李 鑫,李曉菁,史鋒厚*,沈永寶

(1.南京林業(yè)大學 林學院/南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037；2.揚州蘇瑞園林綠化工程有限公司，江蘇 揚州 225000)

隨著現(xiàn)代林業(yè)的發(fā)展，精準施肥已成為一種重要的施肥方式。緩釋肥是以各種調(diào)控機制使養(yǎng)分按照設(shè)定的釋放模式緩慢釋放的肥料，能有效延長植物對養(yǎng)分的吸收利用[1-2]。與普通肥料相比，緩釋肥具有減少施肥次數(shù)、節(jié)省勞力、操作簡單和科學環(huán)保等優(yōu)點，可使肥料發(fā)揮最大的肥效；養(yǎng)分可根據(jù)植株吸收規(guī)律指數(shù)級釋放，減少淋溶量，從而提高肥料利用率，有效降低育苗成本[3-5]。容器育苗過程中，科學使用緩釋肥是實現(xiàn)育苗精準施肥的重要途徑，是容器育苗技術(shù)的重要發(fā)展方向[6]。容器苗前期養(yǎng)分積累不足，不僅影響苗期生長，還會導致造林后苗木生長速度緩慢，而緩釋肥能為苗木提供長期養(yǎng)分供應，加強養(yǎng)分庫的科學構(gòu)建，促進苗木生長和提高造林成效。但緩釋肥同樣存在施用量范圍問題，苗木施肥量的確定受樹種、基質(zhì)肥力和氣候環(huán)境等諸多因素影響，施肥量過低導致苗木生長不良，施肥量過高則會對苗木產(chǎn)生肥害并抑制生長。

紫楠(Phoebesheareri)為樟科(Lauraceae)楠屬(Phoebe)常綠闊葉喬木，已被列為國家重點保護樹種，主要分布在長江流域及以南地區(qū)；紫楠集藥、食、材和觀賞價值為一體，防風、防火、較耐寒，病蟲害少，值得大力推廣[7]。紫楠現(xiàn)存野生資源破壞嚴重，為加快苗木繁育速度，開展紫楠容器育苗技術(shù)和精準施肥技術(shù)研究刻不容緩。本研究以紫楠實生苗為試驗材料，通過分析不同緩釋肥水平對苗木生長的影響，擬篩選出適合1年生紫楠容器苗培育的緩釋肥施用量范圍，為其規(guī)?；a(chǎn)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

試驗地點位于南京林業(yè)大學校園內(nèi)，屬亞熱帶季風性氣候，夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，年平均氣溫約15.5 ℃，一般夏季最高溫度在38 ℃，冬季最低氣溫在-8 ℃，年平均降水量為1 053 mm，平均日照時間2 240 h。紫楠種子采自蘇州市吳中區(qū)穹隆山，育苗基質(zhì)為江蘇興農(nóng)基質(zhì)科技有限公司生產(chǎn)的育苗專用基質(zhì)，以泥炭和椰糠為主要原料，質(zhì)地疏松，富含有機質(zhì)；育苗容器為16 cm×20 cm無紡布育苗袋。緩釋肥為精準奧綠肥318 s(15-9-11+2MgO+TE)，N、P、K比例為15∶9∶11，加鎂加微量元素，屬于均衡釋放型肥料，肥效8～9個月，作為基肥按照試驗設(shè)計用量直接均勻拌入育苗基質(zhì)中使用。

1.2 試驗方法

紫楠種子催芽方法見文獻[8]。當紫楠芽苗長至真葉展開時，進行芽苗移栽。試驗于4月27日，選取高度基本一致的芽苗進行移栽，移栽時切除芽苗主根底部的1/2部分，基質(zhì)用量以裝滿育苗袋為宜。緩釋肥施用試驗采用單因素隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)4個施用量梯度，分別為F12.0 kg·m-3、F22.5 kg·m-3、F33.0 kg·m-3、F43.5 kg·m-3，每個處理設(shè)3次重復，每個重復10株苗木。移栽后，將容器苗置于設(shè)有遮陽網(wǎng)和自動噴灌裝置的苗床上，及時澆透“定根水”，設(shè)置自動噴霧間隔和時間，以苗木葉面濕潤為宜，后期根據(jù)天氣和栽培基質(zhì)墑情調(diào)節(jié)噴霧間隔和時間，同時注意及時人工除草。

