摘 要

本文以楸树苗木为试验材料，使用N素4水平、P素3水平正交试验设计，研究配方施肥对楸树苗木的影响，探索培育楸树无性系苗木的最佳施肥技术。

主要结论如下：

1. 配方施肥的各个处理中，苗高最高为N3P2处理，达到368.67cm,最低是CK，为317cm, N3P2处理相比于CK提高了16.3%。
2. 地径最高为N3P2处理，为4.51cm,最低是CK，为3.29cm, N3P2处理相比于CK提高了37.08%。随着施肥量的增加苗高和地径都存在增加的趋势。
3. 叶绿素a含量最高为N2P2处理，为0.597mg/g，最低为N4P1处理，为0.487 mg/g，CK为0.491 mg/g，相比于CK，N2P2处理提高了21.59%，N4P1处理下降了0.8%。叶绿素b含量最高为N3P2处理，为0.962mg/g，最低是CK，为0.846 mg/g，相比于CK，N3P2处理提高了13.71%。叶绿素总量最高为N3P2处理，为1.536mg/g，最低是CK，为1.336mg/g，相比于CK，N3P2处理提高了15%。
4. 最高为N3P2处理，达到4.46%，CK处理最低为3.14%，N3P2处理相比于CK提高了42.04%。

（5）叶片可溶性蛋白含量的最优施肥配方为N3P3，N3P3处理最高为7.39mg/g，CK处理最低为3.93mg/g，N3P3处理相比于CK提高了88.04%。

综上所述，楸树苗木生长生理指标间的相关性较为一致，苗高、地径与叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量呈极显著正相关。结合苗木的生长和施肥的经济性，最佳的配方施肥方案为N3P2，即每株楸树苗施加氮素15g、 磷素10g、钾素5g。

关键词：楸树；苗木；施肥；最优配方

Effects of different fertilization on the growth of Catalpa bungei C.A. Mey sedlings

Abstract

The paper selected one-year-old Catalpa bungei C.A. Mey as materials and employed orthogonal design with two factors. The study focused on the effects of different formula fertilization on the growth of Catalpa bungei C.A. Mey sedlings with the purpose of researching the optimal formula fertilization of seedlings cultivating.

The main results are followed:

（1）Among the treatments of formula fertilizer, the highest seedling height was 368.67cm in N3P2 treatment, and the lowest was 317cm in CK, treatment. Compared with CK, N3P2 treatment increased by 16.3%.

（2）The highest ground diameter was N3P2 treatment, 4.51 cm, and the lowest CK, was 3.29 cm. Compared with CK, the highest ground diameter was 3.29 cm. Compared with CK, the highest ground diameter was 3.51 cm and the lowest was 3.29 cm. N3P2 treatment was 37.08% higher than CK treatment. With the increase of fertilizer application rate, seedling height and ground diameter increased.

（3）The highest chlorophyll a content was 0.597mg / g in N2P2 treatment and the lowest was N4P1 treatment. Compared with CK,N2P2 treatment, the content of chlorophyll a was 21.59% higher than that of CK,N2P2 treatment at 0.487 mg/g,CK and 0.491 mg/g, and decreased by 0.8% in N4P1 treatment. The highest content of chlorophyll b was 0.962 mg / g in N3P2 treatment, and the lowest was 0.846 mg/g, in CK, treatment, which was 13.71% higher than that in CK,N3P2 treatment. The highest total chlorophyll content was N3P2 treatment (1.536mg·g), and the lowest was CK, (1.536mg·g). 1.336 mg / g, which was 15% higher than that of CK,N3P2 treatment.

（4）The highest soluble sugar content was 4.46% in N3P2 treatment and 3.14% in CK, treatment. The content of soluble sugar in N3P2 treatment was 42.04% higher than that in CK treatment.

（5）The optimum fertilizer formula of soluble protein content in leaves was N3P3, N3P3 treatment reached 7.39mg/g, the lowest was CK, 3.93mg / g, N3P3 treatment was 88.04% higher than CK treatment.

Combined with the growth of seedlings and the economy of fertilizer, the best formula was N3P2. in other words, 15 g of nitrogen, 10 g of phosphorus and 5 g of potassium were applied to each seedling of Liriodendron mandshurica.

