曹鈺 胡濤 張鴿香

(南京林業(yè)大學(xué)，南京，210037)

美國(guó)流蘇(Chionanthusvirginicus)是木犀科(Oleaceae)流蘇樹屬(Chionanthus)的落葉小喬木或大灌木，為本屬模式種，原產(chǎn)于美國(guó)東南部，是美國(guó)鄉(xiāng)土樹種，具有較高的觀賞、藥用等價(jià)值。美國(guó)流蘇生長(zhǎng)速度緩慢，壽命長(zhǎng)，喜光或半陰環(huán)境，喜濕潤(rùn)的酸性土壤，抗空氣污染能力強(qiáng)，耐熱，在寒冷地區(qū)生長(zhǎng)良好，耐寒極限-32 ℃。其樹形典雅，花枝美麗，初夏滿樹白花，花香清雅，秋色葉有時(shí)呈亮黃色或金黃色，可搭配種植于水邊、庭院、公園等，也可用于建筑物、道路等硬質(zhì)景觀的綠化[1]。到目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)美國(guó)流蘇的研究主要集中在藥用價(jià)值[2-4]、種子特性[5-7]、快速繁殖[8-9]、病蟲害[10]等方面，對(duì)于美國(guó)流蘇苗期施肥，尤其是配比施肥技術(shù)研究鮮有報(bào)道。

容器育苗是目前一項(xiàng)先進(jìn)育苗技術(shù)[11-12]，具有育苗周期短、造林成活率高等特點(diǎn)，在世界各國(guó)得到大量應(yīng)用[13-16]。容器育苗是在根系受限的體積內(nèi)進(jìn)行育苗，隨著根系不斷吸收養(yǎng)分，基質(zhì)原先的肥力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此需要通過(guò)合理施肥，增加基質(zhì)中養(yǎng)分，以滿足苗木的生長(zhǎng)要求[17-18]。在實(shí)際生產(chǎn)中，苗木施肥主要是施用氮磷鉀肥。本試驗(yàn)以美國(guó)流蘇1年生實(shí)生苗為試驗(yàn)材料，通過(guò)設(shè)置不同的氮磷鉀施肥配比進(jìn)行處理，研究N、P、K等3種營(yíng)養(yǎng)元素及其配比對(duì)美國(guó)流蘇容器苗生長(zhǎng)的影響，為美國(guó)流蘇容器苗的施肥管理提供技術(shù)參考，以期推動(dòng)該樹種的園林綠化應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)地設(shè)在南京林業(yè)大學(xué)園林試驗(yàn)教學(xué)示范中心的玻璃溫室內(nèi)。供試苗木為生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲害，且苗高、地徑、根莖粗大體均勻一致的1年生美國(guó)流蘇苗，平均苗高4.56 cm，平均地徑1.02 mm。育苗基質(zhì)為V(泥炭)∶V(珍珠巖)∶V(蛭石)=0.46∶0.27∶0.27，基質(zhì)的全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.10%，全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.10%，有效磷44.71 mg·kg-1，速效鉀312.38 mg·kg-1。育苗容器使用D10 cm×H11 cm的無(wú)紡布袋。試驗(yàn)選用的肥料為：尿素CO(NH2)2(含N 46%)、過(guò)磷酸鈣Ca(H2PO4)2·H2O(含P2O514%)、氯化鉀KCl(含K2O 60%)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)時(shí)間為2017年4—10月份。采用3因素3水平L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(表1)，設(shè)9個(gè)處理，增加一個(gè)清水對(duì)照組。每處理重復(fù)3次，每個(gè)處理50株。施肥從2017年4月初開始，每30 d以水肥形式施肥1次，共施肥4次。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

苗高、地徑的測(cè)定：秋季苗木基本停止生長(zhǎng)期，各處理隨機(jī)抽取美國(guó)流蘇苗10株，用鋼卷尺測(cè)量苗高(精確到0.1 cm)；地徑用游標(biāo)卡尺測(cè)量(精確到0.01 cm)。

生物量的測(cè)定：將苗木沖洗干凈，后用濾紙擦干水分后，將每株苗木按根莖葉剪開分開放置，經(jīng)105 ℃、15 min殺青后70 ℃烘干至恒質(zhì)量，冷卻后用分析天平稱量地上、地下干質(zhì)量(精確到0.01 g)，重復(fù)3次。

