摘 要：為了研究山杏（Armeniaca sibirica）扦插枝條在復(fù)配材料的作用下，其土壤速效養(yǎng)分含量和根系吸收養(yǎng)分能力的變化，解析地下生物量和地上生物量與各養(yǎng)分之間的相關(guān)關(guān)系。選取由無(wú)機(jī)復(fù)合肥、硝酸稀土、聚天門(mén)冬氨酸（PASP）和保水劑（SAP）組成的不同配比（5：1：5：5、1：0：0：1、5：2：1：10、0：0：0：1）的復(fù)合材料進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定土壤養(yǎng)分含量和根系吸收養(yǎng)分含量以及山杏扦插枝條的地下部分生物量和地上部分生物量，利用SPSS對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果表明，肥料增效劑比例較高的組合（配比組合為5：1：5：5），能顯著提高土壤速效磷、速效鉀和堿解氮的含量（分別是對(duì)照試驗(yàn)的2.96、1.23、1.83倍），顯著增加了根系吸收的全氮和全磷含量（分別是對(duì)照試驗(yàn)的1.44和8.60倍）。研究表明，山杏扦插枝條的地上部分生物量和地下部分生物量在0.01的水平下極顯著相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)為0.95，回歸分析表明，地下生物量是影響地上生物量的主要因素，而地下部分生物量與土壤速效養(yǎng)分含量和根系吸收養(yǎng)分的能力顯著相關(guān)。綜上所述，在山杏扦插前期，在土壤基質(zhì)添加保水劑、無(wú)機(jī)復(fù)合肥和適量的聚天門(mén)冬氨酸以及適量的硝酸稀土能顯著提高土壤速效養(yǎng)分含量和扦插枝條根系的養(yǎng)分吸收能力，最終實(shí)現(xiàn)山杏扦插枝條壯根壯苗的目的。

關(guān)鍵詞：復(fù)配材料；速效養(yǎng)分；山杏；扦插；生物量

中圖分類(lèi)號(hào)：S662.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171132034

近年來(lái)，保水劑和肥料的復(fù)合一體化研究成為了熱點(diǎn)，這是因?yàn)楸Ｋ畡┎粌H作為抗旱材料在農(nóng)業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用[1]，而且在土壤中對(duì)肥料養(yǎng)分有延遲釋放作用，可以改善土壤持蓄水分和水肥交互作用，促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收和作物增產(chǎn)[2]。為了促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用效率，減少肥料在土壤中的滲漏損失，節(jié)省肥料的用量提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，開(kāi)發(fā)新型水肥協(xié)同的復(fù)合保水材料成為重要的研究方向。前人已在保水劑與肥料的復(fù)合材料中通過(guò)添加肥料增效劑以及植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑以提高肥水耦合的效率，重點(diǎn)研究了復(fù)合材料對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響[3-4]，而復(fù)合材料對(duì)土壤速效養(yǎng)分變化及其對(duì)根系吸收養(yǎng)分能力的影響研究卻較少。

山杏（Armeniaca sibirica）為薔薇科（Rosaceae）李亞科（Prunoideae）杏屬（Armeniaca）植物[5]，適應(yīng)性強(qiáng)、抗旱、耐寒、耐瘠薄，高山、丘陵、沙荒都能生長(zhǎng)結(jié)果。山杏管理容易、投資少、見(jiàn)效快、效益高。大力發(fā)展山杏可增加森林覆蓋率、控制水土流失，是改變我國(guó)北方干旱山區(qū)貧困面貌的重要途徑之一[6]。以往山杏苗木繁殖主要是采用種子播種，此種繁殖方法不能保持優(yōu)良品種和優(yōu)良性系的特性，其實(shí)生后代可分離出大量的低產(chǎn)單株。扦插繁殖可以保持樹(shù)種或品種的遺傳特性，拓寬繁殖渠道，最大限度提高林木的繁殖系數(shù)，快速、高質(zhì)、高效繁殖苗木，調(diào)節(jié)和利用樹(shù)木的階段發(fā)育規(guī)律等，扦插繁殖被廣泛應(yīng)用于林木生產(chǎn)繁殖中[7]。目前對(duì)山杏的研究主要集中在種質(zhì)資源的研究[8]和容器苗的研究，對(duì)山杏扦插枝條的研究則多側(cè)重于生根過(guò)程[9]。

