覃 奎，李承東，馬道承，潘陸榮，王凌暉*

（1.廣西大學(xué) 林學(xué)院，廣西 南寧 530004；2.廣西國有維都林場(chǎng)，廣西 來賓 546100）

中 國 無 憂 花（Saraca dives Pierre），為 豆 科（Leguminosae）無憂花屬（Saraca）的喬木。分布于云南、廣西、華南、越南、老撾等地，其樹形優(yōu)美，花狀似火焰，為園林珍貴樹種，宜做行道樹和庭院公園等景觀樹［1］。目前對(duì)中國無憂花的研究極少，主要集中在育苗技術(shù)［2-3］、種子發(fā)芽特性［4］、葉片解剖結(jié)構(gòu)［5］、激素調(diào)節(jié)［6-7］等方面，在施肥方面的研究非常欠缺。配比施肥是根據(jù)林木生長(zhǎng)所需不同肥料的規(guī)律、栽植土壤的肥力情況以及肥料效率所提出的不同元素以不同配比進(jìn)行施肥的一種方案和技術(shù)。配比施肥具有用肥量少、經(jīng)濟(jì)效益高、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)［8］。氮、磷、鉀是植物需求最多的三大元素，合理的配比施肥能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育［9］。吳家勝等［10-13］分別對(duì)銀杏（Ginkgo biloba L.）、臺(tái) 灣 榿 木（Alnus formosana （Burkill） Makino）、降香黃檀（Dalbergia odorifera T.Chen）、海南風(fēng)吹楠（Horsfieldia hainanensis Merr.）進(jìn)行氮磷鉀配比施肥研究，結(jié)果表明，適當(dāng)施肥能有效促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，施肥過量則會(huì)抑制其生長(zhǎng)發(fā)育。近年來，廣泛存在施肥過量等不合理施肥現(xiàn)象，導(dǎo)致了化肥利用率低、環(huán)境問題加劇等。本研究在中國無憂花施肥方面研究尚屬空白的情況下，對(duì)其幼苗進(jìn)行氮磷鉀肥配比研究，研究不同氮磷鉀配比施肥對(duì)其生長(zhǎng)的影響，以期為中國無憂花的科學(xué)合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在廣西南寧市廣西大學(xué)林學(xué)院苗圃實(shí)驗(yàn)基地（108°22′E，22°48′N）內(nèi)開展。該地位于北回歸線以南，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，陽光、雨量充足，年平均氣溫為21.6 ℃，年均降雨量達(dá)1304.2 mm，平均相對(duì)濕度為79%。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為生長(zhǎng)狀況良好，長(zhǎng)勢(shì)一致的1年生中國無憂花實(shí)生幼苗，采用規(guī)格為28 cm徑×25 cm高的塑料花盆，每盆栽植幼苗1株，裝土7.1±0.2 kg。供試土壤為微酸性赤紅壤，理化性質(zhì)為：全氮0.32 g/kg、全磷0.45 g/kg、全鉀0.02 g/kg、銨態(tài)氮3.08 mg/kg、硝態(tài)氮10.79 mg/kg、速效磷142.21 mg/kg、速效鉀37.85 mg/kg、有機(jī)質(zhì)6.18 g/kg、pH 6.50。試驗(yàn)用肥分別為尿素（N含量為46.67%）、過磷酸鈣（P2O5含量為20%）、氯化鉀（K含量為52.7%）。整個(gè)試驗(yàn)期間，對(duì)苗木進(jìn)行統(tǒng)一的日常養(yǎng)護(hù)管理，確保苗木正常生長(zhǎng)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2019年2月開始進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，根據(jù)中國無憂花生長(zhǎng)所需的大致養(yǎng)分與土壤養(yǎng)分含量，以理論公式分別計(jì)算每株苗木氮磷鉀數(shù)值，設(shè)置氮（N）、磷（P）、鉀（K）施肥水平為0 g/株、1.7 g/株、2.6 g/株、3.4g/株，每個(gè)水平3株重復(fù)（共12盆）。于2月底對(duì)苗木進(jìn)行一次施肥，后分別于3、4、5月測(cè)量預(yù)試驗(yàn)用苗木株高及地徑，觀察各個(gè)梯度施肥量對(duì)苗木生長(zhǎng)是否存在抑制作用，最后于2019年6~12月間進(jìn)行氮（N）、磷（P）、鉀（K）配比施肥正式試驗(yàn)。試驗(yàn)采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)置氮、磷、鉀3個(gè)因素，各設(shè)定3個(gè)施肥水平（N為1、2、3 g/株；P為0.8、1.6、2.4 g/株，K為1、2、3 g/株），并設(shè)置不施肥作為空白對(duì)照（CK）。試驗(yàn)中N、P、K的施肥量根據(jù)預(yù)試驗(yàn)和參考文獻(xiàn)［14］確定。試驗(yàn)共設(shè)置10個(gè)處理，每個(gè)處理9株幼苗。施肥采用澆灌施肥法，使用電子天平稱量裝袋表1中各肥料的用量，然后將其均勻混合后，將每袋肥料溶于裝有50 mL水的燒杯中，粉碎攪拌均勻后澆入。本次試驗(yàn)共計(jì)施肥2次，分別在2019年6月和2019年8月進(jìn)行。

