磷肥对马尾松苗木生长动态的影响

周玮

摘要：以一年生马尾松（pinus massoniana）苗木为研究对象，对移栽后苗木进行施肥试验。采用完全随机区组排列的方法，设置磷肥3个施肥量的施肥处理，同时设置对照。在施肥后各月测定苗木地径、苗高及根系的生长情况。结果表明，苗木地上苗高、地径生长与外界气候变化密切相关。细根变化前期不明显，9月后细根生长增加。施磷肥处理下苗木苗高、细根高于对照；且随着施肥量的增加，苗木的苗高、根长、根表面积、根体积及生物量表现出逐渐增加的趋势，且在8～12月表现较为明显。随着磷肥用量增加生物量逐渐增加，细根形态则在2月下降，且P2细根形态最好。

关键词：马尾松（Pinus massoniana）；磷肥；生长动态

中图分类号：S791.248；S143.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）17-4092-04

Effects of Phosphatic Fertilizer on the Growth Dynamics of Pinus massoniana Seedling

ZHOU Wei

（School of Chemistry and Environmental Science， Guizhou Minzu University， Guiyang 550025， China）

Abstract： Fertilizer was applied on one-year Pinus massoniana seedling. Three amounts of P fertilizer applications and control were designed with complete random. The status of height， diameter and root of seedling were determined at every months after fertilizer application. Results showed that the height and fine root under P fertilizer treatment was higher than that of the contrast. There was an affinity between the growth of the height and diameter and the weather. The fine root growed inconspicuously in the prior period. From Sept. the fine root showed slower growth. With the amount of P fertilization increasing， the height， root length， root surface area， root volume and biomass increased. This change was conspicuous from Aug. to Dec.. With the increase of the P， the biomass increased， the fine root morphology decreased in the Feb.. The morphology of fine root was the best under the treatment P2.

Key words： Pinus massoniana seeding； phosphatic fertilizer； growth dynamic

磷是植物生长发育所必需的大量营养元素，在呼吸代谢、糖分代谢、酶促反应和生理生化调节过程中起着至关重要的作用[1]。土壤缺磷已成为当代农业发展的主要限制因子之一，磷胁迫下植物根系的适应性反应研究成为热点[2-5]。特别是在热带、亚热带地区，土壤含有大量的无定型氧化铁、铝，对磷肥有极强的吸附固定作用。磷肥施入土壤后大部分水溶性磷在较短时间内即被固定，成为难溶性磷，土壤中的磷有效性更低[6-8]。

马尾松是贵州省的主要造林树种之一，已有大量的研究证明[9，10]，对马尾松林进行施肥管理能有效提高马尾松的速生、丰产性，林木施肥管理对马尾松树高、胸径、材积有明显影响，特别是对马尾松幼龄林施肥有明显的效果[11-13]。目前，国内主要研究了施肥效益、施肥对叶片养分以及土壤性质和环境的影响[14-17]。而对地下部分的研究很少，根系直接与土壤接触，两者之间不断地进行着物质循环和能量流动，从根本上影响着养分从土壤进入植物体的过程，在森林生态系统能量和物质循环中发挥着十分重要的作用。为此，研究不同磷肥施用量处理下，马尾松苗木根系（主要是细根）形态及地上生长的动态变化情况，以期为进一步分析施肥对马尾松生长的影响机理提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

在贵州大学苗圃地内设置样地，先混匀土壤，设计磷肥4个不同施肥水平的随机区组试验，进行整地、除草及消毒等前处理，将每个苗床用塑料薄膜分为4块（每1块为1个处理），然后进行苗木移栽（一年生苗木为凯里种苗园苗木），每个小区内种植苗木15株。按时进行浇水、除草等管理。待1个月后，苗木成活后进行施肥处理，分别施用不同量P肥，每个处理3次重复。

