: 总干质量苗高地径; 黄花风铃木各 (P0.05 ) 。 处理中处理的苗高、 地径及总干质量表现为最正确 由表 3 分析得出:处理后的红花荷根系体积、状态,分别是对照处理的 1.18 、1.20 和 1.68 倍。 外表积、 投影面积均随着氮素的不断施入呈现出先从各处

19、理间黄花风 铃苗期生长 表现的变化 情况分 上升后下降再上升的趋势; 其长度、 交叉数、 根尖析, 各生长指标受 N 素影响大小的顺序为: 苗高 数以及分叉数呈现出恰好相反的趋势, 即先下降后地径总干质量。 上升; 根系的平均直径那么呈现出先上升后下降再上2.2 氮素营养对美丽异木棉等 3 个树种根系的影响 升、下降最后上升的趋势。 2.2.1 对美丽异木棉幼苗根系的影响 2.2.3 对黄花风铃木根系的影响 经过数据的多重比拟分析发现, 不同浓度 N 素 经过数据的多重比拟分析发现, 不同浓度 N 素指数施 肥处理对美 丽异木棉的 根系的影响 差异不 指数施 肥处理对黄 花风铃木根 系的影响差

20、 异不显显著 (P0.05 ) , 原因可能是施入量尚未到达其要求, 著P0.05 ,具体原因另行分析。 引起的根系变化不明显, 或者是其他原因所致, 具 由表 3 分析得出经处理后的黄花风铃木根系长体原因另行分析。 度呈现重复下降再上升的趋势, 其体积、 外表积以由表 3 分析得出经处理后的美丽异木棉的根系 及投影面积呈现先下降后上升再下降的趋势, 其平表 3 不同浓度指数施肥对美丽异木棉等 3 个树种根系的影响 Table 3 Effects of different concentrations of exponential fertilization on root of Choris

21、ia speciosa and other two tree species seedlings 处理 树种 根系指标 N0 N1000 N2000 N3000 N4000 N5000 长度/cm 141.38 4.07a 158.00 74.29a 139.27 31.80a 167.08 15.20a 166.3451.15a 236.55100.63a 2139.84a 美 2439.32a 丽 3体积/cm 208.52129.85a 220.0738.04a 277.60183.86a 310.56101.48a 172.1339.14a 305.85255.60a 异 1.88a

22、棉 177.25a109.34a 4.16a 283.52a 248.65ab 2152.84ab 红 38ab 200.60111.77ab 300.4768.13a 179.1277.30ab 荷 7a81.18a 30.65b 230.65a 黄 296.29a 花 33a 238.6250.34a 224.4663.03a 风 0.79a 木 10.03a 110.6710.07a 137.3325.42a 152.3374.10a 4.93a 表中字母为 Duncan 多重比拟结果,每栏中处理间相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著 P 0.05 622 生态环境学报 第 22

23、 卷第 4 期(2021 年 4 月) 均直径、 交叉数以及分叉数呈现先下降后上升的趋 由表 4 分析得出, 处理后 的红花荷叶片叶面积、势, 而根尖数呈现与平均直径相反的趋势, 即先上 叶片面 积以及穿孔 数量随着氮 素的不断施 入呈现升后下降。 出 2 次先上升后下降的趋势, 其叶片长宽比根本保2.3 氮素营养对美丽异木棉等 3 个树种幼苗叶片 持稳定, 而叶片的叶片周长以及包膜呈现出与叶面的影响 积等相反的趋势,即 2 次先下降后上升。 2.3.1 对美丽异木棉幼苗叶片的影响 2.3.3 对黄花风铃木叶片的影响 经过数据的多重比拟分析发现, 不同浓度 N 素 经过数据的多重比拟分析发现,