Keywords: Catalpa bungei C.A. Mey; seedlings; fertilization; optimal formula

目 录

1绪论 - 1 -

1.1植物营养学概述 - 1 -

1.1.1 氮元素的作用机制 - 1 -

1.1.2 磷元素的作用机制 - 1 -

1.1.3 钾元素的作用机制 - 2 -

1.2苗木施肥概述 - 3 -

1.3楸树研究进展 - 4 -

1.4论文研究的目的和意义 - 5 -

2 材料与方法 - 6 -

2.1 试验地概况 - 6 -

2.2 试验材料 - 6 -

2.3 试验设计 - 6 -

2.4 采样与分析测定 - 7 -

2.4.1 生长指标测定 - 7 -

2.4.2 叶绿素含量测定 - 8 -

2.4.3 可溶性糖含量测定 - 8 -

2.4.4可溶性蛋白含量测定 - 9 -

2.5 数据分析 - 9 -

3 结果与分析 - 10 -

3.1施肥对楸树苗木生长的影响 - 10 -

3.1.1施肥对楸树苗木苗高的影响 - 10 -

3.1.2施肥对楸树苗木地径的影响 - 11 -

3.2施肥对楸树苗木生理的影响 - 13 -

3.2.1施肥对楸树苗木叶绿素含量的影响 - 13 -

3.2.2施肥对楸树苗木叶片可溶性糖含量的影响 - 14 -

3.2.3施肥对楸树苗木叶片可溶性蛋白含量的影响 - 15 -

4 结论与讨论 - 17 -

4.1 结论 - 17 -

4.2 讨论 - 18 -

致 谢 - 19 -

参考文献 - 20 -

1绪论

1.1植物营养学概述

植物营养学中土壤营养元素是指植物在生长发育中所必须的化学元素，通常是指 N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cu、B、Zn、Mo、Se、Mn、I、Cl 等元素，而碳氢氧3个基本元素的供应则是由空气供给，不属于土壤营养元素的范畴，而微量元素也属于植物生长必须的土壤元素^[1]。土壤中的营养元素存在状态影响植物吸收的有效性，只有离子状态的土壤元素才能被植物吸收利用。土壤营养元素行为学是营养学的研究内容之一，土壤中的各种养分形态直接影响其吸附和固定，养分的生物有效性是衡量土壤肥力和植物营养吸收的重要标准，土壤营养元素分析对研究土壤肥力变化及农作物生长具有重要意义。

1.1.1 氮元素的作用机制

氮是植物体内蛋白质、核酸、磷脂的构成成分，是植物生长发育的物质基础。植物体内的一些植物激素如植物生长素、细胞分裂素等都是含氮化合物，B族维生素中B1、B2、B6等也含有氮元素，它们参与植物的新陈代谢，对促进和调节植物生长发育起着重要的作用^{[2, 3]}。此外，氮元素的丰缺与叶片中叶绿素含量的高低也有着密切的关系。充足的氮元素有利于植物细胞伸长和新细胞的分裂，同时也能增加叶片光合强度，延长叶片的功能期，减缓叶片衰老，进而增加产量^[3-5]。氮元素缺乏时，植物生长矮小，分枝减少，叶面积减小，叶片色浅变薄，成花结实率少且容易脱落；过量的氮元素易与碳水化合物结合形成蛋白质，造成糖类含量相对不足，厚角组织的强度降低，易感病虫害和遭受冻害倒伏。叶片过于肥大，含水量提高，植物抗旱性下降。茎叶徒长降低了群体光能利用率，呼吸作用消耗增强，影响光合作用的物质积累^[6]。

1.1.2 磷元素的作用机制

磷元素在植物体内的含量仅次于氮和钾，是蛋白质、核酸和磷脂的构成成分。磷能够增加叶片面积，在细胞分裂和分生组织生长中发挥着重要的作用^{[7, 8]}。磷参与碳水化合物的合成转化与呼吸作用，提高二氧化碳同化率。此外磷酸吡多醛和磷酸吡多胺参与氨基酸的转化，对氮代谢也至关重要，因而施用磷肥有助于增强植物对氮的利用^{[9, 10]}。糖类转化成甘油和脂肪酸合成脂肪的过程也需要磷的参与^[1]。充足的磷元素能促进根系发育，特别是促进侧根和须根的生长。磷元素还能改变不同发育时期内的物质同化方向，增强蛋白质、淀粉、脂肪、生物碱等物质的总量，加速花芽分化，提早开花和果实成熟，提高植物产量和品质^[11]。植物细胞内可溶性糖和磷脂的含量变化与磷元素紧密相关，可溶性糖含量提高可使细胞内原生质的冰点降低，磷脂含量增加能够增强细胞对外界温度的适应性，进而提高树木抗旱性和抗寒性。植物缺磷时，蛋白质合成下降，糖的运输受阻，细胞分裂受到影响，致使幼叶生长停滞，茎根纤细，花果脱落，造成减产。磷元素过量时呼吸作用增强，碳水化合物消耗加大，叶片肥厚而密集，繁殖器官过早发育，引起植物早衰^[1]。