葉片養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定：將烘干的葉片粉碎，過(guò)100目篩，每個(gè)處理稱取0.3 g，H2SO4-H2O2消煮后采用凱氏定氮法測(cè)定植物全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，鉬銻抗比色法測(cè)定全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，火焰光度法測(cè)定全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)[19]。

苗木質(zhì)量指數(shù)=苗木總生物量/(苗高/地徑+莖干質(zhì)量/根干質(zhì)量)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。運(yùn)用隸屬函數(shù)法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行綜合分析[20]，計(jì)算出各施肥處理組在各指標(biāo)內(nèi)的隸屬度值，進(jìn)而綜合判定苗木質(zhì)量。隸屬函數(shù)計(jì)算公式如下。

U(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)；

(1)

U(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

(2)

式中：U(Xi)為隸屬函數(shù)值，且U(Xi)∈[0,1]；Xi為美國(guó)流蘇容器苗某個(gè)測(cè)定指標(biāo)值，Xmax、Xmin分別為該指標(biāo)測(cè)定值內(nèi)最大值和最小值。對(duì)與苗木質(zhì)量呈正相關(guān)的指標(biāo)采用公式(1)計(jì)算，與苗木質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)的指標(biāo)采用公式(2)計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同配比施肥對(duì)美國(guó)流蘇容器苗生長(zhǎng)的影響

方差分析表明，不同氮磷鉀配比施肥下，除了莖根比不顯著(p>0.05)，美國(guó)流蘇容器苗的苗高、地徑、高徑比、單株生物量指標(biāo)均達(dá)到極顯著差異水平。

從不同配比施肥處理對(duì)美國(guó)流蘇容器苗的生長(zhǎng)表現(xiàn)來(lái)看(表2)，處理6的生長(zhǎng)狀況最優(yōu)，其次為處理9和處理5。處理6的苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量最大，分別比對(duì)照增加了4.74 cm、1.19 mm、1.11 g、1.51 g、2.62 g，而高徑比、莖根比分別比對(duì)照減少了4.62%、6.41%。處理6的苗高、地徑、地上部分生物量顯著高于其余處理(p<0.05)；處理9和處理5的地下部分生物量、總生物量和莖根比與處理6均無(wú)顯著差異(p>0.05)。

方差分析顯示，氮對(duì)美國(guó)流蘇容器苗的苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量均有極顯著影響(p<0.01)；磷對(duì)地徑、地上部分生物量和總生物量均有極顯著影響，對(duì)苗高、地下部分生物量有顯著影響；而鉀僅顯著影響苗高生長(zhǎng)(p<0.05)。

由表5可知，對(duì)各因素不同水平的均值進(jìn)行多重比較，得到美國(guó)流蘇容器苗生長(zhǎng)的最優(yōu)水平組合為N2P3K1，即處理6，與美國(guó)流蘇容器苗的實(shí)際生長(zhǎng)情況表現(xiàn)一致。K在各生長(zhǎng)指標(biāo)的極差R值最小，苗高、地徑、高徑比、單株生物量影響效應(yīng)從大到小均為N、P、K。

表2 不同配比施肥下美國(guó)流蘇容器苗生長(zhǎng)狀況

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列不同小寫字母表示在α=0.05水平差異顯著。

2.2 不同配比施肥對(duì)美國(guó)流蘇容器苗苗木質(zhì)量指數(shù)的影響

質(zhì)量指數(shù)是對(duì)苗木生長(zhǎng)情況、苗木質(zhì)量好壞的綜合評(píng)價(jià)，一般來(lái)說(shuō)，質(zhì)量指數(shù)越高，苗木生長(zhǎng)越好，兩者成正比關(guān)系。方差分析表明，不同配比施肥間美國(guó)容器苗質(zhì)量指數(shù)的差異性明顯，F(xiàn)值為10.384，處理間差異極顯著。質(zhì)量指數(shù)由高到低分別為：處理6、處理9、處理4、處理5、處理2、處理7、處理3、處理8、CK、處理1。最高值達(dá)到0.7，為最低值的4.44倍。多重對(duì)比表明：處理6除與處理9差異不顯著之外，與其余處理間均存在顯著差異。從合適的質(zhì)量指數(shù)來(lái)考慮，適宜的施肥配比為處理6，即施氮肥0.10g.株-1，磷肥0.03 g·株-1，鉀肥0.02 g·株-1時(shí)，苗木質(zhì)量指數(shù)最佳(表3)。

