謝曉勇

(遼寧努魯兒虎山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 朝陽 122000)

氮元素是植物生長中必不可少的一類大量營養(yǎng)元素，植物從土壤中直接吸收的氮肥類型多樣，不僅包括硝態(tài)氮、銨態(tài)氮等無機(jī)態(tài)氮肥養(yǎng)分，還可以吸收自身生長發(fā)育必須的氨基酸、多肽類小分子有機(jī)態(tài)氮素。氮元素土壤中的含量情況可對(duì)植物的生長起到很大的影響，其施肥的用量、肥料的形態(tài)和土壤中的占比等都會(huì)對(duì)植物的生長[1]、物種分布多樣性[2-3]情況等產(chǎn)生影響。不同的樹種適合的氮肥形態(tài)、施入比例均有所不同[4]，一般情況下裸子植物、耐蔭樹種氮肥施入的形態(tài)適合為銨態(tài)氮[4]，而先鋒樹種多數(shù)喜硝態(tài)氮肥，且對(duì)氮肥用量及氮肥的施入形態(tài)表現(xiàn)較為敏感[4]，施肥形態(tài)不適宜的情況下苗木的生長可能會(huì)有所抑制[5]。

植物體內(nèi)的碳氮循環(huán)之間關(guān)聯(lián)緊密，碳循環(huán)可以為植物體吸收及同化氮元素提供必要的能量，由此可知植物幼苗的生長情況還與體內(nèi)碳元素的可用量以及在植物體內(nèi)的分配情況有著重要的關(guān)聯(lián)[6-7]。

楊樹屬于速生樹種之一，喜歡生長在有光照的條件下，抗旱的能力強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣，目前在遼寧省等東北地區(qū)是營建速生豐產(chǎn)林的先鋒樹種之一，得到了較廣泛的推廣應(yīng)用，其在當(dāng)?shù)厝斯ち值拿娣e近些年逐漸增加。目前很多學(xué)者對(duì)楊樹人工林有關(guān)土壤的養(yǎng)分需求方面開展了大量的研究，結(jié)果一致認(rèn)為楊樹生長中對(duì)土壤中養(yǎng)分、水分的需求較大，在立地條件較差的地塊上，在水分條件得到保證的基礎(chǔ)上，合理的施肥對(duì)楊樹人工林的生長有著顯著的促進(jìn)效果，經(jīng)濟(jì)效益明顯[6]。

氮素的類型比較多，主要包括有機(jī)態(tài)(銨態(tài)氮、酰胺態(tài)氮、硝態(tài)氮等)、無機(jī)態(tài)[7-8]。目前有關(guān)楊樹施肥的研究主要集中在施肥的量在楊樹豐產(chǎn)中的促進(jìn)作用，而有關(guān)不同的氮肥類型下楊樹生長的情況以及碳氮積累的效果目前還沒有相關(guān)的研究報(bào)道，因此有必要就此開展相關(guān)的研究，以補(bǔ)充此方面的空白、探索出適合楊樹生產(chǎn)中施用的氮素形態(tài)、進(jìn)一步豐富植物對(duì)氮元素吸收利用方面的機(jī)制。現(xiàn)將研究的情況簡單匯總?cè)缦隆?/p>

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地情況

試驗(yàn)安排在遼寧省建平縣的馬場林場，當(dāng)?shù)氐哪昃鶞卦?.6℃左右，年均降水量在一般385 mm左右，土壤中的養(yǎng)分測定情況：有機(jī)質(zhì)98.2%，氮肥中銨態(tài)、硝態(tài)和水解態(tài)的含量分別為27.2、33.90、136.3 mg/kg，有效磷、速效鉀的含量分別為32.82、150.1 mg/kg。試驗(yàn)地內(nèi)土壤的pH值偏堿性，一般在7～8。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)中選擇的楊樹品種為渤豐1號(hào)，為1年生扦插苗。扦插的基質(zhì)材料選擇草炭土、沙子和腐殖土，分別按照55%、25%、20%的比例配置。扦插用的容器選擇花盆材質(zhì)為塑料，規(guī)格為上口、底部直徑分別為17.5、9.1 cm，容器的高為20 cm。容器內(nèi)填基質(zhì)的深度達(dá)到與上口距離在3 cm左右，每個(gè)容器內(nèi)填土的重量保持一致。試驗(yàn)中需要的不同形態(tài)氮肥均來源于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇扦插生長1年、成活、長勢(shì)正常且大小均勻的楊樹苗施入不同形態(tài)的氮肥，試驗(yàn)中共設(shè)置了3種氮肥形態(tài)的處理(酰胺態(tài)氮尿素、硝態(tài)氮硝酸銨、甘氨酸)以及1個(gè)不施氮肥的對(duì)照處理，每個(gè)處理均安排50株楊樹苗作為重復(fù)。在2020年7—8月施肥4次。施肥時(shí)均將不同形態(tài)的氮肥(每次按照純氮含量4 mg/株的量施入)溶解在20 mL/株缺氮的營養(yǎng)液中，定量、均勻地將營養(yǎng)液施入到各容器中；不施氮肥的對(duì)照處理只需要每次施入缺氮營養(yǎng)液20 mL即可，其余的管理與氮肥處理組保持一致[9-10]。

1.4 調(diào)查指標(biāo)及具體方法

2020年楊樹生長季結(jié)束后進(jìn)行苗木的收獲，對(duì)各處理、各重復(fù)楊樹苗的高、地徑逐木進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，之后分別進(jìn)行地上部、地下部生物量測量的處理：將根系上沾取的浮土用軟刷、清水等清理干凈，置于105 ℃的高溫下進(jìn)行殺青處理15 min，之后放在烘箱(溫度約80 ℃)中處理48 h，直到其重量恒定，之后即可進(jìn)行生物量的測量[11]。

