關(guān)鍵詞:梓屬;苗期;氮素;生理響應(yīng)
中圖分類(lèi)號(hào):S718.43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1673-923X(2024)01-0109-10
氮是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一,是構(gòu)成蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等的主要成分,處于植物代謝活動(dòng)的中心地位,被稱(chēng)為生命的元素[1-2]。同時(shí),由于全球大多數(shù)農(nóng)業(yè)和森林土壤含氮量較低,缺氮已經(jīng)成為制約農(nóng)作物產(chǎn)量和樹(shù)木生長(zhǎng)的重要因素[3-4]。我國(guó)北方地區(qū)土壤含氮量普遍較低,通過(guò)合理施肥使林木增產(chǎn),提高氮素利用效率,是解決這一限制的有效途徑之一。劉強(qiáng)偉[5] 的研究表明,氮肥對(duì)黃土高原低效低產(chǎn)林生物量影響顯著;麻文俊等[6] 發(fā)現(xiàn),施用氮肥能顯著促進(jìn)楸樹(shù)無(wú)性系的生長(zhǎng);范志強(qiáng)等[7] 發(fā)現(xiàn)增加有效N 能促進(jìn)沙培水曲柳Fraxinus mandshurica 苗木各器官生物量的積累;高文等[8] 發(fā)現(xiàn)施入適宜水平的銨態(tài)氮可有效促進(jìn)銀杏Ginkgo biloba 葉片的生長(zhǎng)和黃酮的積累,提高其光合效能。李振強(qiáng)等[9] 的研究發(fā)現(xiàn)不同施氮處理下靈武長(zhǎng)棗Ziziphusjujuba ‘Lingwuchangzao’ 的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于不施氮對(duì)照; 金微微等[10] 在小黑楊Populussimonii×P. nigra 和桑樹(shù)Morus alba 光合功能對(duì)不同形態(tài)氮素的響應(yīng)研究中發(fā)現(xiàn),不同的氮形態(tài)處理下,小黑楊光合特性總體無(wú)顯著差異,銨態(tài)氮對(duì)桑樹(shù)可能有毒害作用,硝態(tài)氮更有利于桑樹(shù)的生長(zhǎng)。
紫葳科Bignoniaceae 梓屬Catalpa 植物包括楸樹(shù)Catalpa bungei、灰楸Catalpa fargesii、滇楸Catalpa fargesii、黃金樹(shù)Catalpa speciosa等11個(gè)種,主要分布在亞洲東部和北美洲。中國(guó)自然分布有楸樹(shù)、灰楸、滇楸和梓樹(shù)Catalpa ovata,引進(jìn)了黃金樹(shù)和紫葳楸Catalpa bignonioides。梓屬樹(shù)種生長(zhǎng)快,材質(zhì)好,樹(shù)形優(yōu)美,其中楸樹(shù)在我國(guó)已有2 000 多年的栽培歷史,是著名的珍貴優(yōu)質(zhì)用材樹(shù)種[11],深受人民群眾喜愛(ài)。由于過(guò)去對(duì)資源的過(guò)度利用,導(dǎo)致目前梓屬樹(shù)木資源嚴(yán)重缺乏,自然分布稀少,并且大都為“四旁”植樹(shù)。截至目前,國(guó)內(nèi)對(duì)梓屬樹(shù)種的研究主要集中在良種選育、規(guī)模繁育、干旱區(qū)造林等方面,有關(guān)梓屬樹(shù)種人工施肥的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究以黃金樹(shù)、滇楸、梓樹(shù)、楸樹(shù)和紫葳楸為研究對(duì)象,通過(guò)土壤增施氮肥,比較兩種氮素水平下不同樹(shù)種生長(zhǎng)及生理性狀的差異,揭示梓屬不同樹(shù)種對(duì)氮素的響應(yīng)差異,旨在為梓屬樹(shù)種的高效培育提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)開(kāi)展于小隴山林業(yè)科學(xué)研究所溫室,溫室面積為400 m2,高3 m,四周有1.2 m 高的圍墻,且溫室頂部至圍墻上端部分沒(méi)有加裝隔離材料,以便為溫室內(nèi)提供良好的通風(fēng)環(huán)境。