施肥对西藏红豆杉苗木生长的影响

Effects of Fertilization on the Growth of Taxus wallichiana Zucc Seedlings

摘要

为促进西藏红豆杉苗木生长，探索K、P元素对苗木生长的影响，以5 a生的西藏红豆杉苗木为研究对象，通过施用KH₂PO₄复合肥，设置3水平施肥量（5 g、10 g、15 g），以不施肥为对照（CK），分析西藏红豆杉幼苗生长状况及光合特性。研究结果表明，适量施肥对西藏红豆杉苗木的生长具有显著作用，随着施肥量的增加，西藏红豆杉的生长指标和光合参数均呈现先上升后下降的趋势。红豆杉苗木生长最佳施肥量为10 g（K为2.87 g，P为2.28 g）时，红豆杉的苗高、地径最大，分别为6.23 cm、3.32 mm，高经比最小4.39，净光合速率值最大3.684 μmol （m^-2·s^-1）。K、P对西藏红豆杉的苗木生长具有良好的促进作用，初步判断红豆杉苗期生长所需K、P元素比例为5∶4，不足或超量反而起抑制作用。研究结果为珍稀树种西藏红豆杉的壮苗技术措施提供理论支撑。

Abstract

In order to promote the growth and explore the effects of K and P elements on the growth of Taxus wallichiana Zucc seedlings, this study took 5a-growing seedlings as the research object, and analyzed the growth status and photosynthetic characteristics of Taxus wallichiana Zucc seedlings by applying KH₂PO₄ compound fertilizer, setting 3 levels of fertilizer application (5 g, 10 g, 15 g), and no fertilization as the control (CK). The results showed that proper fertilization had a significant effect on the growth of Taxus wallichiana Zucc seedlings. With the increase of fertilizer application, the growth indexes and photosynthetic parameters of Taxus wallichiana Zucc increased first and then decreased. When the optimal fertilizer rate of Taxus wallichiana Zucc seedlings was 10 g (K was 2.87 g, P was 2.28 g), the seedling height and ground diameter were the largest 6.23 cm, 3.32 mm, the ratio of height to diameter was the smallest 4.39, and the net photosynthetic rate was the largest 3.684 μmol CO₂/(m²·s). K and P promoted the growth of Taxus wallichiana Zucc seedlings. The ratio of K and P elements required for the growth of Taxus wallichiana Zucc seedlings was 5:4, and insufficient or excessive amount inhibited the growth of Taxus wallichiana Zucc seedlings. The research results provided theoretical support for the technical measures of strengthening seedlings of Taxus wallichiana Zucc, a rare species in Xizang.

Graphical abstract

关键词

西藏红豆杉 / K、P元素 / 苗木 / 生长状况 / 光合特性

Key words

Taxus wallichiana Zucc / K and P elements / Nursery plant / Growth Status / Photosynthic Characteristics

西藏红豆杉（Taxus wallichiana Zucc.）又称喜马拉雅红豆杉，现改为密叶红豆杉（Taxus contorta Griff.），属红豆杉科（Taxaceae）红豆杉属（Taxus）乔木^[1,2]。为国家一级保护植物，由于其生长缓慢、种子发芽率低、天然更新困难等原因，西藏红豆杉自然分布较少，资源十分有限；另一方面因其药用开发致使其野生资源遭受了严重的危害，其保护和可持续利用一直备受关注^[3-5]。深入研究红豆杉的生长规律和适应性，探索科学的方法来增加红豆杉的资源储量极具重要意义。施肥是促植物生长的有效手段之一^[6]，KH₂PO₄复合肥是无毒、无害、无残留的绿色生态肥料，富含K和P，它能迅速补充土壤中有效营养元素的不足，对植物生长、代谢和抗逆能力有显著影响。它提供必需营养，促进根系生长、叶面积扩大，提高光合效率和有机物积累。同时，增强抗旱、抗寒、抗病等能力，提高苗木产量和品质。在植物快速生长期或营养缺乏时有效促进植物生长发育且对环境友好^[7,8]。如何加强红豆杉苗期养分管理，促进苗木生长，培育壮苗，扩大红豆杉资源，是保护珍稀濒危物种的有效直接途径。探究适合的KH₂PO₄施肥量对红豆杉苗木生长的影响，能为红豆杉苗木的高效繁育和保护这一珍稀树种提供有效技术支撑。

K和P是植物生长必需的营养元素，K元素在植物体内参与多种生理过程，如光合作用、碳水化合物的运输和转化、蛋白质的合成以及调节气孔的开闭，从而影响植物的生长速度和抗逆性。P元素则对植物的早期生长、根系发育、能量转换和细胞分裂至关重要，它有助于植物更好地吸收土壤中的其他营养物质，增强植物对病害的抵抗力^[9]。KH₂PO₄复合肥作为P和K的来源，能够直接补充这些元素，从而促进植物的健康生长。

