不同氮肥類型下楊樹苗木生長及積累碳氮的效果研究

謝曉勇

(遼寧努魯兒虎山國家級自然保護區管理局，遼寧 朝陽 122000)

氮元素是植物生長中必不可少的一類大量營養元素，植物從土壤中直接吸收的氮肥類型多樣，不僅包括硝態氮、銨態氮等無機態氮肥養分，還可以吸收自身生長發育必須的氨基酸、多肽類小分子有機態氮素。氮元素土壤中的含量情況可對植物的生長起到很大的影響，其施肥的用量、肥料的形態和土壤中的占比等都會對植物的生長[1]、物種分布多樣性[2-3]情況等產生影響。不同的樹種適合的氮肥形態、施入比例均有所不同[4]，一般情況下裸子植物、耐蔭樹種氮肥施入的形態適合為銨態氮[4]，而先鋒樹種多數喜硝態氮肥，且對氮肥用量及氮肥的施入形態表現較為敏感[4]，施肥形態不適宜的情況下苗木的生長可能會有所抑制[5]。

植物體內的碳氮循環之間關聯緊密，碳循環可以為植物體吸收及同化氮元素提供必要的能量，由此可知植物幼苗的生長情況還與體內碳元素的可用量以及在植物體內的分配情況有著重要的關聯[6-7]。

楊樹屬于速生樹種之一，喜歡生長在有光照的條件下，抗旱的能力強、適應范圍廣，目前在遼寧省等東北地區是營建速生豐產林的先鋒樹種之一，得到了較廣泛的推廣應用，其在當地人工林的面積近些年逐漸增加。目前很多學者對楊樹人工林有關土壤的養分需求方面開展了大量的研究，結果一致認為楊樹生長中對土壤中養分、水分的需求較大，在立地條件較差的地塊上，在水分條件得到保證的基礎上，合理的施肥對楊樹人工林的生長有著顯著的促進效果，經濟效益明顯[6]。

氮素的類型比較多，主要包括有機態(銨態氮、酰胺態氮、硝態氮等)、無機態[7-8]。目前有關楊樹施肥的研究主要集中在施肥的量在楊樹豐產中的促進作用，而有關不同的氮肥類型下楊樹生長的情況以及碳氮積累的效果目前還沒有相關的研究報道，因此有必要就此開展相關的研究，以補充此方面的空白、探索出適合楊樹生產中施用的氮素形態、進一步豐富植物對氮元素吸收利用方面的機制?，F將研究的情況簡單匯總如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地情況

試驗安排在遼寧省建平縣的馬場林場，當地的年均溫在8.6℃左右，年均降水量在一般385 mm左右，土壤中的養分測定情況：有機質98.2%，氮肥中銨態、硝態和水解態的含量分別為27.2、33.90、136.3 mg/kg，有效磷、速效鉀的含量分別為32.82、150.1 mg/kg。試驗地內土壤的pH值偏堿性，一般在7～8。

1.2 試驗材料

試驗中選擇的楊樹品種為渤豐1號，為1年生扦插苗。扦插的基質材料選擇草炭土、沙子和腐殖土，分別按照55%、25%、20%的比例配置。扦插用的容器選擇花盆材質為塑料，規格為上口、底部直徑分別為17.5、9.1 cm，容器的高為20 cm。容器內填基質的深度達到與上口距離在3 cm左右，每個容器內填土的重量保持一致。試驗中需要的不同形態氮肥均來源于當地農資市場。

1.3 試驗設計

選擇扦插生長1年、成活、長勢正常且大小均勻的楊樹苗施入不同形態的氮肥，試驗中共設置了3種氮肥形態的處理(酰胺態氮尿素、硝態氮硝酸銨、甘氨酸)以及1個不施氮肥的對照處理，每個處理均安排50株楊樹苗作為重復。在2020年7—8月施肥4次。施肥時均將不同形態的氮肥(每次按照純氮含量4 mg/株的量施入)溶解在20 mL/株缺氮的營養液中，定量、均勻地將營養液施入到各容器中；不施氮肥的對照處理只需要每次施入缺氮營養液20 mL即可，其余的管理與氮肥處理組保持一致[9-10]。

1.4 調查指標及具體方法

2020年楊樹生長季結束后進行苗木的收獲，對各處理、各重復楊樹苗的高、地徑逐木進行統計，之后分別進行地上部、地下部生物量測量的處理：將根系上沾取的浮土用軟刷、清水等清理干凈，置于105 ℃的高溫下進行殺青處理15 min，之后放在烘箱(溫度約80 ℃)中處理48 h，直到其重量恒定，之后即可進行生物量的測量[11]。

