摘 要：為了研究山杏（Armeniaca sibirica）扦插枝條在復(fù)配材料的作用下，其土壤速效養(yǎng)分含量和根系吸收養(yǎng)分能力的變化，解析地下生物量和地上生物量與各養(yǎng)分之間的相關(guān)關(guān)系。選取由無機復(fù)合肥、硝酸稀土、聚天門冬氨酸（PASP）和保水劑（SAP）組成的不同配比（5：1：5：5、1：0：0：1、5：2：1：10、0：0：0：1）的復(fù)合材料進(jìn)行試驗。試驗結(jié)束后測定土壤養(yǎng)分含量和根系吸收養(yǎng)分含量以及山杏扦插枝條的地下部分生物量和地上部分生物量，利用SPSS對測量結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果表明，肥料增效劑比例較高的組合（配比組合為5：1：5：5），能顯著提高土壤速效磷、速效鉀和堿解氮的含量（分別是對照試驗的2.96、1.23、1.83倍），顯著增加了根系吸收的全氮和全磷含量（分別是對照試驗的1.44和8.60倍）。研究表明，山杏扦插枝條的地上部分生物量和地下部分生物量在0.01的水平下極顯著相關(guān)， 相關(guān)系數(shù)為0.95，回歸分析表明，地下生物量是影響地上生物量的主要因素，而地下部分生物量與土壤速效養(yǎng)分含量和根系吸收養(yǎng)分的能力顯著相關(guān)。綜上所述，在山杏扦插前期，在土壤基質(zhì)添加保水劑、無機復(fù)合肥和適量的聚天門冬氨酸以及適量的硝酸稀土能顯著提高土壤速效養(yǎng)分含量和扦插枝條根系的養(yǎng)分吸收能力，最終實現(xiàn)山杏扦插枝條壯根壯苗的目的。

關(guān)鍵詞：復(fù)配材料；速效養(yǎng)分；山杏；扦插；生物量

中圖分類號：S662.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20171132034

近年來，保水劑和肥料的復(fù)合一體化研究成為了熱點，這是因為保水劑不僅作為抗旱材料在農(nóng)業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用[1]，而且在土壤中對肥料養(yǎng)分有延遲釋放作用，可以改善土壤持蓄水分和水肥交互作用，促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收和作物增產(chǎn)[2]。為了促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收利用效率，減少肥料在土壤中的滲漏損失，節(jié)省肥料的用量提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，開發(fā)新型水肥協(xié)同的復(fù)合保水材料成為重要的研究方向。前人已在保水劑與肥料的復(fù)合材料中通過添加肥料增效劑以及植物生長調(diào)節(jié)劑以提高肥水耦合的效率，重點研究了復(fù)合材料對苗木生長的影響[3-4]，而復(fù)合材料對土壤速效養(yǎng)分變化及其對根系吸收養(yǎng)分能力的影響研究卻較少。

山杏（Armeniaca sibirica）為薔薇科（Rosaceae）李亞科（Prunoideae）杏屬（Armeniaca）植物[5]，適應(yīng)性強、抗旱、耐寒、耐瘠薄，高山、丘陵、沙荒都能生長結(jié)果。山杏管理容易、投資少、見效快、效益高。大力發(fā)展山杏可增加森林覆蓋率、控制水土流失，是改變我國北方干旱山區(qū)貧困面貌的重要途徑之一[6]。以往山杏苗木繁殖主要是采用種子播種，此種繁殖方法不能保持優(yōu)良品種和優(yōu)良性系的特性，其實生后代可分離出大量的低產(chǎn)單株。扦插繁殖可以保持樹種或品種的遺傳特性，拓寬繁殖渠道，最大限度提高林木的繁殖系數(shù)，快速、高質(zhì)、高效繁殖苗木，調(diào)節(jié)和利用樹木的階段發(fā)育規(guī)律等，扦插繁殖被廣泛應(yīng)用于林木生產(chǎn)繁殖中[7]。目前對山杏的研究主要集中在種質(zhì)資源的研究[8]和容器苗的研究，對山杏扦插枝條的研究則多側(cè)重于生根過程[9]。

肥料對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究較多，主要集中在農(nóng)作物如水稻[10]和玉米[11]等，其次集中在瓜果蔬菜類[12-13]，肥料對苗木生物量的影響研究相對較少。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，通過復(fù)合材料對山杏扦插枝條根系和土壤養(yǎng)分的分析，探索復(fù)配材料類型對土壤養(yǎng)分變化的影響機理，研究其對生長發(fā)育的效果，為該樹種的無性繁殖和大面積荒山造林提技術(shù)支持。

