2.1.2 地径
由表2可知,在不供氮时(N1),香椿苗地径生长量最小,为5.18 cm. 供氮水平较低(N2、N3、N4)时,香椿苗地径生长量小,为5.74~6.24 cm. 提高供氮水平(N5~N8)时,香椿苗地径生长随供氮水平的增加而增加,至N7处理时,一年生香椿苗地径生长最大,为8.47 cm. 当供氮再增加时(N8),香椿苗地径的增长开始下降. 2.1.3 根、茎生物量 香椿一年生苗的根、茎生物量及根茎总生物量,随着供氮水平的不断升高,呈现先增后降趋势(表2). 3个指标均是N7处理(400 mg/株)最大,分别为4.70、9.44、14.13 g,且与其他处理差异显著,是其对照的2.94、4.35、3.75倍. 不同氮素(N2~N6,N8)处理间香椿一年生苗的根、茎生物量和根茎生物总量差异不显著(P<0.05)
2.2 氮素处理对香椿一年生苗光合作用的影响
2.2.1 氮素处理对香椿一年生苗叶绿素含量的影响
由表3可知,随着供氮量的增加,叶绿素a、b含量及二者之和大致呈先增加后减少的趋势. 叶绿素a在400 mg/株(N7)时达到最大,叶绿素b和总叶绿素(a+b)含量在300 mg/株(N6)时达到最大,其值分别为2.24、0.76、3.00 mg/g,不供氮时(N1)叶绿素a、b及总叶绿素含量最低. 叶绿素a/b的值以N4为最高,N5最低. 叶绿素a、b,和总叶绿素(a+b)含量以及叶绿素a/b值各处理间均差异显著.
2.2.2 氮素处理对香椿一年生苗光合特征的影响
由图1可知:香椿一年生苗随着供氮量的增加,光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)与蒸腾速率(Tr)呈先升高后下降的趋势. 当供氮量达到400 mg/株(N7)时,净光合速率值达到最大,为8.81 μmol·m-2·s-1;当供氮量达到300 mg/株(N6)时,气孔导度值达到最大,为0.32 mol·m-2·s-1;当供氮量达到150 mg/株(N4)时,蒸腾速率值达到最大,为6.96 mmol·m-2·s-1 . 而胞间CO2浓度(Ci)随供氮量的
增加而逐渐降低,没有出现峰值现象.
不同氮素处理间香椿一年生苗的光合速率、蒸腾速率和胞间CO2浓度均有显著差异(P<0.05),气孔导度各处理间差异不显著. 经多重比较得知,N1、N2、N3、N4、N5处理间的净光合速率无显著差异(P>0.05),但与N6、N7、 N8处理差异显著. 胞间CO2浓度N1与N2、N3处理间差异不显著,N4与N3、N5、N6处理间差异不显著,而N7、N8处理显著低于其他处理. 蒸腾速率N4处理显著高于N1、N3、N5、N6、N7和N8处理,而其他处理间差异不显著.
3 结论与讨论
在自然状态下,土壤中氮营养以矿质态存在的比例较低,限制了林木的生长发育. 因此,在氮素营养缺乏的土壤环境中,增加氮营养供应会促进林木生长;但是,氮供应过量时,则对树木的生长产生抑制作用,本研究也得出相似结论. 香椿一年生苗生长指标随供氮量的增加而先升高后下降,当供氮量增至400 mg/株 后,苗高、地径及根茎生物量开始下降,这可能是由于过多的养分导致参与碳同化的羧化酶活性降低,造成光合作用减弱,而且使呼吸作用增强,从而导致新叶萌发及生长变缓,说明合适的施氮量能促进植物的生长发育,这与李继光等、Wu等、魏旭红等研究一致.
施氮会影响光合作用及与其相关的气体交换过程. 本试验结果表明:香椿一年生苗叶绿素a和b含量、叶绿素总量和光合速率、气孔导度及蒸腾速率亦均随供氮量的提高呈先升后降的趋势,其中叶绿素a的含量、叶绿素a∕b、光合速率于供氮量400 mg/株时最高;叶绿素b的含量、总叶绿素的含量、气孔导度于供氮量300 mg/株时最高,然后降低. 可见适宜的供氮量有利于香椿一年生苗木叶片光合效率的提高,同时可以促进叶片气孔开放,降低蒸腾拉力,有利于植物CO2吸收能力的提高. Brown等对西部铁杉、杨自立等对栓皮栎的研究中也有相似结果. 香椿一年生苗的胞间CO2浓度、随供氮量的增加而逐渐降低,这一结论与陈健妙等对麻疯树、陈根云等的研究相似,这种负相关可能是由于随着供氮量的增加,影响香椿叶片中的高羧化活性以至高光合速率导致了低CO2浓度.
本试验在苗圃中采用3阶段差量施肥法,得出随着供氮水平的增加,苗高、地径、根、茎生物量和光合速率先升高后降低的变化规律,得出香椿一年生苗适宜的供氮量为400 mg/株的结果,与彭明俊等对膏桐(Jatropha curcas)在苗期氮素指数施肥试验结果相比,幼苗所需适宜氮素供应量相似,与王东光等对闵楠和贾瑞丰等对红厚壳的3阶段施肥试验相比,幼苗所需的适宜氮素供应量偏高,其原因由香椿自身生物学特性所致,即香椿苗早期生长比闵楠和红厚壳生长快,所以苗期需氮量随之增加;与膏桐和西南桦生长相近,所以需氮量亦相近.
综上所述,香椿一年生苗对氮素的供给比较敏感,随供氮量的增加,苗高、地径及其生物量、光合速率均于N7处理达到最大值后开始降低,所以每株400 mg左右氮素供应量是满足香椿一年生苗光合及生长的适宜范围. 本试验是在当地苗圃进行的育苗,由于气候、土壤情况等因素的影响,其他地区是否适合,仍需开展进一步的研究.