1.2 方法

试验所需磷肥为钙镁磷肥（其中含P2O5 14%），施肥量为0、50、100、200 g/株（分别为处理P1、P2、P3、P4）。

马尾松苗木地上苗高、地径用游标卡尺和卷尺直接测量。根系形态指标测定方法：应用Epson数字化扫描仪（Expression 10000XL 1.0）对分级后的不同处理下根系进行扫描，并将扫描后的图像存入计算机，之后用与扫描仪配套的Win RHIZOC Pro 2004b根系图像分析系统软件（加拿大Regent Instruments公司）对各处理下根形态特征指标进行定量分析。主要测量指标包括根长、根表面积、根体积，生物量测定采用烘干称重法测定。

2 结果与分析

2.1 马尾松地上部分生长量动态变化

2.1.1 马尾松苗高生长动态 从图1可以看出，马尾松苗高总生长量呈逐渐增加趋势，到12月后苗高生长较慢，基本停止生长。通过不同时期苗高生长的多重比较可知，7月与6月，2月与1月、12月之间差异不显著，其余各月之间差异均达到显著水平。12月之前，施肥处理下苗高高于对照。12月后各处理苗高生长差距减小，施磷肥处理下苗高与对照接近。说明一年生马尾松苗木在移栽前半年磷肥施用量增加会促进苗高的生长，而后随着苗木的生长磷肥对苗高生长的促进作用逐渐不明显。在马尾松苗木生长的动态变化过程中，其变化规律与马尾松的生长特性以及亚热带地区气候特点相一致，1月、12月气温低，生理活动比较弱，根从土壤中吸取的养分少，苗高生长慢，马尾松苗木此时一般停止生长，而夏季温度较高，湿度较大，土壤中的微生物较活跃，土壤酶活性较强，植物根系从土壤中吸收的有利元素较多，并大部分分配到苗木地上部分，进一步促进了苗高的生长。

2.1.2 马尾松地径生长动态 图2是不同的施肥处理下马尾松苗木地径生长动态变化情况。从图2可以看出，生长前期（5～8月）施磷处理下地径低于对照，后期则高于对照（P4除外），但与对照相比，同一时期不同磷肥施用量对地径生长影响均不显著，到2月时各处理间地径相近。且在生长过程中，随着磷肥施用量的增加，地径无明显的变化规律，P4处理下地径最小，说明磷肥施用量对马尾松苗木地径生长无明显影响，而到后期，磷肥用量高于一定量（P4处理）反而对地径生长产生一定的抑制作用。苗木的动态生长过程与苗高生长趋势一致，都与土壤温湿度及气候变化明显相关。

2.2 马尾松地下部分（根系）生长量动态变化

2.2.1 马尾松根长生长动态 从图3可以看出，苗木细根根长呈先增加后降低的趋势，8～12月细根根长生长最快。其中P4处理与对照之间差异显著，其他施磷肥处理下细根根长差异不显著。P3处理下细根根长峰值出现在10月（156.87 cm/株），其他各处理峰值出现在12月（116.07、141.07、285.38 cm/株）。5月、6月、7月、8月之间细根根长差异不显著，其他各月份之间差异显著。前期（5～8月）不同磷肥施用量下根长变化不大，后期变化较大，8～12月P4处理下根长最长，到2月时P2处理下根长最长，P4与对照接近。说明不同磷肥施用量在一定时期对马尾松细根的生长有一定的促进作用，细根根长高于对照，且随着磷肥施用量的增加，细根根长有增加的趋势。说明施磷肥有利于马尾松细根的生长，其对水分、养分的吸收能力增强。生长一定时期后磷肥用量增加到一定程度对细根根长作用不明显。2月不同磷肥施用量下细根根长分别较对照高5.05%、1.33%、0.37%。