1.3 苗木生長、生理及根系指標測定

自5月6日至12月6日，每隔1個月測定1次苗木高度和地徑。測定時，每個處理每個重復隨機抽取5株苗木進行測量。苗高測量采用精度為0.1 cm的直尺，地徑測量采用精度為0.01 mm的電子游標卡尺。

8月15日，從各處理各重復苗木中隨機采集生長方向、高度、大小較一致的葉片數(shù)枚，使用去離子水沖洗干凈，用于測定相關(guān)生理指標。葉綠素含量采用丙酮乙醇混合液方法測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定[9]。

12月15日，從每處理每重復中隨機抽取5株苗木進行根系掃描并測定苗木重量。將容器苗基質(zhì)輕輕打散，流水緩緩沖洗干凈根部基質(zhì)，采用WinRHIZO PRO 2007根系分析系統(tǒng)對每株苗木根系進行掃描，計算根系總長、根系表面積、根系體積和總根尖數(shù)等指標。苗木稍晾干，分為地上部分和地下部分，地下部分再分為主根和側(cè)根，用精度為0.001 g電子天平分別稱其鮮重。將各部分分別裝入紙質(zhì)信封，放入烘箱中，105 ℃殺青30 min后將溫度設(shè)定在80 ℃，烘至恒重，稱其干重。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel軟件進行數(shù)據(jù)匯總整理，分析并繪制指標變化圖，采用SPSS 20.0進行方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 緩釋肥施用量對苗木苗高、地徑生長的影響

不同緩釋肥施用量水平下，紫楠容器苗苗高、地徑生長動態(tài)情況見圖1。由圖1可知，前1個月內(nèi)，因紫楠芽苗切根移栽后根系重建需一定時間，且緩釋肥因溫度低釋放較為緩慢，各施肥水平間苗木的生長無明顯差異。6月進入速生期后，紫楠苗木根系逐漸恢復吸收能力，生長所需養(yǎng)分增多，且隨著溫度的升高，緩釋肥釋放速率逐步增大，各施肥處理間的苗木生長差異越來越明顯。6-8月為苗木高生長的高峰期，8-10月主要是苗木地徑的快速增粗期。10月之后，苗木生長基本停止，苗木開始進入休眠期。緩釋肥處于F4水平時，苗木前期苗高、地徑增長量較大，但到后期逐步減緩；而在F3施用量水平下，苗木苗高、地徑從7月初一直保持領(lǐng)先，至12月達到最大值。經(jīng)過一個生長季后，施用F1、F2、F3、F4緩釋肥的苗木苗高增長量分別為6.60、7.57、8.28、7.80 cm，增幅分別為1.22%、1.40%、1.55%、1.45%；各施肥水平下，苗木地徑增長量分別為3.19、3.57、3.89、3.79 mm，增幅分別為2.75%、3.10%、3.41%、3.27%。

圖1 紫楠苗木苗高、地徑生長動態(tài)Fig.1 The growth of seedling height and diameter of Phoebe sheareri

對12月6日測定的苗木數(shù)據(jù)進行多重比較，結(jié)果見表1。由表1可知，適當增加緩釋肥施用量，能有效提高苗木苗高、地徑增長量。當緩釋肥施用量增至F3水平時(3.0 kg·m-3)，紫楠苗木的苗高、地徑最大，分別為13.63 cm和5.03 mm，顯著高于F1水平，但與F2和F4水平差異不顯著。但緩釋肥施用量增至F4水平時，苗木苗高、地徑開始下降，說明過量的緩釋肥對紫楠苗木高生長和粗生長產(chǎn)生了抑制作用。4組不同緩釋肥施用量水平間，紫楠苗木的高徑比不存在顯著差異，介于2.68～2.77。

表1 12月份紫楠苗木苗高、地徑及高徑比測定結(jié)果Table 1 The result of seedling height growth,diameter and height-to-diameter ratio of P.sheareri on Dec.