溫室頂部使用PC透光板覆蓋,夏季溫室內(nèi)溫度最高可達(dá)39 ℃,溫室內(nèi)部光強(qiáng)可達(dá)800 μmol·m-2·s-1。
1.2 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)材料為梓屬5 個(gè)樹(shù)種,分別為黃金樹(shù)、滇楸、梓樹(shù)、楸樹(shù)和紫葳楸,所使用的苗木為實(shí)生苗,由小隴山林業(yè)科學(xué)研究所于2017 年培育,2018 年3 月21 日栽植到高25 cm、上口直徑20 cm、下底直徑15 cm 的盆中,每盆1 株,定植后對(duì)苗木平茬。2019 年3 月15 日進(jìn)行苗木二次移栽,移栽使用高22.5 cm、上口直徑30 cm、下底直徑17 cm 規(guī)格的塑料盆,移栽時(shí)洗凈苗木根部并剪去須根,使苗木根系大小一致。3 月20 日再次對(duì)苗木平茬,按正常管理方式管理苗木,使其正常生長(zhǎng)。苗木栽植所用土壤為黃綿土,每盆使用風(fēng)干的黃綿土10.0 kg,黃綿土主要的理化性質(zhì)為:pH 值9.07,有機(jī)質(zhì)8.90 g·kg-1,全氮0.93 g·kg-1,速效鉀86.77 mg·kg-1,速效磷5.99 mg·kg-1,有效鐵1.683 mg·kg-1,有效鋅32.665 mg·kg-1,有效錳0.808 mg·kg-1。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)參照麻文俊等[12] 的研究,設(shè)置施氮處理和對(duì)照,施氮處理每盆施入2.0 g N(尿素4.31 g),對(duì)照不施氮,同時(shí)各處理每盆搭配施入0.5 g P(過(guò)磷酸鈣9.58 g)和0.5 g K(硫酸鉀1.12 g)。每個(gè)樹(shù)種每種處理分別為15 盆。
共施肥2 次,第1 次施肥時(shí)間為5 月9 日,兩次施肥時(shí)間間隔15 d,3 種肥料分兩次施完,每次施一半。其中尿素和硫酸鉀用200 mL 水溶解后施入,由于過(guò)磷酸鈣不溶解于水,施肥時(shí)在每盆相對(duì)位置挖4 個(gè)深15 cm 的穴施入。在苗木生長(zhǎng)季節(jié)期間,采取常規(guī)管理措施,每次澆水時(shí)間及澆水量統(tǒng)一,每盆每次澆水800 mL。
1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法
9 月初,在每個(gè)樹(shù)種的每個(gè)處理中選擇9 株生長(zhǎng)相對(duì)一致的苗木作為測(cè)試樣株,進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定,把樣株分為3 組(重復(fù)),每組(重復(fù))3 株。
1.4.1 苗高和地徑
在第1 次施肥前和9 月初分別測(cè)定1 次苗高和地徑,并計(jì)算其凈增長(zhǎng)量和增加百分率,公式如下:
N=Nnitrogen-Ncontrol;
P=(Nnitrogen-Ncontrol)/Ncontrol×100%。
式中:N 表示凈增加量;Nnitrogen 表示施氮生長(zhǎng)量;Ncontrol 表示對(duì)照生長(zhǎng)量;P 表示凈增加百分比。
1.4.2 葉片葉綠素含量和硝酸還原酶活力
