張 雨

(張掖市甘州區(qū)黑河林場(chǎng)，甘肅 張掖 734000)

1 引言

樟子松又被稱(chēng)為蒙古赤松、海拉爾松，為松科松屬植物[1]。樟子松生長(zhǎng)迅速，具備良好的耐旱性、耐瘠薄性以及較強(qiáng)的適應(yīng)性，是我國(guó)防護(hù)林工程以及防沙治沙工程重要的造林樹(shù)種[2]。但是，20世紀(jì)90年代樟子松人工固沙林卻開(kāi)始大面積衰退乃至枯死[3]。如何更好地培育樟子松已成為人們高度關(guān)注的話題。

在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，氮素是最為活躍的元素，在植物體內(nèi)移動(dòng)性大、利用率高，隨著生長(zhǎng)中心的變化，氮亦會(huì)在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移，因而絕大多數(shù)植物對(duì)氮素極為敏感，若氮素營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，植物生長(zhǎng)、發(fā)育、產(chǎn)量以及品質(zhì)均會(huì)受到較大影響[4]。若植物缺乏氮素，常表現(xiàn)為生長(zhǎng)緩慢、植株矮小、葉片發(fā)黃等。

近年來(lái)，很多學(xué)者研究了氮肥對(duì)植物幼苗生長(zhǎng)的影響。杜康等[5]發(fā)現(xiàn)，施用氮肥可促進(jìn)水稻幼苗生長(zhǎng)、干物質(zhì)積累、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收；李堆淑等[6]研究了氮肥對(duì)桔梗幼苗生理特征及氮積累的影響，發(fā)現(xiàn)桔梗幼苗的CAT活性、POD活性、MDA含量、可溶性蛋白含量與全氮含量呈正相關(guān)；秦立金等[7]研究了不同氮肥處理對(duì)辣椒生長(zhǎng)與葉綠素含量的影響，發(fā)現(xiàn)低濃度氮肥可促進(jìn)辣椒幼苗的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，而高濃度氮肥會(huì)抑制辣椒幼苗的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。目前，針對(duì)樟子松的研究主要集中于栽培技術(shù)、病蟲(chóng)害防治等，對(duì)于氮如何影響樟子松幼苗生長(zhǎng)及生理特性的研究較少[8]?；诖?，以張掖市樟子松幼苗作為對(duì)象，研究了氮對(duì)樟子松幼苗生長(zhǎng)及生理特性的影響，希望能夠?yàn)檎磷铀捎缂霸缙谠炝质聵I(yè)提供參考及借鑒。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省張掖市某林場(chǎng)苗圃內(nèi)，當(dāng)?shù)囟鹃L(zhǎng)而寒冷、夏季短而酷熱，年平均氣溫為6.6 ℃，年平均降雨量為197.2 mm，年平均日照時(shí)長(zhǎng)為2975 h。試驗(yàn)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量為10.86 g/kg。

2.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用樟子松幼苗為一年生樟子松幼苗。施用氮肥品種為尿素。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020年4月16日，選擇健康、大小相似的一年生樟子松幼苗，根據(jù)氮肥施入量的不同分別設(shè)置5個(gè)處理，即CK(0 g/株)、N10(10 g/株)、N20(20 g/株)、N30(30 g/株)、N40(40 g/株)、N50(50 g/株)，每個(gè)處理重復(fù)三次，共18個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。采取根部澆灌方式施肥，每個(gè)月采取水溶液方式施肥一次，連續(xù)施肥5次。

2.4 項(xiàng)目測(cè)定

2.4.1 樣品采集

在2020年8月末，采用卷尺及游標(biāo)卡尺測(cè)量各處理植株株高及地徑大小。在各個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)選擇代表性植株15株，采取手工方式挖出幼苗，沖洗干凈后風(fēng)干并帶回實(shí)驗(yàn)室。分開(kāi)植株的葉片、根、莖，分別于75 ℃條件下烘干至衡重，測(cè)量各組織干重，計(jì)算葉重比(葉片干重與總干重的比值)、根重比(根部干重與總干種的比值)、莖重比(莖部干重與總干重的比值)、根莖比(根部干重與總干重的比值)。另取5株植株，采集葉片后混合剪碎，測(cè)量葉綠素含量、脯氨酸含量、相對(duì)含水量等。

