優良種源苗木生長對鎂的響應范文

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摘要:

以福建上杭、貴州都勻、廣西古蓬、江西崇義、廣西桐棉5個種源馬尾松優良種源1年生苗為試驗材料，設置2．99g/盆(T1)、5．99g/盆(T2)、11．97g/盆(T3)、23．95g/盆(T4)4個鎂處理，監測鎂對馬尾松優良種源苗木生長的影響。結果表明:在同一施肥處理各種源間的苗高均差異顯著，同一種源不同施肥處理下的苗高差異顯著(上杭、都勻、崇義除外)，鎂抑制苗木高生長，其中抑制最強的處理是5．99g/盆(T2)與11．97g/盆(T3)。在同一施肥處理各種源間的地徑均差異顯著，在同一種源不同施肥處理之間各種源的地徑均差異顯著(崇義除外)，鎂促進地徑生長，促進效果較好的施肥處理是2．99g/盆(T1)與5．99g/盆(T2)。從鎂對苗木根、莖、葉生物量積累效果來看，各種源苗木生物量變化無一致規律，低濃度鎂有促進作用，高濃度則相反，其中2．99g/盆(T1)促進苗木的生物量積累，各種源中以古蓬(GP)種源效果較好，而桐棉(TM)種源最差。總之，馬尾松苗木生長最佳鎂肥處理是2．99g/盆(T1)，各種源中以古蓬(GP)種源表現最佳。

關鍵詞:

馬尾松;優良種源;鎂肥;生長

鎂作為葉綠素組成成分和多種酶的催化劑，有人把其列為僅次于氮、磷、鉀后植物的第四大必需元素，其對植物的生長和代謝具有十分重要的作用［1-2］。據報道，我國南方地區約有54%的土壤需要不同程度地補充鎂［3］。黃壤是貴州省分布最廣、面積最大的地帶性土壤，為酸性土壤，質地較黏重，且礦質養分和鹽基元素低［4］。植物對鎂的需求，全部來源于根系從土壤(或營養液)中吸收，而強酸性土壤中缺鎂比較普遍，這對植物的生長帶來不利［5］。馬尾松(PinusmassonianaLamb．)是我國松屬樹種中分布面積最廣、資源最多的鄉土樹種，是南方工業用材樹種和主要的造林滅荒樹種［6-7］，其在林業建設中具有重要的地位。該樹種的苗木主要用于造林，其質量好壞將直接關系到造林成活率的高低及未來林分質量的優劣。近年來，良種和施肥是實現人工林速生豐產的兩大技術措施，經過多年的遺傳改良為馬尾松主要造林區選育出一批優良種源，在實際生產中增產效益顯著;施肥能有效改善土壤養分供給，提高馬尾松生產量，使得優良種源林分迅速達到速生、豐產、優質的目的［8-9］。南方有近1/4的馬尾松林是低產低效林，形成了許多名副其實的“小老頭樹”［10］，因立地條件不能滿足造林樹種生態特性要求，“地”和“樹”矛盾無法統一，兩者間的矛盾削弱了群落系統的自肥能力，導致地力出現衰退，進而造成林分低產低效［11］。有研究指出，馬尾松連栽后，幼齡林和中齡林土壤微量元素含量均呈下降趨勢，對馬尾松林增施各種微量元素對于促進林木生長、防止地力衰退是必要的［12］。施肥是一項促進馬尾松人工林快速生長的關鍵措施之一，關于馬尾松施肥研究報道主要集中在施氮、磷、鉀肥。磷肥主要是鈣鎂磷肥［13-18］，其可補充土壤的磷、鈣、鎂含量，能顯著提高馬尾松生長量。馬尾松生長于南方山地缺鎂的土壤，其對土壤養分吸收的研究還有待完善［19-20］。因此，研究鎂對馬尾松優良種源苗木生長的影響，并篩選出最佳種源及最佳施肥量，為今后研究鎂對馬尾松生長的影響機制奠定基礎。

1材料和方法

1．1供試材料根據全國種源試驗的前期結果，選擇各地表現較好的福建上杭(SH)、貴州都勻(DY)、廣西古蓬(GP)、江西崇義(CY)、廣西桐棉(TM)共5個馬尾松優良種源進行大田育苗，以1年生苗作為供試材料。培養苗木所需土壤采自花溪區尖山，為酸性土壤，pH值5．5，土壤較黏重(容重為1．12g/cm3)，含全氮0．035g/kg、堿解氮10．43mg/kg、全磷0．30g/kg、速效磷50．65mg/kg、全鉀21．31g/kg、速效鉀82．83mg/kg、交換性鎂4．79cmol/kg。