對(duì)每個(gè)樣株進(jìn)行取樣,取樣時(shí)在每個(gè)單株上選擇第3 ~ 5 輪生長(zhǎng)正常的3 片功能葉,用乙醇提取法測(cè)定葉綠素含量,用離體法測(cè)定葉片硝酸還原酶活力(NR)[13]。
1.4.3 根系活力
10 月底將測(cè)定樣株的根系從土壤中挖出,清水洗凈后,采集根尖,同一重復(fù)3 株混合在一起,用TTC 法測(cè)定根系活力[13]。
1.4.4 葉綠素光能轉(zhuǎn)化效率
用OS-30p 葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定葉綠素光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm),選擇每個(gè)樣株第3 ~ 5 輪生長(zhǎng)正常的3 片功能葉片進(jìn)行測(cè)定,每片葉片測(cè)定1 次,單株值為3 片葉片平均值,重復(fù)值為3 株平均值。
1.4.5 生物量
10 月底,采用完全收獲法,分別測(cè)定苗木根、莖和葉的生物量。鮮樣在105 ℃下殺青20 min,然后再70 ℃烘干,用電子天平(0.001 g)稱(chēng)質(zhì)量。
1.5 數(shù)據(jù)處理
用單株均值進(jìn)行各指標(biāo)分析。運(yùn)用Excel 2016和SPSS 25.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析和圖表制作。用熵權(quán)法分別對(duì)兩種處理下5 個(gè)樹(shù)種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重及各樹(shù)種的綜合評(píng)價(jià)值,以各樹(shù)種在兩種處理下的綜合評(píng)價(jià)值之差來(lái)比較5個(gè)樹(shù)種對(duì)氮素響應(yīng)的差異。
1)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化
2 結(jié)果與分析
2.1 兩種氮素水平下5 個(gè)樹(shù)種幼苗的生長(zhǎng)差異
兩種氮素水平下5 個(gè)樹(shù)種的苗高差異均達(dá)極顯著水平(P < 0.01),且增施氮素可顯著提高幼苗苗高生長(zhǎng)量(圖1)。施氮處理下,苗高最大的為滇楸(113.9 cm),苗高最小的是紫葳楸,其苗高生長(zhǎng)量是滇楸的59.4%;不施氮處理下,苗高最小的同樣是紫葳楸(46.4 cm),苗高最大的是楸樹(shù)(78.6 cm)。同樣,施氮處理可顯著提高各樹(shù)種地徑生長(zhǎng)量,但兩種氮素水平下各樹(shù)種間差異不同(圖1),不施氮處理下,5 個(gè)樹(shù)種的地徑差異極顯著(P < 0.01),黃金樹(shù)的地徑最大(11.54 mm),梓樹(shù)地徑最小,是黃金樹(shù)的86.0%;施氮處理下, 滇楸的地徑最大(13.67 mm),梓樹(shù)最小(12.92 mm)。另外,兩種氮素處理下,各樹(shù)種間生物量差異極顯著(P < 0.01),且增施氮素可顯著提高各樹(shù)種的生物量(圖1)。施氮和不施氮處理下,生物量最大的都是楸樹(shù),其生物量為133.426 和99.216 g·株-1,最小的是紫葳楸,生物量為71.808 和49.684 g·株-1。
