孫麗靜,陳紅躍
(1. 廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院,廣東 廣州 510430; 2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院,廣東 廣州 510642)
施肥對(duì)黎蒴栲幼苗葉綠素含量的影響
孫麗靜1,2,陳紅躍2
(1. 廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院,廣東 廣州 510430; 2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院,廣東 廣州 510642)
為了探討苗期施肥對(duì)黎蒴栲葉片葉綠素含量的影響,采用均勻設(shè)計(jì)對(duì)黎蒴栲實(shí)生幼苗進(jìn)行不同梯度的配比施肥試驗(yàn)。結(jié)果表明:施肥處理 T4( N 0.112 5 g/株、K2O 0.050 0 g/株)、T5(N 0.075 0 g/株、P2O50.350 0 g/株)均較有利于黎蒴栲幼苗的生長(zhǎng)。施氮肥處理的黎蒴栲苗木葉片葉綠素 a、葉綠素 b、總?cè)~綠素含量均高于未施氮肥處理(T3,P2O50.175 0 g/株、K2O 0.100 0 g/株)和對(duì)照的,施氮肥有利于黎蒴栲幼苗葉片葉綠素的積累。黎蒴栲葉片葉綠素含量在施肥前期,與氮肥施用量呈正相關(guān);后期生長(zhǎng)階段,葉片葉綠素含量與其生長(zhǎng)狀況密切相關(guān)。可通過(guò)葉片葉綠素含量了解植物對(duì)氮肥的需求情況。
黎蒴栲;施肥;葉綠素含量
黎蒴栲(Castanopsis fi ssa)又名黧蒴、藜蒴、大葉櫟、閩粵栲,屬殼斗科栲屬常綠喬木,是一種分布廣、種源豐富、適應(yīng)能力很強(qiáng)的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹(shù)種[1-2],是我國(guó)中亞熱帶以南山地、丘陵次生常綠闊葉林更新的先鋒樹(shù)種之一,廣泛分布于我國(guó)亞熱帶以南地區(qū),產(chǎn)于海南、廣東、廣西、福建及江西南部、湖南南部、貴州南部、云南東南部等海拔 1 600 m 以下的山地疏林中,陽(yáng)坡較為常見(jiàn),為森林砍伐后萌生林的先鋒樹(shù)種[3]。黎蒴栲生長(zhǎng)快速[4]、生物量大,具有涵養(yǎng)水源、改善土壤、保持水土、美化環(huán)境等生態(tài)功能[5-11]。黎蒴栲四季常青,其枝葉繁茂,老葉終年黃綠色,嫩葉紅色,樹(shù)冠寬廣,樹(shù)形優(yōu)美,是一種理想的園林觀賞樹(shù)種和商品林樹(shù)種。
葉綠素是植物吸收太陽(yáng)光能進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)。葉綠素的含量直接影響植物有機(jī)物質(zhì)的積累,進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)速度,還可作為判定苗木生長(zhǎng)狀態(tài)的指示器。葉綠素含量與植物光合作用能力及生長(zhǎng)健康狀況關(guān)系密切[12]。植物缺氮時(shí),葉片葉綠素含量降低導(dǎo)致葉片顏色變淺,而當(dāng)供氮過(guò)多時(shí)則相反,植物葉片顏色變深。葉片顏色的變化基本能反映植物的氮營(yíng)養(yǎng)水平。
本研究對(duì)苗期黎蒴栲進(jìn)行不同水平梯度的N、P、K 配比施肥試驗(yàn),運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)生成 3 因素 5 水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案,通過(guò)測(cè)定不同施肥處理黎蒴栲葉片葉綠素含量,探討黎蒴栲苗期施肥對(duì)其葉片葉綠素含量的影響,為培育黎蒴栲壯苗提供指導(dǎo)。