1．2處理設置采用盆栽試驗研究。土壤采回后經過篩、消毒(0．5%高錳酸鉀溶液)、混勻處理，每個培養缽裝土8kg。于2013年12月末選取生長勢一致的苗木進行移栽，每盆種植苗木3株。2014年4月，分別以MgCl2•6H2O(約含MgO11．8%)2．99g/盆(T1)、5．99g/盆(T2)、11．97g/盆(T3)、23．95g/盆(T4)作為追肥土施于培養缽內培養苗木，以不施肥為對照(CK)，共5個處理，每個處理種植6盆，每2盆作為1個重復(即3個重復)。在施肥后每月25日測定苗木的地徑、苗高，于12月末取出苗木，測苗木根、莖、葉的生物量，計算總生物量。在整個苗期進行除草、防病蟲等一系列苗期管理工作。

1．3指標測定使用鋼卷尺測量苗高，游標卡尺測量地徑。將苗木根、莖、葉分開洗凈并瀝干，用電子天平測定各部分的鮮質量。然后置于105℃烘箱中殺青30min后，將溫度調至75℃烘干至恒定質量，測其干質量。

1．4數據統計分析運用Excel2003軟件進行數據計算和圖表繪制，用SPSS21．0軟件進行數據分析。

2結果與分析

2．1不同鎂肥處理對馬尾松優良種源苗木苗高和地徑的影響

2．1．1苗高鎂對不同馬尾松優良種源苗木的苗高生長影響程度有所不同。方差分析表明，在同一施肥處理各種源間的苗高均有6顯著差異(P＜0．05)，同一種源不同施肥處理下，GP、TM種源的苗高有顯著差異(P＜0．05)。由圖1可知，在T1處理下，鎂有抑制苗高生長的作用(SH除外);在T2處理下，鎂對苗高也有抑制作用(SH與CY除外);在T3處理下，苗高生長受到嚴重抑制(CY除外)，其中GP和TM苗高凈增長下降幅度最大，分別為46．5%、39．6%;在T4處理下，苗高生長也受到抑制(SH與TM除外)。總之，鎂對苗高生長有抑制作用，抑制最強的施肥處理是T2與T3，TM種源的苗高表現最好。

2．1．2地徑與苗高相比，鎂對馬尾松優良種源苗木地徑生長有一定促進作用。方差分析表明，在CK下，SH、DY與其余3個種源差異顯著(P＜0．05);在T1處理下，SH、DY、CY與GP、TM差異顯著(P＜0．05);在T2處理下，各種源差異顯著(P＜0．05);在T3處理下，TM與其他種源差異顯著(P＜0．05);在T4處理下，GP、CY與其余種源差異顯著(P＜0．05)。在同一種源不同施肥處理之間的地徑差異顯著(CY除外)(P＜0．05)。由圖2可知，施肥量為T1時，鎂對每個種源苗木地徑生長有促進作用，分別比對照高出8．1%、8．3%、51．4%、20．6%、9．7%;在T2處理下，鎂也促進地徑生長;在T3處理下，鎂對地徑生長的促進作用減小，而對SH、DY、TM苗木的地徑生長有抑制作用;在T4處理下，鎂有促進地徑生長的作用(SH除外)。總之，鎂肥對地徑生長均有促進作用，地徑生長效果較好的施肥處理是T1與T2，SH種源的地徑表現最好。

2．2不同鎂肥處理對馬尾松優良種源苗木生物量的影響

2．2．1根生物量鎂對不同種源馬尾松苗木根生物量積累的影響有一定差異。方差分析表明，在同一施肥處理各種源的根生物量均差異顯著(P＜0．05);在同一種源不同施肥處理下的根生物量均差異顯著(SH與CY除外)(P＜0．05)。由圖3可知，在T1處理下，各種源根生物量比CK大(TM除外)，SH、DY、GP、CY根增量分別是0．02g/株、1．07g/株、0．65g/株、0．56g/株，其中增量以DY最大;在T2處理下，各種源根生物量比CK大(TM除外)，SH、DY、GP、CY根增量分別是0．25g/株、0．31g/株、0．62g/株、0．26g/株，其中增量以CY最大;在T3處理下，各種源根生物量比CK大(TM除外)，SH、DY、GP、CY根增量分別是0．30g/株、0．47g/株、0．21g/株、0．12g/株，其中增量以DY最大;在T4處理下，各種源根生物量比CK小(DY除外)，說明T4處理對苗木根生長有抑制作用。總之，鎂肥對根生物量的積累有促進作用(TM除外)，促進根生物量積累效果較好的施肥處理是T1，其中DY施鎂肥效果較好，而在T4處理下有抑制根生長現象。

