氮肥施用量對新疆楊苗木生長指標和酶活性的影響

段彥陽

(山西省太行山國有林管理局景尚林場，山西 壽陽 045400)

氮是植物生長發育過程中必不可少的營養元素之一，充足的氮營養供應是植物健壯生長的基礎[1]。新疆楊(Populusalbavar.pyramidalisBge.)是山西省重要的園林綠化樹種之一，但部分苗圃由于氮營養供應不足,導致新疆楊苗木生長緩慢，質量較差。人工施氮是培育新疆楊優質壯苗的重要措施[2]，筆者研究了不同施氮量對新疆楊生長情況及光合速率的影響，可為其育苗中科學施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年4月至9月在山西省太行山國有林管理局景尚林場試驗苗圃內進行，苗圃地堿解氮含量14.75 mg/kg，P2O5含量12.28 mg/kg，K2O含量61.11 mg/kg，pH值8.26。

1.2 試驗材料

試驗選用的氮肥為尿素，含氮量46%;磷肥為重過磷酸鈣，P2O5含量46%;鉀肥為硫酸鉀，K2O含量50%。

1.3 試驗設計

于2020年4月開始進行施肥試驗，采用單株施肥方式，共設置5個處理。其中，T1為對照，不施用氮肥，T2、T3、T4、T5氮肥施用量分別為6.5 g/株、13.0 g/株、19.5 g/株、26.0 g/株，所有處理磷、鉀肥施用量均為2 g/株。每個處理3次重復，每個重復5株苗木，共計75株。

1.4 測定項目及方法

分別于2020年6月、7月、8月、9月的每月12日，隨機選取3株植物，進行光合作用測定和田間取樣。采用鋼卷尺測定株高，采用干重法測定植物根系、枝條、葉片的生物量。光合速率測定利用Li-6400光合儀，葉綠素含量測定采用浸提法，Rubisco活性測定參考翁曉燕[3]所述的提取、純化和測定方法，3-磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)和果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)活性的測定采用試劑盒(上海原鑫生物科技有限公司)。

1.5 數據處理

數據處理采用Excel 2010版軟件，方差分析使用DPS 7.05版軟件。

2 結果與分析

2.1 氮對新疆楊株高和各器官生物量的影響

不同施氮量對新疆楊株高和各器官生物量的影響見表1。

表1 不同施氮量對新疆楊株高和各器官生物量的影響

由表1可知，不同施氮量對新疆楊株高和各器官生物量的影響存在顯著差異。株高隨著施氮量增加先升高后降低，其中，T4比T1、T2分別提高了23.31%和15.33%，差異顯著，T4與T3、T5之間無顯著差異。T4處理的根系生物量最高，比其他4個處理分別提高了70.57%、20.16%、25.36%、8.91%，差異顯著；枝條生物量T5低于T4處理，無顯著差異，T4顯著高于T1、T2、T3處理；葉片生物量隨著施氮量的增加而升高，T5處理最高，T4與T5之間無顯著差異，二者均顯著高于T3和T2處理。綜上分析，施氮量從T4提高至T5不會對新疆楊株高和各器官生物量產生顯著影響，而施氮量從T3提高至T4會顯著提高新疆楊各器官生物量。

2.2 氮對新疆楊葉綠素含量的影響

不同施氮量對新疆楊葉綠素含量的影響見表2。

表2 不同施氮量對新疆楊葉綠素含量的影響 mg/g

由表2可知，新疆楊葉綠素含量在6月至7月隨著施氮量的增加先升高后降低，在 8月至9月表現為不斷增加的趨勢。T4與T5處理在6月至9月無顯著差異，表明氮肥施用量從T4提高至T5并未對新疆楊葉綠素含量產生顯著影響；6月、8月和9月，T4與T3處理存在顯著差異，表明施氮量從T3提高至T4在這3個月份會顯著提高新疆楊葉綠素含量；T3與T2相比，在 6月至7月差異顯著，在8月至9月無顯著差異；T2在6月至8月與對照無顯著差異，在9月顯著高于對照；T4在整個生育期均顯著高于對照和T2處理。

2.3 氮對新疆楊凈光合速率的影響

不同施氮量對新疆楊凈光合速率的影響見第12頁表3。

由表3可知，不同施氮量對新疆楊凈光合速率的影響存在顯著差異。6月、8月和9月，T5處理的凈光合速率分別比T4處理提高了4.49%、2.48%、4.34%，無顯著差異；6月至9月，T4處理的凈光合速率分別比T3處理提高了24.33%、28.54%、22.04%和18.75%，差異顯著，表明施氮量從T3提高至T4會顯著提高新疆楊的凈光合速率；6月至8月，T3顯著高于T2，兩者在9月無顯著差異；6月至7月，T2顯著高于對照，兩者在8月至9月無顯著差異，T4在整個試驗期間均顯著高于對照和T2處理。

表3 不同施氮量對新疆楊凈光合速率的影響 μmol/(m2·s)

2.4 氮對新疆楊Rubisco活性的影響

不同施氮量對新疆楊Rubisco活性的影響見圖1。

圖1 不同施氮量對新疆楊Rubisco活性的影響

由圖1可知，不同施氮量對新疆楊Rubisco活性的影響存在顯著差異。Rubisco活性在6月至7月隨著施氮量的增加先升高后降低，在8月至9月表現為不斷升高的變化趨勢。T4處理在6月、8月、9月與T5處理無顯著差異，在7月顯著高于T5處理；6月至9月，T3顯著高于對照，表明施氮量從T3提高至T4會顯著提高新疆楊Rubisco活性；6月至8月，T3顯著高于T2，T2顯著高于對照，T3與T2之間、T2與對照之間在9月均無顯著差異；T4在6月至9月均顯著高于對照和T2處理。

2.5 氮對新疆楊GAPDH活性的影響

不同施氮量對新疆楊GAPDH活性的影響見圖2。

由圖2可知，不同施氮量對新疆楊GAPDH活性的影響存在顯著差異。新疆楊GAPDH活性在6月至8月隨著施氮量增加先升高后降低，在9月表現為不斷升高的變化趨勢。施氮量從T4提高至T5在6月至 8月會降低GAPDH活性，但并未達到顯著水平；6月至9月，T4的GAPDH活性顯著高于T3處理，表明施氮量從T3提高至T4會顯著提高新疆楊GAPDH活性；6月至9月，T3顯著高于T2；T2在6月顯著高于對照，在7月至9月與對照無顯著差異；T4在整個試驗期間均顯著高于對照和T2處理。

圖2 不同施氮量對新疆楊GAPDH活性的影響

2.6 氮對新疆楊FBPase活性的影響

不同施氮量對新疆楊FBPase活性的影響見圖3。

圖3 不同施氮量對新疆楊FBPase活性的影響

由圖3可知，不同施氮量對新疆楊FBPase活性的影響存在顯著差異。FBPase活性在不同月份的變化趨勢與Rubisco活性相同。T4與T5之間無顯著差異，表明施氮量從T4提高至T5不會對新疆楊FBPase活性產生顯著影響；6月至9月，T4顯著高于T3處理，表明施氮量從T3提高至T4在整個試驗期間均顯著提高了新疆楊FBPase活性；在整個試驗期間，T3處理均顯著高于T2，T2與對照之間無顯著差異，T4顯著高于對照和T2處理。

3 結論

本研究表明，適宜的氮肥施用量顯著提高了新疆楊光合作用過程中的凈光合速率和關鍵酶活性，增加了同化產物數量，從而顯著提高了其株高和各器官生物量。不同施氮量處理比較來看，19.5 g/株是1年生新疆楊較適宜的施氮量。