試驗(yàn)地位于廣州市華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院苗圃,其地理位置為 23°08'20'' N,113°17'37'' E。該區(qū)地處南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫 21.9℃;最熱月 7 月平均氣溫 28.7 ℃,絕對(duì)最高氣溫38.7 ℃;最冷月 1 月平均氣溫 13.5 ℃,絕對(duì)最低氣溫 -2.6 ℃;11 月下旬至 2 月中旬偶有霜凍出現(xiàn)。年平均降雨量為 1 600.0 mm,主要集中于 4—10 月。試驗(yàn)地土壤類(lèi)型為紅壤,pH 值 5.2 ~ 7.1。
試驗(yàn)用黎蒴栲種子采自廣東省翁源縣。苗袋為規(guī)格 20 cm×9 cm 的塑料袋,裝基質(zhì)約 1.5 kg/袋。育苗基質(zhì)為 70% 黃心土+30% 火燒土,并添加 3% 的過(guò)磷酸鈣。黃心土取自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)由花崗巖發(fā)育的赤紅壤 20 ~ 60 cm 土層,火燒土為苗圃表土燒制?;|(zhì)中含全氮 0.701 g/kg、全磷 0.634 g/kg、全鉀 12.840 g/kg、有機(jī)質(zhì) 17.840 g/kg,其 pH 值 6.7。
2.2.1 育苗 種子先沙藏層積催芽,1 月中旬于沙床播種,待芽苗長(zhǎng)出 2 ~ 3 片真葉,高 10 cm 左右時(shí),移入育苗袋中。
2.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 采用 DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的均勻設(shè)計(jì)[13],設(shè)氮、磷、鉀肥 3 因素 5 水平,不考慮交互作用,共設(shè)置 5 個(gè)施肥處理(T1、T2、T3、T4、T5)及 1 個(gè)對(duì)照(CK,不施任何肥料);N 肥梯度為 0 ~ 0.15 g/株,P 肥梯度為 0 ~ 0.35 g/株,K肥梯度為 0 ~ 0.2 g/株(詳見(jiàn)表 1)。試驗(yàn)用 N 肥為尿素(H2NCONH2)(含 N 46%)、P 肥為過(guò)磷酸鈣 [CaSO4·Ca(H2PO4)2](含 P2O515%),K肥為氯化鉀(KCl)(含 K2O 62.7%)。每處理選用 150 株(袋)苗。
2.2.3 施肥時(shí)間與方法 8—10 月每月下旬施肥 1次,肥料用水溶解稀釋后澆施,共施 3 次。單次單株施肥量見(jiàn)表 1。
表1 各處理單次單株施肥量Tab.1 Single plant fertilizer amount of each treatment (g/株)
2.2.4 指標(biāo)測(cè)定8月初苗木6個(gè)月生時(shí),對(duì)黎蒴栲幼苗進(jìn)行施肥前的本底調(diào)查。于 9、10、11、12 月底測(cè)定黎蒴栲幼苗的苗高、生物量、根系活力、>5 cm I 級(jí)側(cè)根數(shù)、葉綠素含量。每處理隨機(jī)選取 9 株苗,測(cè)量苗高,精確到 0.01 cm。將營(yíng)養(yǎng)袋剪破,取出植株時(shí)避免損傷根系,用清水沖洗干凈,瀝干后分別測(cè)其 I 級(jí)側(cè)根數(shù)、根系活力和根、莖、葉的鮮質(zhì)量。在 105 ℃ 下殺青 30 min,然后在 60 ℃ 烘干至恒質(zhì)量(約烘烤 48 h),測(cè)定各器官干質(zhì)量。根系活力采用 TTC 法測(cè)定[14]。選取 10 個(gè)無(wú)蟲(chóng)害、無(wú)病斑、無(wú)機(jī)械損傷的生長(zhǎng)狀況基本一致的完整葉片(從頂部數(shù)第 2、第 3片),迅速摘下放入保鮮袋內(nèi),帶回試驗(yàn)室,以丙酮乙醇混合液法[15]測(cè)定葉綠素 a、葉綠素 b 和總?cè)~綠色含量。根據(jù) Amon 的公式計(jì)算葉綠素濃度,其單位為 mg/g。重復(fù) 4 次。
其中,V 表示混合液體積,W表示樣品葉片鮮質(zhì)量。
2.2.5 數(shù)據(jù)分析 采用 Microsoft excel 2007、SAS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析。
