南方农业学报JournalofSouthernAgriculture2018，49（2）：313-3192期2095-1191；ISSNCODENNNXAABhttp://www.nfnyxb.com·313·DOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2018.02.17基于DRIS法的樟树人工林营养诊断
张
2
龙1，郑永杰2，伍艳芳2*，邱凤英2，刘新亮2，江香梅1，
（1江西农业大学林学院，南昌330045；2江西省林业科学院国家林业局樟树工程技术研究中心，南昌330032）
摘要：【目的】开展基于诊断施肥综合法（DRIS）的樟树人工林营养诊断，为培育高效樟树人工林提供参考依据。【方法】依据DRIS图解法求得樟树叶片各营养元素诊断参数最适比范围及低产组需肥紧迫程度排序，依据DRIS指数法求得各样地樟树需肥紧迫程度排序及养分不平衡指数（NII），初步制定樟树营养元素DRIS指数分级标准。【结果】樟树人工林营养诊断的各营养元素比最适范围：氮/磷为3.795~5.689，钾/磷为1.761~2.405，钾/氮为0.396~0.510，氮/钙为0.677~0.856，镁/氮为1.022~1.306，钙/磷为5.255~7.167，镁/磷为4.516~6.222，钾/钙为0.305~0.373，镁/钾为2.371~2.819，镁/钙为0.788~0.957。根据低产组各营养元素比偏离最适范围的程度，得出樟树人工林低产组需肥紧迫程度排序为磷>钙>氮>钾>镁，其中磷、钙和氮养分处于缺乏状态，镁含量相对过剩；高产组和低产组樟树的平均NII分别为3.748和7.540，高产组樟树各营养元素相对平衡。DRIS指数初步分级结果表明，樟树的氮、磷、钾、钙和镁DRIS指数最适范围分别为-0.838~0.185、-0.903~0.602、-0.154~0.941、-0.790~0.329和-0.357~0.985。【结论】根据DRIS诊断，江西省丰城市樟树人工林的氮、磷和钙养分含量均呈缺乏状态，镁含量相对过剩，且以诊断的需肥紧迫程度排序及制定的指数分级标准能直观判断樟树树体各营养元素的平衡状况，可用于生产上指导樟树人工林进行及时合理施肥。
关键词：樟树；人工林；营养判断；诊断施肥综合法（DRIS）中图分类号：S792.23文献标志码：A文章编号：2095-1191（2018）02-0313-07
NutrientdiagnosisofCinnamomumcamphora（L.）Presl
plantationbasedonDRIS
ZHANGLong1，ZHENGYong-jie2，WUYan-fang2*，QIUFeng-ying2，
2
LIUXin-liang2，JIANGXiang-mei1，
2
（1ForestryCollege，JiangxiAgriculturalUniversity，Nanchang330045，China；CamphorEngineeringTechnology
ResearchCenterforStateForestryAdministration，JiangxiAcademyofForestry，Nanchang330032，China）
Abstract：【Objective】ThenutrientdiagnosisofCinnamomumcamphora（L.）Preslplantationwascarriedoutbydia-gnosisandrecommendationintegratedsystem（DRIS）toprovidereferenceforhigh-efficiencycultivationofC.camphoraplantation.【Method】AccordingtoDRISgraphicmethod，theoptimalrangeforeachnutrientdiagnosticparameterandor-derofnutrientsrequirementurgencyinlowyieldgroupwereobtained.Andtheorderofnutrientsrequirementurgencyandnutrientimbalanceindex（NII）ofC.camphorainvarioussiteswereobtainedbyDRISindex.Basedontheresults，C.camphoraDRISindexgradingstandardsfornutrientelementswereinitiallydeveloped.【Result】TheoptimumrangesfornutrientdiagnosisofC.camphoraplantationwereasfollows：N/P3.795-5.689，K/P1.761-2.405，K/N0.396-0.510，N/Ca0.677-0.856，Mg/N1.022-1.306，Ca/P5.255-7.167，Mg/P4.516-6.222，K/Ca0.305-0.373，Mg/K2.371-2.819andMg/Ca0.788-0.957.Accordingtothegapbetweenratiosofvariousnutrientelementsinlowyieldgroupandtheoptimalrange，theorderofnutrientsrequirementurgencyofC.camphoralowyieldgroupwasP>Ca>N>K>Mg.P，CaandNcon-tentsweredeficient，butMgcontentwasexcessive.AverageNIIvaluesofhighyieldgroupandlowyieldgroupwere3.748and7.540respectively，nutrientsinthehighyieldgroupwasrelativelybalanced.AccordingtoDRISpreliminaryclassificationnorms，thesuitablerangesofDRISindexesforN，P，K，CaandMgwere-0.838-0.185，-0.903-0.602，-0.154-0.941，-0.790-0.329and-0.357-0.985respectively.【Conclusion】AccordingtoDRISdiagnosis，N，PandCacontentsinC.camphoraplantationincitiesofJiangxiaredeficient，andMgcontentisexcessive.Throughdiagnosisoforderofnu-trientsrequirementurgencyandtheestablishedDRISindexclassificationnorms，balanceofnutritioninC.camphoraplantationcanbediagnosed，andprovideguidanceforfertilizingofC.camphoraplantationinproduction.
