摘 要：【目的】為揭示N、P、K元素對(duì)造林初期紅豆樹(shù)幼苗生長(zhǎng)的影響，探究提高其生長(zhǎng)的最佳施肥配方。【方法】以2年生紅豆樹(shù)幼苗為研究對(duì)象，用大容器模擬造林地生境，采用“3414”不完全區(qū)組正交設(shè)計(jì)鋪設(shè)氮（N）、磷（P）、鉀（K）三因素施肥試驗(yàn)。供試肥料分別為尿素、過(guò)磷酸鈣、氯化鉀，其主要有效成分及含量分別為N（46%）、P2O5（22.6%）、K2O（52.1%）。測(cè)定并分析各施肥處理下紅豆樹(shù)幼苗高、地徑、根系形態(tài)、生物量等指標(biāo)，并基于生物量擬合出不同處理下N、P、K肥效模型?！窘Y(jié)果】合理的N、P、K元素配合施用可以顯著促進(jìn)紅豆樹(shù)苗生長(zhǎng)。14個(gè)處理中，T7處理（N2P3K2）的紅豆樹(shù)生長(zhǎng)效果最佳，其苗高和地徑增量以及總生物量分別比對(duì)照提高148.64%、117.20%、87.80%，且根系發(fā)育最好。各處理下三元素的效應(yīng)均表現(xiàn)為：P>N>K，表明磷肥對(duì)紅豆樹(shù)生長(zhǎng)的重要性。將紅豆樹(shù)生物量與N、P、K施用量進(jìn)行一元、二元、三元效應(yīng)模型擬合，其中，一元肥效模型表明，氮、磷、鉀施用效應(yīng)均符合報(bào)酬遞減律；二元肥效模型顯示，NP肥配施互作效應(yīng)最大，NK肥配施互作效應(yīng)最??；三元肥效模型表明，3種元素配施的增產(chǎn)效果顯著優(yōu)于任意2種元素配施。隸屬函數(shù)分析結(jié)果表明，T7為最佳施肥處理組。【結(jié)論】T7處理（N2P3K2）可顯著提高2年生紅豆樹(shù)幼苗高、地徑、根系指標(biāo)、總生物量等指標(biāo)。經(jīng)三元模型擬合后得到，其N(xiāo)、P2O5、K2O的最優(yōu)施肥量分別為42.917、70.565、24.439 g/株，適宜的N、P、K施用比例為1∶1.64∶0.56。

關(guān)鍵詞：紅豆樹(shù)；“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)；肥效模型

中圖分類(lèi)號(hào)：S723.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-923X（2024）10-0074-10

基金項(xiàng)目：貴州省科技支撐計(jì)劃（黔科合支撐[2021]一般501）；貴州省珍貴樹(shù)種種苗繁育與人工林培育科技創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)（黔科合平臺(tái)人才-CXTD[2023]006）。

Research on fertilization formula for seedlings of rare species Ormosia hosiei

ZHU Min1， LU Xinyuan1， WEI Xiaoli1，2

（1. College of Forestry， Guizhou University， Guiyang 550025， Guizhou， China； 2. Guizhou Forest Resources and Environment Research， Guiyang 550025， Guizhou， China）

