楊學(xué)峰
(鳳陽縣林業(yè)科學(xué)研究所,安徽 滁州 233100)
薄殼山核桃(Carya illinoensis)果實(shí)不僅味道醇美,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也非常豐富,含有大量的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)以及多酚類、黃酮類天然抗氧化劑[1],廣受消費(fèi)者的喜愛,名聲享譽(yù)全世界。
薄殼山核桃為深根性樹種,在栽培過程中,苗木主根發(fā)達(dá)而側(cè)根稀少,存在造林成活率較低、緩苗期長(zhǎng)等問題[2],限制了薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展;施肥是提高苗木根系生長(zhǎng)、促進(jìn)苗木植株發(fā)育的重要措施[3]。在實(shí)際生產(chǎn)中存在過量施肥、配比不均衡、有機(jī)肥投入少等問題,破壞了土壤結(jié)構(gòu)、污染了環(huán)境[4],因此,探索合理施肥措施是目前亟待解決的問題。研究表明,合理的施肥方案能夠改善土壤質(zhì)量、促進(jìn)苗木生長(zhǎng)[5]。陳天宇等[6]研究表明,施肥極顯著地促進(jìn)柚木無性系幼林早期生長(zhǎng),增加樹高、胸徑和單株材積生長(zhǎng);劉瑞霞等[7]研究表明,均衡施肥和有機(jī)肥配施顯著提高新疆楊根莖葉干物質(zhì),增加蔗糖酶、脲酶、過氧化氫酶活性和微生物總量。因此,本試驗(yàn)研究不同施肥措施對(duì)薄殼山核桃幼苗生長(zhǎng)的影響,為其栽培和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。
試驗(yàn)地位于安徽省滁州市鳳陽縣,為北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,四季分明,溫暖濕潤(rùn),年平均氣溫15.4 ℃,年平均降水量1 035.5 mm,年日照總時(shí)數(shù)2 073.4 h,年均無霜期210 d。試驗(yàn)田土壤類型為水稻土,土壤基礎(chǔ)肥力為有機(jī)質(zhì)含量18.76 g/kg,全氮含量1.25 g/kg,速效磷含量27.68 mg/kg,速效鉀97.42 mg/kg。
試驗(yàn)材料為2年生生長(zhǎng)健壯、無病蟲害的薄殼山核桃嫁接苗,苗高90 cm,地徑16 mm。試驗(yàn)用復(fù)合肥為撒可富(18-18-18),由中國(guó)—阿拉伯化肥有限公司生產(chǎn);有機(jī)肥為發(fā)酵的豬糞肥,pH 值8.07,有機(jī)質(zhì)含量72.46 g/kg、全氮0.16 mg/kg、全磷3.53 g/kg、全鉀2.77 mg/kg;微生物肥料為聚谷氨酸復(fù)合微生物菌劑(有效菌為解淀粉芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌,有效活菌數(shù)50 億個(gè)/g),由南京軒凱生物科技有限公司生產(chǎn)。
2019年4月造林,試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì),以不施肥料為對(duì)照,設(shè)置無機(jī)肥(T1),有機(jī)肥(T2),無機(jī)肥+微生物肥料(T3),有機(jī)肥+微生物肥料(T4),有機(jī)肥+無機(jī)肥+微生物肥料(T5)5 種肥料施肥。無機(jī)肥施用量為1 kg/株,有機(jī)肥施用量為20 kg/株,生物菌肥施用量為5 kg/hm2。所有肥料在移栽前施入,栽植穴為80 cm×80 cm×80 cm,施入基肥后回填40 cm 厚的表土,栽植時(shí)把苗木放在穴中央,回填10 cm 松土,輕提苗木使根系與土壤緊密接觸后繼續(xù)填土,填滿栽植穴后澆一遍透水,地表覆蓋作物秸稈。造林密度為4 m×4 m,每種肥料處理20 株幼苗,于2019年9月中旬測(cè)定各生長(zhǎng)指標(biāo)。
2.3.1 苗高和地徑
在各處理中選定15 株苗木,使用鋼尺和電子游標(biāo)卡尺測(cè)量苗高和地徑。其中苗高為苗木基部至苗木頂芽間的高度,地徑為苗木基部上0.5 cm 處直徑。
2.3.2 葉綠素及光合參數(shù)的測(cè)定
選擇晴朗無云天氣,各處理選取3 株,采用乙醇提取法測(cè)定光合色素含量,計(jì)算葉綠素a、葉綠素b 的含量。使用L1-6400 XT 便攜式光合測(cè)定儀(美國(guó)LI-COR 公司生產(chǎn))測(cè)定薄殼山核桃幼苗葉片凈光合速率(Pn)、胞間CO2濃度(Ci)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)。選擇從頂葉向下第3 片健康葉片作為待測(cè)葉片,每個(gè)葉片重復(fù)測(cè)量3 次,取平均值。
采用Excel 2010 和SPSS 17.0 版軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,釆用Tukey 法進(jìn)行多重比較。