Keywords：Cinnamomumcamphora（L.）Presl；plantation；nutrientdiagnosis；diagnosisandrecommendationinte-gratedsystem（DRIS）收稿日期：2017-06-22
基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFD0600605）；江西省林业科学院财政专项重大项目（2017512701）作者简介：*为通讯作者，伍艳芳（1980-），博士，副研究员，主要从事植物分子遗传育种及营养生理研究工作，E-mail：yanfangwu
2012@163.com。张龙（1994-），研究方向为植物营养学，E-mail：z_l182@163.com
·314·南方农业学报49卷0引言
【研究意义】樟树［Cinnamomumcamphora（L.）Presl］主要分布于我国南方各省（区），其树形优美、四季常绿，不仅是优良的用材树种，也是香精香料、油脂化工和医药等的重要原料。目前，我国的樟树人工林营养不平衡、管理粗放、经营水平不高，施肥和营养诊断研究尚处于探索阶段。植物需肥诊断一般采用土壤养分诊断、外部形态症状诊断、植物养分综合管理系统法和诊断施肥综合法（Diagnosisandrecommendationintegratedsystem，DRIS）（石伟勇，2005）。通过对不同树种进行营养诊断，再根据诊断结果及植物营养与肥料的关系进行平衡施肥，可提高经济林生产力和肥料利用率，实现经济林的高效培育（左海军等，2010；白由路，2015；丁阔等，2016）。因此，开展基于DRIS法的樟树人工林营养诊断，对高效培育樟树人工林具有重要意义。【前人研究进展】植物特定组织的营养状况能反映其整体营养的丰缺情况，比通过对土壤养分观测判断植物营养状况更合理。Dhanwinder等（2012）研究认为，DRIS主要通过对植物叶片营养元素含量及其比值进行诊断，最终确定需肥顺序和施肥量。Elferjani等（2013）研究发现，对加拿大杂交杨树进行DRIS诊断后的施肥处理树体生长速度快于标准施肥处理。臧国长等2013）通过DRIS法研究发现，闽楠尾巨桉人工林叶片磷/氮、氮/钾和磷/钾最适比值分别为0.0975~0.1313、0.7742~1.1736和0.0901~0.1247，需肥紧迫程度排序为氮>磷>钾。柴仲平等（2014）通过DRIS指数法研究发现，库尔勒香梨低产组的养分平衡总体水平较低，需肥紧迫程度排序为磷>氮>钙>钾>锌>铁>镁>锰>铜。郭素娟等（2014）制定了燕山早丰板栗DRIS指数分级标准，提出板栗园氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、硼的DRIS指数适宜范围，且发现迁西县板栗园普遍存在缺锰的现象。Behera等（2016）通过DRIS诊断发现，印度南部油棕养分需肥紧迫程度排序为钾>磷>氮>硼>镁。高伟等（2016）进行油茶叶片DRIS诊断，结果发现高产组油茶对锰、铁等微量元素的需求最强烈，低产组对氮、磷、钾等大量元素的需求量较大。【本研究切入点】目前，关于樟树的研究主要集中在天然活性产物分离（Shalabyetal.，2016；常璐璐等，2017）、扦插组培快速繁殖技术（李彦强等，2015；叶润燕等，2016）及病虫害防治（李瑾奕等，2015）等方面，针对樟树人工林营养诊断的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】在樟树人工林调查和养分分析的基础上，采用叶片DRIS法对江西省
丰城市樟树人工林进行营养诊断，以期为樟树人工
林平衡施肥及集约化经营提供参考。
1材料与方法
1.1
研究区概况
用于开展研究的樟树人工林位于江西省丰城市淘沙镇，地处江西省中部，东经115°25′~116°26′、北纬27°42′~28°26′，属于低丘山区，土壤类型为典型南方黄红壤。该研究区雨量充沛，光照充足，年均气温15.3~17.7℃，年均降水量1552.1mm，年均空气相对湿度81%，无霜期274d。试验材料为13.33ha的5年生樟树人工林，栽植密度1.0m×1.2m。1.2试验方法
1.2.1样品采集于2016年12月对樟树人工林进行叶片采样，此时樟树处于休眠期，樟树组织养分及含量处于相对稳定状态。对樟树人工林生长状况进行调查后划分高产组和低产组；选取同一林龄、同一坡度但长势具有明显差异的樟树人工林，根据长势优劣各设10个20m×20m的样地，每个样地内选择3株樟树标准木进行取样，在标准木树冠中部四个方向随机采集1年生无缺陷的成熟叶片，混合成一个叶样，用去离子水清洗干净后，经105℃杀青，65℃烘干，粉碎备用。
