沙地樟子松幼苗对水肥添加的生理生态响应

水分和N(氮)素是树木赖以生长和生存的必需要素，它们的有效性直接影响着树木的生长和发育，进而影响生态系统的生产力。本文研究了水分和N素添加对沙地樟子松幼苗的生理生态影响，以期确定沙地樟子松苗木生长发育的限制性因子，加深对樟子松在沙地环境中适应能力的进一步认识，为樟子松的引种栽培、苗圃水肥管理提供一定的科学依据。 本研究以樟子松幼苗为研究材料，在水泥池子（大小为1.0 m × 1.0 m）中进行。设置两组实验：（1）水、N肥（NH4NO3）添加实验，由CK（既不加水也不加N肥）、W（每10 d加水1次，水量为10.0 L•m-2）、N（10.0 g•m-2）、W+N (包含W和N 2个处理)4个处理组成，每处理3个重复，以3年生苗木为材料；（2）5个不同N肥（NH4NO3）水平（CK-0.0、N1-5.0、N2-10.0、N3-20.0和N4-25.0 g•m-2）实验，各水平3个重复，以2年生苗木为对象。通过季节性取样，测定了形态指标（株高、地径、生物量等）、生理指标（叶片相对含水量、叶片叶绿素含量、叶片脯氨酸含量等）和养分指标（植株与土壤的全N、全P浓度等）。结果如下： （1）樟子松幼苗生长与N素添加水平关系密切，3年生苗木株高、地径、单株总生物量在W、N、W+N处理下明显增加，且在W+N处理下达到最大值；在CK~N3范围内，2年生苗木的株高随N肥水平的增加明显加大，株高、地径、单株总生物量等的最大值出现在N3水平，N3水平最有利于促进樟子松幼苗的生长。 （2）相对生长速率（RGR）是衡量苗木总生物量累积状况的重要指标。RGR对水、N肥处理和N肥水平的响应不明显，随着时间的推移而下降。 （3）叶片相对含水量（RWC）在W处理、不同N肥水平处理下的变化均不明显，W+N处理使得叶片RWC明显增加；叶绿素含量在水和N肥处理下、不同N肥水平处理均未发生明显的变化，最大值分别出现在W+N处理和N3水平下。脯氨酸的含量与植物所处环境中的水分、N养分条件有一定联系，在W处理下其含量有下降趋势；在N4水平下达到最大值，起到明显的积累作用。 （4）W、N和W+N处理促使3年生苗单株全N含量明显增加，在W+N处理下达到最大值；W+N处理对单株全P含量具有明显的影响；水、N肥添加处理对3年生苗木根、茎、叶的全N浓度和全P浓度作用不明显。在N2、N3水平下，单株全N含量明显增加；N3水平促使2年生樟子松幼苗根、茎、叶中的全N含量明显升高；添加N肥对幼苗全N浓度没有产生明显的影响；在N3水平下的单株全P含量明显增加，全P浓度对N肥施加反应不明显。 （5）W+N处理明显加快了3年生苗木的净N利用效率（NNUR）和净P（磷）利用效率（NPUR），W处理和N处理对NNUR和NPUR影响不大，这说明水与N肥联合后对NNUR和NPUR产生作用，其大小关系一致，即：CK < W < N < W+N。在不同N肥水平下，2年生樟子松幼苗的NNUR和NPUR差异均不显著。NNUR和NPUR随着时间的推移而降低。 （6）根据的N∶P比值和叶片养分含量临界值以及苗木的株高、单株总生物量在不同N肥水平和水、N肥添加处理下的变化情况，可以初步判定本研究中樟子松苗木受到N养分的限制，另外，水分和N养分之间具有联合作用。因此，在苗圃育苗和造林初期，要合理地进行水肥管理。