由圖1 可知,不同施肥處理對(duì)薄殼核桃幼苗生長(zhǎng)存在明顯差異,苗高和地徑增幅由高到低為T5、T3、T4、T1、T2、CK,均是T5處理增幅最大,各處理苗高增幅均顯著高于CK,T1、T2、T3、T4、T5分別比CK 高出114.15%、89.28%、154.93%、141.19%、168.92%。各處理地徑增幅均顯著高于CK,T1、T2、T3、T4、T5分別比CK 高出55.33%、40.50%、77.56%、67.29%、102.09%。
圖1 施肥對(duì)薄殼山核桃幼苗苗高和地徑增幅的影響
葉綠素是光合作用的基礎(chǔ),是反映光合強(qiáng)度的重要生理指標(biāo)。由表1 可知,施肥處理的葉綠素a含量均顯著高于CK,各處理由高到低為T5、T3、T4、T1、T2、CK,T1、T2、T3、T4、T5分別比CK 高出16.42%、11.89%、23.85%、20.69%、35.18%,其中T5處理最高。葉綠素b 含量各處理間差異均顯著,T1、T2、T3、T4、T5分別比CK 高出67.76%、55.44%、104.06%、97.55%、114.33%。葉綠素a+b 變化趨勢(shì)和葉綠素b相 似,T1、T2、T3、T4、T5分 別 比CK 高 出27.16%、21.00%、40.62%、36.76%、51.73%。
表1 施肥對(duì)薄殼山核桃幼苗葉綠素含量的影響/(mg.g-1)
光合作用是植物物質(zhì)積累和能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵。由表2 可知,不同施肥處理對(duì)薄殼山核桃幼苗光合參數(shù)影響存在明顯差異,各處理Pn 均顯著高于CK,由高到低為T5、T3、T4、T1、T2、CK,T1、T2、T3、T4、T5分別比CK 高出28.92%、22.62%、53.12%、38.79%、70.19%,其中T5處理最高,T1、T2、T4處理間差異不顯著;Gs 由高到低為T5、T3、T4、T1、T2、CK,T1和T2處理間差異不顯著,其他處理間差異均顯著,T1、T2、T3、T4、T5分別比CK 高出20.00%、15.29%、55.18%、30.59%、86.67%,T5處理最高;Ci 由低到高為T5、T3、T4、T2、T1、CK,各處理間差異均顯著,T1、T2、T3、T4、T5分別比CK 低7.99%、11.77%、20.93%、14.54%、31.50%。Tr 變化趨勢(shì)和Pn 相似,各處理均顯著高于CK,T1、T2、T3、T4、T5分 別 比 CK 高 出 113.63% 、80.97%、157.46%、129.17%、177.66%。
表2 施肥對(duì)薄殼山核桃幼苗光合參數(shù)的影響
施用肥料是提高苗木生理代謝速率、促進(jìn)地徑生長(zhǎng)、提高苗木高度、增加地上部生物量的重要措施[8],對(duì)優(yōu)質(zhì)苗木的培養(yǎng)起著重要作用。在一定程度上,肥料先改變土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu),從而間接影響根系和地上部分的生長(zhǎng)[9]。王曉麗等[10]研究表明,苗高和地徑均隨氮肥施用量的增加,呈先增大后減小的趨勢(shì),隨磷肥施用量的增加,呈增大的趨勢(shì)。羅仙英等[11]研究表明,合理施肥顯著提高馬尾松幼苗苗高、地徑、生物量、質(zhì)量指數(shù)、葉綠素和養(yǎng)分含量。本研究結(jié)果表明,施肥顯著提高了薄殼山核桃苗高和地徑的增長(zhǎng)量,且有機(jī)肥+無機(jī)肥+微生物肥料處理增幅最大。首先是由于無機(jī)肥為植株生長(zhǎng)供應(yīng)充足養(yǎng)分,而有機(jī)肥改善土壤結(jié)構(gòu),有利于根系下扎,微生物肥料促進(jìn)土壤微生物種群數(shù)量,加速土壤養(yǎng)分礦化,從而促進(jìn)植株生長(zhǎng);其次是無機(jī)肥+微生物肥料、有機(jī)肥+微生物肥料,說明無機(jī)肥效果優(yōu)于有機(jī)肥,主要是有機(jī)肥效用緩慢,在生長(zhǎng)前期養(yǎng)分供應(yīng)不足。
光合作用決定植株物質(zhì)積累[12]。葉綠素是光合作用的基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)光合作用功能的關(guān)鍵,植株葉綠素含量及光合速率有密切的關(guān)系[13],合理施肥可提高葉綠素含量,從而促進(jìn)葉片光合指標(biāo)的提高[14]。辛福梅等[15]研究表明,優(yōu)化施肥顯著提高凈光合速率和水分利用效率。本研究表明,施肥顯著提高了薄殼山核桃幼苗葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b 含量,以及凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率。有機(jī)肥+無機(jī)肥+微生物肥料處理的葉綠素含量最高、光合參數(shù)最大,主要是充足的養(yǎng)分促進(jìn)了植株葉片內(nèi)部的物質(zhì)代謝和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化,從而提高葉綠素含量,促進(jìn)光合作用。因此,有機(jī)肥+無機(jī)肥+微生物肥料處理薄殼山核桃幼苗生長(zhǎng)狀況最好、葉綠素含量和光合參數(shù)最高,對(duì)薄殼山核桃幼苗質(zhì)量的提高作用顯著。