馬紅梅，王鎖民，張建全，張金林，岳利軍，

劉庭亮，王武成，柴 琦

(蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院，甘肅 蘭州 730020)

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專用有機肥對荒漠植物梭梭的生長及耐旱性的影響

馬紅梅，王鎖民，張建全，張金林，岳利軍，

劉庭亮，王武成，柴 琦

(蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院，甘肅 蘭州 730020)

摘要：本研究探討了武威市涼州區(qū)(中沙村、王莊村、長城鄉(xiāng))梭梭(Haloxylon ammodendron)大田育苗時施用專用有機肥及與化學肥料混合施用對梭梭生長和耐旱性的影響。結果表明，1)施專用有機肥顯著增加梭梭株高、分枝數(shù)、層數(shù)、主莖直徑、冠幅、鮮重和干重； 2)中沙村樣地中施專用有機肥使梭梭地上部的Na+含量顯著增加(P<0.05)；王莊村樣地中施專用有機肥+磷酸二銨+尿素的處理顯著增加了梭梭地上部的Na+、K+含量；長城鄉(xiāng)樣地中施專用有機肥+磷酸二銨+尿素處理使梭梭地上部K+含量顯著降低(P<0.05)；3)施專用有機肥既節(jié)約成本又可減少化學肥料的使用。因此，施專用有機肥不僅促進梭梭生長，而且提高其耐旱性。

關鍵詞：專用有機肥；梭梭；大田育苗；耐旱性

梭梭(Haloxylonammodendron)為藜科落葉小喬木或灌木，是典型的荒漠多漿旱生植物，廣泛分布于我國內(nèi)蒙古、新疆、青海北部、寧夏西北部和甘肅西部，作為西北荒漠地區(qū)、半荒漠地區(qū)的優(yōu)勢建群種之一，具有很強的抗逆性，對風蝕沙埋適應性強，對荒漠區(qū)防風固沙，保護生態(tài)平衡具有重要意義[1]， 但由于荒漠地區(qū)日趨頻繁的干旱和長期不合理的放牧、樵采及挖掘肉蓯蓉(Cistanchedeserticola)，環(huán)境破壞極其嚴重，梭梭的分布面積日趨縮小[2-3]。

對大多數(shù)栽培的農(nóng)作物來說，高濃度的Na+是引起植物水分脅迫、造成植物鹽害的主要因素，但是對某些鹽生植物和一些C4植物的生長而言,適量施用不僅對植物的生長沒有危害,而且還有利于植物的生長和物質(zhì)的積累[4]。旱生荒漠植物霸王(Zygophyllumxanthoxylum)和梭梭在干旱和低鹽性的條件下可吸收積累Na+，而不是拒排Na+，且將多數(shù)Na+區(qū)域化至同化枝或葉片的液泡中，使其成為這些多漿旱生植物適應且耐干旱環(huán)境的最主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)[5-7]，對這一生理現(xiàn)象進一步研究，外源添加50 mmol·L-1NaCl，在干旱脅迫下,其對霸王葉滲透勢的貢獻由13%增至28%，增強了滲透調(diào)節(jié)能力；此外50 mmol·L-1NaCl可提高霸王葉綠素含量，降低干旱脅迫對光系統(tǒng)Ⅱ活性的抑制，光合作用能力顯著提高；因此Na+不僅促進了霸王的生長還提高了其抗脅迫能力[8-10]。 鑒于此，王鎖民等[11]成功研制了一種既能促進荒漠旱生植物的生長，又能提高抗旱性的鈉復合肥。岳利軍等[12]以盆栽的方式，研究了鈉復合肥在梭梭、白刺(Nitrariasibirica)和紅砂(Reaumuriasoongorica)中的作用，結果表明，鈉復合肥顯著增強了這3種植物在干旱脅迫下的活性氧清除能力和滲透調(diào)節(jié)能力，從而促進了這些植物的生長并提高了其抗旱性。于建龍等[13]進一步研究了施用鈉復合肥對阿拉善右旗干旱荒漠移栽梭梭生長及其抗旱性的影響，發(fā)現(xiàn)施用鈉復合肥不僅能促進移栽梭梭生長，而且能提高抗旱性。之后王鎖民等[11]在鈉復合肥的基礎上又研制出一種培育荒漠旱生植物的專用有機肥，關于專用有機肥對荒漠旱生植物生長及抗旱性研究尚未見報道且之前關于鈉復合肥的研究中，鈉復合肥中氮磷鉀含量與其它肥料是等量的，而專用有機肥中氮磷鉀含量共占5%左右。因此，本研究以武威市涼州區(qū)農(nóng)戶大田為試驗點，探討大田育苗時施用專用有機肥及與化學肥料混合施用對梭梭生長及抗旱性的影響，以期為專用有機肥的大面積推廣應用提供實踐依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗區(qū)概括