2.2 緩釋肥施用量對苗木生物量的影響

由表2可知，紫楠苗木地上部分和地下部分的生物量隨著緩釋肥施用量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，在F3施用量水平即3.0 kg·m-3時，除苗木主根鮮重和干重外的其他指標均達到最大值。以苗木干重為例，在F3施用量水平時，苗木地上部分和地下部分的干質(zhì)量分別為2.07 g·株-1和1.85 g·株-1，相較于F1水平分別提高了132.58%、137.18%；其側(cè)根干質(zhì)量達到1.16 g·株-1，是F1施用量苗木的3.31倍。優(yōu)質(zhì)苗木并不要求主根過于發(fā)達，側(cè)根的生物量是衡量苗木質(zhì)量的重要指標。在F2施用量時，苗木的主根干質(zhì)量最大，為0.6 g，但苗木側(cè)根干重卻顯著低于F3、F4水平。在F3施用量時，苗木側(cè)根干重最大，顯著高于其他緩釋肥施用量，且苗木主根干重與F2水平差異不顯著。但當緩釋肥量增至F4水平時，除苗木主根外的其余各項指標均出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，苗木干質(zhì)量僅為3.47 g·株-1，比F3施用量水平降低了0.45 g·株-1，降幅為11.48%。由此可見，適度施用緩釋肥可有效促進苗木的生長發(fā)育，但施用過量，則會對苗木造成傷害，影響苗木的正常生長。

表2 紫楠苗木生物量測定結(jié)果Table 2 The result of seedlings biomass of P.sheareri g·株-1

2.3 緩釋肥施用量對苗木根系形態(tài)的影響

不同緩釋肥施用量水平下的紫楠苗木根系形態(tài)指標測定結(jié)果見表3。由表3可知，經(jīng)過一個生長季之后，不同緩釋肥施用量對紫楠苗木根系形態(tài)的影響較為顯著。在F1水平時，苗木的各項根系指標均為最小值，可見紫楠苗期生長緩慢，需肥量較大，該水平的緩釋肥施用量未能滿足苗木的生長需求。當緩釋肥施用量達到F3水平時，除主根長外的其他苗木根系形態(tài)指標均達到最大值，其中根系總長為204.28 cm，根系表面積為157.51 cm2，根系體積為12.46 cm3，均極顯著高于F1施用量水平，相比增幅分別達到17.60 %、97.04 %、284.57 %；苗木一級側(cè)根數(shù)為15.53條，分別是F1水平和F4水平的1.46倍和1.18倍；苗木總根尖數(shù)達597.33個，顯著高出其他施肥水平，說明在該緩釋肥施用量水平下的苗木根系相比已達到最佳狀態(tài)。在F2施用量水平時，紫楠苗木的主根最長，為6.51 cm，較F1水平增加了23.53 %，但與F3水平差異不顯著。當緩釋肥施用量增至F4水平時，苗木根系形態(tài)各項指標出現(xiàn)下降趨勢，其中，苗木根系總長、一級側(cè)根數(shù)和總根尖數(shù)更是低于F2施肥水平，施肥量增大非但沒有促進苗木根系生長，反而嚴重抑制了苗木根系生長。綜上所述，緩釋肥的施用有利于苗木根系高效吸收養(yǎng)分，在一定范圍內(nèi)隨著緩釋肥施用量的增加，苗木根系更加發(fā)達，根構(gòu)型更加合理；若繼續(xù)增加施用量，則可能出現(xiàn)苗木燒根現(xiàn)象，產(chǎn)生肥害，影響苗木生長。

表3 紫楠苗木根系形態(tài)指標測定結(jié)果Table 3 The result of seedling root morphology of P.sheareri

2.4 緩釋肥施用量對苗木生理指標的影響

2.4.1 緩釋肥施用量對苗木葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)的影響 由表4可知，施用緩釋肥可有效提高紫楠苗木的葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)，各施用量水平下苗木葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)大小排序為F3>F4>F2>F1，且不同的緩釋肥水平間苗木葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)存在顯著差異。在F3水平即緩釋肥施用量為3.0 kg·m-3時，紫楠苗木葉片的葉綠素a質(zhì)量分數(shù)最高，為3.54 mg·g-1，顯著高于F1、F2與F4施用量水平，增幅分別為25.98%、17.22%和10.63%。F4施用量水平次之，苗木葉片葉綠素a質(zhì)量分數(shù)高出F1水平0.39 mg·g-1，且兩者之間的差異達到極顯著水平。F2施用量水平的苗木葉片葉綠素a質(zhì)量分數(shù)略高于F1，但兩者差異不顯著。

F1施用量的紫楠苗木葉片葉綠素b質(zhì)量分數(shù)最低，與F3施用量苗木葉片相比減少了0.28 mg·g-1，降幅達24.35%，兩者差異達到極顯著；F2與F4施用量水平的苗木葉片葉綠素b質(zhì)量分數(shù)處于中間，且兩者差異不顯著。在F3施用量水平時，紫楠苗木葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)最大，為4.69 mg·g-1，高出F1水平27.10%；在F2與F4施用量水平時，苗木葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)差異較小，但F4極顯著高于F1水平，而F2水平與F1水平差異不顯著。分析認為，苗木葉片中葉綠素質(zhì)量分數(shù)主要與肥料中N質(zhì)量分數(shù)密切相關(guān)，其質(zhì)量分數(shù)一般隨肥料中的N增加而呈現(xiàn)先增高后降低的變化趨勢。

