2.1.2 地徑
由表2可知,在不供氮時(N1),香椿苗地徑生長量最小,為5.18 cm. 供氮水平較低(N2、N3、N4)時,香椿苗地徑生長量小,為5.74~6.24 cm. 提高供氮水平(N5~N8)時,香椿苗地徑生長隨供氮水平的增加而增加,至N7處理時,一年生香椿苗地徑生長最大,為8.47 cm. 當(dāng)供氮再增加時(N8),香椿苗地徑的增長開始下降. 2.1.3 根、莖生物量 香椿一年生苗的根、莖生物量及根莖總生物量,隨著供氮水平的不斷升高,呈現(xiàn)先增后降趨勢(表2). 3個指標(biāo)均是N7處理(400 mg/株)最大,分別為4.70、9.44、14.13 g,且與其他處理差異顯著,是其對照的2.94、4.35、3.75倍. 不同氮素(N2~N6,N8)處理間香椿一年生苗的根、莖生物量和根莖生物總量差異不顯著(P<0.05)
2.2 氮素處理對香椿一年生苗光合作用的影響
2.2.1 氮素處理對香椿一年生苗葉綠素含量的影響
由表3可知,隨著供氮量的增加,葉綠素a、b含量及二者之和大致呈先增加后減少的趨勢. 葉綠素a在400 mg/株(N7)時達(dá)到最大,葉綠素b和總?cè)~綠素(a+b)含量在300 mg/株(N6)時達(dá)到最大,其值分別為2.24、0.76、3.00 mg/g,不供氮時(N1)葉綠素a、b及總?cè)~綠素含量最低. 葉綠素a/b的值以N4為最高,N5最低. 葉綠素a、b,和總?cè)~綠素(a+b)含量以及葉綠素a/b值各處理間均差異顯著.
2.2.2 氮素處理對香椿一年生苗光合特征的影響
由圖1可知:香椿一年生苗隨著供氮量的增加,光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)與蒸騰速率(Tr)呈先升高后下降的趨勢. 當(dāng)供氮量達(dá)到400 mg/株(N7)時,凈光合速率值達(dá)到最大,為8.81 μmol·m-2·s-1;當(dāng)供氮量達(dá)到300 mg/株(N6)時,氣孔導(dǎo)度值達(dá)到最大,為0.32 mol·m-2·s-1;當(dāng)供氮量達(dá)到150 mg/株(N4)時,蒸騰速率值達(dá)到最大,為6.96 mmol·m-2·s-1 . 而胞間CO2濃度(Ci)隨供氮量的
增加而逐漸降低,沒有出現(xiàn)峰值現(xiàn)象.
不同氮素處理間香椿一年生苗的光合速率、蒸騰速率和胞間CO2濃度均有顯著差異(P<0.05),氣孔導(dǎo)度各處理間差異不顯著. 經(jīng)多重比較得知,N1、N2、N3、N4、N5處理間的凈光合速率無顯著差異(P>0.05),但與N6、N7、 N8處理差異顯著. 胞間CO2濃度N1與N2、N3處理間差異不顯著,N4與N3、N5、N6處理間差異不顯著,而N7、N8處理顯著低于其他處理. 蒸騰速率N4處理顯著高于N1、N3、N5、N6、N7和N8處理,而其他處理間差異不顯著.
3 結(jié)論與討論
在自然狀態(tài)下,土壤中氮營養(yǎng)以礦質(zhì)態(tài)存在的比例較低,限制了林木的生長發(fā)育. 因此,在氮素營養(yǎng)缺乏的土壤環(huán)境中,增加氮營養(yǎng)供應(yīng)會促進(jìn)林木生長;但是,氮供應(yīng)過量時,則對樹木的生長產(chǎn)生抑制作用,本研究也得出相似結(jié)論. 香椿一年生苗生長指標(biāo)隨供氮量的增加而先升高后下降,當(dāng)供氮量增至400 mg/株 后,苗高、地徑及根莖生物量開始下降,這可能是由于過多的養(yǎng)分導(dǎo)致參與碳同化的羧化酶活性降低,造成光合作用減弱,而且使呼吸作用增強(qiáng),從而導(dǎo)致新葉萌發(fā)及生長變緩,說明合適的施氮量能促進(jìn)植物的生長發(fā)育,這與李繼光等、Wu等、魏旭紅等研究一致.
施氮會影響光合作用及與其相關(guān)的氣體交換過程. 本試驗(yàn)結(jié)果表明:香椿一年生苗葉綠素a和b含量、葉綠素總量和光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率亦均隨供氮量的提高呈先升后降的趨勢,其中葉綠素a的含量、葉綠素a∕b、光合速率于供氮量400 mg/株時最高;葉綠素b的含量、總?cè)~綠素的含量、氣孔導(dǎo)度于供氮量300 mg/株時最高,然后降低. 可見適宜的供氮量有利于香椿一年生苗木葉片光合效率的提高,同時可以促進(jìn)葉片氣孔開放,降低蒸騰拉力,有利于植物CO2吸收能力的提高. Brown等對西部鐵杉、楊自立等對栓皮櫟的研究中也有相似結(jié)果. 香椿一年生苗的胞間CO2濃度、隨供氮量的增加而逐漸降低,這一結(jié)論與陳健妙等對麻瘋樹、陳根云等的研究相似,這種負(fù)相關(guān)可能是由于隨著供氮量的增加,影響香椿葉片中的高羧化活性以至高光合速率導(dǎo)致了低CO2濃度.
本試驗(yàn)在苗圃中采用3階段差量施肥法,得出隨著供氮水平的增加,苗高、地徑、根、莖生物量和光合速率先升高后降低的變化規(guī)律,得出香椿一年生苗適宜的供氮量為400 mg/株的結(jié)果,與彭明俊等對膏桐(Jatropha curcas)在苗期氮素指數(shù)施肥試驗(yàn)結(jié)果相比,幼苗所需適宜氮素供應(yīng)量相似,與王東光等對閔楠和賈瑞豐等對紅厚殼的3階段施肥試驗(yàn)相比,幼苗所需的適宜氮素供應(yīng)量偏高,其原因由香椿自身生物學(xué)特性所致,即香椿苗早期生長比閔楠和紅厚殼生長快,所以苗期需氮量隨之增加;與膏桐和西南樺生長相近,所以需氮量亦相近.
綜上所述,香椿一年生苗對氮素的供給比較敏感,隨供氮量的增加,苗高、地徑及其生物量、光合速率均于N7處理達(dá)到最大值后開始降低,所以每株400 mg左右氮素供應(yīng)量是滿足香椿一年生苗光合及生長的適宜范圍. 本試驗(yàn)是在當(dāng)?shù)孛缙赃M(jìn)行的育苗,由于氣候、土壤情況等因素的影響,其他地區(qū)是否適合,仍需開展進(jìn)一步的研究.