肥料對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究較多，主要集中在農(nóng)作物如水稻[10]和玉米[11]等，其次集中在瓜果蔬菜類(lèi)[12-13]，肥料對(duì)苗木生物量的影響研究相對(duì)較少。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)復(fù)合材料對(duì)山杏扦插枝條根系和土壤養(yǎng)分的分析，探索復(fù)配材料類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分變化的影響機(jī)理，研究其對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育的效果，為該樹(shù)種的無(wú)性繁殖和大面積荒山造林提技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)材料和方法

1.1 供試土壤

本研究試驗(yàn)地位于北京鷲峰國(guó)家森林公園，地理坐標(biāo)是E116°28′，N39°54′，土壤類(lèi)型主要為棕壤，盆栽的栽培基質(zhì)在林場(chǎng)就近取土和沙，按照2：1的比例混合而成，混合后的栽培基質(zhì)的各項(xiàng)化學(xué)性質(zhì)如表1。

1.2 供試材料

春季扦插選擇優(yōu)良品種和優(yōu)系第1年的春發(fā)枝條，其木質(zhì)化程度高，易生根。

復(fù)配材料主要是由無(wú)機(jī)復(fù)合肥、硝酸稀土、聚天門(mén)冬氨酸（PASP）和保水劑（SAP）組成。無(wú)機(jī)復(fù)合肥由北安河西口植物醫(yī)院提供，主要成分是尿素CO（NH2）2、磷酸銨（NH4）3PO4·3H2O、氯化鉀KCl組成。硝酸稀土是一種含鑭（La）、鈰（Ce）的固體硝酸鹽，含鑭、鈰的硝酸氧化物稀土38%（有效成分）。聚天門(mén)冬氨酸（PASP）是天然的存在于軟體及蝸牛類(lèi)的殼內(nèi)的1種氨基酸的聚合物，是一種新型的可生物降解的環(huán)境友好型高分子材料，具有阻垢、緩蝕、分散、鰲合、保濕等多種功能，作為肥料增效劑被逐漸應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上[14]。

蘸根處理材料選用促進(jìn)扦插枝條生根的3-吲哚乙酸（IBA）和α-萘乙酸（NAA）[15-16]。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于當(dāng)年4月—11月進(jìn)行，為了便于觀測(cè)和控制試驗(yàn)條件，采用盆栽法，花盆規(guī)格為上口徑 30 cm、下底徑 25 cm、高 30 cm，按照試驗(yàn)設(shè)置將復(fù)配材料和培養(yǎng)基質(zhì)充分混合后裝入盆中，約占花盆總體積的2/3，土壤基質(zhì)總質(zhì)量約為4 kg。每盆設(shè)置扦插枝條數(shù)量為1株。

試驗(yàn)共設(shè) 5 個(gè)處理（ 1、2、3、4、CK），每個(gè)處理5個(gè)重復(fù)。分別添加相應(yīng)的復(fù)配材料，對(duì)照試驗(yàn)設(shè)計(jì)詳見(jiàn)表2。各處理和對(duì)照組都進(jìn)行蘸根處理來(lái)促進(jìn)山杏扦插枝條生根，處理1、2、3和處理4添加的復(fù)合材料用量均為20g。為了探求保水劑和肥料的耦合關(guān)系，處理1和處理2的肥料和保水劑等比例混合，處理3中，保水劑用量是肥料的2倍。處理1和處理3通過(guò)添加硝酸稀土和聚天門(mén)冬氨酸來(lái)研究肥料增效劑和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)養(yǎng)分的影響，并探討肥料增效劑和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑合適的施用比例。處理4是為了觀察在單一施用保水劑的前提下，土壤速效養(yǎng)分以及根系養(yǎng)分吸收能力的響應(yīng)。