Abstract：【Objective】This study aimed to investigate the impact of nitrogen （N）， phosphorus （P）， and potassium （K） elements on the early-stage growth of Ormosia hosiei saplings during afforestation and identify the optimal fertilization formula for enhancing their growth.【Method】2 a O. hosiei saplings were selected as the material， and a large container was used to simulate the afforestation habitat. The “3414” incomplete block orthogonal design was employed to fertilize nitrogen， phosphorus， and potassium. The fertilizers used were urea， superphosphate， and potassium chloride， with their active components being N （46%）， P2O5 （22.6%）， and K2O （52.1%）， respectively. The height， ground diameter， root system， and biomass of O. hosiei saplings were measured under different nitrogen， phosphorus， and potassium treatments.【Result】The rational application of N， P， and K elements significantly promoted the growth of O.hosiei saplings. Among the 14 treatments， the O. hosiei saplings treated with T7 （N2P3K2） exhibited the most favorable growth response. Compared to the control， the seedling height increment， ground diameter increment， and total biomass increased by 148.64%， 117.20%， and 87.80%， respectively， with the root development being the most robust. The effects of the three elements， under each treatment， followed the order of P>N>K， highlighting the importance of phosphate fertilizer for O. hosiei growth. Different equations were derived to represent the individual， binary， and ternary effects of biomass and nitrogen， phosphorus， and potassium fertilization. The results showed a decreasing trend in the application effect of nitrogen， phosphorus， and potassium， with the highest interaction effect observed for NP fertilizer. Furthermore， the combined application of all three elements yielded significantly better results than any two-element combinations. The membership function analysis identified T7 as the optimal fertilization treatment group.【Conclusion】The treatment of T7 （N2P3K2） can significantly improve the height， diameter， root， and total biomass of 2 a O. hosiei seedlings. The fertilization model showed that the best fertilization formula was recommended by N 42.917 g， P2O5 70.565 g， and K2O 24.439 g for each O. hosiei eedling， with an appropriate fertilization ratio of nitrogen， phosphorus， and potassium at 1：1.64：0.56.

Keywords： Ormosia hosiei； “3414” experiment design； fertility model

開(kāi)展林木施肥試驗(yàn)不僅有利于提高林木造林存活率，而且對(duì)于探究其養(yǎng)分需求，改進(jìn)營(yíng)林措施具有指導(dǎo)作用[1]。配方施肥也稱測(cè)土配方施肥，是以土壤測(cè)試和田間施肥試驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)植物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng)，在合理施用有機(jī)肥的基礎(chǔ)上確定土壤中氮（N）、磷（P）、鉀（K）及中微量元素施用量與配比的科學(xué)方法[2]。“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是被國(guó)家農(nóng)業(yè)部推薦的施肥設(shè)計(jì)方案，兼?zhèn)浠貧w最優(yōu)、設(shè)計(jì)最少、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，為施肥試驗(yàn)提供了豐富的決策信息，現(xiàn)已在林業(yè)苗圃施肥中得到廣泛應(yīng)用[3-5]。

N、P、K為植物需求量最大的3種元素，影響著植物體內(nèi)一系列生理生化過(guò)程，對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要[6-7]。3種元素不僅具有各自的肥力效應(yīng)，其相互間的交互作用對(duì)植物生長(zhǎng)的影響也是極為重要的。探明植物養(yǎng)分元素之間交互作用的方向和大小，有助于確定元素的適宜配比，進(jìn)而使其肥效發(fā)揮最佳[8]。

紅豆樹(shù)Ormosia hosiei為豆科紅豆樹(shù)屬喬木，中國(guó)特有種，國(guó)家II級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物，被IUCN瀕危物種紅色名錄列為近危物種，其木材珍貴，具有極高的景觀及藥用價(jià)值，是我國(guó)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的鄉(xiāng)土樹(shù)種之一[9-10]。國(guó)內(nèi)紅豆樹(shù)人工林資源稀缺，除福建尤溪縣擁有約3.67 hm2的成片人工林外，其余面積普遍較小，介于0.06～0.67 hm2之間[11-12]。盡管氮磷鉀肥的合理施用已被證實(shí)能有效促進(jìn)紅豆樹(shù)人工林的生長(zhǎng)發(fā)育 ，但相關(guān)的施肥研究仍顯不足，目前僅限于福建地區(qū)對(duì)人工幼林的施肥探索[13-14]。鑒于不同栽植地的土壤、氣候等自然條件各異，紅豆樹(shù)幼樹(shù)對(duì)施肥的響應(yīng)和所需配方也各有差異。因此，需要針對(duì)不同栽植地紅豆樹(shù)進(jìn)行配方施肥試驗(yàn)，尋找適宜其生長(zhǎng)的最佳施肥配比，做到適地適肥。鑒于此，本研究采用大容器模擬造林地栽植穴生境，對(duì)紅豆樹(shù)幼苗進(jìn)行不同氮、磷、鉀配比施肥試驗(yàn)，揭示不同施肥配比對(duì)其生長(zhǎng)指標(biāo)的影響，旨在篩選出紅豆樹(shù)幼苗最佳施肥配比，為紅豆樹(shù)人工造林提供理論依據(jù)及技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在貴州省貴陽(yáng)市貴州大學(xué)林學(xué)院苗圃進(jìn)行（26°45′N(xiāo)，106°65′E）。苗圃地處黔中地區(qū)，屬于亞熱帶濕潤(rùn)溫和氣候，年均氣溫15.8 ℃，年降水量1 229 mm，年均相對(duì)濕度為79%，太陽(yáng)輻射總量3 567 MJ/m2，年生長(zhǎng)期271 d。

