氮肥對元寶楓幼苗葉片生理特性的影響

牛雪峰

平陸縣國有林場，山西 平陸 044300

元寶楓是城市園林中重要的彩葉樹種，目前在山西省各城市中均有廣泛的應(yīng)用[1]。由于近年來對城市綠化的重視，使得元寶楓苗木需求量增加較快，這也帶動了各苗圃加快培養(yǎng)元寶楓苗木的步伐。園林樹木育苗中，施肥是促進苗木快速成苗的有效措施[2]。施肥促進苗木生長的主要原因是改善了植物的營養(yǎng)狀況，提高了樹木對外界環(huán)境條件的抗逆性和適應(yīng)性，并且還可以改善樹木的生理特性[3]。李紅霞[4]研究認為，追施氮肥可以提高紫丁香葉片內(nèi)的葉綠素含量，提高POD、SOD 活性，對改善樹木的生理特性具有較好的作用；張吉立[5]研究認為，施肥可以顯著提高早熟禾葉片內(nèi)的葉綠素含量，促進植株生長；郭曉霄[6]研究認為，氮營養(yǎng)可以顯著提高連翹葉片內(nèi)葉綠素和滲透物質(zhì)含量，提高植株適應(yīng)性，促進苗木健壯生長；袁卉馥[7]研究認為，施肥可以顯著提高金蓮花葉片內(nèi)黃酮含量，對促進植株生長具有顯著作用；田寶[8]研究認為，施用氮肥顯著提高了小葉丁香葉片內(nèi)保護酶活性，提高了植株抗逆性，促進了苗木生長；高瑞紅[9]研究認為，根外追肥可以顯著提高紅王子錦帶葉片內(nèi)保護酶活性，同時降低MDA 含量，對提高其適應(yīng)性具有顯著作用。從前人的相關(guān)研究來看，鮮見關(guān)于施用氮肥對元寶楓苗木生理特性影響的相關(guān)報道，本文以此為契機，通過分析不同氮肥施用量對4 年生元寶楓苗木生理特性的影響規(guī)律，以期為其育苗中科學合理施肥提高理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019 年4 月至8 月在平陸縣國有林場苗圃進行。試驗所選元寶楓為4 年生苗，于2015 年3 月采用播種方式育苗，2017 年4 月間苗1 次，現(xiàn)苗木栽培密度為50 cm×60 cm。試驗期間，分別于4 月10 日、5 月5 日、6 月20 日各灌 水1 次，6 月16 日和7 月28 日分別除草1 次。

1.2 試驗設(shè)計

本試驗共設(shè)4 個處理，其中Y1 為對照，不施用任何肥料，元寶楓在自然狀態(tài)下生長；Y2 處理的氮肥施用量為8 g·株-1，鉀肥施用量為10 g·株-1；Y3 處理氮肥施用量為16 g·株-1，鉀肥施用量為10 g·株-1；Y4 處理氮肥施用量為24 g·株-1，鉀肥施用量為10 g·株-1。試驗所選氮肥為尿素，含氮量46%，鉀肥為硫酸鉀，K2O 含量為50%。將試驗設(shè)計的氮鉀肥施用量平均分為2 份，在生長季節(jié)分兩次進行施肥，第1 次在4 月10 日，第2 次在6 月20 日，施肥時，將稱量好的肥料與土壤按照1∶10 的比例混合均勻，在距離元寶楓主干12 cm 四周分別挖深12 cm，長寬各10 cm 的穴，將與土充分混合的肥料施入溝中，然后覆土，澆水。小區(qū)試驗設(shè)計，每處理選擇40 株苗木，3 次重復。

1.3 試驗測定項目

分別于5—9 月每個月的15 日到田間取樣，取樣時，每處理選擇5 株元寶楓，從樹冠上隨機摘取6 片葉，然后放入封口袋中，帶回實驗室沖洗干凈后立即測定葉片內(nèi)色素含量和硝酸還原酶活性、可溶性蛋白含量。其中，葉綠素含量采用浸提法[9]，黃酮含量采用分光光度法[9]，硝酸還原酶（NR）活性測定采用比色法[10]，可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理以及圖表制作使用Excel2010 版軟件，差異顯著性分析使用DPS7.05 版軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮對元寶楓葉綠素含量的影響