表3 不同配比施肥下美國(guó)流蘇苗木質(zhì)量指數(shù)的影響

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列不同小寫字母表示在α=0.05水平差異顯著。

2.3 不同配比施肥對(duì)美國(guó)流蘇容器苗葉片氮磷鉀單株質(zhì)量的影響

由表4可知，與對(duì)照相比，各配比施肥處理的葉片氮磷鉀單株質(zhì)量都有不同程度增加。其中，各施肥處理美國(guó)流蘇容器苗葉片N單株質(zhì)量在18.78～30.45 mg·株-1，比未施肥對(duì)照CK增加了4.57%～69.54%；葉片P單株質(zhì)量在2.09～2.72 mg·株-1，比對(duì)照CK增加了29.81%～68.94%；葉片K單株質(zhì)量在5.33～7.87 mg·株-1，比對(duì)照CK增加了39.16%～105.48%；葉片NPK總單株質(zhì)量在26.20～39.40 mg·株-1，比對(duì)照CK增加了11.97%～68.38%。處理6(N2P3K1)美國(guó)流蘇容器苗的葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量、葉片NPK總單株質(zhì)量均達(dá)到最大，處理5(N2P2K3)的葉片K單株質(zhì)量為最大值，相比較而言，葉片養(yǎng)分積累量最小值為對(duì)照CK。

方差分析顯示，氮對(duì)美國(guó)流蘇容器苗的葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量、葉片K單株質(zhì)量和葉片NPK總單株質(zhì)量均有極顯著影響(p<0.01)，磷對(duì)葉片N單株質(zhì)量及葉片K單株質(zhì)量生長(zhǎng)均有極顯著影響，鉀對(duì)葉片K單株質(zhì)量生長(zhǎng)有極顯著影響，磷和鉀對(duì)葉片NPK總單株質(zhì)量生長(zhǎng)具有顯著影響(p<0.05)。

由表5可知，對(duì)各因素不同水平的均值進(jìn)行多重比較，得到葉片N單株質(zhì)量的最佳水平組合為N2P3K1，葉片P單株質(zhì)量的最佳水平組合為N3P3K1，葉片K單株質(zhì)量的最佳水平組合為N2P2K3，葉片NPK總單株質(zhì)量的最佳水平組合為N2P3K1。

表4 不同配比施肥下美國(guó)流蘇容器苗葉片養(yǎng)分積累量的影響mg·株-1

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列不同小寫字母表示在α=0.05水平差異顯著。

表5 不同水平氮、磷、鉀配比施肥效果統(tǒng)計(jì)分析mg·株-1

注：表中同一性狀同列不同小寫字母表示在α=0.05水平差異顯著。

比較各因素的極差R值，影響美國(guó)流蘇容器苗的葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量和葉片NPK總單株質(zhì)量的因素從大到小為N、P、K，葉片K單株質(zhì)量影響效應(yīng)從大到小為K、N、P。

2.4 不同配比施肥對(duì)美國(guó)流蘇容器苗質(zhì)量綜合評(píng)定

計(jì)算出各施肥處理組在各指標(biāo)內(nèi)的隸屬度值，進(jìn)而綜合判定苗木質(zhì)量。由表6可知，各施肥處理平均隸屬值排序從大到小為處理6、處理5、處理9、處理4、處理7、處理8、處理2、處理3、處理1、CK。得分最高即苗木質(zhì)量最好的是處理6(N2P3K1)，其苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量達(dá)最大，苗木質(zhì)量指數(shù)同樣最高；其次為處理5(N2P2K3)和處理9(N3P3K2)對(duì)照組得分最低。