1.2 試驗(yàn)材料

供試苗木為長(zhǎng)勢(shì)良好、大小相對(duì)均勻的2年生紅豆樹(shù)容器苗，是采用同一株母樹(shù)的種子培育的家系苗木。苗木平均高75.60±2.91 cm；平均地徑8.41±0.61 mm。栽植容器為30 cm×30 cm的無(wú)紡布植樹(shù)袋，每盆栽植一株。根據(jù)韓豪等[15]的研究結(jié)論，選擇最適宜其生長(zhǎng)的煤系砂頁(yè)巖發(fā)育的黃壤作為栽培基質(zhì)，每盆20 kg土壤。土壤的pH值為4.7，全氮、全磷、全鉀含量分別為6.86、0.81、10.34 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為46.14、1.51、44.21 mg/kg。供試肥料為尿素（含46%N）、過(guò)磷酸鈣（含22.6%P2O5）和氯化鉀（含52.1%K2O）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與鋪設(shè)

試驗(yàn)于2021年4月始，采用“3414”3因素4水平設(shè)計(jì)方案。N、P、K肥各設(shè)4個(gè)水平：0水平指不施肥；水平2指常量施肥，其施肥量參考第3版《森林培育學(xué)》[16]中2年生苗木常規(guī)N、P、K肥施用量標(biāo)準(zhǔn)以及鄭天漢[17]關(guān)于紅豆樹(shù)的施肥研究結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)；水平1為水平2的一半（減量施肥）；水平3為水平2的1.5倍（高施肥量）。具體的施肥配方及每株幼苗的施肥量見(jiàn)表1。

試驗(yàn)共14個(gè)處理（T1～T14），每個(gè)處理重復(fù)3次，每重復(fù)15株苗。為保證施肥效果，選擇在苗木生長(zhǎng)相對(duì)旺盛的季節(jié)進(jìn)行施肥，分別于2021年5月、6月、7月按總施肥量的25%、45%、30%進(jìn)行施肥，共施肥3次。各處理均采用環(huán)狀溝施法，開(kāi)溝深度為4～5 cm。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

地徑用游標(biāo)卡尺測(cè)量，精確至 0.01 mm；株高用卷尺測(cè)量，精確至 0.1 cm。待生長(zhǎng)季結(jié)束后（12月），選取5株標(biāo)準(zhǔn)株，將樣品洗凈擦干水分后對(duì)其進(jìn)行根、莖、葉分離，采用（EPSONV700 Photo）根系掃描儀進(jìn)行總根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)等指標(biāo)測(cè)定。后置于105 ℃殺青40 min，80 ℃烘48 h至恒質(zhì)量，待其自然冷卻后使用1/1 000電子天平稱量其根、莖、葉干質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2016和Graphpad Prism繪制圖表，采用SPSS 22.0軟件對(duì)所有獲得的測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行正交分析、極差分析、多重比較和隸屬函數(shù)分析，其中多重比較采用鄧肯氏（Duncan’s）法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)紅豆樹(shù)幼苗高、地徑的影響