不同施肥處理的黎蒴栲苗木 10 個(gè)月生苗高、全株生物量、根系活力、>5 cm I 級(jí)側(cè)根數(shù)的差異均達(dá)極顯著(P< 0.01)。由表 2 可看出,T4、T5處理藜蒴栲苗木的苗高、全株生物量、根系活力、>5 cm I 級(jí)側(cè)根數(shù)表現(xiàn)均較好,T3處理表現(xiàn)其次,T1、T2處理和對(duì)照均表現(xiàn)較差??梢?jiàn),T4和T5的施肥配方均較有利于黎蒴栲幼苗的生長(zhǎng)。
表2 黎蒴栲10個(gè)月齡幼苗苗高、生物量、根系活力及> 5 cm I級(jí)側(cè)根數(shù)鄧肯多重比較Tab.2 Duncan multiple comparison of 10 months Castanopsis fi ssa seedlings with height, biomass, root activity and > 5 cm I level lateral root number
3.2.1 施肥對(duì)葉片葉綠素 a 含量的影響 由圖1 可知,在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi),未施氮肥的 T3處理和對(duì)照苗木葉片 Chla 值(葉綠素 a 含量)都一直處于較低的水平;除 T5外其它施肥處理苗木葉片 Chla 值在 8 個(gè)月齡時(shí)均達(dá)到最大值,在 9 個(gè)月齡時(shí)都有不同程度的下降;高氮的 T1處理苗木葉片 Chla 值在 7、8 個(gè)月齡時(shí)迅速上升,之后迅速下降,下降幅度最大;T5處理在 9 個(gè)月齡時(shí)葉片 Chla 值到達(dá)最大,在 10 個(gè)月齡時(shí)有所下降,但下降幅度最小; 在試驗(yàn)前期(7、8 個(gè)月齡),T1處理葉片 Chla 值最大,其次是 T4處理的,T5、T2處理的均較小,T3處理的最小。這些反映了 Chla 值與施肥配方中氮肥比例的正相關(guān)性。在試驗(yàn)后期(9、10 個(gè)月齡),T5處理葉片 Chla 值最大,其次是 T4處理的,T2、T1處理的均較小,T3處理的最小??梢?jiàn),葉綠素 a 對(duì)氮肥的響應(yīng)比較敏感,可通過(guò)葉片葉綠素 a 的含量了解植物對(duì)氮肥的需求情況。
圖1 不同生長(zhǎng)時(shí)期黎蒴栲苗木葉綠素a含量變化曲線Fig.1 The change curve of Castanopsis fissa seedlings chlorophyll a content in different growth periods
表3結(jié)果表明:不同施肥處理的苗木葉片Chla 值在不同生長(zhǎng)時(shí)期均表現(xiàn)出極大差異,并隨著施肥處理時(shí)間的延長(zhǎng),其差異性更加明顯。在 10個(gè)月齡時(shí),黎蒴栲葉片 Chla 值在 0.837~2.431 mg/g之間,T4、T5處理葉片 Chla 值(2.228~2.431mg/g)均顯著高于其它處理的,T1、T3處理的均顯著低于 T2處理和對(duì)照的,僅為 0.9 mg/g 左右。
表3 黎蒴栲苗木葉片葉綠素a含量的t檢驗(yàn)與鄧肯多重比較Tab.3 Duncan multiple comparison of Castanopsis fi ssa seedlings leaf chlorophyll a content(mg/g)
3.2.2 施肥對(duì)葉片葉綠素 b 含量的影響 圖 2 結(jié)果顯示:未施氮肥的 T3處理和對(duì)照苗木葉片 Chlb值(葉綠素 b 含量)都一直處于較低的水平;除 T5外其它施肥處理苗木葉片 Chlb 值在 8 個(gè)月齡時(shí)均達(dá)到最大值,在 9 個(gè)月齡時(shí)都有不同程度的下降;T1處理苗木葉片 Chlb 值在 7、8 個(gè)月齡時(shí)都一直最高,之后迅速下降,下降幅度最大;T5處理在 9 個(gè)月齡時(shí)葉片 Chlb 值到達(dá)最大值,在 10 個(gè)月齡時(shí)有所下降,但下降幅度最小;在試驗(yàn)前期(7、8 個(gè)月齡)T1處理葉片 Chlb 值最大,其次是 T4處理的,T5、T2處理的均較小,T3處理的最小。這反映了Chlb 值與施肥配方中氮肥比例的正相關(guān)關(guān)系。在試驗(yàn)后期(9、10 個(gè)月齡),T5處理葉片 Chlb 值最大,其次是 T4處理的,T2、T1處理的均較小,T3處理的最小。因此,葉綠素 b 對(duì)氮肥的響應(yīng)也比較敏感,也可通過(guò)葉片葉綠素 b 含量了解植物對(duì)氮肥的需求情況。