2.2.2 马尾松根表面积生长动态 从图4可以看出，施磷处理下细根表面积呈增加趋势，与根长变化趋势基本一致。P4处理细根表面积生长较快，12月达到峰值（47.00 cm2/株）。其他各处理细根表面积逐渐增加，2月达到最大值（19.81、26.38、24.49 cm2/株）。施磷肥处理下细根表面积均高于对照（除12月的P3处理外）。5～8月各处理间根表面积差异不明显，8月后差异显著。P4处理下细根表面积在10月、12月明显高于对照。细根表面积的变化趋势与根长变化一致。

2.2.3 马尾松根体积生长动态 从图5可以看出，5～8月、2月，磷肥施用量对细根体积影响不显著。2月不同磷肥处理下细根体积比对照高2.30%、1.84%、1.32%。9月至翌年2月，不同的生长时期细根体积明显不同。P4处理峰值出现在12月（1.02 cm3/株），P3处理最高值出现在10月。对照及P2处理呈逐渐增加的趋势，对照在8月后呈明显的直线上升趋势，2月时最高（0.50 cm3/株），P2处理呈波动上升趋势，最高值也出现在2月（0.62 cm3/株）。

2.2.4 马尾松根生物量生长动态 从图6可以看出，到12月为止，不同处理下根系生物量呈逐渐增加的趋势，到2月略有降低，可能是因为2月温度下降，植物体内的大多数碳水化合物集中在地上部分，转移到地下的部分减少。12月各处理细根生物量与未施肥相比有显著提高，2月施磷处理下根系生物量分别较对照高2.67%、2.27%、3.41%，10月、12月施磷肥处理下根系生物量差异显著，2月随着磷肥施用量的增加，苗木细根生物量呈逐渐增加的趋势。

3 小结与讨论

3.1 磷肥施用量对苗木地上生长的影响

苗木的生长主要是由养分的吸收和利用决定的[18，19]。在自然条件下，土壤中的矿质营养有限或有效性较低，通常限制树木的生长发育。因此，在氮、磷缺乏的土壤环境中，增加这些营养供应会促进树木生长。而在马尾松生长的土壤中普遍表现出缺磷特性，因此在马尾松林地施用磷肥对苗木的生长表现出一定的促进作用。研究结果表明，施磷肥处理下苗高大于对照，说明施磷肥可以促进马尾松苗高的生长，随着磷肥施用量的增加，马尾松苗高生长逐渐增加；而不同的施磷水平对幼苗地径生长影响不显著。说明单施磷肥对马尾松幼苗的生长有促进作用，与前人对马尾松的研究结果基本一致[20-22]。但在整个生长过程中施磷肥与对照之间差异不明显，说明磷肥对苗木地上部分的生长影响不明显。

3.2 磷肥施用量对苗木细根的影响

细根的主要功能是从异质土壤中获取必要的资源，并随水分、养分有效性变化而作出形态和生理的反应，细根系统的总长度对于水分和养分的吸收效率具有重要意义[23]，根系表面积（Root surface area，RSA）的大小反映根系对营养物质及水分的吸收能力，表面积越大则根系吸收营养物质的能力越强。虽然细根在树木根系总生物量中的比例小于30%左右，但其具有巨大的吸收表面积，且生理活性强，是树木水分和养分吸收的主要器官[24]。研究结果表明，在一定时期和一定范围内，随着磷肥施用量的增加，苗木细根根长、根表面积、根体积及生物量表现出逐渐增加的趋势，且在8～12月表现较为明显。细根生物量基本表现为随着磷肥用量增加生物量逐渐增加，细根形态则在2月下降，且P2细根形态最好。说明在马尾松苗期施用磷肥能促进马尾松细根的生长，增加其吸收表面积，有利于苗木吸收土壤中的营养元素，进一步促进苗木地上部分的生长。