2.4.2 測(cè)量方法

采用鄧斌等[9]的方法測(cè)量葉片葉綠素含量；采用郝建軍等[10]的方法測(cè)量葉片脯氨酸含量；采用張志良等[11]的方法測(cè)量葉片相對(duì)含水量。

2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS20.0 軟件分析并處理數(shù)據(jù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 氮對(duì)樟子松幼苗生長(zhǎng)的影響

氮對(duì)樟子松幼苗生長(zhǎng)的影響見(jiàn)表1。從表1可以看出，不同處理樟子松幼苗株高差異顯著，隨著施氮量的增加，樟子松幼苗株高先升高，在N40處理時(shí)達(dá)到最大值，接著開(kāi)始降低，其中N30處理與N40處理樟子松幼苗株高差異不顯著，比CK處理提高了13.06%～20.45%。不同施氮量對(duì)樟子松幼苗地徑存在顯著影響，其中CK處理、N20處理、N30處理、N50處理4個(gè)處理樟子松幼苗地徑差異不顯著，在0.63～0.69 mm之間，明顯低于N40處理(0.78 mm)。不同處理樟子松幼苗單株總生物量存在顯著差異，其中各處理單株總生物量由高到低依次為N40處理(14.79 g)、N30處理(13.78 g)、N20處理(12.96 g)、N50處理(11.56 g)、CK處理(8.03 g)。不同處理樟子松幼苗葉重比、根重比、莖重比、根莖比差異不顯著。

表1 氮對(duì)樟子松幼苗生長(zhǎng)的影響

3.2 氮對(duì)樟子松幼苗生理特性的影響

氮對(duì)樟子松幼苗生理特性的影響見(jiàn)表2。從表2可以看出，不同氮肥施入量對(duì)樟子松葉片相對(duì)含水量無(wú)顯著影響。隨著施氮量的增加，樟子松葉片葉綠素含量呈增加趨勢(shì)，在施氮量超過(guò)30 g/株后，樟子松葉片葉綠素含量無(wú)明顯增加趨勢(shì)，維持在2.50～2.53 μg/g之間；不同處理樟子松葉片葉綠素b含量差異顯著，其中N30處理和N40處理樟子松葉片葉綠素b含量差異不顯著，維持在1.75～1.78 μg/g之間，其余依次為N50處理(1.73 μg/g)、N20處理(1.62 μg/g)、CK處理(1.37 μg/g)。氮肥的施入可明顯提升樟子松葉片葉綠素a+b的含量，其中N40處理、N30處理、N50處理、N20處理樟子松葉片葉綠素a+b含量分別比CK處理提高了24.93%、23.47%、22.61%、19.13%。隨著氮肥施入量的增加，樟子松葉片脯氨酸含量持續(xù)升高，整體處于398.42～520.23 μg/g間。

