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为明确秋季施肥提高苗木造林效果的生理基础,探明秋季施氮肥主要通过影响结构氮、可溶性蛋白质、氨基酸、硝态氮、铵态氮中哪种形态的氮实现苗木氮贮存;造林后,五种形态氮又产生了怎样的变化。本试验以我国北方主要常绿针叶造林树种油松(Pinus tabuliformis Carrière)和落叶针叶造林树种华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)为试验材料,开展秋季施肥提高苗木造林效果的生理基础研究。育苗试验在秋季苗木硬化期顶芽形成后施氮,设置4个施氮量分别为0(对照)、5(低肥)、10(中肥)、15(高肥)mg·株-1。两种苗木在苗木建成期与速生期均进行指数施肥,选用花多多水溶肥1号(其中各成分质量比为20氮:20磷:20钾)均共计施氮25mg·株-1,整个生长季合计施氮量为25mg·株-1、30mg·株-1、35mg·株-1、40mg·株-1。分别测定生长季末和翌年沙培后苗木形态指标、不同形态氮代谢物贮存以及代谢指标,监测造林试验苗木成活率以及形态指标。以探明常绿针叶树种与落叶针叶树种间氮代谢规律对于秋季施氮处理响应的差异。 本试验结果如下:(1)在生长季末油松苗木各器官中总N、结构N、可溶性蛋白、游离氨基酸贮存均为:根>叶>茎;华北落叶松苗木各器官中:茎>根;油松与华北落叶松整株苗木中贮存的各形态N含量排序均为:结构N>可溶性蛋白>游离氨基酸>硝态氮、铵态氮。其中油松苗木结构N占总N含量的56%-63%左右,华北落叶松苗木为65%-71%左右,结构N是N经植物根系吸收之后最主要的N贮存形式。(2)据相关性分析显示,占总N含量29%-35%的可溶性蛋白与2.5%-3.5%的游离氨基酸含量与苗木形态指标正相关关系最强,二者对苗木质量的影响最显著。在秋季施肥处理下两种苗木各器官总N、结构N、可溶性蛋白、游离氨基酸含量均有显著提高。秋季施肥处理通过提高苗木可溶性蛋白与游离氨基酸含量提高苗木质量。(3)在油松与华北落叶松苗木体内游离氨基酸主要贮存种类排序前两位均为:谷氨酰胺、精氨酸,第三位分别为γ-氨基丁酸、脯氨酸。在秋季施肥处理下,施N水平越高谷氨酰胺、精氨酸、γ-氨基丁酸、脯氨酸在油松苗木体内分别提高了83%、9.6%、15%、94%;在华北落叶松苗木体内分别提高了87.5%、25%、57%、25%。(4)从氨基酸分族贮存角度看,植物体内的谷氨酸族氨基酸可以提高苗木抗寒性并保持苗木处于活跃的生理代谢状态。在秋季施肥处理下,油松苗木谷氨酸族氨基酸贮存量有显著提升,较对照组提高了67.8%,故秋季施肥提高了苗木抗性、增强了苗木的代谢水平。(5)在油松苗木中,可溶性蛋白在苗木翌年春的生长点中倾向于由蛋白质分解为更多游离氨基酸,这有利于根系等组织生长过程中更直接、高效的利用N;在华北落叶松的生长点中倾向于合成更多可溶性蛋白质,与游离氨基酸结果不一致可能是由于此时合成的可溶性蛋白是由结构氮而来而不是由游离氨基酸合成。在秋季施肥处理下两种苗木代谢量均有增高,从这个角度看也体现了秋季施肥促进苗木倾向于把大分子形态的氮代谢为更小分子的形态以便直接用于各项生理活动。 秋季施肥处理通过调控苗木游离氨基酸组分含量的变化进而调控苗木质量、提高苗木抗寒性。试验将蛋白质含量和氨基酸组成引入秋季施肥研究,深入理解氮贮存和再利用过程,揭示了秋季施肥提高苗木造林效果的生理基础。