2.4.2 緩釋肥施用量對苗木葉片可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)的影響 由表4可知，隨著緩釋肥施用量的增加，紫楠苗木葉片中的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)均呈現(xiàn)上升趨勢，在F3施用量(3.0 kg·m-3)時達到最大值，繼續(xù)增加施用量至F4水平，葉片可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)均呈現(xiàn)下降的變化趨勢。在F3緩釋肥施用量時，紫楠苗木葉片中可溶性糖質(zhì)量分數(shù)最高，為23.92 mg·g-1，相比F1、F2與F4施用量水平，分別高出2.94、1.76、1.66 mg·g-1，增幅分別為14.01%、7.94%、7.46%，與其余3種施用量水平的苗木葉片可溶性糖質(zhì)量分數(shù)差異均達顯著水平。在F1施用量水平時，苗木葉片中的可溶性糖質(zhì)量分數(shù)最低，為20.98 mg·g-1，與F3施用量的苗木質(zhì)量分數(shù)差異達到極顯著水平，但與F2和F4水平的苗木質(zhì)量分數(shù)差異不顯著。

表4 紫楠苗木葉片葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)的測定結(jié)果Table 4 The contents of chlorophyll,soluble protein and soluble carbohydrate in leaf of P.sheareri seedlings mg·g-1

在F3施用量水平下的紫楠苗木葉片中可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)為10.04 mg·g-1，顯著高出F1和F2水平，增幅分別為32.11%和15.01%，且與F1施用量的苗木質(zhì)量分數(shù)之間的差異達到極顯著水平，但與F4施用量的苗木質(zhì)量分數(shù)差異不顯著。施用F2緩釋肥的苗木葉片中可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)為8.73 mg·g-1，相較于F4施用量的苗木質(zhì)量分數(shù)減少了0.42 mg·g-1，但高出F1水平1.13 mg·g-1，但與F4和F1施用量的苗木質(zhì)量分數(shù)差異均未達到顯著水平。F4施用量的苗木葉片中可溶性蛋白質(zhì)量分數(shù)顯著高于F1水平，增幅達20.39%。

3 結(jié)論與討論

不同樹種對肥料的需求量存在差異，苗木在生長過程中的不同階段對肥料的需求量也有差異，且施肥量并不是越多越好，施肥量過多過少均會影響苗木的生長，因此確定合理的施肥量尤為重要[10]。最佳緩釋肥量要保證苗木養(yǎng)分加載，將苗木超過正常生長所需養(yǎng)分貯藏在體內(nèi)，使其處于奢養(yǎng)狀態(tài)，不至于養(yǎng)分過低或過高而造成貧養(yǎng)和毒害。吳小林等[11]在研究緩釋肥施用量對1年生赤皮青岡容器苗的影響時證實，隨著緩釋肥施用量加大，苗木苗高、生物量和根系體積等指標先升后降，在施肥量為2.5 kg·m-3時均達到最大值。

本研究結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)增加緩釋肥施用量，有利于紫楠苗木苗高、地徑生長和生物量的積累，根系構(gòu)型也有所改善。在苗木生長初期，不同緩釋肥施用量水平對苗木生長影響不明顯，這一方面是因為紫楠芽苗經(jīng)切根后幼苗期生長緩慢；另一方面緩釋肥的養(yǎng)分釋放較慢，其速率主要受包膜厚度和環(huán)境溫度控制，不受土壤水分、酸堿度、微生物活性等因素的影響[12-13]。至7月初，紫楠苗木進入速生期，所需養(yǎng)分增大，伴隨著環(huán)境溫度的升高，緩釋肥穩(wěn)步釋放養(yǎng)分，各施用量水平間苗木長勢之間的差異開始顯現(xiàn)。當緩釋肥施用量為3.0 kg·m-3時，除主根以外的紫楠苗木各項生長指標均達到最大值，這種情況同樣出現(xiàn)在樟科楠屬植物浙江楠、閩楠的緩釋肥試驗研究中[14]。