圖2 不同生長(zhǎng)時(shí)期黎蒴栲苗木葉綠素b含量變化曲線Fig.2 The change curve of Castanopsis fissa seedlings chlorophyll b content in different growth periods
由表4結(jié)果可知:不同處理的苗木葉片 Chlb值在不同生長(zhǎng)時(shí)期均表現(xiàn)出極大差異,并隨著施肥處理時(shí)間的延長(zhǎng),其差異性更加明顯。
表4 黎蒴栲苗木葉片葉綠素b含量的t檢驗(yàn)與鄧肯多重比較Tab.4 Duncan multiple comparison of Castanopsis fi ssa seedlings leaf chlorophyll b content (mg/g)
在10個(gè)月齡時(shí),黎蒴栲葉片 Chlb 值在 0.281~0.820 mg/g 之間,T4、T5處理葉片 Chlb 值(0.771~0.820 mg/g)顯著高于其它處理,T3處理的最低,僅為 0.281 mg/g。
3.2.3 施肥對(duì)葉片總?cè)~綠素含量的影響 圖 3 結(jié)果顯示:除 T5外其它施肥處理苗木葉片 Chl(a+b)值(總?cè)~綠素含量)在 8 個(gè)月齡時(shí)均達(dá)到最大值,到 9 個(gè)月齡時(shí)都有不同程度的下降;T1處理苗木葉片 Chl(a+b)值在 7、8 個(gè)月齡都一直處于最高,之后迅速下降,下降幅度最大;T5處理在 9 個(gè)月齡時(shí)葉片 Chl(a+b)值到達(dá)最大,在 10 個(gè)月齡時(shí)有所下降,但下降幅度最?。徊煌囼?yàn)時(shí)期各處理苗木葉片 Chl(a+b)值均有波動(dòng),以 T1處理的波動(dòng)最大,變化趨勢(shì)呈倒“V”形,未施氮肥的 T3處理和對(duì)照的波動(dòng)均較小,在整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi)均維持在一個(gè)較低的水平,其中 T3處理的低于對(duì)照的;在試驗(yàn)前期(7、8 個(gè)月齡),T1處理葉片 Chl(a+b)值最大,其次是 T4處理的,T5、T2處理的均較小,T3處理的最小。這反映了 Chl(a+b)值與施肥配方中 N 肥比例的正相關(guān)關(guān)系。在試驗(yàn)后期(9、10 個(gè)月齡),T5處理葉片 Chl(a+b)值最大,其次是 T4處理的,T2、T1處理的均較小,T3處理的最小。因此,葉片總?cè)~綠素含量對(duì)氮肥的響應(yīng)也比較敏感,也可通過(guò)葉片總?cè)~綠素含量了解植物對(duì)氮肥的需求情況。
圖3 不同生長(zhǎng)時(shí)期黎蒴栲葉片總?cè)~綠素含量變化曲線Fig.3 The change curve of Castanopsis fi ssa seedlings total chlorophyll content in different growth periods
由表 5 結(jié)果可知:不同處理的苗木葉片 Chl(a+b)值在不同生長(zhǎng)時(shí)期均表現(xiàn)出極大差異;隨著施肥處理時(shí)間的延長(zhǎng),其差異性更加明顯。
表5 黎蒴栲苗木葉片總?cè)~綠素含量的t檢驗(yàn)與鄧肯多重比較Tab.5 Duncan multiple comparison of Castanopsis fi ssa seedlings leaf total chlorophyll content(mg/g)
在10個(gè)月齡時(shí),黎蒴栲葉片 Chl(a+b)值在1.129~3.282 mg/g 之間, T4、T5處理葉片 Chl(a+b)值(3.028~3.282 mg/g)顯著高于其它處理的,T3處理的最低,僅為 1.129 mg/g。