選好山杏枝條后，剪成長(zhǎng) 15cm 的插條，插條上至少要有 2 個(gè)以上健康的腋芽，插條的上切口剪平，下切口剪成 30°斜面，下切口距其上方第 1 個(gè)腋芽的距離至少 10cm，之間的腋芽抹去，防止腋芽過(guò)多養(yǎng)分消耗過(guò)大。插條剪好后捆成 1 捆，待藥劑處理。蘸根處理半小時(shí)后進(jìn)行扦插，埋土深度不超過(guò)下方第 1 個(gè)腋芽。將盆栽放置在向陽(yáng)的地方，1次灌水后不再進(jìn)行灌水處理，讓苗木靠天然降水進(jìn)行生長(zhǎng)。endprint

1.4 測(cè)量指標(biāo)

土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)量： 土壤全氮、全磷和全鉀含量分別采用濃硫酸消煮-凱氏定氮儀、氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法、氫氧化鈉熔融-火焰光度計(jì)法測(cè)定，重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤中的有機(jī)質(zhì)，速效磷和速效鉀含量分別采用 NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法、NH4OAc-K浸提-火焰光度法測(cè)定[17]，堿解擴(kuò)散法測(cè)量土壤堿解氮。

生物量測(cè)定：生物量分為地上部分和地下部分，在10月末試驗(yàn)結(jié)束后，將苗木從土中取出（取出時(shí)避免根系受損），用自來(lái)水把根上的泥土沖洗干凈，再用枝剪將苗木根部剪下，根部為地下部分，其余為地上部分。將處理好的苗木放入供箱內(nèi)，先調(diào)至105℃進(jìn)行殺青，大約15min，然后再下調(diào)至75℃，在洪箱內(nèi)供大約24h直到恒重為止，稱(chēng)重即得到生物量。

苗木根部營(yíng)養(yǎng)元素含量：將處理好的苗木地下部分生物量用粉碎機(jī)粉碎，收集粉碎后的苗木根部送到實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，測(cè)其中全氮、全磷、全鉀的含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0和Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，利用Origin 9作圖。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同處理土壤的養(yǎng)分含量

在培養(yǎng)基質(zhì)中添加不同組分比例的復(fù)配材料后，試驗(yàn)結(jié)束后土壤的養(yǎng)分含量如表3所示。4種添加了復(fù)配材料的處理組養(yǎng)分含量均高于對(duì)照，說(shuō)明不同處理可以增加土壤養(yǎng)分含量，特別是增加了土壤的有機(jī)質(zhì)和土壤速效養(yǎng)分含量，平均提高速效鉀、速效磷、堿解氮和有機(jī)質(zhì)含量 11.02%、98.00%、46.11%和136.68 %，具有顯著差異性（p<0.05）。

不同處理間對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響反映了不同材料用量及比例的效用差異性。復(fù)合肥料含量較高的處理（處理2）的效用主要在于提高土壤養(yǎng)分含量，但是對(duì)土壤中的速效養(yǎng)分含量的貢獻(xiàn)率較?。幌跛嵯⊥梁枯^高的處理（處理3）顯著提高了土壤堿解氮和速效鉀含量，保水劑含量較高的的處理（處理4）除土壤全鉀、有機(jī)質(zhì)和土壤速效磷與對(duì)照有顯著差異外，其他養(yǎng)分含量均無(wú)顯著差異；聚天門(mén)冬氨酸較高含量的處理（處理1）顯著增加了土壤的有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量。

從對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響來(lái)看，對(duì)全氮、全磷和全鉀含量影響的主要組分是復(fù)合肥料，對(duì)速效氮、速效磷、堿解氮和有機(jī)質(zhì)含量影響的主要組分是肥料增效劑聚天門(mén)冬氨酸。