表2 氮對(duì)樟子松幼苗生理特性的影響

4 討論

4.1 氮對(duì)樟子松幼苗生長(zhǎng)的影響

株高是指植物體根莖部至頂部的距離，是營(yíng)養(yǎng)體的一個(gè)重要生長(zhǎng)指標(biāo)。地徑是指地面以上20 cm苗木的直徑，也是反應(yīng)苗木生長(zhǎng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。生物量是反應(yīng)生物群落生產(chǎn)力的一個(gè)重要指標(biāo)，也是生態(tài)系統(tǒng)獲取能量的一個(gè)重要表現(xiàn)[12]。葉片是植物光合作用的重要器官，也是對(duì)環(huán)境變化最為敏感的一個(gè)光合器官，其生長(zhǎng)情況可反應(yīng)植物的光合作用能力。根系是植物通過(guò)土壤吸收水分以及養(yǎng)分的重要器官，其生長(zhǎng)特點(diǎn)可直接決定植物水分及養(yǎng)分吸收狀況。因此,可以說(shuō)株高、地徑、單株總生物量、葉重比、根重比、莖中比、根莖比不僅是植物生長(zhǎng)的重要指標(biāo)，同時(shí)也是評(píng)價(jià)植物生長(zhǎng)狀況必不可少的依據(jù)。本研究發(fā)現(xiàn)，氮素對(duì)樟子松幼苗最顯著的影響是株高及地徑的變化，隨著施氮量的增加，樟子松幼苗株高持續(xù)升高，在施氮量為40 g/株時(shí)達(dá)到最大值，隨著施氮量的進(jìn)一步增加，樟子松幼苗株高開(kāi)始降低；同時(shí)在施氮量為40 g/株時(shí)，樟子松幼苗地徑明顯高于其他施氮量。這表明，適宜的施氮量可提升樟子松幼苗高度，增加幼苗地徑，若施氮量過(guò)高，反倒會(huì)抑制樟子松幼苗高度以及地徑的提升。這與秦立金等[7]的研究結(jié)果相一致。這可能是由于在施氮量過(guò)高時(shí)，土壤內(nèi)溶液鹽分濃度明顯提升，這會(huì)導(dǎo)致根系細(xì)胞水勢(shì)的降低，影響作物對(duì)水分的吸收，最終導(dǎo)致植物長(zhǎng)勢(shì)并不理想。

4.2 氮對(duì)樟子松幼苗生理特性的影響

植物葉片內(nèi)葉綠素含量可反應(yīng)植物的光合作用水平，若葉綠素含量較低，植物光合作用較弱，這會(huì)抑制植物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致植物生物量的降低。本研究發(fā)現(xiàn)，在樟子松幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中，適量的氮肥可促進(jìn)樟子松葉片葉綠素含量的提升，在氮肥達(dá)到40 g/株時(shí)，樟子松葉片葉綠素含量達(dá)到了最大值，隨著施氮量的進(jìn)一步增加，樟子松葉片葉綠素含量開(kāi)始降低，這可能是由于在氮元素缺乏時(shí)，葉綠體組成將受到較大影響，缺氮植物葉綠素普遍較小，構(gòu)成葉綠體的基粒及囊體小，基質(zhì)大，這會(huì)影響光合作用的效果，而施氮量過(guò)高會(huì)破壞葉綠素的片層結(jié)構(gòu)，影響葉綠素的生物合成過(guò)程，加快所合成葉綠素的分解，最終導(dǎo)致葉綠素含量的降低[13]。

脯氨酸是多種植物體內(nèi)最為有效的一種在細(xì)胞內(nèi)合成的有機(jī)溶質(zhì)，作為一種調(diào)節(jié)性物質(zhì)，脯氨酸具備良好的親和性特點(diǎn)。脯氨酸的主要作用即維持原生質(zhì)以及環(huán)境間的滲透平衡，避免植物因過(guò)量失水而抑制生長(zhǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，隨著氮肥施入量的增加，樟子松幼苗葉片脯氨酸含量持續(xù)升高，這與解亞鑫等[14]、黎旺姐等[15]的研究結(jié)果相一致，表明氮肥對(duì)脯氨酸的積累具備明顯的促進(jìn)作用。

5 結(jié)論

(1)氮對(duì)樟子松幼苗株高、地徑、單株總生物量存在顯著影響，在氮肥施入量為40 g/株時(shí)，最有利于樟子松幼苗的生長(zhǎng)。

(2)氮肥的施入能夠有效提升樟子松幼苗葉片葉綠素含量及脯氨酸含量，在氮肥施入量為40 g/株時(shí)，樟子松幼苗葉片葉綠素含量達(dá)到了最大值，在氮肥施入量為50 g/株時(shí)，樟子松幼苗脯氨酸含量達(dá)到了最大值。

綜上所述，在甘肅省張掖市，樟子松幼苗最理想的氮肥施入量為40 g/株。