3.2.4 施肥對(duì)苗木葉片葉綠素 a 含量/葉綠素 b 含量的影響 圖 4 結(jié)果顯示:除對(duì)照外,其它施肥處理苗木葉片 Chla/Chlb 值(葉綠素 a 含量/葉綠素 b 含量)在試驗(yàn)前期(7、8 個(gè)月齡)變化不明顯,后期(9、10 個(gè)月齡)增長(zhǎng)幅度很大,在 10 個(gè)月齡時(shí)葉片 Chla/Chlb 值達(dá)到最大值;整個(gè)試驗(yàn)期各處理苗木葉片 Chla/Chlb 值均有波動(dòng),對(duì)照的波動(dòng)最大,經(jīng)歷了下降、升高又下降的變化過(guò)程,在 7 個(gè)月齡時(shí)葉片 Chla/Chlb 值最低,在 10 個(gè)月齡時(shí)最高。
圖4 不同生長(zhǎng)時(shí)期黎蒴栲葉片葉綠素a含量/葉綠素b含量變化曲線Fig.4 The change curve of Castanopsis fissa seedlings leaf chlorophyll a content / chlorophyll b content in different growth periods
由表 6 結(jié)果可知,黎蒴栲苗木葉片的 Chla/Chlb 值在 2.475~2.979 之間,不同生長(zhǎng)時(shí)期差異較大。
在 10 個(gè)月齡時(shí)黎蒴栲葉片 Chla/Chlb 值在2.846~2.979 之間,T3、T5處理和對(duì)照葉片的Chla/Chlb 值(2.942~2.979)均顯著高于 T1、T2和 T4處理的。
表6 黎蒴栲苗木葉片葉綠素a含量/葉綠素b含量的t檢驗(yàn)與鄧肯多重比較Tab.6 Duncan multiple comparison of Castanopsis fi ssa seedlings leaf chlorophyll a content / chlorophyll b content(mg/g)
葉片是植物進(jìn)行光合作用的重要器官之一,葉綠素含量在一定程度上能反映植株的光合作用能力、營(yíng)養(yǎng)水平和生長(zhǎng)發(fā)育健康狀況[16]。本研究表明,施氮肥處理的黎蒴栲苗木葉片葉綠素 a、葉綠素 b、總?cè)~綠素含量均高于未施氮肥的處理(T3,P2O50.175 0 g/株、K2O 0.100 0 g/株)和對(duì)照。在一定的施氮量范圍內(nèi),隨著施氮量的增加,葉綠素含量也呈增加趨勢(shì)[17-18]。施氮肥有利于黎蒴栲幼苗葉片葉綠素的積累。施肥量為 N 0.075 0 g/株、P2O50.350 0 g/株處理(T5)的黎蒴栲苗木葉片葉綠素 a、葉綠素 b、總?cè)~綠素含量在 9 個(gè)月齡時(shí)均達(dá)到最大值,其余的施肥處理均在 8 個(gè)月齡時(shí)達(dá)到最大值,各施肥處理苗木葉綠素 a 含量/葉綠素 b 含量在 10 個(gè)月時(shí)齡達(dá)到最大。整個(gè)試驗(yàn)期內(nèi),施肥量為 N 0.150 0 g/株、P2O50.262 5 g/株、K2O 0.150 0 g/株處理(T1)苗木的葉綠素含量波動(dòng)最大,未施氮肥處理的波動(dòng)最小。
在試驗(yàn)前期(7、8 個(gè)月齡),高氮施肥量的T1處理苗木葉綠素 a、葉綠素 b、總?cè)~綠素含量均最大,其次是 T4處理(N 0.112 5 g/株、K2O 0.050 0 g/株)的,T5、T2處理(N 0.037 5g/株、P2O50.087 5 g/株、K2O:0.200 0 g/株)的均較小,未施氮肥 T3處理和對(duì)照的均更小。在施肥前期,黎蒴栲苗木葉片葉綠素含量與氮肥的施用量密切相關(guān),與施肥配方中氮肥的施用量變化規(guī)律一致。可見(jiàn),葉綠素對(duì)氮肥的響應(yīng)比較敏感,可通過(guò)葉綠素含量了解植物對(duì)氮肥的需求情況。
在施肥后期(9、10 個(gè)月齡),T5、T4處理葉綠素 a、葉綠素 b、總?cè)~綠素含量均較高。隨著生長(zhǎng)發(fā)育的推進(jìn),T4、T5處理苗木的生物量均較大,生長(zhǎng)狀況均較好。葉綠素含量均較高,光合作用增強(qiáng),促進(jìn)植物生長(zhǎng)和生物量增加[19]。因此,在黎蒴栲苗木后期生長(zhǎng)階段,葉片葉綠素含量與其生長(zhǎng)狀況密切相關(guān),合理施肥有利于黎蒴栲苗木的生長(zhǎng)。綜上所述,黎蒴栲較佳的施肥配方是施肥量為 N 0.112 5 g/株、K2O 0.050 0 g/株(T4)和 N 0.075 0 g/株、P2O50.350 0 g/株(T5)。