2.2 不同處理植物根系吸收養(yǎng)分能力

不同處理下植物根系養(yǎng)分含量如圖1所示。各處理均能顯著提高山杏根系吸收的氮元素和磷元素含量，而對(duì)其鉀元素含量影響卻不顯著，表明復(fù)配材料具有顯著改善山杏對(duì)氮和磷元素的吸收利用效率的功能。其中植物根系吸收的全氮含量較高，處理1的根系全氮含量平均值為12.71g/kg，顯著高于對(duì)照組，是對(duì)照組的1.44倍。處理3的根系全氮含量顯著高于處理2以及對(duì)照組，處理4和對(duì)照組無(wú)顯著差異，表明單施用保水劑不能增加山杏根系吸收氮元素。植物根系全磷含量的表現(xiàn)為處理1>處理3>處理2>處理4>對(duì)照CK，處理1、處理2和處理3顯著高于對(duì)照組，分別是對(duì)照組的8.60、5.53和7.21倍。處理4和對(duì)照組的植物根系全磷含量無(wú)顯著差異。不同處理根系全鉀含量的表現(xiàn)為處理1>對(duì)照>處理3>處理2>處理4，處理1、處理2、處理3和對(duì)照組均無(wú)顯著差異。

2.3 不同處理山杏地下部分和地上部分生物量

不同處理的山杏平均單株生物量的差異如圖2所示，與對(duì)照相比各處理均能提高山杏的地上和地下生物量，山杏地上部分生物量顯著高于地下部分生物量。地下部分生物量各處理均具有顯著差異，四種處理分別是對(duì)照組的1.77、1.33、1.49和1.22倍，其中處理1顯著高于其他處理和對(duì)照組，總體表現(xiàn)為處理1>處理3>處理2>處理4>對(duì)照組。山杏地上部分的生物量為處理1顯著高于其他處理和對(duì)照組，處理2和處理4無(wú)顯著差異，處理3的地上部分的生物量值僅次于處理2，各處理均顯著高于對(duì)照組。

2.4 山杏生物量與養(yǎng)分含量之間的相關(guān)關(guān)系

山杏生物量與土壤養(yǎng)分和根系吸收養(yǎng)分的相關(guān)關(guān)系如表4所示，山杏的地下部分生物量與土壤全氮、速效磷、速效鉀、堿解氮含量、土壤有機(jī)質(zhì)、根系全氮、全磷含量都極顯著相關(guān)。地上部分生物量與土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀、堿解氮含量、根系全氮、全磷含量極顯著相關(guān)。地下部分生物量和地上部分生物量的相關(guān)系數(shù)最大，且為正相關(guān)，這與樊軍鋒等[18]研究一致。地下部分生物量主要就是山杏苗木的根系生物量，根系生物量對(duì)土壤養(yǎng)分含量比較敏感，土壤堿解氮含量與植物生長(zhǎng)關(guān)系密切，與根系生物量的相關(guān)系數(shù)為0.93，大于地上部分與土壤堿解氮的相關(guān)系數(shù)。主要原因在于山杏扦插枝條從生根到根系基本穩(wěn)定大約需要50d的時(shí)間[19]，其后以地上部分的生長(zhǎng)為主。

根據(jù)山杏扦插枝條地上部分的生物量與其他變量的相關(guān)性，選取相關(guān)系數(shù)大于0.9的因素作為自變量，進(jìn)行多元線(xiàn)性回歸分析，根據(jù)表5可知各自變量的影響水平不同，只有地下部分生物量對(duì)其有顯著影響，顯著性為0.031（小于0.05）。植物的地上部分生物量可以反映植物的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，主要反映在植物的莖、枝和葉[20]。

3 討論

復(fù)配材料中的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（硝酸稀土）和肥料增效劑（聚天門(mén)冬氨酸）可以增加肥料的轉(zhuǎn)化和利用，促進(jìn)植物根系養(yǎng)分吸收，增強(qiáng)植物抗逆性，促進(jìn)苗木生長(zhǎng)[21]。處理1和處理3的復(fù)配材料都添加了硝酸稀土和聚天門(mén)冬氨酸，由于比例的原因，處理3的硝酸稀土添加量顯著高于處理1，結(jié)果表明，處理3復(fù)配材料的使用效果不如處理1理想，原因在于高濃度的硝酸稀土對(duì)植物根尖細(xì)胞具有明顯的遺傳毒性和細(xì)胞毒性[22]，因此在實(shí)際應(yīng)用中一定要引起注意。處理2是在復(fù)配材料中只單一添加肥料和保水劑，關(guān)于肥料和保水劑耦合效果的研究較多，這種復(fù)合保水劑能有效地提高營(yíng)養(yǎng)元素的利用率，并大大的減少肥料的使用量[23]，如果單一考慮操作簡(jiǎn)便可以選擇處理2的這一配比。處理4單一使用保水劑，雖然對(duì)山杏的根系生長(zhǎng)和苗木生長(zhǎng)都有一定的促進(jìn)作用，但是其經(jīng)濟(jì)效益低，無(wú)法充分發(fā)揮保水劑的保水保肥能力。endprint