與對(duì)照組（T1）相比，各施肥組處理后苗高增量總體呈上升趨勢(shì)，但T10與T11處理組苗高增量與T1差異不顯著（P>0.05）。各施肥處理中，T7處理苗高增量最大，T6次之，分別較T1增長(zhǎng)了148.64%和105.36%。由圖1b可知，各施肥處理下苗木地徑增量均優(yōu)于T1且差異顯著（P<0.05），其中T7處理地徑增量最大，T5次之，分別比T1增長(zhǎng)了117.20%和90.63%。

從氮、磷、鉀施用水平對(duì)苗高、地徑增量影響的正交直觀分析（表2）可以看出，苗高、地徑增長(zhǎng)的理論最優(yōu)施肥組合均為 N2P3K2，正是本試驗(yàn)中的T7處理。從極差項(xiàng)可以看出，影響苗高、地徑增量的養(yǎng)分元素重要性排序均為P>N>K。

2.2 不同施肥處理對(duì)紅豆樹(shù)幼苗根系形態(tài)的影響

不同施肥處理間根系形態(tài)差異顯著（P<0.05）。由圖2可以看出，紅豆樹(shù)總根長(zhǎng)、根尖數(shù)、根體積和根表面積均以T7最大，分別較T1提高了90.58%、28.55%、82.93%和160.14%。其中根系指標(biāo)生長(zhǎng)較差的處理為T(mén)9，其總根長(zhǎng)、根體積和根尖數(shù)顯著低于對(duì)照（P<0.05），分別較T1降低了21.92%、36.43%和27.33%，且根表面積與T1無(wú)顯著差異（P>0.05）。

從氮、磷、鉀施用水平對(duì)根形態(tài)影響的正交直觀分析（表3）可看出，對(duì)于總根長(zhǎng)、根尖數(shù)、根體積而言，最優(yōu)施肥處理均為 N2P3K2（即處理7）；而對(duì)于根表面積，最優(yōu)施肥處理為N2P3K1，在本試驗(yàn)中未出現(xiàn)。影響紅豆樹(shù)幼苗總根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)的養(yǎng)分元素重要性排序均為P>N>K。

2.3 不同施肥處理對(duì)紅豆樹(shù)幼苗生物量的影響

相較于對(duì)照T1，各施肥處理下紅豆樹(shù)根、莖、葉生物量總體呈上升趨勢(shì)，總生物量除T4外其余處理均優(yōu)于T1且差異顯著（P<0.05）；根生物量除T2、T4、T11外其余處理均優(yōu)于T1且差異顯著（P<0.05）；莖、葉生物量均優(yōu)于對(duì)照T1且差異顯著（P<0.05）。由表4可知，總生物量T7處理最佳，T6次之，分別較T1增長(zhǎng)了 87.80%、75.70%；根生物量T7處理最佳，較T1增長(zhǎng)了60.41 %，最低的處理為T(mén)4、T11，分別較T1降低了2.12%、1.25%；莖生物量T7處理最佳，較T1增長(zhǎng)了103.77%；最低的處理為T(mén)4，較T1降低了5.17%；葉生物量T13處理最佳，T7次之，分別較T1增長(zhǎng)了116.58%、102.42%，最低的處理為T(mén)11，較T1降低了3.45%。在生物量分配上，施肥處理對(duì)地上部分生物量的影響大于根生物量。

對(duì)不同氮、磷、鉀施用水平下總生物量的直觀分析表明（表5），高水平的N和K均不利于紅豆樹(shù)幼苗生物量的積累，而對(duì)紅豆樹(shù)生物量有促進(jìn)作用的最優(yōu)施肥組合為N2P3K2（T7處理）。影響紅豆樹(shù)幼苗總生物量的養(yǎng)分元素重要性排序?yàn)镻>N>K。