2．2．2莖生物量鎂對不同種源馬尾松苗木莖生物量積累的影響有一定差異。方差分析表明，同一施肥處理各種源之間，在T1、T2、T3、T4處理下，GP與其他種源間均有顯著差異(P＜0．05);在同一種源不同施肥處理下的莖生物量均差異顯著(P＜0．05)(DY與CY除外)。由圖4可知，各種源馬尾松苗木的莖生物量無一致規律;在T1處理下，各種源莖生物量比CK大(SH與TM除外)，DY、GP、CY莖生物量增量分別是0．30g/株、1．25g/株、0．45g/株，其中增量以GP最大;在T2處理下，各種源莖生物量比CK大(DY、TM除外)，SH、GP、CY莖生物量增量分別是0．79g/株、1．11g/株、0．47g/株，其中增量以GP最大;在T3與T4處理下，鎂肥對GP有促進作用，對其余種源苗木的莖生物量均有抑制作用。總之，低濃度鎂肥對苗木莖生物量積累有促進作用，高濃度鎂肥起到相反作用，T1與T2處理對莖生物量積累效果較好，其中GP施鎂肥效果較好，而在T3與T4處理下有抑制莖生物量積累的作用。

2．2．3葉生物量鎂對不同種源馬尾松苗木葉生物量積累的影響有一定差異。方差分析表明，在同一施肥處理不同種源間的葉生物量差異顯著(P＜0．05);在同一種源不同施肥處理下的葉生物量均差異顯著(P＜0．05)(DY與CY除外)。由圖5可知，在T1處理下，各種源葉生物量比CK大(CY與TM除外)，SH、DY、GP葉增量分別是0．13g/株、0．54g/株、1．84g/株，其中增量以GP最大;在T2、T3處理下，各種源根生物量比CK大(DY、CY、TM除外)，SH、GP葉增量以SH最大;在T4處理下，各種源葉生物量比CK大(CY除外)，SH、DY、GP、TM葉增量分別是1．40g/株、0．52g/株、1．77g/株、0．33g/株，其中增量以GP最大。總之，各種源馬尾松苗木的葉生物量無一致規律，T1與T4處理對葉生物量積累效果較好，其中GP施鎂肥效果較好，而在T2與T3處理下有抑制葉生物量積累的現象。

2．2．4總生物量鎂對不同種源馬尾松苗木總生物量積累的影響有一定差異。方差分析表明，同一施肥處理各種源間，在T1、T2、T3處理下，SH、GP的總生物量與其他種源差異顯著(P＜0．05);在T4處理下，CY種源的總生物量與其他種源間差異顯著(P＜0．05)。在同一種源不同施肥處理下的總生物量均差異顯著(CY與TM除外)。由圖6所示，整體上來看，鎂肥對各種源馬尾松苗木的總生物量影響無一致規律，T1對總生物量的積累效果較好，各種源中以SH、GP較好，而CY、TM效果較差。總之，根據各種源苗木的生長情況，適合馬尾松苗木生長的最佳鎂肥處理是T1。

3結論與討論

3．1結論本試驗結果表明，對馬尾松優良種源苗木施鎂肥后，在同一施肥處理各種源間的苗高差異均達顯著水平，同一種源不同施肥處理下的苗高差異達顯著水平(上杭、都勻、崇義除外)，鎂肥有抑制苗木高生長的作用，其中抑制作用最強的處理是5．99g/盆(T2)與11．97g/盆(T3)。在同一施肥處理各種源間的地徑差異達顯著水平，在同一種源不同施肥處理之間各種源的地徑差異達顯著水平(CY種源除外)，鎂肥有促進地徑生長的作用，促進效果較好的施肥處理是2．99g/盆(T1)與5．99g/盆(T2)。鎂肥對苗木根、莖、葉生物量積累效果來看，各種源苗木的生物量變化無一致規律，低濃度鎂肥有促進作用，高濃度則相反，其中2．99g/盆(T1)具有促進生物量積累的作用，各種源中以古蓬(GP)種源生長較好，而桐棉(TM)種源最差。總而言之，馬尾松苗木生長最佳的鎂肥處理是2．99g/盆(T1)，各種源中以古蓬(GP)種源表現最佳。