試驗地設在甘肅省武威市涼州區(qū)清源鎮(zhèn)中沙村、王莊村和長城鄉(xiāng)。涼州區(qū)位于101°59′-103°23′ E、37°23′-38°12′ N，平均海拔2 200 m左右，地處甘肅省西北部，河西走廊東端，祁連山北麓，武威市中部。全區(qū)屬溫帶大陸干旱氣候，具有干旱少雨、日照充足、晝夜溫差大的特點。年平均氣溫5.7 ℃，最熱月(7月)平均氣溫17.4 ℃，最冷月(1月)平均氣溫 -7.7 ℃。年平均降水量160 mm，年蒸發(fā)量2 020 mm。主要災害性天氣有干旱、大風、沙塵暴、霜凍、暴雨等。植被主要為退化的天然梭梭、白刺灌叢，是生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)之一。試驗用地為沙壤土。

1.2試驗材料

梭梭種子由當?shù)剞r(nóng)戶提供，種子平均千粒重為3.43 g，平均發(fā)芽率為93.1%。肥料包括磷酸二銨(總養(yǎng)分≥57%)、尿素(氮含量44%~46%)、金華豐復合肥(總養(yǎng)分≥45%)和王鎖民等[11]研制的由巴騰生物有機肥料有限公司生產(chǎn)的專用有機肥(N+P+K≥5%、有機質(zhì)≥45%、Na≥2.5%)。

1.3試驗方法

中沙村：1)施用磷酸二銨(100 kg·667 m-2)；2)施用磷酸二銨(50 kg·667 m-2)+專用有機肥(50 kg·667 m-2)；3)施用專用有機肥(100 kg·667 m-2)。

王莊村：1)施用專用有機肥(100 kg·667 m-2)+磷酸二銨(40 kg·667 m-2)+尿素(20 kg·667 m-2)；2)施用金華豐復合肥(50 kg·667 m-2)+磷酸二銨(40 kg·667 m-2)+尿素(20 kg·667 m-2)。

長城鄉(xiāng)：1)施用磷酸二銨(40 kg·667 m-2)+尿素(20 kg·667 m-2)；2)施用專用有機肥(100 kg·667 m-2)+磷酸二銨(40 kg·667 m-2)+尿素(20 kg·667 m-2)。

采用完全隨機小區(qū)設計，小區(qū)面積為26 m×8 m，每個處理設3個小區(qū)(重復)。于2014年4月25日按預先設定的配比，將各處理的肥料均勻撒入設定好的小區(qū)，翻耕數(shù)次，深度為20 cm左右，使肥料和土壤混合均勻，澆灌保證土地濕潤。4月27-28日將梭梭以開溝方式播種于試驗樣地內(nèi)，溝間距20 cm， 溝深10 cm左右。

1.4指標測定及方法

于2014年6月中旬、8月下旬和10月初，在不同小區(qū)內(nèi)隨機調(diào)查10株梭梭植株，用直尺測量株高和冠幅，用游標卡尺測量主莖直徑，用目測法數(shù)分枝數(shù)和層數(shù)，用樣方法(1 m×1 m)測定梭梭密度。

