配比施肥對川滇無患子生長的影響

王連春 金艷彬 孫風霞 王賀方 葉凡 康立南 李云川 羅筱韓

(西南林業大學/西南林業大學西南地區生物多樣性保育國家林業和草原局重點實驗室，云南 昆明 650224)

川滇無患子(Sapindus delavayi)是我國特有的一種大型落葉喬木，屬于無患子科無患子屬。分布區域廣泛，大部分生長在海拔接近1800m的地方。重點分布在四川省、云南省以及貴州省等地。川滇無患子生物能源[1]、天然洗滌原料[2-4]、藥用[5]、水土保持[6]、環保[7]等多用途于一身，川滇無患子果皮富含豐富的皂苷成分，能產生豐富泡沫。其果皮皂苷以三萜皂苷類物質為主，具有較強的表面活性和生物活性[8-10]，且無患子皂苷對細菌和真菌均有抑制作用[11]。目前，國內對無患子產業種植的前期基礎研究薄弱。僅有部分學者對無患子花粉、物候特征、開花結果特性進行了研究[12]。在無患子施肥的研究上，刁松鋒等[13]、楊眾家[14]對無患子幼林進行過氮、磷、鉀配肥研究；樂佳興[15]采用“3414”不完全施肥方案，共設置9個不同施肥處理，探討出適宜當地無患子幼苗生長的最佳氮、磷配比，為幼苗快速培育、規范化栽培管理提供科學參考，但是對于川滇無患子施肥少有研究，因此有必要對其進行研究，為川滇無患子培育提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地

此次試驗在云南省昆明市西南林業大學的溫室內進行，所在的海拔高度接近1800m，全年平均氣溫約16.5℃，年降雨量介于700～1000mm，其中大部分雨量集中在6—9月，無霜日約為278d。該地點的氣候類別為北亞熱帶、低緯度、半濕潤高原山地季風氣候。

1.2 試驗材料概況

2022年12月，選擇云南晉寧的健康果樹作為制種材料，同月實行穴盤育苗工作。2023年4月初，精選出162顆健壯的幼苗移栽到盆中，每1盆種1顆。所選擇的種植盆土壤的pH值為6.45，其質量容量為1.35g·cm-3，而且，總氮的含量在0.81g·kg-1，總磷的含量定在0.67g·kg-1，總鉀的含量達到1.06g·kg-1。2023年3月初選取長勢一致的幼苗開始試驗。

1.3 試驗設計

采取3因素3水平的試驗設計，對穴盤苗進行1個月的緩苗處理后進行盆栽，按照配方進行2次施肥，具體的施肥方案和用量詳見表1。本試驗所用肥料包括尿素(含有46.2%的CO(NH2)2)、過磷酸鈣(包含12.0%的P2O5)以及氧化鉀(含有50.0%的K2O)。把肥料溶于水中澆灌，第1次為2021年6月初，添加量為總量的1/2，第2次為2021年7月初，添加剩余量。苗期管理正常澆水除草。

表1 試驗方案與施肥量

1.4 指標測定

對根部形狀和生長長度的測定程序：從7月1日開始，每個月取樣1次，總計3次，每次取6棵大小相同的樣本，在清水中徹底清洗，根據幼苗的根、莖、葉進行分類。用根掃描儀記錄根系圖像，并利用WinRhizo根系圖像分析器獲取根系交叉點、長度、表面積和體積等相關信息。

苗木生長量的測定：測定幼苗的苗高、地徑，每10d測量1次，3次重復。株高：用卷尺測量植物地上基部到芽頂端的高度(0.1cm)。地徑：用數顯游標卡尺測量距離土壤面1cm處幼苗基徑，取平均值(0.01cm)。生物量測定：川滇無患子幼苗生長試驗結束后，每個處理采集3株幼苗，帶回實驗室測定幼苗地上部分及地下部分的干鮮重，3次重復。地下部分干鮮重將采集幼苗根部的土壤用清水洗去，用紙將根部的水分吸，并在電子秤上稱量鮮重，放入75℃烘箱中殺青30min，再放入80℃烘箱中烘至恒重，計算生物量。