表1 氮磷鉀配比施肥L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

1.4 指標(biāo)測(cè)定

在試驗(yàn)開始及結(jié)束后，幼苗株高用皮尺測(cè)定，精確到0.1 cm。地徑用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定，精確到0.01 mm。在2019年11月試驗(yàn)結(jié)束后，每組處理中隨機(jī)選取3株植株，每株植株再選取3片長(zhǎng)勢(shì)均勻、健康的葉子，利用CI-203手持式激光葉面積儀對(duì)葉的生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定（包含葉面積、葉周長(zhǎng)，數(shù)據(jù)精確到0.01 cm）。于2019年11月試驗(yàn)結(jié)束后開始生物量測(cè)定，各處理隨機(jī)挖取3株幼苗，清水洗凈株體后用濾紙吸干水分。將幼苗的根、莖、葉部分分開后置于105 ℃的烘箱殺青30 min后，轉(zhuǎn)70 ℃烘干至恒重，后測(cè)定干重（精確到0.01 g）。在2019年11月，選擇晴朗天氣使用Li-6400 XT光合儀測(cè)定，設(shè)定光照強(qiáng)度1200 μmol/（m2·s）進(jìn)行測(cè)定瞬時(shí)光合，每個(gè)處理選取3株植株中3片長(zhǎng)勢(shì)均勻、良好功能的葉片，分別記錄凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）及蒸騰速率（Tr）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)中，原始數(shù)據(jù)采用Word 2016和Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納，后采用SPSS 17.0及DPS 17.2進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)的綜合處理，隨后使用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)分析圖表繪制，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。用模糊隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合分析，與苗木質(zhì)量呈正相關(guān)的指標(biāo)采用公式（1）計(jì)算，負(fù)相關(guān)的則用1-Ui表示。

式（1）中：Ui為第i個(gè)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值；Xi為中國無憂花幼苗某個(gè)測(cè)定指標(biāo)；Xmax、Xmin分別為該指標(biāo)的最大值和最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗株高的影響

由圖1可知，不同處理株高增量由大到小的排序?yàn)門4>T5>T3>T1>T6>T7>T2>CK>T9>T8。T8處理和T9處理苗高增量均低于CK，其中T8處理株高增量最小，僅為5.08 cm，比CK的減少了38.12%。其他各處理的株高增量則均高于CK，其中T4處理的株高增量最大，為16.03 cm，比CK增加了95.23%。由方差分析可得，氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗株高增長(zhǎng)存在顯著影響（P＜0.05），其中T4處理顯著高于CK，T8、T9處理則低于CK，但無顯著差異。由此可得，適當(dāng)?shù)牡租浭┓逝浔饶苡行Т龠M(jìn)中國無憂花幼苗株高的增長(zhǎng)，氮磷鉀施肥配比不當(dāng)則會(huì)抑制其株高的增長(zhǎng)，對(duì)中國無憂花幼苗株高增長(zhǎng)的促進(jìn)效果最好的施肥配比是T4（N2P1K2）。