于8月下旬在不同小區(qū)挖取整株梭梭，帶回實驗室，用蒸餾水快速沖洗，吸干其表面水分后，分成根和地上部分，稱取根和地上部分的鮮重，將鮮材料放入105 ℃的烘箱中殺青10 min，再在80 ℃下烘至恒重，稱取根和地上部分的干重。取0.1 g左右的干樣放入試管中，加入100 mmol·L-1的冰乙酸10 mL，密封試管，置于90 ℃沸水中水浴2 h，冷卻、過濾、稀釋適當倍數(shù)后，用火焰光度計(2655-00)測定Na+、K+的含量。

1.5數(shù)據(jù)分析

用SPSS 12.0、SAS 9.13軟件分析同一指標在不同施肥處理間的差異顯著，用Excel 2007作圖。

2結果

2.1專用有機肥對梭梭形態(tài)指標的影響

中沙村樣地內(nèi)，與施磷酸二銨處理相比，施專用有機肥和專用有機肥+磷酸二銨的梭梭6月份的株高分別增加了13.93%和11.02%，分枝數(shù)分別增加了87.83%和34.57%，植株層數(shù)分別增加了62.06%和27.88%(表1)；施專用有機肥+磷酸二銨處理8月份長城鄉(xiāng)樣地內(nèi)， 與磷酸二銨+尿素處理相比，施專用有機肥+磷酸二銨+尿素處理6月份梭梭的主莖直徑和冠幅分別增加了18.04%和46.42%(表3)；8月份分枝數(shù)增加了32.77%；10月份分枝數(shù)、主莖直徑和冠幅分別增加了27.65%、17.94%和30.11%。 8月份兩種處理的梭梭密度逐漸降低。

表1　中沙村樣地內(nèi)不同施肥處理對梭梭形態(tài)指標的影響

梭梭的分枝數(shù)、冠幅和密度顯著高于(P<0.05)施磷酸二銨和施專用有機肥的處理，其中，分枝數(shù)分別增加了33.20%和18.30%，冠幅分別增加了87.81%和62.09%，密度分別增加了226.78%和124.71%。10月份，施專用有機肥+磷酸二銨和施專用有機肥處理的梭梭株高比施磷酸二銨處理的分別增加了3.99%和6.18%；施專用有機肥處理的梭梭主莖直徑比施磷酸二銨和專用有機肥+磷酸二銨處理的分別增加了27.51%和18.53%。

王莊村樣地內(nèi)，與施金豐華復合肥+磷酸二銨+尿素的處理相比，施專用有機肥+磷酸二銨+尿素處理6月份梭梭的主莖直徑和冠幅分別增加了17.61%和94.61%(表2)；8月份兩種處理各指標差異不顯著(P>0.05)；10月份梭梭的株高、分枝數(shù)、主莖直徑和冠幅分別增加了9.78%、100.48%、38.56%和122.43%。8月份兩種處理的梭梭密度呈下降趨勢。

2.2專用有機肥對梭梭地上部、地下部鮮重和干重的影響

中沙村樣地中，與施磷酸二銨和磷酸二銨+專用有機肥處理相比，施專用有機肥處理的植株地上部、地下部的鮮重分別顯著增加了85.06%和127.83%、94.44%和167.65%(P<0.05)，干重分別增加了60.34%和124.34%、81.72%和172.58% (圖 1)。王莊村樣地中，施專用有機肥+磷酸二銨+尿素和施金豐華復合肥+磷酸二銨+尿素兩種處理的鮮重、干重差異不顯著(P>0.05)。長城鄉(xiāng)樣地中，專用有機肥的效果不顯著。

