優(yōu)良種源苗木生長(zhǎng)對(duì)鎂的響應(yīng)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(gè)種源馬尾松優(yōu)良種源1年生苗為試驗(yàn)材料，設(shè)置2．99g/盆(T1)、5．99g/盆(T2)、11．97g/盆(T3)、23．95g/盆(T4)4個(gè)鎂處理，監(jiān)測(cè)鎂對(duì)馬尾松優(yōu)良種源苗木生長(zhǎng)的影響。結(jié)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(zhǎng)，其中抑制最強(qiáng)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(jìn)地徑生長(zhǎng)，促進(jìn)效果較好的施肥處理是2．99g/盆(T1)與5．99g/盆(T2)。從鎂對(duì)苗木根、莖、葉生物量積累效果來(lái)看，各種源苗木生物量變化無(wú)一致規(guī)律，低濃度鎂有促進(jìn)作用，高濃度則相反，其中2．99g/盆(T1)促進(jìn)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?？傊?，馬尾松苗木生長(zhǎng)最佳鎂肥處理是2．99g/盆(T1)，各種源中以古蓬(GP)種源表現(xiàn)最佳。

關(guān)鍵詞:

馬尾松;優(yōu)良種源;鎂肥;生長(zhǎng)

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(duì)植物的生長(zhǎng)和代謝具有十分重要的作用［1-2］。據(jù)報(bào)道，我國(guó)南方地區(qū)約有54%的土壤需要不同程度地補(bǔ)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(zhì)地較黏重，且礦質(zhì)養(yǎng)分和鹽基元素低［4］。植物對(duì)鎂的需求，全部來(lái)源于根系從土壤(或營(yíng)養(yǎng)液)中吸收，而強(qiáng)酸性土壤中缺鎂比較普遍，這對(duì)植物的生長(zhǎng)帶來(lái)不利［5］。馬尾松(PinusmassonianaLamb．)是我國(guó)松屬樹(shù)種中分布面積最廣、資源最多的鄉(xiāng)土樹(shù)種，是南方工業(yè)用材樹(shù)種和主要的造林滅荒樹(shù)種［6-7］，其在林業(yè)建設(shè)中具有重要的地位。該樹(shù)種的苗木主要用于造林，其質(zhì)量好壞將直接關(guān)系到造林成活率的高低及未來(lái)林分質(zhì)量的優(yōu)劣。近年來(lái)，良種和施肥是實(shí)現(xiàn)人工林速生豐產(chǎn)的兩大技術(shù)措施，經(jīng)過(guò)多年的遺傳改良為馬尾松主要造林區(qū)選育出一批優(yōu)良種源，在實(shí)際生產(chǎn)中增產(chǎn)效益顯著;施肥能有效改善土壤養(yǎng)分供給，提高馬尾松生產(chǎn)量，使得優(yōu)良種源林分迅速達(dá)到速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的目的［8-9］。南方有近1/4的馬尾松林是低產(chǎn)低效林，形成了許多名副其實(shí)的“小老頭樹(shù)”［10］，因立地條件不能滿足造林樹(shù)種生態(tài)特性要求，“地”和“樹(shù)”矛盾無(wú)法統(tǒng)一，兩者間的矛盾削弱了群落系統(tǒng)的自肥能力，導(dǎo)致地力出現(xiàn)衰退，進(jìn)而造成林分低產(chǎn)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(shì)，對(duì)馬尾松林增施各種微量元素對(duì)于促進(jìn)林木生長(zhǎng)、防止地力衰退是必要的［12］。施肥是一項(xiàng)促進(jìn)馬尾松人工林快速生長(zhǎng)的關(guān)鍵措施之一，關(guān)于馬尾松施肥研究報(bào)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(bǔ)充土壤的磷、鈣、鎂含量，能顯著提高馬尾松生長(zhǎng)量。馬尾松生長(zhǎng)于南方山地缺鎂的土壤，其對(duì)土壤養(yǎng)分吸收的研究還有待完善［19-20］。因此，研究鎂對(duì)馬尾松優(yōu)良種源苗木生長(zhǎng)的影響，并篩選出最佳種源及最佳施肥量，為今后研究鎂對(duì)馬尾松生長(zhǎng)的影響機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

1材料和方法

1．1供試材料根據(jù)全國(guó)種源試驗(yàn)的前期結(jié)果，選擇各地表現(xiàn)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(gè)馬尾松優(yōu)良種源進(jìn)行大田育苗，以1年生苗作為供試材料。培養(yǎng)苗木所需土壤采自花溪區(qū)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(shè)置采用盆栽試驗(yàn)研究。土壤采回后經(jīng)過(guò)篩、消毒(0．5%高錳酸鉀溶液)、混勻處理，每個(gè)培養(yǎng)缽裝土8kg。于2013年12月末選取生長(zhǎng)勢(shì)一致的苗木進(jìn)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(yǎng)缽內(nèi)培養(yǎng)苗木，以不施肥為對(duì)照(CK)，共5個(gè)處理，每個(gè)處理種植6盆，每2盆作為1個(gè)重復(fù)(即3個(gè)重復(fù))。在施肥后每月25日測(cè)定苗木的地徑、苗高，于12月末取出苗木，測(cè)苗木根、莖、葉的生物量，計(jì)算總生物量。在整個(gè)苗期進(jìn)行除草、防病蟲等一系列苗期管理工作。