2.2 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗地徑的影響

由圖2可知，不同處理地徑增量由大到小的排序?yàn)門5>T4>T3>T1>T6>T7>T2>CK>T9>T8。T8處理和T9處理地徑增量均低于CK，其中T8處理地徑增量最小，僅為1.21 mm，比CK的減少了29.65%。其他各處理的地徑增量則均高于CK，其中T5處理的地徑增量最大，為2.71 mm，比CK的增加了57.56%。由方差分析可得，氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗地徑增長(zhǎng)存在顯著影響（P＜0.05），其中T5處理顯著高于CK，T8、T9低于CK，但無顯著差異。由此可得，適當(dāng)?shù)牡租浭┓逝浔饶苡行Т龠M(jìn)中國無憂花幼苗地徑的增長(zhǎng)，氮磷鉀施肥配比不當(dāng)則會(huì)抑制其地徑的增長(zhǎng)，對(duì)中國無憂花幼苗地徑增長(zhǎng)的促進(jìn)效果最佳的施肥配比是T5（N2P2K3）。

圖1 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂幼苗株高的影響

圖2 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂幼苗地徑的影響

2.3 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗葉生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由圖3可知，不同處理葉面積由大到小的排序?yàn)門5>T1>T4>T3>T6>T2>T7>T9>CK>T8，不同處理葉周長(zhǎng)由大到小的排序?yàn)門5>T1>T4>T6>T3>T2>T9>T7>CK>T8。其中T8處理葉面積和葉周長(zhǎng)均值都最小，低于CK，分別為40.17 cm2、27.23 cm，分別比CK的減少了7.82%、5.39%；其余各處理葉面積和葉周長(zhǎng)均值均高于CK，分別比CK的增加了15.95%~104.93%和5.18%~48.44%，其中T5處理葉面積和葉周長(zhǎng)均值均最大，分別為89.31 cm2、42.72 cm，分別比CK的增加了104.93%、48.44%。由方差分析可得，氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗葉面積和葉周長(zhǎng)均存在顯著影響（P＜0.05），T5處理的葉面積和葉周長(zhǎng)均顯著高于其他各處理，T8處理的葉面積和葉周長(zhǎng)均低于CK，但均無顯著性差異。由此可得，氮磷鉀配比施肥能在一定程度上促進(jìn)中國無憂花幼苗葉面積和葉周長(zhǎng)的增加，促進(jìn)效果最好的施肥配比是T5（N2P2K3）。

圖3 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂幼苗葉生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.4 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗生物量的影響

由表2可知，不同處理根生物量由大到小的排序?yàn)門4>T6>T1>T5>T3>T2>T7>T8>T9>CK，莖生物量排序?yàn)門4>T5>T1>T6>T2>T3=T7>T9>CK>T8，葉生物量排序?yàn)門4>T5>T1>T3>T2>T6>CK>T7 >T9>T8，總生物量排序?yàn)門4>T5>T1>T6>T3>T2>T7>T9>CK>T8。各處理根生物量均高于CK；除T8處理外，其余各處理莖生物量和總生物量均高于CK；除T7、T8和T9處理外，其余各處理葉生物量均高于CK。T4處理根生物量、莖生物量、葉生物量和總生物量均最大，分別為9.13、5.95、9.34、24.42 g/株，分別比CK增加了170.12%、160.96%、173.90%、169.24%；T8處理莖生物量、葉生物量和總生物均最小，分別為2.15、1.82、7.81 g/株，分別比CK減少了5.70%、46.63%、13.89%，T9處理根生物量增量最小，為3.76 g/株，比CK增加了11.24%。由方差分析可得，氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗根生物量、莖生物量、葉生物量和總生物量均存在顯著影響（P＜0.05），T4處理各生物量均最大。由此可得，適當(dāng)?shù)牡租浥浔仁┓士纱龠M(jìn)植物的生長(zhǎng)及物質(zhì)積累，對(duì)促進(jìn)中國無憂花幼苗各生物量增長(zhǎng)的最佳施肥配比是T4（N2P1K2）。