1.1.3 钾元素的作用机制

钾元素也是植物体内含量较多的元素，与氮、磷等元素不同，钾元素不是植物体内有机化合物的组成成分，它以阳离子的形式通过根系吸收溶于植物汁液之中，参与植物的新陈代谢。钾元素对于植物体内氨基酸的合成与酶的活化起着媒介作用，能显著提高植物吸收利用氮元素转化为蛋白质，因而钾元素的分布与蛋白质在植物体中的分布是相对一致的，在生长点、形成层等蛋白质富集的部位有较高含量钾元素^{[12, 13]}能够稳定叶绿体的结构，提高二氧化碳的同化率，促进光合作用，降低植物暗呼吸速率，改善能量代谢循环。当钾元素充足时有利于促进植物茎干的木质化，形成强健的根系和粗壮的木质部导管，钾离子可使细胞渗透压增加调节植物细胞对外部环境变化的响应，减少叶片的蒸腾作用并促进土壤中的水分向根细胞中移动，作用提高植物的抗逆性^{[14, 15]}。植物缺钾时叶片失水，蛋白质和叶绿素受到破坏，最常见的缺钾症状是由下部的老叶片向新叶逐渐变黄坏死，叶片皱缩弯曲叶边缘的呈灼伤状。此外还会造成植物生长缓慢、根系发育不良、茎杆脆弱易倒伏、抗寒性和抗早性下降等情况。植物体内钾元素过量的情况较少发生，一是由于钾易被土壤固定，钾肥施用量增长不会使土壤溶液中钾离子含量激增。另一方面，植物细胞中的液泡可以存储大量的钾离子，在土壤供钾水平较高时可进行奢侈吸收^[16]。

1.2苗木施肥概述

在农林业生产技术体系中，施肥是苗木培育的关键环节之一。我国林木施肥试验开始于二十世纪七十年代末期，大部分着眼于杨树、桉树、竹子和杉木等主要速生丰产的用材树种，这些研究成果能够与生产实践结合在一起，帮助制定合理的施肥措施^[17]。林地施肥是一项重要的营林措施，其目的是保证稳定高产的同时，使耕种土壤的费力得到恢复，达到用养结合，既满足社会生产的需求，又能够维护生态平衡。十九世纪中叶德国化学家李比希提出了养分归还学说和最小养分律^[18]。养分归还学说指出：植物在生长过程中不断从土壤中汲取大量的矿质养分，连作使得土壤肥力得不到恢复不断的下降，为维持土壤肥沃，保证土地的高生产力，需要以施肥的方式将植物摄取的各种矿质养分归还给土壤，使土壤中的各种养分收支平衡^[19]。最小养分律认为，作物产量由土壤中相对含量最低的有效养分含量决定^[18]。根据最小养分律，为提高苗木产量和养分利用率，需要确定其最少养分, 协调各个营养元素的配比，发挥氮、磷、钾和微量元素最大效果，提高各种养分之间的促进作用。

肥料种类和施肥方式对肥料作用的发挥有很大的影响，在不同的情况下需要考虑不同的肥料^[20]。例如，有机肥料，养分全，肥效迟，后效长，适用作基肥；化肥，含量高，养分单一，生效快，适用作追肥。在土壤中，铵态氮肥化学性质不稳定，很容易分解挥发，需要实施深施覆土，延缓肥料流失速度。硝态氮肥溶解性大，极易溶于水，施肥后大水漫灌会造成养分流失, 所以不宜作基肥。施肥基本方式有基肥和追肥^[21]。追肥又分为撒施、条施、沟施、灌溉施肥和根外追肥等，现在国内有关施肥方式与苗木生长的文献数量不是很多。