試驗數據的收集和整理通過Excel 2017軟件完成，而對苗高、地徑、生物量及方差的分析利用SPSS 26.0軟件進行因素方差分析。分析不同處理間的顯著差異，圖表的制作選取平均值±標準誤差。

2 結果與分析

2.1 氮肥、磷肥、鉀肥配方施肥對川滇無患子幼苗苗高和地徑增長量的影響

從表2可知，各施肥處理組合均不同程影響了川滇無患子幼苗苗高和地徑的生長。至試驗結束時，各處理組合幼苗苗高的增長量約為57～87cm，具體表現為T8>T4>T5>T9>T7>T3>T6>T1>T2，各處理組合和初始都有一定提高，除T1、T2、T3、T6、T7、T9外，其余施肥處理都有一定提高。其中，T8(N2P1K3)的增長量最大，增長約為87cm，比增長最少量的T2高出約34.4%，顯著高于其它處理組合；其次是T4、T5、T9處理組合，二者差異不顯著。由此說明氮、磷、鉀3種肥料對川滇無患子幼苗苗高的生長較關鍵，氮、磷、鉀配比不均衡的話達不到預期的效果。

表2 各處理組合中川滇無患子幼苗在不同時間中苗高、地徑方差分析

從表2可知，不同施肥處理對川滇無患子幼苗地徑增長量的影響存在差異。各處理幼苗地徑的增長量為5.8～8.8mm，表現為T8>T7>T9>T5>T6>T3>T4>T1>T2，除T8外，各施肥處理組合地徑增長量差異也比較明顯，其中，T8(N2P1K3)的地徑增長量最大，增長約為8.8mm，比增長最少量的T2高出約21.1%，顯著高于其它處理組合；其次是T1、T2、T4處理組合，二者差異不顯著。由此說明氮、磷、鉀3種肥料對川滇無患子幼苗地徑的生產生影響，合理的氮、磷、鉀配比施肥可以提高幼苗的地徑生長。

2.2 配比施肥對川滇無患子幼苗生物量分配的影響

不同配比施肥條件下，各處理組合施肥對川滇無患子幼苗地上部分與地下部分的影響不同，見表3。不同施肥處理下的川滇無患子幼苗地下部分生物量始終高于地上部分生物量表現差距較為明顯。在地下生物量部分鮮重中，T6>T5>T4>T8>T7>T1>T3>T2>T9，其中T6處理組合的地下部分生物量最為明顯，其次是T5。在處理組合中T1、T4、T7、T8之間的差異較小。在地上部分生物量鮮重中，T7>T8>T6>T5>T4>T9>T2>T3>T1，其中，T7處理組合的地上部分生物量鮮重最為明顯，其次是T8。在處理組合中T4、T5、T6、T8、T9之間的差異較小，T1、T2、T3處理之間差異最小。

表3 川滇無患子幼苗生物量分配

根的長度、面積、體積和尖端的數量是常常被使用來計算和評估根特性的標準。從表4可以看出，采用不同配方的施肥方法對川滇無患子幼苗根系形態特征的影響是不同的。幼苗根系長度：川滇無患子幼苗根系長度為1330～3088cm，不同施肥處理組合的根系長度表現為T6>T7>T2>T5>T9>T3>T4>T8>T1，其中，T6(N3P1K2)處理組合中的幼苗根系長度最長，T1處理組合中幼苗根系最短，前者是后者的2.3倍。根系表面積：不同施肥處理組合的根系表面積現為T6>T5>T9>T7>T2>T8>T4>T3>T1，其中，T6(N3P1K2)處理組合中的幼苗根系表面積最大，T1處理組合中幼苗根系表面積最小，前者是后者的1.8倍。根系體積T5>T6>T9>T8>T1>T2>T7>T4>T3，其中，T5(N2P3K1)處理組合中的幼苗根系體積最大，T3處理組合中幼苗根體積最小，前者是后者的2倍。根系中根尖數：不同施肥處理組合的根系根尖數為T7>T6>T2>T4>T5>T3>T9>T8>T1，其中，T7(N2P3K1)處理組合中的幼苗根系根尖數最多，T1處理組合中幼苗根尖數最少，前者是后者的2.3倍。