表2　王莊村樣地內(nèi)不同施肥處理對梭梭形態(tài)指標的影響

表3　長城鄉(xiāng)樣地內(nèi)不同施肥處理對梭梭形態(tài)指標的影響

2.3專用有機肥對梭梭體內(nèi)植株Na+、K+積累的影響

中沙村樣地中，與施磷酸二銨處理相比，施專用有機肥和施專用有機肥+磷酸二銨處理的梭梭地上部積累的Na+分別顯著增加了24.30%和41.19%(P<0.05)，地下部各處理間無差異 (圖2)；而K+含量地上部是施專用有機肥+磷酸二銨處理顯著高于施專用有機肥處理，地下部是施專用有機肥和施磷酸二銨的處理顯著高于施專用有機肥+磷酸二銨處理。王莊村樣地中，與施金豐華復合肥+磷酸二銨+尿素處理相比，施專用有機肥+磷酸二銨+尿素處理的植株地上部的Na+和K+含量分別顯著增加12.17%和36.13%。長城鄉(xiāng)樣地中，與施磷酸二銨+尿素處理相比，施專用有機肥+磷酸二銨+尿素處理的梭梭地上部和地下部的Na+含量平均增加了8.39%和30.31%，但無顯著差異(P>0.05)，地上部的K+含量顯著降低了43.87%(P<0.05)。

3討論與結論

3.1專用有機肥促進了梭梭的生長

近年來的研究表明，鈉復合肥對梭梭的生長具有促進作用[13-16]。Na+作為C4植物光合作用的重要離子，提高其光合作用效率，從而促進植株生長[17-18]。Na+作為一種有益高效的滲透調(diào)節(jié)劑從含鹽量很低的土壤中吸收，區(qū)域化并積累在液泡后，維持體內(nèi)較低的水勢而確保植物充足的水分供應，以維持植物體內(nèi)水分平衡[7,19]，Na+也可增強植物根系活力，通過刺激根系生長而充分吸收水分和養(yǎng)分，從而促進植物的生長[10,20-21]。進一步研究表明[22]，大田育苗時施用鈉復合肥既能促進梭梭的生長，又能提高其抗旱性。本研究表明，大田育苗時施專用有機肥均顯著增加梭梭分枝數(shù)、層數(shù)、主莖直徑、株高、冠幅及鮮重和干重；而密度均隨著時間的增加而呈現(xiàn)先增加后減少或先減少后增加的趨勢。密度呈現(xiàn)的這種趨勢和8月份測得的王莊村、長城鄉(xiāng)鮮重、干重施專用有機肥效果不顯著的原因可能是因為在梭梭生長期雨水過多的原因。

圖1　不同施肥處理對梭梭鮮重和干重的影響

注：DP，磷酸二銨；SOF，專用有機肥；JF，金豐華復合肥；U，尿素。圖2同。

Note: DP, (NH4)2PO4; SOF, Special organic fertilizer; JF, Fenghua fertilizer; U, Urea. The same in Fig.2.

3.2專用有機肥提高了梭梭的耐旱性

專用有機肥與鈉復合肥有著共同的獨特之處，就是含有鈉元素，而Na+在荒漠旱生植物生長發(fā)育過程中起著至關重要的作用。李景平等[23]對阿拉善荒漠區(qū)3種旱生植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)機制的研究表明，Na+在干旱條件下滲透調(diào)節(jié)作用顯著強于K+，且地上部大于根系。荒漠植物體內(nèi)的Na+和K+在土壤含鹽量很低時會大量儲存，且Na+的積累超過K+,說明Na+是其抗旱的有利滲透調(diào)節(jié)劑[7,24-26]。岳利軍等[12]研究表明，在干旱脅迫環(huán)境下，施用鈉復合肥使白刺、紅砂葉及梭梭同化枝的Na+顯著增加，K+顯著降低。同樣在甘肅民勤荒漠區(qū)進行的大田育苗試驗中，鈉復合肥與普通氮磷肥相比較，其使白刺和梭梭地上部的Na+分別顯著增加了24%和38%[14,27]。在干旱加鹽處理中，對霸王葉滲透勢的貢獻而言Na+是K+的3.5倍[28]；且在干旱條件下，霸王對Na+的吸收多于K+[29]。一些植物在K+供應不足時，適量Na+的吸收可以代K+行使營養(yǎng)功能和調(diào)節(jié)液泡的滲透勢[26，30-31]。