24、 不同浓度 N 素指数施 肥处理对美 丽异木棉叶 片的影响差 异不显 指数施 肥处理对黄 花风铃木叶 片的影响差 异不显著P0.05 ,原 因可能 是施 入量尚 未达 到其要 求, 著P0.05 ,具体原因另行分析。 导致叶片的变化不明显, 或者是其他原因所致, 具 由表 4 分析得出, 处理后的黄花风铃木叶片叶体原因另行分析。 面积、 叶片面积以及穿孔数量呈现先上升后下降再由表 4 分析得出,美丽异木棉的叶片叶面积、 上升的趋势, 其叶片长宽比呈现稳定趋势, 而叶片叶片面 积以及穿孔 数量随着氮 素的不断施 入呈现 周长以及包膜那么呈现与叶面积相反的趋势, 即先下出 2 次先下降后上升的趋势

25、, 叶片周长以及包膜呈 降后上升再下降。 现出 2 次先上升有下降的趋势, 正好与叶面积以及 3 结论 叶片面 积的趋势相 反,其叶片 长宽比根本 保持稳 (1 ) 不同浓度 N 素指数施肥处理的美丽异木棉定, 这说明氮素的施入对美丽异木棉幼苗叶片的长 等 3 树种幼苗间各项生长差异极显著 , 美丽异木棉与宽的影响根本一致。 处理 的苗 高、地径及总干质量表现为最正确状态 ,2.3.2 对红花荷幼苗叶片的影响 分别是处理 的 1.15 、1.26 和 2.15 倍;红花 荷处经过数据的多重比拟分析发现, 不同浓度 N 素 理 的处理效果最好, 苗高、 地径 及总干质量分 别指数施肥处 理对红花

26、荷 叶片的影响 差异较显著 是处理 的 1.30 、1.15 和 2.66 倍; 黄花风铃 木处(P0.05 ) 。 理 的苗高、 地 径及 总干质量表现为最正确状态, 分表 4 不同浓度指数施肥对美丽异木棉等 3 个树种幼苗叶片的影响 Table 4 Effects of different concentrations of exponential fertilization on leaves of Chorisia speciosa and other two tree species seedlings 处理 树种 根系指标 N0 N1000 N2000 N3000 N4000 N5

27、000 23 361.89a 14 412.叶面 美 2面积/mm 丽 叶片 611.7282.43a 998.00390.52a 1 123.23317.59a 496.4985.45a 819.97609.92a 617.9439.70a 异 周长/mm 木 0.06a 棉 6.81a 603.99a 0.00 a 2叶面 2面积/mm 红 叶片 1 299.33309.13a 1 202.80466.56a 1 576.24595.93a 1 597.33363.71a 1 221.19433.82a 858.87158.52a 花 周长/mm 荷 0.40a ab 18.3311.72

28、ab 16.004.58b 383.40a 2叶面 黄 2面积/mm 花 叶片 1 331.581 135.36a 756.39159.05a 816.19228.44a 1 373.321281.31a 843.17412.77a 826.58252.99a 风 周长/mm 铃 叶片长宽比 2.100.03a 2.100.10a 2.070.07a 2.080.22a 1.990.08a 2.140.08a 木 3.61a 242.29a 表中字母为 Duncan 多重比拟结果,每栏中处理间相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著 P 0.05 丁晓纲等:不同浓度指数施肥对美丽异木棉等

29、3 个树种 幼苗生长的影响623 Research, 2000, 305:744-752别是处理 的 1.18 、1.20 和 1.68 倍。 从各处理 间 34 DUMROESE R K, PAGE-DUMROESE D S, SALIFU K F, et al种树种苗期生长表现的 变化情况 分 析 , 美 丽异木棉Exponential fertilization of Pinus monticola seedlings: nutrient uptake 各生长指标受 N 素影响 大小的顺序 为 : 地 径总干efficiency, leaching fractions, and earl

30、y outplanting performanceJ质量苗高; 红花荷各生 长指标受 N 素影响大小的Canadian Journal of Forest Research, 2005,3512:2961-2968顺序为 : 总干质量 苗 高地径 ; 黄花风铃木各 生5 黄德明. 作物营养和科学施肥M. 北京: 农业出版社,1992:58-62长指标受 N 素影响大 小 的顺序为: 苗高 地 径总6 TIMMER V R, ARMSTRONG G. Growth and nutrition of 干质量。 containerized Pinus resinosa at exponentiall