1 試驗材料和方法

1.1 供試土壤

本研究試驗地位于北京鷲峰國家森林公園，地理坐標(biāo)是E116°28′，N39°54′，土壤類型主要為棕壤，盆栽的栽培基質(zhì)在林場就近取土和沙，按照2：1的比例混合而成，混合后的栽培基質(zhì)的各項化學(xué)性質(zhì)如表1。

1.2 供試材料

春季扦插選擇優(yōu)良品種和優(yōu)系第1年的春發(fā)枝條，其木質(zhì)化程度高，易生根。

復(fù)配材料主要是由無機復(fù)合肥、硝酸稀土、聚天門冬氨酸（PASP）和保水劑（SAP）組成。無機復(fù)合肥由北安河西口植物醫(yī)院提供，主要成分是尿素CO（NH2）2、磷酸銨（NH4）3PO4·3H2O、氯化鉀KCl組成。硝酸稀土是一種含鑭（La）、鈰（Ce）的固體硝酸鹽，含鑭、鈰的硝酸氧化物稀土38%（有效成分）。聚天門冬氨酸（PASP）是天然的存在于軟體及蝸牛類的殼內(nèi)的1種氨基酸的聚合物，是一種新型的可生物降解的環(huán)境友好型高分子材料，具有阻垢、緩蝕、分散、鰲合、保濕等多種功能，作為肥料增效劑被逐漸應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上[14]。

蘸根處理材料選用促進(jìn)扦插枝條生根的3-吲哚乙酸（IBA）和α-萘乙酸（NAA）[15-16]。

1.3 試驗設(shè)計

本試驗于當(dāng)年4月—11月進(jìn)行，為了便于觀測和控制試驗條件，采用盆栽法，花盆規(guī)格為上口徑 30 cm、下底徑 25 cm、高 30 cm，按照試驗設(shè)置將復(fù)配材料和培養(yǎng)基質(zhì)充分混合后裝入盆中，約占花盆總體積的2/3，土壤基質(zhì)總質(zhì)量約為4 kg。每盆設(shè)置扦插枝條數(shù)量為1株。

試驗共設(shè) 5 個處理（ 1、2、3、4、CK），每個處理5個重復(fù)。分別添加相應(yīng)的復(fù)配材料，對照試驗設(shè)計詳見表2。各處理和對照組都進(jìn)行蘸根處理來促進(jìn)山杏扦插枝條生根，處理1、2、3和處理4添加的復(fù)合材料用量均為20g。為了探求保水劑和肥料的耦合關(guān)系，處理1和處理2的肥料和保水劑等比例混合，處理3中，保水劑用量是肥料的2倍。處理1和處理3通過添加硝酸稀土和聚天門冬氨酸來研究肥料增效劑和植物生長調(diào)節(jié)劑對養(yǎng)分的影響，并探討肥料增效劑和生長調(diào)節(jié)劑合適的施用比例。處理4是為了觀察在單一施用保水劑的前提下，土壤速效養(yǎng)分以及根系養(yǎng)分吸收能力的響應(yīng)。

選好山杏枝條后，剪成長 15cm 的插條，插條上至少要有 2 個以上健康的腋芽，插條的上切口剪平，下切口剪成 30°斜面，下切口距其上方第 1 個腋芽的距離至少 10cm，之間的腋芽抹去，防止腋芽過多養(yǎng)分消耗過大。插條剪好后捆成 1 捆，待藥劑處理。蘸根處理半小時后進(jìn)行扦插，埋土深度不超過下方第 1 個腋芽。將盆栽放置在向陽的地方，1次灌水后不再進(jìn)行灌水處理，讓苗木靠天然降水進(jìn)行生長。endprint

1.4 測量指標(biāo)

土壤化學(xué)性質(zhì)測量： 土壤全氮、全磷和全鉀含量分別采用濃硫酸消煮-凱氏定氮儀、氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法、氫氧化鈉熔融-火焰光度計法測定，重鉻酸鉀容量法測定土壤中的有機質(zhì)，速效磷和速效鉀含量分別采用 NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法、NH4OAc-K浸提-火焰光度法測定[17]，堿解擴散法測量土壤堿解氮。

生物量測定：生物量分為地上部分和地下部分，在10月末試驗結(jié)束后，將苗木從土中取出（取出時避免根系受損），用自來水把根上的泥土沖洗干凈，再用枝剪將苗木根部剪下，根部為地下部分，其余為地上部分。將處理好的苗木放入供箱內(nèi)，先調(diào)至105℃進(jìn)行殺青，大約15min，然后再下調(diào)至75℃，在洪箱內(nèi)供大約24h直到恒重為止，稱重即得到生物量。

苗木根部營養(yǎng)元素含量：將處理好的苗木地下部分生物量用粉碎機粉碎，收集粉碎后的苗木根部送到實驗室檢驗，測其中全氮、全磷、全鉀的含量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 22.0和Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，利用Origin 9作圖。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同處理土壤的養(yǎng)分含量