由圖1 可知，元寶楓葉綠素含量在整個生長季節(jié)表現(xiàn)為先升高后降低的變化，不同處理之間存在差異。從試驗結(jié)果來看，6、9 月，Y3 處理的葉綠素含量處于最高值，分別高于Y4 處理5.13%、4.63%，無顯著差異，5、7、8 月Y4 分別高于Y3 處理2.81%、10.31%、1.56%，無顯著差異，表明Y3、Y4 處理對元寶楓葉綠素含量的影響處于同一水平。5—9 月，Y3 分別比Y2 提高了25.97%、38.18%、40.44%、47.22%、20.91%，差異顯著，表明Y3 與Y2 相比對提高元寶楓葉綠素含量效果達到了顯著水平；5—8 月，Y2 分別比Y1 提高了12.08%、41.98%、54.44%、59.77%，差異顯著，9 月Y2 比Y1 提高了9.10%，無顯著差異。同時，Y4 顯著高于對照，Y2 顯著低于Y4 處理。

圖 1 馬邊大風頂紅外相機布設(shè)點位圖Fig. 1 Location sites of infrared cameras in Mabian Dafengding Nature Reserve圖 1 氮對元寶楓葉綠素含量的影響Fig. 1 Effects of nitrogen fertilizer on chlorophyll content of Acer truncatum seedling leaves

2.2 氮對元寶楓黃酮含量的影響

由圖2 可知，元寶楓黃酮含量在5—8 月呈現(xiàn)出一直升高的變化，9 月表現(xiàn)出降低的變化，不同處理之間存在差異。5、6、8、9 月Y3 處理黃酮含量處于最高值，分別高于Y4 處理3.49%、2.98%、9.36、5.01%，無顯著差異，7 月Y4 高于Y3 處理2.44%，無顯著差異，表明Y4 與Y3 相比并不能顯著提高元寶楓葉片內(nèi)黃酮含量。5 月，Y3 分別高于Y1、Y2處理14.67%、8.86%，無顯著差異，表明Y3 與Y1、Y2 相比在5 月提高了元寶楓黃酮含量，但是效果不顯著。6—9 月，Y3 分別比Y2 提高了30.03%、19.93%、26.03%、21.47%，差異顯著，表明Y3 與Y2 相比在這4 個月份顯著提高了元寶楓黃酮含量。6、9 月，Y2 分別高于Y1 處理16.32%、20.74%，差異顯著，表明Y2 與對照相比在6、9 月對提高元寶楓黃酮含量效果達到了顯著水平。7—8 月，Y2 分別比對照提高了13.35%、11.25%，無顯著差異，表明Y2 與對照相比在7—8 不能顯著提高元寶楓葉片內(nèi)黃酮含量。6—9 月，Y4 均顯著高于對照和Y2 處理，Y3 顯著高于對照，說明Y3、Y4 與對照相比均顯著提高了元寶楓葉片內(nèi)的黃酮含量。

圖 2 氮對元寶楓黃酮含量的影響Fig. 2 Effects of nitrogen fertilizer on flavonoids content in Acer truncatum seedling leaves

2.3 氮對元寶楓硝酸還原酶活性的影響

由圖3 可知，元寶楓NR 活性在整個生長季節(jié)內(nèi)表現(xiàn)為先升高后降低的變化，5 月處于最低值，不同處理的硝酸還原酶活性存在差異。5 月，Y4 處理處于最高值，分別高于Y1、Y2、Y3 處理47.29%、24.04%、4.76%，其中Y3、Y4 均顯著高于Y1 和Y2，Y3 與Y4 之間無顯著差異，Y2 顯著高于對照。6、8 月，Y3 處理處于最高值，與Y4 相比分別提高了3.37%、2.46%，無顯著差異，表明Y3 余Y4 相比在6、8 月提高了硝酸還原酶活性，但是效果不顯著；Y3 分別比Y2 提高了15.07%、26.97%，差異顯著，Y2 分別高于對照17.78%、15.15%，差異顯著，Y3 顯著高于對照，6 月Y4 與Y2 之間無顯著差異，8 月Y4 顯著高于Y2。7、9 月，Y4 處于最高值，分別高于Y3 處理9.58%、4.50%，無顯著差異，表明Y4 余Y3 相比在7、9 月提高了硝酸還原酶活性，但是效果不顯著；Y3 分別高于Y2 處理18.17%、20.20%，差異顯著；Y2 與對照相比分別提高了16.58%、13.66%，其中7 月兩個處理之間差異顯著，9 月份無顯著差異。

圖 3 氮對元寶楓NR 活性的影響Fig. 3 Effects of nitrogen fertilizer on NR activity of Acer truncatum seedling leaves