由于樹(shù)種不同,其生長(zhǎng)存在較大差異,因此用凈增加百分比來(lái)衡量不同樹(shù)種對(duì)氮素的響應(yīng)差異更為合理。圖1 顯示,苗高凈增加量最大的是梓樹(shù)(43.1 cm),凈增加量最小的是黃金樹(shù),其凈增加量是梓樹(shù)的29.2%,按凈增加百分比對(duì)樹(shù)種排序?yàn)殍鳂?shù)>滇楸>紫葳楸>楸樹(shù)>黃金樹(shù);地徑凈增加量最大的是滇楸(3.29 mm),凈增加量最小的是黃金樹(shù)(1.87 mm),按凈增加百分比對(duì)樹(shù)種排序?yàn)榈衢保捐鳂?shù)>楸樹(shù)>紫葳楸>黃金樹(shù)。增施氮素后響應(yīng)最大的是梓樹(shù),施氮較不施氮的凈增百分比為46.2%,凈增加量為29.633 g·株-1,響應(yīng)最小的是滇楸,施氮較不施氮下凈增百分比為25.9%,凈增加量為20.306 g·株-1。由以上分析可知,參試的5 個(gè)樹(shù)種對(duì)氮素的響應(yīng)不同,響應(yīng)最大的2 個(gè)樹(shù)種是梓樹(shù)和紫葳楸,而最小的是滇楸。
2.2 兩種氮素水平下5 個(gè)樹(shù)種幼苗不同部位生物量差異
由圖2 可知,施氮處理下,5 個(gè)樹(shù)種幼苗葉、莖、根3 個(gè)部位的生物量均大于對(duì)照,與不施氮處理間存在顯著差異,楸樹(shù)3 個(gè)部位的生物量均最大, 分別為24.795、34.091 和74.542 g· 株-1;在對(duì)照中,梓樹(shù)的葉和莖的生物量最小,根生物量最小的是紫葳楸。與對(duì)照相比,施氮后5 個(gè)樹(shù)種葉和莖的生物量增加量要大于根的生物量增加量,其中梓樹(shù)的葉物量增加最多,楸樹(shù)莖和根生物量增加量最大,其中施氮后滇楸的根生物量減小。
2.3 各樹(shù)種幼苗葉綠素含量和Fv/Fm 的差異分析
由圖3 可知,在兩種氮素水平下各樹(shù)種間的葉綠素含量差異極顯著(P < 0.01),增施氮素可顯著提高葉綠素含量(P < 0.01)。兩種氮處理下葉綠素含量最高的都是滇楸,楸樹(shù)次之;施氮處理下,含量最低的是紫葳楸(11.411 mg·g-1),不施氮下含量最低的是黃金樹(shù)(6.547 mg·g-1)。因此各樹(shù)種對(duì)增施氮素的響應(yīng)不同,響應(yīng)最大的是黃金樹(shù),較不施氮下增加了120.1%;響應(yīng)最小的是紫葳楸,增加了41.3%。
Fv/Fm 在兩種氮素處理下差異極顯著(P <0.01),施氮顯著提高了葉片的Fv/Fm(圖3)。施氮處理下,各樹(shù)種間差異不顯著,而不施氮下差異極顯著。施氮處理下,黃金樹(shù)的Fv/Fm 最大,為0.846;滇楸與紫葳楸的Fv/Fm 值相同,均為0.845;楸樹(shù)最小,為0.838。不施氮處理下,滇楸的Fv/Fm 值最大,為0.827;紫葳楸次之,為0.825;黃金最小,為0.811。按施氮后Fv/Fm 增大比例對(duì)各樹(shù)種進(jìn)行排序,結(jié)果為黃金樹(shù)(4.4%)>梓樹(shù)(2.7%)>紫葳楸(2.4%)>滇楸(2.2%)>楸樹(shù)(2.1%)。
2.4 各樹(shù)種幼苗葉片NR 活性和根系活力差異比較
由表1 可知,增施氮素后葉片NR 降低,且在施氮處理下各樹(shù)種間差異不顯著。不施氮下黃金樹(shù)(592.023 μg·g-1·h-1)的葉片NR 最高,增施氮素后其下降幅度也最大,較不施氮處理下降了36.8%,梓樹(shù)葉片NR 在增施氮素后下降幅度最小,對(duì)氮素的反應(yīng)最不敏感。增施氮素后,各樹(shù)種根系活力顯著提高(表1,P < 0.05)。按根系活力增加幅度對(duì)5 個(gè)樹(shù)種排序?yàn)辄S金樹(shù)>紫葳楸>滇楸>楸樹(shù)>梓樹(shù)。對(duì)N 素響應(yīng)最高的是黃金樹(shù),其根系活力較不施氮處理提高了129.5%,其次為紫葳楸(48.1%),最小的是梓樹(shù)(11.3%)。
2.5 生長(zhǎng)性狀與生理性狀的相關(guān)分析
為進(jìn)一步了解各生理性狀對(duì)生長(zhǎng)的影響,進(jìn)行了生物量與葉綠素含量、Fv/Fm、NR 及根系活力的相關(guān)分析,結(jié)果見(jiàn)表2。在兩種氮素條件下,除生物量與Fv/Fm 呈負(fù)相關(guān)關(guān)系外,與其余性狀間存在正相關(guān);在施氮處理下,葉綠素含量與生物量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。