1．3指標(biāo)測(cè)定使用鋼卷尺測(cè)量苗高，游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑。將苗木根、莖、葉分開(kāi)洗凈并瀝干，用電子天平測(cè)定各部分的鮮質(zhì)量。然后置于105℃烘箱中殺青30min后，將溫度調(diào)至75℃烘干至恒定質(zhì)量，測(cè)其干質(zhì)量。

1．4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)用Excel2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和圖表繪制，用SPSS21．0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2．1不同鎂肥處理對(duì)馬尾松優(yōu)良種源苗木苗高和地徑的影響

2．1．1苗高鎂對(duì)不同馬尾松優(yōu)良種源苗木的苗高生長(zhǎng)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(zhǎng)的作用(SH除外);在T2處理下，鎂對(duì)苗高也有抑制作用(SH與CY除外);在T3處理下，苗高生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制(CY除外)，其中GP和TM苗高凈增長(zhǎng)下降幅度最大，分別為46．5%、39．6%;在T4處理下，苗高生長(zhǎng)也受到抑制(SH與TM除外)?？傊?，鎂對(duì)苗高生長(zhǎng)有抑制作用，抑制最強(qiáng)的施肥處理是T2與T3，TM種源的苗高表現(xiàn)最好。

2．1．2地徑與苗高相比，鎂對(duì)馬尾松優(yōu)良種源苗木地徑生長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用。方差分析表明，在CK下，SH、DY與其余3個(gè)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(shí)，鎂對(duì)每個(gè)種源苗木地徑生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，分別比對(duì)照高出8．1%、8．3%、51．4%、20．6%、9．7%;在T2處理下，鎂也促進(jìn)地徑生長(zhǎng);在T3處理下，鎂對(duì)地徑生長(zhǎng)的促進(jìn)作用減小，而對(duì)SH、DY、TM苗木的地徑生長(zhǎng)有抑制作用;在T4處理下，鎂有促進(jìn)地徑生長(zhǎng)的作用(SH除外)。總之，鎂肥對(duì)地徑生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用，地徑生長(zhǎng)效果較好的施肥處理是T1與T2，SH種源的地徑表現(xiàn)最好。

2．2不同鎂肥處理對(duì)馬尾松優(yōu)良種源苗木生物量的影響

2．2．1根生物量鎂對(duì)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(shuō)明T4處理對(duì)苗木根生長(zhǎng)有抑制作用?？傊?，鎂肥對(duì)根生物量的積累有促進(jìn)作用(TM除外)，促進(jìn)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(zhǎng)現(xiàn)象。

2．2．2莖生物量鎂對(duì)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(wú)一致規(guī)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(duì)GP有促進(jìn)作用，對(duì)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(duì)苗木莖生物量積累有促進(jìn)作用，高濃度鎂肥起到相反作用，T1與T2處理對(duì)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(duì)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(wú)一致規(guī)律，T1與T4處理對(duì)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(xiàn)象。

2．2．4總生物量鎂對(duì)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(lái)看，鎂肥對(duì)各種源馬尾松苗木的總生物量影響無(wú)一致規(guī)律，T1對(duì)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?？傊?，根據(jù)各種源苗木的生長(zhǎng)情況，適合馬尾松苗木生長(zhǎng)的最佳鎂肥處理是T1。

3結(jié)論與討論

3．1結(jié)論本試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)馬尾松優(yōu)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(dá)顯著水平，同一種源不同施肥處理下的苗高差異達(dá)顯著水平(上杭、都勻、崇義除外)，鎂肥有抑制苗木高生長(zhǎng)的作用，其中抑制作用最強(qiáng)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(dá)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(dá)顯著水平(CY種源除外)，鎂肥有促進(jìn)地徑生長(zhǎng)的作用，促進(jìn)效果較好的施肥處理是2．99g/盆(T1)與5．99g/盆(T2)。鎂肥對(duì)苗木根、莖、葉生物量積累效果來(lái)看，各種源苗木的生物量變化無(wú)一致規(guī)律，低濃度鎂肥有促進(jìn)作用，高濃度則相反，其中2．99g/盆(T1)具有促進(jìn)生物量積累的作用，各種源中以古蓬(GP)種源生長(zhǎng)較好，而桐棉(TM)種源最差?？偠灾?，馬尾松苗木生長(zhǎng)最佳的鎂肥處理是2．99g/盆(T1)，各種源中以古蓬(GP)種源表現(xiàn)最佳。