表2 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗各生物量的影響g/株

2.5 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗光合作用的影響

2.5.1 對(duì)凈光合速率的影響 由圖4可知，不同處理凈光合速率由大到小的排序?yàn)門5>T1>T6>T3>T4>T2>T9>T7>CK>T8，除T8處理外，其余各處理凈光合速率均大于CK，其中T8處理凈光合速率最小，為1.08 μmol/（m2·s），比CK減少了4.42%；T5處理凈光合速率最大，為4.17 μmol/（m2·s），比CK增加了269.03%。由方差分析可得，氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗凈光合速率存在顯著影響（P＜0.05），T5處理顯著高于CK，T8處理低于CK。由此表明，大多數(shù)氮磷鉀施肥配比可促進(jìn)中國無憂花幼苗凈光合速率，促進(jìn)效果最佳的施肥配比是T5（N2P2K3）。

2.5.2 對(duì)氣孔導(dǎo)度的影響 由圖5可知，不同處理氣孔導(dǎo)度由大到小的排序?yàn)門1>T5>T6>T3>T4>T2>T9>T7>CK>T8，除T8處理外，其余各處理氣孔導(dǎo)度均大于CK，其中T8處理氣孔導(dǎo)度最小，為0.014 mmol/（m2·s），比CK減少了12.50%；T1處理氣孔導(dǎo)度最大，為0.041 mmol/（m2·s），比CK增加了156.25%。由方差分析可得，氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗氣孔導(dǎo)度存在顯著影響（P＜0.05），T5處理顯著高于CK，T8處理低于CK，但無顯著差異。由此表明，絕大多數(shù)氮磷鉀施肥配比可促進(jìn)中國無憂花幼苗氣孔開放，從而增強(qiáng)植株葉片對(duì)CO2的吸收作用，從而更好地進(jìn)行光合作用，其中促進(jìn)效果最佳的施肥配比是T1（N1P1K1）。

圖4 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂幼苗凈光合速率的影響

圖5 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂幼苗氣孔導(dǎo)度的影響

2.5.3 對(duì)胞間CO2濃度的影響 由圖6可知，各不同處理胞間CO2濃度由大到小的排序?yàn)镃K>T8>T7>T1>T2>T9>T6>T4>T3>T5，各處理胞間CO2濃度均小于CK，其中T5處理胞間CO2濃度最小，為210.13 μmol/m，比CK減少了24.97%。由方差分析可得，氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗胞間CO2濃度存在顯著影響（P＜0.05），除T8處理低與CK無顯著差異外，其余各處理均顯著低于CK。由此表明，氮磷鉀配比施肥可促進(jìn)中國無憂花幼苗吸收CO2，從而增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)效果最佳的施肥配比是T5（N2P2K3）。

圖6 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂幼苗胞間CO2濃度的影響

2.5.4 對(duì)蒸騰速率的影響 由圖7可知，各不同處理蒸騰速率由大到小的排序?yàn)門1>T5>T6>T3>T4>T2>T9>T7>CK>T8，除T8處理外，其余各處理蒸騰速率均大于CK，其中T8處理蒸騰速率最小，為0.39 mmol/（m2·s），比CK減 少 了9.30%，T1處理蒸騰速率最大，為1.08 mmol/（m2·s），比CK增加了151.16%。由方差分析可得，氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂花幼苗蒸騰速率存在顯著影響（P＜0.05），T1處理顯著高于CK，T8處理低于CK，但無顯著差異。由此表明，絕大多數(shù)氮磷鉀施肥配比可促進(jìn)中國無憂花幼苗的蒸騰速率，促進(jìn)效果最佳的施肥配比是T1（N1P1K1）。

圖7 氮磷鉀配比施肥對(duì)中國無憂幼苗蒸騰速率的影響

2.6 氮磷鉀配比施肥下各指標(biāo)相關(guān)性分析及模糊隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)

由表3可得，氮磷鉀配比施肥下中國無憂花幼苗的生長(zhǎng)和光合特性之間相互影響，氮磷鉀配比施肥下生長(zhǎng)及光合作用各項(xiàng)指標(biāo)存在顯著或者極顯著相關(guān)，其中胞間CO2濃度與其余各項(xiàng)指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，其余各項(xiàng)指標(biāo)之間則呈正相關(guān)。