2.6 綜合評(píng)價(jià)
用熵權(quán)法對(duì)梓屬5 個(gè)樹(shù)種不同處理下的生物量、硝酸還原酶活性、葉綠素含量、光能轉(zhuǎn)化效率及根系活力幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),結(jié)果見(jiàn)表3。由表3 可知,在施氮情況下,綜合評(píng)價(jià)值由大到小依次是梓樹(shù)>楸樹(shù)>紫葳楸>滇楸>黃金樹(shù),說(shuō)明在施氮情況下,梓樹(shù)整體表現(xiàn)最好,其次是楸樹(shù),黃金樹(shù)最差。對(duì)照情況下,綜合評(píng)價(jià)值由大到小依次是紫葳楸>楸樹(shù)>黃金樹(shù)>梓樹(shù)>滇楸,說(shuō)明在對(duì)照情況下,紫葳楸整體表現(xiàn)最好,其次是楸樹(shù),滇楸最差。以不同處理下綜合評(píng)價(jià)的值差來(lái)比較5 個(gè)樹(shù)種幼苗對(duì)氮素響應(yīng)的差異,排序由大到小依次是紫葳楸>梓樹(shù)>黃金樹(shù)>楸樹(shù)>滇楸。
3 結(jié)論與討論
3.1 討論
氮素作為植物生長(zhǎng)必需的養(yǎng)分之一,土壤含氮量直接影響林木或作物的成活和產(chǎn)量,但不同的物種對(duì)氮素的需求差異較大。宋平等[14] 對(duì)低磷脅迫下的馬尾松Pinus massoniana 家系苗進(jìn)行局部供氮試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)不同家系對(duì)增施氮肥的響應(yīng)有顯著差異;丁曉綱等[15] 在不同氮素濃度對(duì)銀樺Grevillea robusta 和藍(lán)花楹Jacaranda 幼苗生長(zhǎng)的影響研究中發(fā)現(xiàn),不同處理銀樺各生物量之間存在顯著差異,藍(lán)花楹不顯著,且兩個(gè)樹(shù)種生物量和苗高受氮素影響較大,地徑影響較小。李天芳等[16]發(fā)現(xiàn)白樺不同家系對(duì)施肥反應(yīng)差異很大。本研究中,施氮顯著提高了各樹(shù)種的樹(shù)高、地徑和生物量,與對(duì)照相比施氮后各樹(shù)種的樹(shù)高和生物量變化差異較大,地徑變化較為一致。劉士玲等[17] 對(duì)西南樺Betula alnoides 幼苗進(jìn)行施肥處理,發(fā)現(xiàn)施肥后幼苗生長(zhǎng)顯著提高,但無(wú)性系間差異不顯著,且在每株施氮200 mg、施磷70 mg 時(shí)生長(zhǎng)表現(xiàn)最優(yōu)。王瑜等[18] 的研究發(fā)現(xiàn)施用0.4 ~ 0.8 g·株-1 N 肥、1.6 g·株-1 P 肥能顯著促進(jìn)去頂云南松苗木的生長(zhǎng),提高苗木生物量。丁曉綱等[19] 的研究發(fā)現(xiàn)美麗異木棉、紅花荷Rhodoleia championii 和黃花風(fēng)鈴木3 個(gè)樹(shù)種在不同氮素處理間生長(zhǎng)差異顯著,苗高、地徑、生物量表現(xiàn)最佳時(shí)的施氮量不同。尹夢(mèng)雅等[20] 對(duì)黃梔子Gardenia jasminoides 幼苗配方施肥研究發(fā)現(xiàn),合理的氮磷鉀配比施肥可以提高幼苗的光合能力、營(yíng)養(yǎng)代謝物質(zhì)的吸收和抗氧化能力,促進(jìn)黃梔子幼苗的生長(zhǎng)。本研究發(fā)現(xiàn)施氮顯著提高了幾個(gè)樹(shù)種的生物量,依據(jù)施氮和不施氮條件下生物量大小對(duì)5 個(gè)樹(shù)種進(jìn)行排序,其結(jié)果一致,從大到小依次是楸樹(shù)、黃金樹(shù)、滇楸、梓樹(shù)、紫葳楸。