施肥对闽楠幼苗养分利用及土壤微生物的影响

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以1年生闽楠祼根苗为试验材料,采用“3414”不完全正交回归设计进行田间盆栽试验,测定闽楠苗木生长、养分吸收和利用,及土壤微生物等指标,揭示施肥对土壤和植物生长的影响机制,为该树种苗木施肥提供理论基础和参考依据,推动闽楠人工林产业的发展。主要结果如下:(1)氮磷钾平衡施肥对闽楠幼苗生长有影响显著。当氮、磷、钾肥在“2”水平时,闽楠幼苗生长处在最佳状态。建立肥料与质量指数的一元、二元和三元二次效应函数方程,三元二次方程为最适模型。优化模型后,得出最佳N、P、K施肥量为0.373~0.420g/Plant(N),0.086~0.106 g/Plant(P2O5),0.243~0.280g/Plant(K2O),氮磷钾的比例为1:0.20:0.43~1:0.65:0.75。(2)施氮、磷、钾肥促进闽楠苗木干物质积累,提高根、茎和全株的N、P、K含量和积累量,但对叶片N、P、K含量积累量的影响变化大。根N积累量、根P积累量和全株K积累量为闽楠幼苗生长的关键指标。氮磷钾配合施肥,促进闽楠苗木吸收养分,幼苗根、茎和全株干物质的积累量随着氮磷钾施肥量的增加先增后降,N、P、K含量、累积和分配趋势与干物质发展趋势基本一致。(3)氮肥对闽楠幼苗生长影响最大,其次为钾肥,最小为磷肥。氮磷钾单因素施肥提高根N、P、K,茎P分配率,降低叶P、K分配率,中等水平施氮磷钾量提高茎N分配率。中低水平施氮利于根的生长,高水平施氮利于叶的生长。调整施磷肥量可以调控闽楠幼苗径的生长,在中等施磷径生长达到最大;增施K肥主要通过影响P吸收利用,促进苗木生长。(4)氮磷钾三因子互作施肥对闽楠幼苗生长促进作用最强,其次为双因子互作施肥,接着为单因子施肥,其中NK肥利于闽楠的营养元素的吸收,NP肥利于闽楠的营养元素的利用;通过提高N和K肥表观利用率与C固定量促进闽楠苗木生物量增长,但三者受P吸收与利用的制衡。(5)氮磷钾施肥降低闽楠幼苗土壤的细菌丰富度、多样性和网络稳定性,且三因素单作施肥抑制最大,其次为双因素互作,最小为三因素平衡施肥。Proteobacteria(变形菌门),Actinobacteria(放线菌门),Chloroflexi(绿弯菌门),Acidobacteria(酸杆菌门),Deinococcus-Thermus(异常球菌-栖热菌门),Bacteroidetes(拟杆菌门)为闽楠幼苗生长的关键微生物。氮磷钾肥在合适的配比下闽楠幼苗土壤会产生自己独特的微生物菌群。(6)NPK施肥显著影响细菌生长,影响最大的是微生物对元素吸收,其次是细胞复制,最后是基础代谢。不同的氮磷钾施肥主要显著影响3条代谢通路,而Chujaibacter,Acinetobacter(异养硝化菌),Subgroup6,Ramlibacter,Bradyrhizobium(慢生根瘤菌属)和Thermus(嗜热栖热菌)这6个细菌种群是影响细菌代谢显著差异的关键菌群。
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