在西藏红豆杉苗木的生长过程中，K和P的补充尤为重要。K元素不仅参与光合作用，还对植物的水分调节和抗病能力有显著影响。而P元素则在植物的生长初期发挥关键作用，它能够促进根系的发育和能量的转换，从而提高植物对营养的吸收效率。KH₂PO₄复合肥作为一种高效的肥料，能够同时提供这两种元素，确保植物在生长过程中获得充足的营养支持。通过合理施用KH₂PO₄复合肥，可以有效促进红豆杉苗木的生长，提高其生长速度和质量，为红豆杉资源的保护提供科学依据。

1 材料和方法

试验材料选用西藏农牧学院苗圃内（29°35′ - 29°57′N，94°25′ - 94°45′E）培育的5 a生西藏红豆杉实生苗，种子采自西藏日喀则吉隆县吉隆沟。2023年4月中旬，统一装盆后缓苗1 a，选取200盆长势基本一致的西藏红豆杉实生苗用于试验。

盆栽苗固定装土壤9 kg，体积为0.018 m³，统一培养条件下缓苗1 a。2024年4月15日进行施肥试验，将苗木分3组，每组20盆，分别施5 g、10 g、15 g的KH₂PO₄复合肥，施肥量比为：0.05%、0.10%、0.15%，3个重复，20盆不施肥的苗木作为对照（CK），总共200盆。采用追肥法施肥，即将肥料均匀地施加到离根部5 ~ 10 cm的土壤中，并记录好每株苗木的苗高、地径等原始指标数据。之后，每隔1个月测量每株苗木的苗高、地径等生长指标。2024年9月20日上午（晴朗天气），使用Li-6800便携式光合测定仪测定光合参数。利用SPSS 27.0统计软件对数据进行方差分析和多重比较分析，从而评估不同K、P元素对红豆杉生长的影响。

2 结果与分析

2.1 不同施肥量对西藏红豆杉苗高生长的影响

苗高能够直观反应施肥效应，是判断施肥对苗木生长影响的重要指标^[10]。如图1所示，苗高增长量变化幅度随施肥量的增加呈先增加后减小趋势。不同施肥处理初期即5月份调查显示，各处理间均无显著差异，施肥量A（5 g）、B（10 g）的增长量相当且增幅最大，施肥量C（15 g）的增长量低于CK组。6月开始，B（10 g）处理与A（5 g）之间存在显著差异（P 0.05），与C（15 g）处理之间存在差异，与CK之间存在极显著差异（P 0.05）。7月份，B（10 g）处理与A（5 g）处理之间存在显著差异（P 0.05），与C（15 g）处理和CK之间存在极显著差异（P 0.05）。8月份，B（10 g）处理、C（15 g）处理与CK之间存在显著差异（P 0.05），与A之间存在极显著差异（P 0.05）。9月份，苗木进入生长后期，生长缓慢，4个处理间无明显差异。

从各处理间来看，当施肥量为B（10 g）时，苗高增长量达到最大值，平均增长量为6.23 cm，比CK、A（5 g）处理和C（15 g）处理分别高2.29、1.54和1.73 cm。这表明B（10 g）处理下，西藏红豆杉的苗高生长量明显优于其他处理。从调查日期来看，7月份苗高生长量要明显优于其他月份，表明苗木进入了速生期。进入9月份，苗高生长量增幅明显下降，这是由于红豆杉处于生长后期，生长开始变缓。

2.2 不同施肥量对地径生长的影响

地径生长量是反应苗木生长的重要指标之一^[11]。如图所示，不同施肥量对西藏红豆杉地径的影响也呈现出一定的规律。

如图2所示，5月开始经过不同处理后，各处理均与对照CK存在显著差异；6月份，各处理间存在差异，具体为A（5 g）处理、B（10 g）处理与CK之间存在显著差异（P 0.05），与C处理之间存在极显著差异（P 0.05）；7月份，苗木进入速生期，CK、B（10 g）处理、C处理（15 g）与A（5 g）处理之间存在显著差异（P 0.05）；8月无显著差异，但各处理的地径增长量增幅都较高；进入9月份，A（5 g）处理、B（10 g）处理与CK之间存在差异，而与C（15 g）处理之间存在极显著差异（P 0.05）。从各处理间来看，当施肥量为10 g时，地径增长量达到最大值，地径平均增量为3.32 mm,比CK、A（5 g）处理和C（15 g）处理分别高0.55、0.45和1.00 mm。这表明B（10 g）处理下，西藏红豆杉的地径生长量明显优于其他处理。从调查日期来看，7 - 9月份地径生长量苗木进入速生期，地径生长量增幅最大。

2.3 不同施肥量对高径比的影响

高径比是指苗木的高度与根茎直径之比，既反映苗木高度与地径之间的关系，又是反映苗木生长质量的重要指标^[12]。高径比适宜的苗木，生长均匀，抗逆性好。

如图3所示，不同施肥量对西藏红豆杉的高径比也产生了一定的影响。随着施肥量的增加，高径比呈现先降低后升高的趋势。在施肥量为10 g时，高径比的值为最小，平均高径比为4.39，表明红豆杉的苗木更加匀称，生长更加健壮。而在施肥量为15 g时，高径比有所上升，但仍比不施肥处理（CK）低0.21。这说明适量施肥有助于优化西藏红豆杉的生长特性，苗木更加匀称、健壮。而过量施肥则可能导致红豆杉生长失衡，影响苗木质量。