2.4 紅豆樹(shù)施肥效應(yīng)模型的建立與分析

2.4.1 一元二次施肥效應(yīng)模型擬合

由單因素施肥效應(yīng)曲線（圖3）可以看出，隨著施肥量的增加紅豆樹(shù)生物量均呈先增后減的趨勢(shì)，說(shuō)明氮、磷、鉀施用效應(yīng)均符合報(bào)酬遞減律。一元肥效模型擬合結(jié)果表明（表5），施加的3種肥料均與紅豆樹(shù)生物量之間呈極顯著相關(guān)（P<0.01）。分別對(duì)氮、磷、鉀肥效應(yīng)進(jìn)行分析，得出施氮量為37.76 g/株時(shí)，紅豆樹(shù)達(dá)最大生物量值為185.229 g；施磷量為63.595 g/株時(shí)，紅豆樹(shù)達(dá)最大生物量值為187.367 g；施鉀量為22.288 g/株時(shí)，紅豆樹(shù)達(dá)最大生物量值僅為178.513 g。說(shuō)明在考慮各養(yǎng)分元素的單獨(dú)作用時(shí)，施中等量水平磷肥相比于氮、鉀肥的作用更能獲得紅豆樹(shù)苗的最大生物量。這與前文不同元素對(duì)紅豆樹(shù)各指標(biāo)的影響效應(yīng)結(jié)果一致。

2.4.2 二元二次施肥效應(yīng)模型的擬合

二元肥效模型擬合結(jié)果表明（表6），所有的二次回歸方程擬合均達(dá)到極顯著水平（P<0.01），其中NP、NK、PK肥之間均為正向互作效應(yīng)，說(shuō)明配施3種肥料中的任意2種肥料均可以有效增加幼苗生物量。三種肥料兩兩配施的效應(yīng)大小為NP>PK>NK，且雙因素互作下的紅豆樹(shù)平均最大理論生物量均大于任一單因素，說(shuō)明互作效應(yīng)更有利于提高紅豆樹(shù)幼苗生物量。

2.4.3 三元二次施肥效應(yīng)模型的擬合

三元肥效模型擬合結(jié)果表明（表5），紅豆樹(shù)產(chǎn)量與氮、磷、鉀肥施用量之間具有顯著回歸關(guān)系（P<0.01），其中一次項(xiàng)系數(shù)均為正值，表明氮、磷、鉀肥增產(chǎn)效果顯著；二次項(xiàng)系數(shù)均為負(fù)值，該方程符合肥料報(bào)酬遞減規(guī)律；互作項(xiàng)系數(shù)均為正值，說(shuō)明氮磷、氮鉀、磷鉀肥配施均為正向交互效應(yīng)。根據(jù)方程求解出當(dāng)?shù)?、磷、鉀施用量分別為N：42.917 g/株、P：70.565 g/株、K：24.439 g/株時(shí)，能達(dá)到紅豆樹(shù)生物量積累的最大理論值，即185.407 g。

2.5 氮、磷、鉀肥之間的互作效應(yīng)

由圖4a—c可以看出，當(dāng)P含量在水平2時(shí)，在K2處理下生物量表現(xiàn)為隨著施N量的增加而增加，但在K1處理下，生物量卻不受N水平增加的影響，說(shuō)明此時(shí)生物量取決于K元素含量。當(dāng)N含量在水平2時(shí)，在K1和K2處理下均表現(xiàn)出隨著施P量的增加而增加，說(shuō)明在此狀況下P處于缺乏狀態(tài)，可適當(dāng)增加P施用量，K含量在水平2時(shí)亦是如此。由圖4d—f可以看出，在P2條件下過(guò)量施加N或K肥會(huì)抑制苗木生長(zhǎng)，水平 3氮鉀同時(shí)施加還會(huì)造成嚴(yán)重的毒害作用，所得理論生物量?jī)H90.22g/株，而水平2的N和K搭配水平3的P對(duì)苗木促生效果最好，所得理論生物量為187.85g/株。

2.6 不同處理對(duì)紅豆樹(shù)苗生長(zhǎng)影響的綜合評(píng)價(jià)

依據(jù)紅豆樹(shù)苗的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)，應(yīng)用隸屬函數(shù)對(duì)14個(gè)施肥處理進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果（表7）表明，隸屬函數(shù)均值最大的處理為T(mén)7（N2P3K2），其次為T(mén)6（N2P2K2），排在最后兩位的施肥處理分別為T(mén)11（N3P2K2）和T4（N2P0K2）。