山杏是一個(gè)野生天然雜交種，對(duì)優(yōu)良品種進(jìn)行無(wú)性繁殖具有重要意義，在山杏的扦插繁殖的土壤基質(zhì)中添加復(fù)配材料，顯著提高了土壤速效養(yǎng)分含量，尤其是土壤堿解氮含量，對(duì)山杏這種非固氮植物具有重要意義。土壤中速效鉀、速效磷和堿解氮的含量的顯著增加促進(jìn)了山杏根系全氮、全磷和全鉀的吸收，提高了植株根系的養(yǎng)分吸收能力，最終促進(jìn)了根系的生長(zhǎng)。而山杏的地上部分生物量和地下部分生物量有著極顯著的相關(guān)關(guān)系，從回歸分析來(lái)看，地下植物的生物量是影響地上生物量的主要因素，作為難扦插生根植物，山杏的根系發(fā)達(dá)有利于苗木后期的快速生長(zhǎng)。

試驗(yàn)采用無(wú)機(jī)復(fù)合肥，而不是單一某種肥料，是為了提高養(yǎng)分的利用率，單一施氮和氮、磷、鉀三元素中的兩兩配合施入，可較明顯地提高該配合所含養(yǎng)分在土壤中的含量[24]。按照處理1的配比形成的復(fù)合材料可以稱(chēng)為一種新型的緩控釋肥，它可有效提高肥料利用率。好的緩控釋肥需要滿(mǎn)足以下要求：對(duì)于生育期僅幾個(gè)月的多數(shù)作物，后期不再追施肥料；釋放性能適當(dāng)且可調(diào)，材料綠色環(huán)保，無(wú)殘留公害；價(jià)格合理。緩控釋肥價(jià)格顯著高于普通肥料，但由于能夠代替后期追肥，可以節(jié)省追肥的人工費(fèi)[25]。

4 結(jié)論

由無(wú)機(jī)復(fù)合肥、硝酸稀土、聚天門(mén)冬氨酸和保水劑組成的復(fù)配材料能顯著增加土壤中速效養(yǎng)分包括土壤速效磷、速效鉀和堿解氮的含量。

復(fù)配材料可以顯著提高根系養(yǎng)分吸收能力，尤其是植物根系對(duì)土壤全氮和全磷的吸收能力。

山杏扦插生根后，扦插苗木的地上部分生物量主要受地下部分生物量的影響，地下部分的生物量與土壤全氮含量、土壤有機(jī)質(zhì)和土壤堿解氮的含量極顯著相關(guān)，在山杏扦插苗木前期的土壤基質(zhì)中施入復(fù)配材料，有利于提高地上部分生物量，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

山杏不僅作為優(yōu)良的水土保持樹(shù)種大面積的應(yīng)用于荒山造林，而且山杏同樣具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以為山區(qū)人民提高經(jīng)濟(jì)收入，增加經(jīng)濟(jì)來(lái)源。因此對(duì)優(yōu)良品種的無(wú)性扦插繁殖具有重要意義，扦插前期添加復(fù)配材料經(jīng)濟(jì)可行，對(duì)山杏苗木的前期生長(zhǎng)有重要意義，可以最終實(shí)現(xiàn)山杏壯根壯苗的目的。

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作者簡(jiǎn)介：李明偉（1984-），遼寧朝陽(yáng)人，工程師，現(xiàn)就職于中煤科工集團(tuán)沈陽(yáng)設(shè)計(jì)研究院有限公司，主要從事水土保持方面研究。endprint