本研究表明，施專用有機肥使梭梭地上部的Na+含量顯著增加，K+顯著降低(中沙村)；與施金豐華復合肥+磷酸二銨+尿素處理相比，施專用有機肥+磷酸二銨+尿素處理顯著(P<0.05)增加了梭梭地上部Na+、K+的積累(王莊村)；與施磷酸二銨+尿素處理相比，施專用機肥+磷酸二銨+尿素處理促進了梭梭地上部Na+的積累，顯著降低了K+含量(長城鄉(xiāng))。

本研究表明，大田育苗時施用專用有機肥既可顯著促進梭梭的生長，又能提高其耐旱性，可節(jié)約成本和減少化學肥料的使用?？梢?，專用有機肥在我國北方荒漠旱生植物的大田育苗中具有樂觀的應用前景，對生態(tài)環(huán)境的重建和恢復具有重要作用。

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(責任編輯武艷培)

The special organic fertilizer in improving the growth and drought tolerance of desert plantHaloxylonammodendron

Ma Hong-mei, Wang Suo-min, Zhang Jian-quan, Zhang Jin-lin,Yue Li-jun, Liu Ting-liang, Wang Wu-cheng, Chai Qi

(College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China)

Abstract:This study explored the effects of special organic fertilizer and mixture with chemical fertilizer on growth and drought tolerance of Haloxylon ammodendron seedling in three villages (Zhongsha, Wangzhuang and Changcheng) of Liangzhou District, Wuwei City. The results showed that: 1) The addition of special organic fertilizer significantly increased the branching number, layers, main stem diamer, plant height, crown diameter and fresh weight and dry weight of H. ammodendron, and it’s density firstly increased and then decreased along with time increasing. 2) The accumulation of shoots Na+ increased significantly by applying the special organic fertilizer in the Zhongsha; Special organic fertilizer + DAP + urea fertilizer treatment significantly increased shoot Na+ and K+ accumulation in Wangzhuang; Special organic fertilizer + DAP + urea fertilizer treatment significantly decreased shoot K+ accumulation in Changcheng. 3) The special organic fertilizer not only saved cost but also reduced the use of NPK fertilizers. The results showed that the special organic fertilizer could improve the growth and drought tolerance of H. ammodendron.

Key words:Special organic fertilizer; Haloxylon ammodendron; seedling; drought tolerance

Corresponding author：Chai QiE-mail: chaiqi@lzu.edu.cn

中圖分類號：S606;Q945.78

文獻標識碼：A

文章編號：1001-0629(2016)2-0240-09

通信作者：柴琦(1971-)，男，甘肅寧縣人，副教授，博士，研究方向為草坪生態(tài)學、草坪工程學、草坪管理學。E-mail：chaiqi@lzu.edu.cn

基金項目：國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目(2013GB2G100482)；國家自然科學基金項目(31222053)

*收稿日期：2015-04-21接受日期：2015-06-23

DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0229

馬紅梅，王鎖民，張建全，張金林，岳利軍，劉庭亮，王武成，柴琦.專用有機肥對荒漠植物梭梭的生長及耐旱性的影響.草業(yè)科學,2016,33(2)：240-248.

Ma H M,Wang S M,Zhang J Q,Zhang J L,Yue L J,Liu T L,Wang W C,Chai Q.The special organic fertilizer in improving the growth and drought tolerance of desert plantHaloxylonammodendron.Pratacultural Science，2016,33(2)：240-248.

第一作者：馬紅梅(1988-)，女(藏族)，甘肅天祝人,在讀碩士生，研究方向為草坪生物學。E-mail:mahm13@lzu.edu.cn