31、y increasing nutrient (2 ) 随着氮素的逐步施入, 其对各种幼苗的根 additionsJ. Canadian Journal of Forest Research, 1987, 17: 644-6477 TIMMER V R, ARMSTRONG G, MILLER B D. Steady-state nutrient 系产生了不同的影响。 美丽异木棉处理 的根系表preconditioning and early outplanting performance of containerized 现出最正确状态, 长度、 投影面积、 外表积、 根尖数、black sp

32、ruce seedlingsJ. Canadian Journal of Forest Research, 1991, 分叉数、 交叉数分别是处理 的 1.67 、1.47 、1.47 、21: 585-5941.47 、1.55 、2.20 和 4.76 倍;美丽异木棉根系生长8 TIMMER V R, MILLER B D. Effects of contrasting fertilization and 指标受 N 素影响的大小顺序为: 交叉数分叉数moisture regimes on biomass, nutrients, and water relations of 体积 长度根尖

33、 数投影面 积外表积 平均container grown red pine seedlingsJ. New Forests, 1991, 5: 335-348直径。 红花荷处理 的根系表现出最正确状态, 投影9 IMO M, TIMMER V R. Nitrogen uptake of mesquite seedlings at 面积、 外表积 、 体积、 平均 直径分别是处理 的 1.49 、 conventional and exponential fertilization schedulesJ. Soil Science Society of America Journal Ameri

34、ca Journal, 1992, 56: 927-9341.49 、2.00 和 1.78 倍; 红花荷根系生长指标受 N 素10 MALIK V, TIMMER V R. Interaction of nutrient-loaded black spruce 影响的大小顺序为: 交叉数体积分叉数平均seedlings with neighbouring vegetation in greenhouse environmentsJ直径外表积投影面积长度根尖数。 黄花风Canadian Journal of Forest Research, 1995, 25: 1017-1023铃木根系 6

35、个处理之间差距不大, 整体来看 的根11 TIMMER V R. Exponential nutrient loading: a new fertilization 系表现出最正确状态, 其投影面积、 外表积、 体积分technique to improve seedling performance on competitive sitesJ别是处理 的 1.06 、1.06 和 1.22 倍; 黄花风铃木根New Forests, 1996, 13: 275-295系生长指标受 N 素影响的大小顺序为: 平均直径12 MILLER B D, TIMMER V R. Nutrient dyna

36、mics and carbon 投影面 积外表积 体积长 度根尖数 分叉 partitioning in nutrient loaded Picea mariana Mill. B.S.P. seedlings during hardeningJ. Canadian Journal of Forest Research, 1997, 12: 数交叉数。 122-129(3 ) 随着氮素的逐步施入, 其对各种幼苗的叶13 QUORESHI A M, TIMMER V R. Exponential fertilization increases 片产生了不同的影响。 不同浓度 N 素指数施肥处理n

37、utrient uptake and ectomycorrhizal development of black spruce 对美丽异木棉叶片的影响差异不显著, 可能是由于seedlingsJ. Canadian Journal of Forest Research, 1998,28: 674-682施入量尚未到达其要求, 叶片的变化不明显, 或者14 XU X J, TIMMER V R. Biomass and nutrient dynamics of Chinese fir 由其他原因所致, 具体原因另行分析。 红花荷的各seedlings under conventional and exponential fertilization regimes lJ施肥处理中 表现为最正确状态, 其叶片周长和包膜Plant and Soi, 1998, 203: 313-322分别是对照处理 的 1.23 和 1.66 倍;红花荷叶片 15 XU X J, TIMMER V R. Growth and nitrogen nutrition of Chinese fir seedlings exposed tonutrient loading and fertilization lJ. Plant and 生长指标受 N 素影响大小的顺序为: 穿孔数量包So