這就說(shuō)明在這兩種氮水平土壤中,楸樹(shù)最高產(chǎn),比其他樹(shù)種更具有推廣價(jià)值,其次是黃金樹(shù),紫葳楸最差。本試驗(yàn)僅設(shè)置了2 個(gè)氮素水平,還未能精確地發(fā)現(xiàn)不同樹(shù)種生長(zhǎng)的土壤含氮量閾值,而同一樹(shù)種在不同氮水平下的響應(yīng)具有很大差異,所以還應(yīng)設(shè)置更為精細(xì)的氮水平處理試驗(yàn)。同時(shí),由于土壤中的氮素是有限的,需要人工施肥來(lái)補(bǔ)充氮素,這就需要較高的投入,所以在開(kāi)展高產(chǎn)研究的同時(shí),還應(yīng)該進(jìn)行氮素效率分析,以期達(dá)到高產(chǎn)高效。
葉片是植物進(jìn)行光合作用、合成供能物質(zhì)的主要場(chǎng)所,而葉綠素是光合作用所必需的,影響葉片對(duì)有效光的吸收,分析葉綠素?zé)晒馓匦缘淖兓煞从持参飳?duì)光能的利用[21]。向芬等[22] 發(fā)現(xiàn)氮素能夠顯著提高茶樹(shù)生長(zhǎng),葉綠素含量與光合參數(shù)間有一定聯(lián)系,且存在品種特異性,綜合葉綠素含量及葉綠素?zé)晒鈪?shù)能評(píng)價(jià)茶樹(shù)對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)需求。黃小輝等[23] 研究發(fā)現(xiàn)在低氮處理下,核桃幼苗生長(zhǎng)受到抑制,葉片光合色素含量下降,影響光能的吸收和利用,進(jìn)而影響植株生長(zhǎng)。舒翔等[24] 的研究發(fā)現(xiàn)提高氮肥施用量可顯著提高香樟Cinnamomum camphora 幼苗的葉綠素含量和光合速率。李海霞等[25] 發(fā)現(xiàn)增加氮素供應(yīng)可促進(jìn)蒙古櫟Quercus mongolica 幼苗的生物量,高氮和低氮都會(huì)影響蒙古櫟幼苗的光合作用。本研究中在兩種氮素水平下,樹(shù)種間葉綠素含量存在顯著差異,其中楸樹(shù)和滇楸葉綠素含量明顯高于其他3 個(gè)樹(shù)種,與生長(zhǎng)性狀相對(duì)應(yīng),滇楸與楸樹(shù)的苗高、地徑和生物量較高,推測(cè)除樹(shù)種自身特性外,葉綠素含量會(huì)對(duì)光合作用合成有機(jī)物造成影響,進(jìn)而直接影響植株的生長(zhǎng)。焦娟玉等[26] 研究發(fā)現(xiàn)氮和水氮交互作用顯著地影響麻瘋樹(shù)Jatropha curcas幼苗的Fv/Fm,各處理的Fv/Fm 值在0.83 左右。閆娟[27] 研究發(fā)現(xiàn)中林46 楊與歐美107 楊在3 種施氮條件下,F(xiàn)v/Fm 值均保持在0.8 以上,處理間差異不顯著。本研究中,施氮顯著提高了Fv/Fm 值,兩種氮處理下,F(xiàn)v/Fm 值均在0.8 以上,表明梓屬植物具有較強(qiáng)的光合適應(yīng)能力。
硝酸還原酶(NR)在氮素代謝中處于主要地位,是植物硝酸鹽同化過(guò)程中的起始酶。前人在杜仲Eucommia ulmoides[28]、油松Pinus tabuliformis[29]等樹(shù)種上進(jìn)行了有關(guān)NR 活力的相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)NR 活力的大小與這些樹(shù)種的生長(zhǎng)快慢有著緊密聯(lián)系。劉奇峰等[30] 研究發(fā)現(xiàn),低氮處理會(huì)降低84K楊根中的NR 活性;厲然[31] 在杉木Cunninghamialanceolata 氮高效選擇研究中發(fā)現(xiàn),氮素對(duì)NR 活性有顯著影響,且受季節(jié)影響較大,在同一處理周期內(nèi)隨氮素減少而降低;周?chē)?guó)璋等[32] 發(fā)現(xiàn)對(duì)杉木施加氮肥可顯著提高NR 活性。