2.1.2 地徑
由表2可知,在不供氮時(shí)(N1),香椿苗地徑生長(cháng)量最小,為5.18 cm. 供氮水平較低(N2、N3、N4)時(shí),香椿苗地徑生長(cháng)量小,為5.74~6.24 cm. 提高供氮水平(N5~N8)時(shí),香椿苗地徑生長(cháng)隨供氮水平的增加而增加,至N7處理時(shí),一年生香椿苗地徑生長(cháng)最大,為8.47 cm. 當供氮再增加時(shí)(N8),香椿苗地徑的增長(cháng)開(kāi)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(zhù)供氮水平的不斷升高,呈現先增后降趨勢(表2). 3個(gè)指標均是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(zhù),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(zhù)(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(zhù)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(shí)達到最大,葉綠素b和總葉綠素(a+b)含量在300 mg/株(N6)時(shí)達到最大,其值分別為2.24、0.76、3.00 mg/g,不供氮時(shí)(N1)葉綠素a、b及總葉綠素含量最低. 葉綠素a/b的值以N4為最高,N5最低. 葉綠素a、b,和總葉綠素(a+b)含量以及葉綠素a/b值各處理間均差異顯著(zhù).
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(zhù)供氮量的增加,光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)與蒸騰速率(Tr)呈先升高后下降的趨勢. 當供氮量達到400 mg/株(N7)時(shí),凈光合速率值達到最大,為8.81 μmol·m-2·s-1;當供氮量達到300 mg/株(N6)時(shí),氣孔導度值達到最大,為0.32 mol·m-2·s-1;當供氮量達到150 mg/株(N4)時(shí),蒸騰速率值達到最大,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(méi)有出現峰值現象.
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(zhù)差異(P<0.05),氣孔導度各處理間差異不顯著(zhù). 經(jīng)多重比較得知,N1、N2、N3、N4、N5處理間的凈光合速率無(wú)顯著(zhù)差異(P>0.05),但與N6、N7、 N8處理差異顯著(zhù). 胞間CO2濃度N1與N2、N3處理間差異不顯著(zhù),N4與N3、N5、N6處理間差異不顯著(zhù),而N7、N8處理顯著(zhù)低于其他處理. 蒸騰速率N4處理顯著(zhù)高于N1、N3、N5、N6、N7和N8處理,而其他處理間差異不顯著(zhù).
3 結論與討論
在自然狀態(tài)下,土壤中氮營(yíng)養以礦質(zhì)態(tài)存在的比例較低,限制了林木的生長(cháng)發(fā)育. 因此,在氮素營(yíng)養缺乏的土壤環(huán)境中,增加氮營(yíng)養供應會(huì )促進(jìn)林木生長(cháng);但是,氮供應過(guò)量時(shí),則對樹(shù)木的生長(cháng)產(chǎn)生抑制作用,本研究也得出相似結論. 香椿一年生苗生長(cháng)指標隨供氮量的增加而先升高后下降,當供氮量增至400 mg/株 后,苗高、地徑及根莖生物量開(kāi)始下降,這可能是由于過(guò)多的養分導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,從而導致新葉萌發(fā)及生長(cháng)變緩,說(shuō)明合適的施氮量能促進(jìn)植物的生長(cháng)發(fā)育,這與李繼光等、Wu等、魏旭紅等研究一致.
施氮會(huì )影響光合作用及與其相關(guān)的氣體交換過(guò)程. 本試驗結果表明: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(shí)最高;葉綠素b的含量、總葉綠素的含量、氣孔導度于供氮量300 mg/株時(shí)最高,然后降低. 可見(jiàn)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(shí)可以促進(jìn)葉片氣孔開(kāi)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,這一結論與陳健妙等對麻瘋樹(shù)、陳根云等的研究相似,這種負相關(guān)可能是由于隨著(zhù)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致了低CO2濃度.
本試驗在苗圃中采用3階段差量施肥法,得出隨著(zhù)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律,得出香椿一年生苗適宜的供氮量為400 mg/株的結果,與彭明俊等對膏桐(Jatropha curcas)在苗期氮素指數施肥試驗結果相比,幼苗所需適宜氮素供應量相似,與王東光等對閔楠和賈瑞豐等對紅厚殼的3階段施肥試驗相比,幼苗所需的適宜氮素供應量偏高,其原因由香椿自身生物學(xué)特性所致,即香椿苗早期生長(cháng)比閔楠和紅厚殼生長(cháng)快,所以苗期需氮量隨之增加;與膏桐和西南樺生長(cháng)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處理達到最大值后開(kāi)始降低,所以每株400 mg左右氮素供應量是滿(mǎn)足香椿一年生苗光合及生長(cháng)的適宜范圍. 本試驗是在當地苗圃進(jìn)行的育苗,由于氣候、土壤情況等因素的影響,其他地區是否適合,仍需開(kāi)展進(jìn)一步的研究.