2.4 不同施肥量对光合作用的影响

光合作用是植物生长的基础，而施肥量对光合作用的影响是评估施肥效果的重要指标之一^[13]。本文通过便携式光合测定仪测定了不同施肥量下西藏红豆杉的净光合速率。

结果如图4所示，施肥对红豆杉苗木生长具有显著影响。随着施肥量的增加，西藏红豆杉的净光合速率呈现先增加后减小的趋势。在下午2点，B(10 g)处理与CK、A(5 g）处理、C(15 g）处理的净光合速率具有显著性差异（P 0.05）。而在下午6点，B（10 g）处理与CK具有极显著差异（P 0.05），其余各处理之间也都具有显著差异（P 0.05）。综上，在施肥量为10 g（K为2.87 g，P为2.28 g）时，下午2点，净光合速率达到最大值，此时红豆杉的光合作用最强，能够有效地将光能转化为化学能，为植株的生长提供充足的能量，苗木生长最旺盛。

按照KH₂PO₄复合肥成分含量，施肥质量比0.10%计算，初步判断红豆杉苗木生长过程中所需K、P养分含量的比为5:4。

3 讨论与结论

3.1 讨论

在植物生长过程中，K和P是至关重要的营养元素。K元素在调节植物细胞的渗透势方面发挥着关键作用，确保了细胞生理活动的正常进行。P元素则在植物体内参与了多种关键化合物的生物合成过程，包括核酸和P脂，对于植物细胞的分裂和繁殖过程具有决定性作用。因此，KH₂PO₄作为一种高效的肥料，能够显著促进植物根系的生长发育，增加叶面积，从而有效提高植物的生物量^[14]。

在植物代谢方面，K元素能够激活多种酶的活性，参与植物体内的能量代谢和物质转运过程。P元素则是ATP和NADPH等能量物质的组成部分，为光合作用提供能量。因此，KH₂PO₄施用能够显著提高植物的光合效率，增加有机物的积累。同时，K元素能够调节植物体内的渗透压和水分平衡，增强植物的保水能力；P元素则参与植物体内的抗氧化系统，清除活性氧自由基，从而减轻逆境对植物的伤害。

KH₂PO₄对西藏红豆杉的生长具有重要意义。合理施肥时红豆杉的苗高、地径生长量以及净光合速率均得到了明显提升。当施肥量为10 g（K为2.87 g，P为2.28 g）时，红豆杉的各项生长指标均达到最佳状态，相较于不施肥处理（CK）有着明显的优势。该结果充分证实了适宜的施肥量对红豆杉生长具有显著的促进效应，能够有效提升其生长速率及品质。然而，施肥过量则会对苗木的高生长和地径增长产生抑制作用。鉴于红豆杉对养分的需求相对较高，适度增加施肥量对于促进红豆杉的高生长和地径增长具有积极影响。这与叶红等、马庆华等、叶可可等研究结果类似^[15-17]。在实际生产过程中，需要根据土壤状况、气候条件以及红豆杉的生长需求等因素，合理确定施肥量。过多或过少的施肥都会对红豆杉的生长造成不利影响，因此，需要找到最佳的施肥量^[18,19]。

不同施肥量对红豆杉的高径比产生了明显作用。在B（10 g）处理下，红豆杉的高径比达到最小值，这意味着其株形更加匀称、生长更加健壮。这一发现为我们优化红豆杉的生长形态提供了重要依据。通过合理调控施肥量等措施，可以使红豆杉的生长更加均衡。未来的研究可以进一步探讨不同施肥方式、施肥时间等因素对红豆杉生长的影响。可以尝试使用有机肥料和无机肥料的混合施肥方式，观察是否能进一步提高红豆杉的生长速度和品质。此外，也可以研究不同季节的施肥量对红豆杉生长的影响，以找到最适合的施肥方案^[20]。

同时，施肥量只是影响红豆杉生长的1个因素。在实际生产过程中，还需要考虑其他因素如土壤pH值、灌溉量、病虫害防治等。因此，我们需要对红豆杉的生长环境进行全面、系统的研究和管理，以确保红豆杉能够在最佳的生长条件下茁壮成长。

3.2 结论

（1）K、P元素对西藏红豆杉的苗木生长具有良好的促进作用，初步判断红豆杉苗期生长所需K、P元素比例为5:4，不足或超量反而起抑制作用。

（2）在施加10 g（K为2.87 g，P为2.28 g）KH₂PO₄复合肥对西藏红豆杉幼苗影响效果为最好，此时红豆杉的苗高、地径为最大，分别为6.23 cm、3.32 mm，高经比最小为4.39，净光合速率值最大值为3.684 μmol (m^-2·s^-1)。在红豆杉苗期适量施肥有利于苗木的生长与更新。

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基金资助

“西藏高原林业生态工程重点实验室”资助