對(duì)烘干后的各處理樣品進(jìn)行高速狀態(tài)下粉碎處理，用細(xì)篩(60 目)過1遍，之后取樣進(jìn)行全氮、NSC等含量的測定，并測量630 nm處淀粉、可溶性糖的吸光值。各重復(fù)的數(shù)據(jù)最后取平均值進(jìn)行比較分析[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同形態(tài)氮肥處理下楊樹苗木生長分析

通過對(duì)不同形態(tài)下氮肥處理下楊樹苗木生長主要特征分析，結(jié)果見表1。根據(jù)表1可知，在所有的施氮肥處理中，苗高以施入酰胺態(tài)氮肥的處理處理為最高，達(dá)到338.2 cm，其次是硝態(tài)氮肥的處理，以有機(jī)態(tài)氮肥施入的處理苗高為最低，但是3個(gè)施氮肥處理的苗高均高于不施氮肥的處理，由此可知施氮肥有利于楊樹苗木的高生長，且不同形態(tài)氮肥的促高生長效果表現(xiàn)有所不同，以酰胺態(tài)氮肥施入的處理效果最好；地徑以硝態(tài)氮的處理為最高，達(dá)到2.4 cm，比酰胺態(tài)氮肥的處理氮粗2 mm，比有機(jī)態(tài)氮肥的處理粗4 mm，所有施氮肥處理的地徑均粗于不施氮肥的對(duì)照處理，由此可知氮肥的施入有利于楊樹苗木樹根的增粗，其中以硝態(tài)氮肥的處理效果最好；地上部分的生物量以酰胺態(tài)尿素的處理為最重，達(dá)到48.6 g/株，比硝態(tài)氮肥的處理增加3.4 g/株，比有機(jī)態(tài)氮肥的處理增加6.1 g/株，各施氮肥的處理地上部分平均生物量均比對(duì)照處理重；地下部分以硝態(tài)氮的平均生物量為最重，為25.1 g/株，其次為酰胺態(tài)氮肥的處理，為23.9 g/株，之后為有機(jī)態(tài)氮肥的處理，為23.0 g/株，以不施氮肥的對(duì)照處理為最輕，僅為13.8 g/株。

表1 不同形態(tài)氮肥處理下楊樹苗木生長情況比較

2.2 不同形態(tài)氮肥處理下楊樹碳氮積累情況分析

通過對(duì)不同形態(tài)下氮肥處理下楊樹碳氮積累情況分析，結(jié)果見表2。根據(jù)表2可知，不同的氮肥形態(tài)處理下楊樹體內(nèi)碳氮積累量有所差異，但是所有氮肥處理碳氮積累量均高于對(duì)照處理，表明氮肥的施入有利于增加楊樹體內(nèi)碳氮的積累；氮積累量，各氮肥處理中，地上部分以酰胺態(tài)氮肥處理為最高，達(dá)到128.0 mg/株，其次為硝態(tài)氮的處理，為123.1 mg/株，有機(jī)態(tài)氮肥的處理最低；地下部分以硝態(tài)氮肥處理為最高，達(dá)到72.4 mg/株，其次為酰胺態(tài)的處理，為70.6 mg/株，有機(jī)態(tài)為最低，整體趨勢(shì)與地上部分一致；全株生物量的趨勢(shì)同地上部分、地下部分，其中最多的氮肥處理為施入酰胺態(tài)氮肥，為198.6 mg/株。

根據(jù)表2可知，地上部分的可溶糖各氮肥的處理均低于不施氮肥的對(duì)照處理，以施入酰胺態(tài)氮肥的處理為最低，為298.1 mg/株，以不施氮肥的對(duì)照處理可溶性糖含量最高，為408.2 mg/株，相差110.1 mg/株；淀粉含量各氮肥施肥處理均高于對(duì)照處理，相差161.1～174.9 mg/株，其中以施入酰胺態(tài)氮肥的處理為最高，為603.1 mg/株；其次為硝態(tài)氮肥的處理，為597.1 mg/株。地下部分可溶糖的含量各氮肥處理均高于對(duì)照處理，其中以有機(jī)態(tài)氮肥處理為最高，為78.1 mg/株，其次為硝態(tài)氮氮肥的處理，為75.0 mg/株；淀粉含量除了有機(jī)態(tài)氮肥的處理低于不施氮肥的對(duì)照處理，其余處理的淀粉含量均高于對(duì)照處理，其中以施入硝態(tài)氮的處理為最高，為941.2 mg/株，其次為酰胺態(tài)氮肥的處理，為904.2 mg/株。

表2 不同形態(tài)氮肥處理下楊樹碳氮積累比較

3 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)不同形態(tài)氮肥施入后楊樹苗木生長以及碳氮積累量的分析，結(jié)果表明，氮肥的施入可以促進(jìn)楊樹苗高、地徑和生物量的增加，不同形態(tài)的氮肥處理對(duì)楊樹生長的影響表現(xiàn)出不同程度的差異；各氮肥處理中，以酰胺態(tài)氮肥的施入更有利于楊樹地上部分的生長，以硝態(tài)氮肥的施入有利于楊樹地下部分的生長，以有機(jī)態(tài)氮肥的施入對(duì)楊樹生長的促進(jìn)作用最弱；無論施入的氮肥是無機(jī)態(tài)還是有機(jī)態(tài)，對(duì)楊樹苗木體內(nèi)氮積累量、地上部分淀粉積累量均有促進(jìn)作用，對(duì)地上部分可溶糖積累不利；而地下部分碳水化合物的積累量有機(jī)氮肥的施入處理低于對(duì)照處理，其余處理高于對(duì)照。