在培養(yǎng)基質(zhì)中添加不同組分比例的復(fù)配材料后，試驗結(jié)束后土壤的養(yǎng)分含量如表3所示。4種添加了復(fù)配材料的處理組養(yǎng)分含量均高于對照，說明不同處理可以增加土壤養(yǎng)分含量，特別是增加了土壤的有機質(zhì)和土壤速效養(yǎng)分含量，平均提高速效鉀、速效磷、堿解氮和有機質(zhì)含量 11.02%、98.00%、46.11%和136.68 %，具有顯著差異性（p<0.05）。

不同處理間對土壤養(yǎng)分含量的影響反映了不同材料用量及比例的效用差異性。復(fù)合肥料含量較高的處理（處理2）的效用主要在于提高土壤養(yǎng)分含量，但是對土壤中的速效養(yǎng)分含量的貢獻(xiàn)率較小；硝酸稀土含量較高的處理（處理3）顯著提高了土壤堿解氮和速效鉀含量，保水劑含量較高的的處理（處理4）除土壤全鉀、有機質(zhì)和土壤速效磷與對照有顯著差異外，其他養(yǎng)分含量均無顯著差異；聚天門冬氨酸較高含量的處理（處理1）顯著增加了土壤的有機質(zhì)和速效養(yǎng)分含量。

從對土壤養(yǎng)分含量的影響來看，對全氮、全磷和全鉀含量影響的主要組分是復(fù)合肥料，對速效氮、速效磷、堿解氮和有機質(zhì)含量影響的主要組分是肥料增效劑聚天門冬氨酸。

2.2 不同處理植物根系吸收養(yǎng)分能力

不同處理下植物根系養(yǎng)分含量如圖1所示。各處理均能顯著提高山杏根系吸收的氮元素和磷元素含量，而對其鉀元素含量影響卻不顯著，表明復(fù)配材料具有顯著改善山杏對氮和磷元素的吸收利用效率的功能。其中植物根系吸收的全氮含量較高，處理1的根系全氮含量平均值為12.71g/kg，顯著高于對照組，是對照組的1.44倍。處理3的根系全氮含量顯著高于處理2以及對照組，處理4和對照組無顯著差異，表明單施用保水劑不能增加山杏根系吸收氮元素。植物根系全磷含量的表現(xiàn)為處理1>處理3>處理2>處理4>對照CK，處理1、處理2和處理3顯著高于對照組，分別是對照組的8.60、5.53和7.21倍。處理4和對照組的植物根系全磷含量無顯著差異。不同處理根系全鉀含量的表現(xiàn)為處理1>對照>處理3>處理2>處理4，處理1、處理2、處理3和對照組均無顯著差異。

2.3 不同處理山杏地下部分和地上部分生物量

不同處理的山杏平均單株生物量的差異如圖2所示，與對照相比各處理均能提高山杏的地上和地下生物量，山杏地上部分生物量顯著高于地下部分生物量。地下部分生物量各處理均具有顯著差異，四種處理分別是對照組的1.77、1.33、1.49和1.22倍，其中處理1顯著高于其他處理和對照組，總體表現(xiàn)為處理1>處理3>處理2>處理4>對照組。山杏地上部分的生物量為處理1顯著高于其他處理和對照組，處理2和處理4無顯著差異，處理3的地上部分的生物量值僅次于處理2，各處理均顯著高于對照組。

2.4 山杏生物量與養(yǎng)分含量之間的相關(guān)關(guān)系

山杏生物量與土壤養(yǎng)分和根系吸收養(yǎng)分的相關(guān)關(guān)系如表4所示，山杏的地下部分生物量與土壤全氮、速效磷、速效鉀、堿解氮含量、土壤有機質(zhì)、根系全氮、全磷含量都極顯著相關(guān)。地上部分生物量與土壤有機質(zhì)、速效磷、速效鉀、堿解氮含量、根系全氮、全磷含量極顯著相關(guān)。地下部分生物量和地上部分生物量的相關(guān)系數(shù)最大，且為正相關(guān)，這與樊軍鋒等[18]研究一致。地下部分生物量主要就是山杏苗木的根系生物量，根系生物量對土壤養(yǎng)分含量比較敏感，土壤堿解氮含量與植物生長關(guān)系密切，與根系生物量的相關(guān)系數(shù)為0.93，大于地上部分與土壤堿解氮的相關(guān)系數(shù)。主要原因在于山杏扦插枝條從生根到根系基本穩(wěn)定大約需要50d的時間[19]，其后以地上部分的生長為主。