3．2討論

3．2．1鎂對馬尾松生長的影響本試驗中鎂抑制苗高生長，促進地徑生長，縮小苗木高徑比，進而提高苗木質量;從苗木根、莖、葉生物量積累效果來看，鎂對苗木生物量變化無一致規律，低濃度鎂處理促進馬尾松根、莖、葉生物量的積累，最終提高苗木質量，高濃度則相反。大多數研究表明，鎂具有提高作物產量、品質、抗逆能力的作用，使得農藝性狀得到一定的改善，與本試驗結果相似。針對鎂促進植物生長的機制，其原因可能有多種，可能由于Mg與Ca具有拮抗作用，會導致苗木體內陰陽離子失衡，并向土壤中分泌質子，土壤根際pH值降低，刺激苗木酸性磷酸酶，利于苗木根系吸收有效磷［17］;鎂是構成葉綠素的必需元素，可能在一定程度上能增強苗木的光合作用，最終促進苗木生物量的積累;此外，由于Mg與NO3－、P之間是協同關系，施用適量的鎂素可提高NO3－、P的利用率［4］，促進植物體內的NO3－迅速轉化為蛋白質，有利于植物生長。另外，本研究中采用的本底土壤所含交換性鎂含量多，在此基礎上對土壤施鎂肥后，高濃度鎂抑制苗木的高生長及根系、莖的生物量積累，不利于培育高質量的苗木。

3．2．2鎂對不同馬尾松優良種源苗木生長的影響從馬尾松優良種源苗木施鎂肥的效果來看，鎂對各種源苗木高生長的影響，上杭(SH)、崇義(CY)種源苗木的高生長無一致規律，有促進生長作用，也有抑制生長作用，但其余種源苗高絕大多數受到抑制作用;鎂對各種源苗木地徑生長的影響中，只有上杭(SH)種源苗木的地徑生長受到抑制，而鎂對其余種源苗木的地徑生長都有促進作用;鎂對各種源馬尾松根、莖、葉生物量積累的影響，整體來看，對古蓬(GP)種源的根、莖、葉生物量積累的效果最好，對其余種源苗木根、莖、葉生物量均有促進作用(桐棉種源除外)，說明古蓬(GP)種源對鎂的利用效率較高，桐棉(TM)種源對鎂利用效率最差，因此，鎂對各種源苗木生長的影響有一定差異，不同種源林木對礦質營養的吸收、積累和利用能力有差異，進而不同基因型的馬尾松生長對施肥反應差異較大［8］。周志春等［21］研究5個種源馬尾松試驗林對磷肥的遺傳反應式樣以及在低(缺)磷環境下的根際營養差異，表明5個種源馬尾松對施用磷肥的反應式樣存在著較大的遺傳差異;不同種源的抽梢次數與磷環境關系較小，年梢生長對磷投入的敏感性因種源不同而異［22］;不同種源對磷肥量的反應以及磷的時效性也很不相同，樹高生長在種源間的遺傳差異與磷環境有關［23］。以上種源研究結果產生的差異主要取決于遺傳因素，與本試驗結果相似。在林業生產中，馬尾松生長、形質和木材基本密度皆存在顯著的種源差異，種源胸徑、樹高和材積生長及樹干通直度呈典型的緯向傾群變異模式，這種變異還可能是由其產地水熱資源條件差異引起的［24］。本試驗結果揭示苗木施鎂后，優良種源苗木生長對鎂的響應表現不一樣。這對未來造林用地時不同種源馬尾松的選擇提供一定幫助，可解決造林成活率低及林分低產低效的問題。綜上所述，在馬尾松苗木培育過程中，為培育大苗、壯苗，提高苗木質量，解決造林成活率低及林分低產低效的問題，應根據不同種源的營養需求差異，對苗木適當施鎂肥。但此次著重研究不同施鎂肥量對馬尾松優良種源苗木生長的影響，沒有具體研究苗木生理指標、苗木體內營養元素含量變化及其之間的運移規律。因此，在以后的研究中可往這些方面深入研究，以便更明確地指導馬尾松的施肥工作。

作者：余星 周運超 黎彪 靳浩 單位：貴州大學 林學院 貴州大學 貴州省森林資源與環境研究中心