表4 川滇無患子幼苗根系指標

3 討論與結論

川滇無患子分布于云南省、四川省、貴州省和湖北省西部地區，屬于我國特有的大型經濟林培育樹種。這種樹種主要分布于云南省的中部與西北部以及四川的西南部，經?？梢栽诤０?200～2600m的森林中看到其身影。同時，也是中國西南地區經濟林的一種重要栽培品種。在甘肅和陜西兩地，也有大量的種植[16]。

合理的氮磷鉀配比施肥可以在一定程度上促進幼苗苗高和地徑的生長，同時能增強苗木生理代謝的能力，增大樹木的生物量積累，有效提高苗木質量，也是培育良好苗木的有效措施[17]。本文研究發現，變化的氮磷鉀肥比例對川滇無患子幼苗的地徑和苗高產生了影響。在7—9月的生長期間，施肥促進了川滇無患子的苗高和地徑的增長。到9月中旬，苗高和地徑均高在T8處理組合時達到最大值。這表明適當的施肥配比可以促進川滇無患子幼苗的成長，而不恰當的施肥配比則會抑制其幼苗高度和地徑的增長。

生物量的分配對植物生長發育有較大的影響，合理的配比施肥能夠有效提高植物生物量的積累和分配[18]。由于幼苗生物量的積累和培育成本等因素，科學使用氮肥、磷肥和鉀肥有利于幼苗對肥料的吸取和利用，同時也能改變生物量的積累和分配[19]。這在本文研究結果中得到了驗證，不同的施肥配比對川滇無患子幼苗生物量的分配有顯著影響。試驗結束時，采用T1處理方式的根部生物量的積累明顯高于地上部分，這表明在N、P和K施肥量分別為(T1處理)4g/株、3g/株、2g/株的情況下，川滇無患子幼苗將更多的生物量分配到地下部分。而對于T4、T7、T8處理，可以清晰看到地上部分的生物量積累遠大于地下部分。這與N肥、P肥、K肥配比施肥能有效提高無患子生物量積累，且其施肥量會影響無患子生物量的分配模式[20]這篇研究的結果非常接近。

不同配方施肥處理對川滇無患子幼苗的根系形態特征也有明顯的影響。其中，T6(N3P1K2)處理組合中的幼苗根系長度和根系表面積最大，T1處理組合中幼苗根系的總根長度最短及根系表面積最小，在根系形態體積指標中，T5(N2P3K1)處理組合中的幼苗根系體積最大，T3處理組合中幼苗根體積最小，前者是后者的2倍。根系中根尖數中，T7(N2P3K1)處理組合中的幼苗根系根尖數最多，T1處理組合中幼苗根尖數最少，前者是后者的2.3倍。

總的來說，川滇無患子幼苗通過不同的肥料處理比例不僅促進了其幼苗高度和地徑的增長，也增強了地上、地下部分構造器官的生物量，此外還影響了根部和冠部生物量的比例分配。同時也影響了川滇無患子幼苗根系形態。在T6處理(N、P、K分別為6g/株、1.5g/株、2g/株)時，無患子幼苗的生物量達到最大值，同時，根系綜合指標也大于其它處理。在采用T8處理法(N、P、K含量分別為4g/株、1.5g/株、3g/株)后，發現川滇無患子幼苗的株高和地徑達到了最大，這表明適當比例的施加氮肥、磷肥和鉀肥有效增加了川滇無患子幼苗根冠生物質的積累和分配。在此項研究中，通過分析川滇無患子幼苗的基本生長形態、生物量分配情況等指標，評估了各種肥料配比對川滇無患子幼苗生長和根系形態的影響，然而關于川滇無患子幼苗營養物質的利用和吸收等問題，仍需更為深入的研究和理解。確保川滇無患子幼苗施肥的精確性，為以后的川滇無患子幼苗培育工作提供理論依據。