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

林木的株高、莖粗、根系發(fā)育、葉片狀態(tài)及生物量可直觀體現(xiàn)其生長(zhǎng)狀況，是評(píng)估施肥效果最直接的指標(biāo)。張亞偉等[18]對(duì)水曲柳Fraxinus mandshurica人工林進(jìn)行不同施肥效應(yīng)對(duì)比試驗(yàn)得出，與不施肥相比，各施肥處理下水曲柳樹(shù)高、胸徑和生物量均有顯著提高。本研究中氮、磷、鉀合理配施同樣也顯著促進(jìn)了紅豆樹(shù)苗高、地徑的增加，優(yōu)化根系發(fā)育及生物量積累，但這3種元素對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響差異較大。段如雁等[19]對(duì)與紅豆樹(shù)同屬的花櫚木的施肥研究中指出，氮元素對(duì)花櫚木生長(zhǎng)及生理影響較大，磷、鉀元素的影響相對(duì)較小，而本研究得出3種元素對(duì)苗木各生長(zhǎng)指標(biāo)的影響程度為磷>氮>鉀，這可能與試驗(yàn)基質(zhì)養(yǎng)分狀況和苗木特性不同有關(guān)。

氮被稱為植物的生命元素，是組成葉綠素及多種蛋白質(zhì)的最主要元素[20]。徐志紅等[21]對(duì)赤皮青岡Cyclobalanopsis gilva苗的氮指數(shù)施肥研究結(jié)果表明，隨著氮元素水平的升高，赤皮青岡苗生物量呈先增后減的趨勢(shì)。本研究4個(gè)氮肥水平中，水平2下苗木綜合表現(xiàn)最好，而水平3施氮處理（T11）下，其苗高、地徑、根系、生物量等指標(biāo)均表現(xiàn)較差，其隸屬排名更居于最末。李毓琦等[22]對(duì)同為豆科植物的降香黃檀Dalbergia odorifera的施肥研究中指出，過(guò)量施氮會(huì)抑制參與光合作用碳同化過(guò)程的RuBP羧化酶活性，進(jìn)而減少苗木光合同化物，導(dǎo)致其生長(zhǎng)速度減緩。此外，王冉等[23]對(duì)沉香Aquilarias spp幼苗的氮指數(shù)施肥研究結(jié)果也表明，過(guò)量施氮會(huì)導(dǎo)致植物葉片發(fā)生氮過(guò)載，損害植物葉綠素合成及氣孔調(diào)節(jié)等生理功能，從而抑制植株正常生長(zhǎng)。紅豆樹(shù)作為豆科樹(shù)種，在高氮環(huán)境下其根瘤固氮效率及側(cè)根生長(zhǎng)均會(huì)受到明顯抑制。

磷參與植物各種代謝以及激素的合成，在豆科植物的生長(zhǎng)和結(jié)瘤固氮過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[24]。連細(xì)春[14]采用L9（34）正交設(shè)計(jì)對(duì)紅豆樹(shù)人工林展開(kāi)氮磷鉀追肥試驗(yàn)得出，紅豆樹(shù)施肥以磷肥為主，磷肥的及時(shí)補(bǔ)充對(duì)幼齡期紅豆樹(shù)苗各生長(zhǎng)指標(biāo)發(fā)揮了顯著促進(jìn)作用。本研究14個(gè)處理中，水平3施磷處理（T7）下的苗高、地徑、根系、生物量等效果最佳，這同樣表明了磷素營(yíng)養(yǎng)對(duì)紅豆樹(shù)苗生長(zhǎng)的重要性。產(chǎn)生此現(xiàn)象可能與紅豆樹(shù)對(duì)磷元素的加載能力有關(guān)，且紅豆樹(shù)固氮根瘤的形成和發(fā)育對(duì)磷的需求多，因而需要積累大量磷元素[25]。此外，供試土壤本身基礎(chǔ)磷含量較低，因此需要水平3的施磷量才足以達(dá)到紅豆樹(shù)苗的最適生長(zhǎng)狀態(tài)，這與南方山地土壤多為酸性紅壤，土壤中缺磷的情況相符[26]。