2.4 氮對元寶楓可溶性蛋白含量的影響

由圖4 可知，元寶楓可溶性蛋白含量在生長季節(jié)表現(xiàn)為先降低后升高的變化趨勢，并且可溶性蛋白含量表現(xiàn)為隨著氮肥施用量的增加而升高的變化。5—9 月，Y4 處理可溶性蛋白含量均處于最高值，與Y3 相比分別提高了3.85%、2.43%、6.33%、5.63%、2.48%，無顯著差異，表明Y4 與Y3 相比提高了可溶性蛋白含量，但是效果并不顯著；Y3 分別比Y2 提高了17.36%、15.18%、14.24%、15.62%、8.45%，其中5—8 月兩個處理之間存在顯著差異，9 月無顯著差異，表明Y3 與Y2 相比在5—8 月會顯著促進元寶楓可溶性蛋白含量升高；5、6、7、9月，Y2 分別高于對照1.79 mg/g、2.62 mg/g、3.84 mg/g、1.30 mg/g，差異顯著，表明Y2 與對照相比在這4 個月份顯著提高了元寶楓葉片內(nèi)的可溶性蛋白含量；8 月Y2 比對照提高了15.61%，無顯著差異，表明Y2 與對照相比在8 月不會顯著提高元寶楓可溶性蛋白含量。

圖 4 氮對元寶楓可溶性蛋白含量的影響Fig. 4 Effects of nitrogen fertilizer on soluble protein content in Acer truncatum seedling leaves

3 結(jié)論

（1）氮可以提高元寶楓生長季節(jié)葉片內(nèi)的葉綠素含量，Y3 與Y2 相比效果顯著，Y4 與Y3 相比提高了葉綠素含量，效果不顯著。

（2）氮提高了元寶楓葉片內(nèi)的黃酮含量，5 月效果不顯著，6—9 月Y3、Y4 顯著高于對照，Y4 與Y3 相比提高了黃酮含量，但是效果不顯著；Y3 較Y2 顯著提高了元寶楓黃酮含量。

（3）氮提高了元寶楓生長季節(jié)內(nèi)硝酸還原酶活性，其中Y3、Y4 之間無顯著差異，Y3 顯著高于Y2和對照，9 月Y2 與對照相比對NR 活性影響不顯著。

（4）隨著氮肥施用量增加，元寶楓可溶性蛋白含量表現(xiàn)出升高的變化，Y4 較Y3 提高了可溶性蛋白含量，效果不顯著；Y3 較Y2 和對照顯著提高了可溶性蛋白含量。

（5）綜合比較來看，Y3 對改善元寶楓生理特性效果優(yōu)于Y2、Y3 處理。

4 討論

植物葉片內(nèi)葉綠素含量的升高與植物營養(yǎng)狀況的好壞直接相關(guān)[11-12]，人工施肥改善了土壤營養(yǎng)狀況，從而提高了元寶楓葉片內(nèi)的葉綠素含量，這對提高葉片光合能力促進苗木生長具有重要作用[13]。從不同氮施用量處理來看，Y4 與Y3 相比雖然提高了葉綠素含量，但是并未達到顯著水平，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因存在兩種可能，第一是Y3 施肥量接近最佳施肥量，第二是Y3 與Y4 處理的養(yǎng)分施用量差距過小[14]，具體原因還有待于后續(xù)研究中進一步驗證。氮提高了元寶楓葉片內(nèi)黃酮含量，僅在7 月Y4高于Y3，其余月份Y3 處理處于最高值，表明在Y3施肥量基礎(chǔ)上提高至Y4 并未顯著促進黃酮含量升高，并且6、8、9 月表現(xiàn)出降低的變化，說明Y3 相對于Y4 更有利于元寶楓黃酮含量的升高，所以Y3為本試驗中促進黃酮含量升高的適宜處理[15]。從硝酸還原酶活性變化上來看，施用氮肥提高了其活性，Y3、Y4 與對照相比差異達到了顯著水平，這與魏永濤[16]的研究結(jié)果相似，表明施用氮肥一定程度上可以提高植物硝酸還原酶活性，但是也有報道認為，過高的氮肥施用量會降低植物硝酸還原酶活性[17]，而本試驗表現(xiàn)出一直增加的變化，分析原因認為這可能與本實驗處理中Y4 施用氮肥量與Y3 處理差距較小有關(guān)。元寶楓可溶性蛋白含量表現(xiàn)出隨著氮肥施用量的增加而升高的變化，這與李珣[18]的研究結(jié)果相似，表明施用氮肥在一定程度上改善了植物營養(yǎng)狀況，促進了蛋白質(zhì)的合成，提高了可溶性蛋白含量，有利于提高元寶楓對不良環(huán)境的適應(yīng)能力。綜合分析元寶楓葉片內(nèi)色素和兩種保護酶活性的變化來看，本試驗中Y3 處理效果優(yōu)于Y1、Y2、Y4 處理。