本研究中,增施氮素后,梓屬5 個(gè)樹(shù)種的葉片NR 均下降,可能是由于土壤氮含量增加,葉片所需要同化的氮減少,因此葉片NR 活性降低。5 個(gè)樹(shù)種NR 活性下降幅度差異顯著,依次為黃金樹(shù)>紫葳楸>滇楸>楸樹(shù)>梓樹(shù),說(shuō)明NR 對(duì)氮素的響應(yīng)存在樹(shù)種差異。根系與植物的生長(zhǎng)和生產(chǎn)密切相關(guān),是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收和物質(zhì)合成的重要器官,根系活力是反映根系生命活力的生理指標(biāo)[33]。如鹽脅迫可導(dǎo)致苦楝Melia azedarach 根系活力顯著降低[34];氮缺乏使油茶Camellia oleifera 植物矮小,且根系活力降低[35];施氮水平過(guò)高或過(guò)低均會(huì)抑制核桃品種‘新溫185’Juglans regia‘Xinwen185’細(xì)根呼吸速率[36]。梓樹(shù)屬5 個(gè)樹(shù)種在施氮下根系活力顯著升高,但對(duì)氮素的響應(yīng)也存在樹(shù)種差異,生物量與根系活力呈正相關(guān)關(guān)系,推測(cè)根系活力可能是影響幾個(gè)樹(shù)種吸收氮素能力的主要因素。
依據(jù)葉綠素含量、Fv/Fm、根系活力和NR 對(duì)氮素的響應(yīng),可將其分為正響應(yīng)和負(fù)響應(yīng),葉綠素含量、Fv/Fm 和根系活力為正響應(yīng),葉片NR 為負(fù)響應(yīng)。利用生物量與生理性狀進(jìn)行相關(guān)分析,在施氮下生物量與葉綠素含量呈顯著的相關(guān)關(guān)系,而與其他性狀相關(guān)性不顯著,表明葉綠素含量與生物量積累的關(guān)系較為密切,不同樹(shù)種生物量對(duì)氮素的響應(yīng)差異可能主要是由葉綠素含量對(duì)氮素的響應(yīng)不同所致。本研究中,依據(jù)熵權(quán)法分別對(duì)兩個(gè)處理下不同樹(shù)種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),在對(duì)照條件下,紫葳楸的綜合評(píng)價(jià)值最大,各性狀權(quán)重分布均在0.15 以上,其中葉綠素含量與根系活力及Fv/Fm所占的權(quán)重均在0.2 以上,滇楸綜合評(píng)價(jià)值最低,其各性狀所占權(quán)重分布不均勻,光能轉(zhuǎn)化效率權(quán)重最?。慌c對(duì)照相比,在施氮處理下,梓樹(shù)綜合評(píng)分最大,其次是楸樹(shù),黃金樹(shù)最小,其中各樹(shù)種的NR 及根系活力所占權(quán)重較大,推測(cè)各樹(shù)種對(duì)氮素的吸收響應(yīng)主要受到葉綠素含量、根系活力的影響,針對(duì)本試驗(yàn)所得結(jié)論,還需從光能的吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化等方面入手,對(duì)梓屬不同樹(shù)種對(duì)氮素的響應(yīng)機(jī)理進(jìn)行深入研究。
3.2 結(jié)論
梓屬5 個(gè)樹(shù)種都是喜氮樹(shù)種,增施氮素可顯著提高幼苗的生物量、葉綠素含量、光能轉(zhuǎn)化效率及根系活力,顯著降低葉片硝酸還原酶的活力。不同樹(shù)種對(duì)氮素的響應(yīng)差異明顯,葉綠素含量及根系活力可能是造成5 個(gè)樹(shù)種對(duì)氮素響應(yīng)差異的主要因素,綜合分析5 個(gè)樹(shù)種幼苗對(duì)氮素的響應(yīng)從大到小依次是:紫葳楸>梓樹(shù)>黃金樹(shù)>楸樹(shù)>滇楸。
[ 本文編校:謝榮秀]