表6 不同氮磷鉀配比施肥下苗木質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

3 結(jié)論與討論

氮和磷對(duì)美國(guó)流蘇容器苗的苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量具有顯著或極顯著影響，而鉀僅顯著影響美國(guó)流蘇的苗高，可能是因?yàn)榛|(zhì)中所含有的鉀已經(jīng)能夠滿足美國(guó)流蘇幼苗對(duì)鉀的需求，因此在美國(guó)流蘇幼苗的養(yǎng)分管理中，應(yīng)該考慮基質(zhì)中養(yǎng)分的實(shí)際含量，合理配備N、P、K比例。氮、磷、鉀對(duì)金葉榆(Ulmuspumila)苗高影響不顯著，顯著影響地徑，影響排序從大到小為P、N、K[18]。氮、磷、鉀配施對(duì)任豆(Zeniainsignis)苗高、地徑、根、莖和總生物量的影響，其中P的影響最大，其次為N和K[21]。本研究中，對(duì)美國(guó)流蘇容器苗的苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量影響效應(yīng)從大到小均為N、P、K，最佳施肥組合為N2P3K1，其苗高、地徑、地上部分生物量、地下部分生物量和總生物量表現(xiàn)最優(yōu)，分別比對(duì)照增長(zhǎng)了49.02%、55.87%、277.50%、260.34%、270.10%。由此可見(jiàn)，氮磷鉀3種肥料對(duì)于不同苗木或同一苗木的某一指標(biāo)也有大小不同的影響效應(yīng)。

在苗木形態(tài)指標(biāo)一致的情況下，氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)元素的含量可以作為評(píng)價(jià)苗木質(zhì)量的指標(biāo)。葉片作為植物代謝最為活躍的器官，能敏銳感知養(yǎng)分供應(yīng)情況，研究植物葉片中的氮、磷、鉀含量，可以了解植物的養(yǎng)分吸收利用情況以及養(yǎng)分限制狀況。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，相比未施肥處理，各施肥處理組的葉片N、P、K養(yǎng)分單株質(zhì)量明顯提高，說(shuō)明施肥處理可以促進(jìn)植物吸收、利用和積累養(yǎng)分元素。而不同施肥處理間對(duì)植物養(yǎng)分單株質(zhì)量的影響也存在差異。試驗(yàn)表明，葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量、葉片NPK總單株質(zhì)量影響效應(yīng)從大到小依次為N、P、K，處理6施肥處理(N2P3K1)對(duì)葉片N單株質(zhì)量、葉片P單株質(zhì)量、葉片NPK單株質(zhì)量促進(jìn)作用最大，分別比對(duì)照增長(zhǎng)了69.54%、68.94%、68.38%。葉片K單株質(zhì)量影響效應(yīng)從大到小為K、N、P，最大值出現(xiàn)在處理5(N2P3K1)，比對(duì)照增長(zhǎng)了105.48%。

隨著N、P、K施用量的增加，苗高、地徑、生物量、葉片養(yǎng)分含量均得到不同程度的提高，但從另一角度來(lái)說(shuō)，施肥需要適量，施肥過(guò)少或者過(guò)多對(duì)苗木的生長(zhǎng)起不到促進(jìn)作用，甚至?xí)?duì)苗木造成傷害。有研究表明過(guò)量施用N肥，會(huì)造成植物枝葉徒長(zhǎng)、抗逆性差等[22]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同的施肥配方對(duì)于美國(guó)流蘇容器苗的形態(tài)指標(biāo)存在一定差異。美國(guó)流蘇容器苗的苗高、地徑、主根長(zhǎng)、生物量等指標(biāo)最大值均出現(xiàn)在中氮組，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，苗木生長(zhǎng)隨著施肥量的增加而增加，當(dāng)施肥過(guò)度時(shí)，會(huì)對(duì)美國(guó)流蘇的苗木產(chǎn)生一定的抑制作用。此結(jié)論與奚旺等[23]對(duì)華北落葉松容器苗施肥研究與胡厚臻等[24]對(duì)刨花潤(rùn)楠幼苗的氮磷鉀施肥研究結(jié)果相似。綜合評(píng)價(jià)表明，對(duì)美國(guó)流蘇容器苗生長(zhǎng)促進(jìn)作用最佳的施肥組合為N2P3K1，即N0.10 g·株-1、P0.03 g·株-1、K0.02 g·株-1。