本研究對紫楠苗木的形態(tài)指標測定結(jié)果表明，隨著緩釋肥施用量的增加，N素供應隨之增加，苗木進行光合作用產(chǎn)生的能量更多，生物量積累更多，使得苗木的形態(tài)指標表現(xiàn)出明顯的升高。但當施肥量提高至3.5 kg·m-3時，紫楠苗木的地上和地下部分的鮮重和干重，根系表面積、體積，總根尖數(shù)、一級側(cè)根數(shù)等均有所下降；雖然此時苗木高度與緩釋肥施用量為3.0 kg·m-3時的苗木高度差異不大，但苗木高徑比增大，苗木總體的形態(tài)指標呈現(xiàn)明顯下降的變化趨勢。根系作為吸收水分和營養(yǎng)元素的源頭，不斷為苗木地上部分提供養(yǎng)分。K含量對苗木根系影響較大，在本研究中，適量增加緩釋肥施用量，K含量增多，對于紫楠苗木根系發(fā)育和枝葉生長具有一定的促進作用；當緩釋肥的施用量達到3.5 kg·m-3時，栽培基質(zhì)中的K含量可能已經(jīng)超過了一年生紫楠苗木根系的生長需求，反而抑制了根系的生長發(fā)育和對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。由此可見，緩釋肥施用過量會抑制紫楠苗木的生長，尤其影響地下根系的生長，這與杉木[15]]、黃連木[16]等樹種的施肥試驗研究結(jié)果相符。樟子松緩釋肥施用試驗過程中同樣出現(xiàn)類似情況，當緩釋肥施用量達到2.5 kg·m-3時，苗木地下部分側(cè)根減少，生物量下降[17]。王藝等[18]研究指出，緩釋肥過量會抑制苗體內(nèi)P質(zhì)量濃度，影響苗木生長。因此，過量施用緩釋肥將導致N、P、K 3種元素相互作用，影響苗木根系吸收，產(chǎn)生了肥害，從而引起苗木根系形態(tài)指標下降[19-20]。

本研究對紫楠苗木生理指標進行測定，證實適量增加緩釋肥施用量可以顯著提高紫楠苗木葉綠素和營養(yǎng)物質(zhì)的含量。已有研究表明，容器苗由于初始基質(zhì)肥力和容器空間的影響，生長至一定階段會受限，施肥能改變?nèi)萜髅绺H土壤內(nèi)微生物酶和種群的活性，影響根系對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與利用，促進葉綠素、蛋白質(zhì)和碳水化合物的形成，提高苗木出圃時的品質(zhì)[21]。肖遙等[22]研究證實3.5 kg·m-3緩釋肥施用量有利于浙江楠容器苗養(yǎng)分庫中N素的積累，而1.5 kg·m3的緩釋肥加載量有助于P素養(yǎng)分庫的構(gòu)建。由于樹種、育苗基質(zhì)肥力和環(huán)境等因素不同，本研究在3.0 kg·m-3緩釋肥施用量水平下，紫楠苗木的各項生理指標達到最高值，葉綠素和可溶性糖含量顯著高于其他施用量水平。N是植物體需求量最大的礦質(zhì)營養(yǎng)元素，也是葉綠素的重要組成成分。緩釋肥中N素所占比例較大，在一定范圍內(nèi)，隨著N素的增多，苗木葉片中葉綠素含量增大，葉片光合作用增強，間接提高了苗木體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的含量[23]。當緩釋肥施用量增至3.5 kg·m-3時，栽培基質(zhì)中的N、P、K元素均有所增加，但對苗木卻產(chǎn)生了抑制作用，各項生理指標均呈現(xiàn)出下降的變化趨勢，雖然相關(guān)指標數(shù)值上仍略高于緩釋肥施用量為2.5 kg·m-3時的苗木含量，但當緩釋肥施用量為3.0 kg·m-3時，就已經(jīng)可以滿足1年生紫楠苗木生長對于肥料的需求，說明過量施用肥料不僅造成資源浪費，更會抑制苗木根系對營養(yǎng)元素的吸收，同時影響苗木地上部分的生長。

綜上所述，適量施用緩釋肥有利于苗木根系生長和對于營養(yǎng)元素的高效吸收，提高苗木質(zhì)量。綜合考慮苗木各項生長指標和生理指標，可選用緩釋肥3.0 kg·m-3施用量作為1年生紫楠苗木培育過程中的推薦施肥量。本研究為突出緩釋肥的使用價值，而未對不同育苗混合基質(zhì)中的N、P、K等元素含量進行精確測定，沒有考慮未使用緩釋肥的基質(zhì)育苗情況，這些有待在后續(xù)研究中深入探究。