對烘干后的各處理樣品進行高速狀態下粉碎處理，用細篩(60 目)過1遍，之后取樣進行全氮、NSC等含量的測定，并測量630 nm處淀粉、可溶性糖的吸光值。各重復的數據最后取平均值進行比較分析[12]。

2 結果與分析

2.1 不同形態氮肥處理下楊樹苗木生長分析

通過對不同形態下氮肥處理下楊樹苗木生長主要特征分析，結果見表1。根據表1可知，在所有的施氮肥處理中，苗高以施入酰胺態氮肥的處理處理為最高，達到338.2 cm，其次是硝態氮肥的處理，以有機態氮肥施入的處理苗高為最低，但是3個施氮肥處理的苗高均高于不施氮肥的處理，由此可知施氮肥有利于楊樹苗木的高生長，且不同形態氮肥的促高生長效果表現有所不同，以酰胺態氮肥施入的處理效果最好；地徑以硝態氮的處理為最高，達到2.4 cm，比酰胺態氮肥的處理氮粗2 mm，比有機態氮肥的處理粗4 mm，所有施氮肥處理的地徑均粗于不施氮肥的對照處理，由此可知氮肥的施入有利于楊樹苗木樹根的增粗，其中以硝態氮肥的處理效果最好；地上部分的生物量以酰胺態尿素的處理為最重，達到48.6 g/株，比硝態氮肥的處理增加3.4 g/株，比有機態氮肥的處理增加6.1 g/株，各施氮肥的處理地上部分平均生物量均比對照處理重；地下部分以硝態氮的平均生物量為最重，為25.1 g/株，其次為酰胺態氮肥的處理，為23.9 g/株，之后為有機態氮肥的處理，為23.0 g/株，以不施氮肥的對照處理為最輕，僅為13.8 g/株。

表1 不同形態氮肥處理下楊樹苗木生長情況比較

2.2 不同形態氮肥處理下楊樹碳氮積累情況分析

通過對不同形態下氮肥處理下楊樹碳氮積累情況分析，結果見表2。根據表2可知，不同的氮肥形態處理下楊樹體內碳氮積累量有所差異，但是所有氮肥處理碳氮積累量均高于對照處理，表明氮肥的施入有利于增加楊樹體內碳氮的積累；氮積累量，各氮肥處理中，地上部分以酰胺態氮肥處理為最高，達到128.0 mg/株，其次為硝態氮的處理，為123.1 mg/株，有機態氮肥的處理最低；地下部分以硝態氮肥處理為最高，達到72.4 mg/株，其次為酰胺態的處理，為70.6 mg/株，有機態為最低，整體趨勢與地上部分一致；全株生物量的趨勢同地上部分、地下部分，其中最多的氮肥處理為施入酰胺態氮肥，為198.6 mg/株。

根據表2可知，地上部分的可溶糖各氮肥的處理均低于不施氮肥的對照處理，以施入酰胺態氮肥的處理為最低，為298.1 mg/株，以不施氮肥的對照處理可溶性糖含量最高，為408.2 mg/株，相差110.1 mg/株；淀粉含量各氮肥施肥處理均高于對照處理，相差161.1～174.9 mg/株，其中以施入酰胺態氮肥的處理為最高，為603.1 mg/株；其次為硝態氮肥的處理，為597.1 mg/株。地下部分可溶糖的含量各氮肥處理均高于對照處理，其中以有機態氮肥處理為最高，為78.1 mg/株，其次為硝態氮氮肥的處理，為75.0 mg/株；淀粉含量除了有機態氮肥的處理低于不施氮肥的對照處理，其余處理的淀粉含量均高于對照處理，其中以施入硝態氮的處理為最高，為941.2 mg/株，其次為酰胺態氮肥的處理，為904.2 mg/株。

表2 不同形態氮肥處理下楊樹碳氮積累比較

3 結論

經過對不同形態氮肥施入后楊樹苗木生長以及碳氮積累量的分析，結果表明，氮肥的施入可以促進楊樹苗高、地徑和生物量的增加，不同形態的氮肥處理對楊樹生長的影響表現出不同程度的差異；各氮肥處理中，以酰胺態氮肥的施入更有利于楊樹地上部分的生長，以硝態氮肥的施入有利于楊樹地下部分的生長，以有機態氮肥的施入對楊樹生長的促進作用最弱；無論施入的氮肥是無機態還是有機態，對楊樹苗木體內氮積累量、地上部分淀粉積累量均有促進作用，對地上部分可溶糖積累不利；而地下部分碳水化合物的積累量有機氮肥的施入處理低于對照處理，其余處理高于對照。