根據(jù)山杏扦插枝條地上部分的生物量與其他變量的相關(guān)性，選取相關(guān)系數(shù)大于0.9的因素作為自變量，進(jìn)行多元線性回歸分析，根據(jù)表5可知各自變量的影響水平不同，只有地下部分生物量對其有顯著影響，顯著性為0.031（小于0.05）。植物的地上部分生物量可以反映植物的生長動態(tài)，主要反映在植物的莖、枝和葉[20]。

3 討論

復(fù)配材料中的植物生長調(diào)節(jié)劑（硝酸稀土）和肥料增效劑（聚天門冬氨酸）可以增加肥料的轉(zhuǎn)化和利用，促進(jìn)植物根系養(yǎng)分吸收，增強植物抗逆性，促進(jìn)苗木生長[21]。處理1和處理3的復(fù)配材料都添加了硝酸稀土和聚天門冬氨酸，由于比例的原因，處理3的硝酸稀土添加量顯著高于處理1，結(jié)果表明，處理3復(fù)配材料的使用效果不如處理1理想，原因在于高濃度的硝酸稀土對植物根尖細(xì)胞具有明顯的遺傳毒性和細(xì)胞毒性[22]，因此在實際應(yīng)用中一定要引起注意。處理2是在復(fù)配材料中只單一添加肥料和保水劑，關(guān)于肥料和保水劑耦合效果的研究較多，這種復(fù)合保水劑能有效地提高營養(yǎng)元素的利用率，并大大的減少肥料的使用量[23]，如果單一考慮操作簡便可以選擇處理2的這一配比。處理4單一使用保水劑，雖然對山杏的根系生長和苗木生長都有一定的促進(jìn)作用，但是其經(jīng)濟效益低，無法充分發(fā)揮保水劑的保水保肥能力。endprint

山杏是一個野生天然雜交種，對優(yōu)良品種進(jìn)行無性繁殖具有重要意義，在山杏的扦插繁殖的土壤基質(zhì)中添加復(fù)配材料，顯著提高了土壤速效養(yǎng)分含量，尤其是土壤堿解氮含量，對山杏這種非固氮植物具有重要意義。土壤中速效鉀、速效磷和堿解氮的含量的顯著增加促進(jìn)了山杏根系全氮、全磷和全鉀的吸收，提高了植株根系的養(yǎng)分吸收能力，最終促進(jìn)了根系的生長。而山杏的地上部分生物量和地下部分生物量有著極顯著的相關(guān)關(guān)系，從回歸分析來看，地下植物的生物量是影響地上生物量的主要因素，作為難扦插生根植物，山杏的根系發(fā)達(dá)有利于苗木后期的快速生長。

試驗采用無機復(fù)合肥，而不是單一某種肥料，是為了提高養(yǎng)分的利用率，單一施氮和氮、磷、鉀三元素中的兩兩配合施入，可較明顯地提高該配合所含養(yǎng)分在土壤中的含量[24]。按照處理1的配比形成的復(fù)合材料可以稱為一種新型的緩控釋肥，它可有效提高肥料利用率。好的緩控釋肥需要滿足以下要求：對于生育期僅幾個月的多數(shù)作物，后期不再追施肥料；釋放性能適當(dāng)且可調(diào)，材料綠色環(huán)保，無殘留公害；價格合理。緩控釋肥價格顯著高于普通肥料，但由于能夠代替后期追肥，可以節(jié)省追肥的人工費[25]。

4 結(jié)論

由無機復(fù)合肥、硝酸稀土、聚天門冬氨酸和保水劑組成的復(fù)配材料能顯著增加土壤中速效養(yǎng)分包括土壤速效磷、速效鉀和堿解氮的含量。

復(fù)配材料可以顯著提高根系養(yǎng)分吸收能力，尤其是植物根系對土壤全氮和全磷的吸收能力。

山杏扦插生根后，扦插苗木的地上部分生物量主要受地下部分生物量的影響，地下部分的生物量與土壤全氮含量、土壤有機質(zhì)和土壤堿解氮的含量極顯著相關(guān)，在山杏扦插苗木前期的土壤基質(zhì)中施入復(fù)配材料，有利于提高地上部分生物量，促進(jìn)植物生長。

山杏不僅作為優(yōu)良的水土保持樹種大面積的應(yīng)用于荒山造林，而且山杏同樣具有較高的經(jīng)濟價值，可以為山區(qū)人民提高經(jīng)濟收入，增加經(jīng)濟來源。因此對優(yōu)良品種的無性扦插繁殖具有重要意義，扦插前期添加復(fù)配材料經(jīng)濟可行，對山杏苗木的前期生長有重要意義，可以最終實現(xiàn)山杏壯根壯苗的目的。

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作者簡介：李明偉（1984-），遼寧朝陽人，工程師，現(xiàn)就職于中煤科工集團(tuán)沈陽設(shè)計研究院有限公司，主要從事水土保持方面研究。endprint