3.3 苗木地上及根系生长的关系

在植物生长过程中，矿质营养的供应不仅影响生物量的大小，而且不同的养分水平还与生物量的分配有关。研究认为，生长在不受限制的稳定环境中的植物，地上与地下的生长之间存在一种相对平衡的关系；而当矿质养分受限时，光合物质的分配则有利于地下生长[25]。对马尾松苗木进行不同磷肥施用量的处理，结果施磷肥处理下细根的生长变化情况较地上部分明显，且有明显随着磷肥施用量的变化而变化的趋势。所以增加土壤中有效性元素的含量，首先表现为促进地下部分根系生长量的增加，特别是细根的变化最为敏感。且磷肥的肥效较慢，施肥半年后才表现出肥效，从地径的生长动态上明显看出，苗高生长效果不明显，而地下部分细根生长动态变化过程较地上部分明显，9月之后细根明显生长增快，而地上部分则可能表现出一定的滞后性。

通过马尾松苗木不同磷肥施用量的施肥试验，初步得出以下结论，施磷肥后半年细根的根长、根表面积、根体积及生物量明显生长增快，而地上部分表现不明显，对磷肥的作用效果滞后于根系的生长。施磷肥处理下苗木的苗高、细根均高于对照，对苗木地径生长作用效果不明显；随着施肥量的增加，苗木的苗高、根长、根表面积、根体积及生物量表现出逐渐增加的趋势，地径则变化不明显。

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3.3 苗木地上及根系生长的关系

在植物生长过程中，矿质营养的供应不仅影响生物量的大小，而且不同的养分水平还与生物量的分配有关。研究认为，生长在不受限制的稳定环境中的植物，地上与地下的生长之间存在一种相对平衡的关系；而当矿质养分受限时，光合物质的分配则有利于地下生长[25]。对马尾松苗木进行不同磷肥施用量的处理，结果施磷肥处理下细根的生长变化情况较地上部分明显，且有明显随着磷肥施用量的变化而变化的趋势。所以增加土壤中有效性元素的含量，首先表现为促进地下部分根系生长量的增加，特别是细根的变化最为敏感。且磷肥的肥效较慢，施肥半年后才表现出肥效，从地径的生长动态上明显看出，苗高生长效果不明显，而地下部分细根生长动态变化过程较地上部分明显，9月之后细根明显生长增快，而地上部分则可能表现出一定的滞后性。

通过马尾松苗木不同磷肥施用量的施肥试验，初步得出以下结论，施磷肥后半年细根的根长、根表面积、根体积及生物量明显生长增快，而地上部分表现不明显，对磷肥的作用效果滞后于根系的生长。施磷肥处理下苗木的苗高、细根均高于对照，对苗木地径生长作用效果不明显；随着施肥量的增加，苗木的苗高、根长、根表面积、根体积及生物量表现出逐渐增加的趋势，地径则变化不明显。

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3.3 苗木地上及根系生长的关系

在植物生长过程中，矿质营养的供应不仅影响生物量的大小，而且不同的养分水平还与生物量的分配有关。研究认为，生长在不受限制的稳定环境中的植物，地上与地下的生长之间存在一种相对平衡的关系；而当矿质养分受限时，光合物质的分配则有利于地下生长[25]。对马尾松苗木进行不同磷肥施用量的处理，结果施磷肥处理下细根的生长变化情况较地上部分明显，且有明显随着磷肥施用量的变化而变化的趋势。所以增加土壤中有效性元素的含量，首先表现为促进地下部分根系生长量的增加，特别是细根的变化最为敏感。且磷肥的肥效较慢，施肥半年后才表现出肥效，从地径的生长动态上明显看出，苗高生长效果不明显，而地下部分细根生长动态变化过程较地上部分明显，9月之后细根明显生长增快，而地上部分则可能表现出一定的滞后性。

通过马尾松苗木不同磷肥施用量的施肥试验，初步得出以下结论，施磷肥后半年细根的根长、根表面积、根体积及生物量明显生长增快，而地上部分表现不明显，对磷肥的作用效果滞后于根系的生长。施磷肥处理下苗木的苗高、细根均高于对照，对苗木地径生长作用效果不明显；随着施肥量的增加，苗木的苗高、根长、根表面积、根体积及生物量表现出逐渐增加的趋势，地径则变化不明显。

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