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(文字編校:唐效蓉)
Effects of fertilization on chlorophyll content of Castanopsis fi ssa seedlings
SUN Lijing1,2,CHEN Hongyue2
(1. Guangdong Polytechnic of Science and Trade,Guangzhou 510430,China;2. College of Forestry and Landscape Architecture,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)
The uniform design was applied to test of different gradient ratio fertilizing of Castanopsis fi ssa seedlings,discussed effects of fertilization on leaf chlorophyll content of C.fi ssa seedlings.The results showed that:T4treatment fertilizer(N:0.112 5 g/plant,K2O:0.050 0 g/plant) and T5fertilization treatment(N:0.075 0 g/plant,P2O5:0.350 0 g/plant)were best for C.fi ssa seedlings growth.Nitrogen treatment of C.fi ssa seedlings of chlorophyll a content,chlorophyll b content,and total chlorophyll content were higher than no nitrogen T3(P2O5:0.175 0 g/plant,K2O:0.050 0 g/plant)treatment and contrast,nitrogen was conducive to the accumulation of C.fi ssa seedlings leaf chlorophyll.In the fertilization treatment early growth stage,C.fi ssa seedlings leaf chlorophyll content had certain relationships with nitrogen application amoumt;in the late growth stage,C.fi ssa leaf chlorophyll content had certain relationships with its growth. The needs of nitrogen of plants were known through the chlorophyll content in leaves.
Castanopsis fi ssa;fertilization; chlorophyll content
S 147.2
A
1003-5710(2017)04-0001 -06
10.3969 / j.issn. 1003-5710.2017.04.001
2017-04-18
2016年廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目(2016YWL-02);廣州省林業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目“森林高效可持續(xù)經(jīng)營(yíng)模式研究與示范”(2014KJCX015)
孫麗靜(1981-),女,河南省南陽(yáng)市人,講師,研究方向?yàn)閳@林植物應(yīng)用和森林培育;E-mail:sunnylijing2004@163.com
陳紅躍,教授;E-mail:chenyue@scau.edu.cn