表3 氮磷鉀配比施肥下各指標(biāo)相關(guān)性分析

模糊隸屬函數(shù)是在多指標(biāo)測(cè)定基礎(chǔ)上，對(duì)植物特性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的途徑［15］。為避免單一指標(biāo)的片面性，對(duì)中國無憂花幼苗各生長(zhǎng)及光合作用各指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)，篩選出對(duì)中國無憂花幼苗生長(zhǎng)最有利的施肥配比。隸屬平均值越大，表明該施肥配比對(duì)中國無憂花幼苗的生長(zhǎng)越有利。由表4可知，各處理隸屬度均值由大到小的排序T5>T4>T1>T3>T6>T2>T7>T9>CK>T8。T5處理隸屬平均值最大，表明T5（N2P2K3）施肥處理對(duì)中國無憂花幼苗的生長(zhǎng)最有利。

表4 氮磷鉀配比施肥下各指標(biāo)隸屬函數(shù)分析

3 討論與結(jié)論

施肥在育苗生產(chǎn)中是保證林木質(zhì)量的必要措施［16］，合適的施肥配比是增強(qiáng)苗木質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。株高、地徑、葉生長(zhǎng)指標(biāo)、生物量等可作為生長(zhǎng)指標(biāo)來評(píng)價(jià)配比施肥的效果。周樊等［17-18］研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)牡租浥浔仁┓蕦?duì)植株苗高和地徑等生長(zhǎng)指標(biāo)有明顯促進(jìn)作用。本次試驗(yàn)大多數(shù)處理均能促進(jìn)中國無憂花幼苗株高地徑的增長(zhǎng)，適當(dāng)?shù)牡⒘?、鉀配比施肥均能促進(jìn)中國無憂花幼苗的株高地徑增長(zhǎng)，與周樊等［17-18］的研究結(jié)論相一致。適當(dāng)施肥對(duì)葉片的生長(zhǎng)也可起到促進(jìn)作用，本試驗(yàn)中對(duì)葉生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)除T8處理外，無憂花植株葉面積及葉周長(zhǎng)對(duì)比CK均出現(xiàn)了增加，由此表明適當(dāng)?shù)牡租浥浔仁┓士纱龠M(jìn)葉的生長(zhǎng)，這與亢亞超等［19-20］的研究結(jié)論相似。生物量的大小在一定程度上可以反映植物在生長(zhǎng)過程中物質(zhì)積累的情況。本試驗(yàn)中，除T8處理外，其余各處理氮磷鉀配比施肥均能促進(jìn)中國無憂花幼苗根生物量、莖生物量、總生物量的增加，除T7、T8、T9處理外，其余各處理均能促進(jìn)中國無憂花幼苗葉生物量的增加。由此表明，適當(dāng)?shù)牡租浥浔仁┓示艽龠M(jìn)中國無憂花幼苗的各生物量的增加，氮磷鉀施肥配比不當(dāng)則會(huì)抑制其生物量的增加，這與董妍君［21］的研究結(jié)果相似。

光合作用是植物有機(jī)物質(zhì)積累、生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，受植物本身生理特性和環(huán)境因素的共同影響，植物光合能力的高低是反映植物生長(zhǎng)能力的重要指標(biāo)［22］。本試驗(yàn)中，氮磷鉀配比施肥可明顯降低中國無憂花幼苗胞間CO2濃度，說明施肥可以促進(jìn)植物吸收CO2，進(jìn)行光合作用，同時(shí)絕大多數(shù)氮磷鉀施肥配比均能提高中國無憂花幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率；這與胡厚臻等［23］的研究結(jié)果相一致。本次T8處理Pn、Gs等光合作用指標(biāo)相比對(duì)照均出現(xiàn)了下降的情況，這可能是由于過度施用氮肥導(dǎo)致植株本身Rubisco酶活性因氮素過多而出現(xiàn)下降的原因［24］，說明氮素過高則有可能會(huì)抑制植物的光合作用，這與越鵬等［25］的研究結(jié)果相似。

綜上所述，只有在各種營養(yǎng)元素具有較合適的配比時(shí)，才能真正對(duì)植株的生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用。在中國無憂花的施肥方面，把握合適的氮磷鉀元素配比、不過度施用氮肥是關(guān)鍵點(diǎn)所在。綜合以上各項(xiàng)生長(zhǎng)及光合指標(biāo)，通過相關(guān)性分析及隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)，T5（尿素2.0 g/株，過磷酸鈣1.6 g/株，氯化鉀3.0 g/株）是本次試驗(yàn)下對(duì)中國無憂花幼苗最適宜的施肥配方。