3．2討論

3．2．1鎂對(duì)馬尾松生長(zhǎng)的影響本試驗(yàn)中鎂抑制苗高生長(zhǎng)，促進(jìn)地徑生長(zhǎng)，縮小苗木高徑比，進(jìn)而提高苗木質(zhì)量;從苗木根、莖、葉生物量積累效果來(lái)看，鎂對(duì)苗木生物量變化無(wú)一致規(guī)律，低濃度鎂處理促進(jìn)馬尾松根、莖、葉生物量的積累，最終提高苗木質(zhì)量，高濃度則相反。大多數(shù)研究表明，鎂具有提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆能力的作用，使得農(nóng)藝性狀得到一定的改善，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。針對(duì)鎂促進(jìn)植物生長(zhǎng)的機(jī)制，其原因可能有多種，可能由于Mg與Ca具有拮抗作用，會(huì)導(dǎo)致苗木體內(nèi)陰陽(yáng)離子失衡，并向土壤中分泌質(zhì)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(gòu)成葉綠素的必需元素，可能在一定程度上能增強(qiáng)苗木的光合作用，最終促進(jìn)苗木生物量的積累;此外，由于Mg與NO3－、P之間是協(xié)同關(guān)系，施用適量的鎂素可提高NO3－、P的利用率［4］，促進(jìn)植物體內(nèi)的NO3－迅速轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，有利于植物生長(zhǎng)。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(chǔ)上對(duì)土壤施鎂肥后，高濃度鎂抑制苗木的高生長(zhǎng)及根系、莖的生物量積累，不利于培育高質(zhì)量的苗木。

3．2．2鎂對(duì)不同馬尾松優(yōu)良種源苗木生長(zhǎng)的影響從馬尾松優(yōu)良種源苗木施鎂肥的效果來(lái)看，鎂對(duì)各種源苗木高生長(zhǎng)的影響，上杭(SH)、崇義(CY)種源苗木的高生長(zhǎng)無(wú)一致規(guī)律，有促進(jìn)生長(zhǎng)作用，也有抑制生長(zhǎng)作用，但其余種源苗高絕大多數(shù)受到抑制作用;鎂對(duì)各種源苗木地徑生長(zhǎng)的影響中，只有上杭(SH)種源苗木的地徑生長(zhǎng)受到抑制，而鎂對(duì)其余種源苗木的地徑生長(zhǎng)都有促進(jìn)作用;鎂對(duì)各種源馬尾松根、莖、葉生物量積累的影響，整體來(lái)看，對(duì)古蓬(GP)種源的根、莖、葉生物量積累的效果最好，對(duì)其余種源苗木根、莖、葉生物量均有促進(jìn)作用(桐棉種源除外)，說(shuō)明古蓬(GP)種源對(duì)鎂的利用效率較高，桐棉(TM)種源對(duì)鎂利用效率最差，因此，鎂對(duì)各種源苗木生長(zhǎng)的影響有一定差異，不同種源林木對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收、積累和利用能力有差異，進(jìn)而不同基因型的馬尾松生長(zhǎng)對(duì)施肥反應(yīng)差異較大［8］。周志春等［21］研究5個(gè)種源馬尾松試驗(yàn)林對(duì)磷肥的遺傳反應(yīng)式樣以及在低(缺)磷環(huán)境下的根際營(yíng)養(yǎng)差異，表明5個(gè)種源馬尾松對(duì)施用磷肥的反應(yīng)式樣存在著較大的遺傳差異;不同種源的抽梢次數(shù)與磷環(huán)境關(guān)系較小，年梢生長(zhǎng)對(duì)磷投入的敏感性因種源不同而異［22］;不同種源對(duì)磷肥量的反應(yīng)以及磷的時(shí)效性也很不相同，樹(shù)高生長(zhǎng)在種源間的遺傳差異與磷環(huán)境有關(guān)［23］。以上種源研究結(jié)果產(chǎn)生的差異主要取決于遺傳因素，與本試驗(yàn)結(jié)果相似。在林業(yè)生產(chǎn)中，馬尾松生長(zhǎng)、形質(zhì)和木材基本密度皆存在顯著的種源差異，種源胸徑、樹(shù)高和材積生長(zhǎng)及樹(shù)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(chǎn)地水熱資源條件差異引起的［24］。本試驗(yàn)結(jié)果揭示苗木施鎂后，優(yōu)良種源苗木生長(zhǎng)對(duì)鎂的響應(yīng)表現(xiàn)不一樣。這對(duì)未來(lái)造林用地時(shí)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(chǎn)低效的問(wèn)題。綜上所述，在馬尾松苗木培育過(guò)程中，為培育大苗、壯苗，提高苗木質(zhì)量，解決造林成活率低及林分低產(chǎn)低效的問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)不同種源的營(yíng)養(yǎng)需求差異，對(duì)苗木適當(dāng)施鎂肥。但此次著重研究不同施鎂肥量對(duì)馬尾松優(yōu)良種源苗木生長(zhǎng)的影響，沒(méi)有具體研究苗木生理指標(biāo)、苗木體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元素含量變化及其之間的運(yùn)移規(guī)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(dǎo)馬尾松的施肥工作。

作者：余星 周運(yùn)超 黎彪 靳浩 單位：貴州大學(xué) 林學(xué)院 貴州大學(xué) 貴州省森林資源與環(huán)境研究中心