鉀與植物體內(nèi)糖的形成運(yùn)輸密切相關(guān)，具有加快莖干木質(zhì)化，提高植物抗逆性的作用[27]。王天等[28]對(duì)油橄欖Olea europaea的施鉀研究中得出，增施適量鉀肥可提高油橄欖幼苗的各生長(zhǎng)指標(biāo)，但高鉀條件下卻對(duì)其根系活力產(chǎn)生了明顯的抑制作用。本研究4個(gè)鉀肥水平對(duì)紅豆樹(shù)生物量的影響效果依次為K2>K1>K0>K3，這表明相較于不施鉀處理，過(guò)量施鉀處理對(duì)紅豆樹(shù)產(chǎn)生了更大的負(fù)面影響。Matos等[29]研究指出，當(dāng)施鉀濃度超出適宜范圍時(shí)，具有較大離子半徑的元素可能發(fā)生錯(cuò)位，這不僅削弱了植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收能力，還可能破壞各元素間的平衡狀態(tài)，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)受到抑制。

單因素肥效曲線表明，隨著氮、磷、鉀養(yǎng)分元素水平的升高，紅豆樹(shù)生物量均呈現(xiàn)出了先增后減的趨勢(shì)。這表明當(dāng)施肥量超過(guò)植株需求范圍后，不僅不利于生長(zhǎng)反而會(huì)產(chǎn)生抑制作用，此結(jié)論在花椒Zanthoxylum bungeanum、山核桃C.cathayensis等樹(shù)種上均得到了驗(yàn)證[30-31]。因此，在南方山地紅豆樹(shù)人工林施肥過(guò)程中，應(yīng)遵循報(bào)酬遞減律，秉持增產(chǎn)節(jié)約原則，N肥K肥不宜過(guò)多，可適量增施P肥，以此提高造林效益。

確定合理施肥量是肥料高效利用的關(guān)鍵。本研究中，將紅豆樹(shù)生物量與氮、磷、鉀施用量進(jìn)行效應(yīng)模型擬合，分別得到不同的一元、二元、三元效應(yīng)方程，雖然一元效應(yīng)方程擬合程度較好，但卻沒(méi)有量化兩兩之間的交互作用，三元效應(yīng)模型為典型的全因子肥效模型，包含了氮、磷、鉀三元素間的交互作用[32]，其施肥量與最大生物量更具代表性，因此可使用該模型綜合分析評(píng)價(jià)紅豆樹(shù)總生物量與氮、磷、鉀肥施用量間的回歸關(guān)系。由于本試驗(yàn)周期相對(duì)較短，僅初步探討了各施肥處理對(duì)兩年生紅豆樹(shù)幼苗生長(zhǎng)的影響，而有關(guān)紅豆樹(shù)幼林長(zhǎng)期施肥效應(yīng)研究以及N、P、K肥料與微量元素肥料的配比施肥研究，有待進(jìn)一步探索。

3.2 結(jié) 論

本研究采用“3414”正交設(shè)計(jì)開(kāi)展紅豆樹(shù)幼苗配方施肥試驗(yàn)。結(jié)果表明，合理的氮、磷、鉀肥施用量能顯著促進(jìn)紅豆樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)。14個(gè)處理中，T7（N2P3K2）處理為最佳施肥組合，其苗高和地徑生長(zhǎng)、根系形態(tài)、總生物量等表現(xiàn)最佳，T6（N2P2K2）處理次之；養(yǎng)分元素影響效應(yīng)表現(xiàn)為P>N>K。在擬合的肥效方程中，以三元肥效方程的全因素模型代表性最佳。經(jīng)模型擬合得氮、磷、鉀肥施用量分別為N：42.917 g/株、P2O5：70.565 g/株、K2O：24.439 g/株時(shí)能達(dá)到紅豆樹(shù)生物量積累的最大理論值，即185.407 g，適宜的氮、磷、鉀施肥比例為1∶1.64∶0.56。

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[本文編校：吳 彬]