1.2.2测定项目及方法参考鲍士旦（2000）的方法进行樟树叶片养分含量测定，其中，氮含量采用凯氏定氮法测定，磷含量采用钼锑抗比色法测定，钾含量采用火焰光度计法测定，钙和镁含量采用等离子光谱仪（ICP）测定。参照孟宪宇（2006）的方法计算材积（V），V=0.4×π×D2×（H+3）/40000（D为地径，H为树高）。
1.2.3数据处理图解法和指数法是DRIS诊断最具代表性的方法。DRIS图解法是由两个同心圆和3个通过圆心的坐标绘制诊断图，划分产量组，分别计算各营养元素间多种形式的方差比（低产组/高产组），筛选出方差比较大的诊断参数；以方差比较大的高产组参数的平均值为圆心，标准差的2/3为内圆半径，标准差的4/3为外圆半径；内圆视为养分平衡区，用“→”表示；内圆与外圆间为养分轻度不平衡区，分别用“↗”和“↘”表示轻度过量或缺乏；外圆外部为养分严重不平衡区，分别用“↑”和“↓”表示过剩或严重缺乏，最终确定需肥紧迫程度。
DRIS指数法是通过具体数字反映林木对营养元素的需求指标，以实测值偏离最适值的程度表示。参照Montaněs（1993）的方法计算DRIS指数，并以营养不平衡指数（Nutrientimbalanceindex，NII）表示，
（2期张龙等：基于DRIS法的樟树人工林营养诊断·315·NII为0说明该营养元素含量处于平衡状态，NII的绝对值越大说明营养元素含量越不平衡；NII为正值表示该元素含量相对过剩，NII为负值表示该元素含量相对缺乏。同一样品的所有营养元素指数之和为0。1.3统计分析
试验数据采用Excel2003和SPSS17.0进行统计分析。
表1樟树人工林林分产量分组情况
Table1StandproductiongroupingofC.camphoraplantation
组别Group
低产组Low-yieldgroup高产组High-yieldgroup
样地号SiteNo.
1~1011~20
树高（m）Plantheight
1.712±0.2123.005±0.398
2结果与分析
2.1
樟树人工林产量组的划分结果
根据不同样地樟树人工林林分情况，将样地划分为高产组和低产组（表1）。其中，样地1~10为低产组，样地11~20为高产组。由表1可看出，高产组平均树高约为低产组的1.76倍，平均地径约为低产组的1.39倍，平均单位面积蓄积量约为低产组的2.43倍。
地径（cm）Grounddiameter
4.468±0.7136.220±0.471蓄积量（m3/ha）Accumulation
25.73762.483
2.2
樟树人工林叶片营养元素含量状况分析结果由表2可知，高产组樟树叶片的氮、磷、钾、钙和镁平均含量分别为8.871±1.640、1.949±0.374、3.909±0.432、11.658±1.337和10.050±0.968g/kg，低产组叶片的氮、磷、钾、钙和镁平均含量分别为8.643±1.117、1.609±0.293、3.979±0.399、10.934±1.780和10.471±0.527g/kg。其中，高产组樟树叶片的氮、磷和钙含
量高于低产组，而钾和镁含量低于低产组。t检验结
果显示，两个产量组间的氮、钾和钙含量差异不显著（P>0.05，下同），而镁含量差异显著（P<0.05，下同），磷含量差异极显著（P<0.01，下同）。说明叶片磷和镁含量与樟树人工林产量可能存在一定关联，但具体原因有待进一步探究。
表2不同产量组樟树的叶片养分状况
Table2LeafnutrientstatusofC.camphoraindifferentproductiongroups
养分含量
Nutrientcontent氮（g/kg）N磷（g/kg）P钾（g/kg）K钙（g/kg）Ca镁（g/kg）Mg
均值Mean
8.6431.6093.97910.93410.471
低产组Low-yieldgroup标准差SD变异系数（%）CV1.11712.9270.29318.2090.39910.0161.78016.2830.5275.035
均值Mean
8.8711.9493.90911.65810.050
高产组High-yieldgroup标准差SD变异系数（%）CV1.64018.4910.37419.1680.43211.0631.33711.4650.9689.632
t0.631
3.924**-0.6491.783-2.090*
*表示差异显著（P<0.05），**表示差异极显著（P<0.01）*representedsignificantdifference（P<0.05），and**representedextremelysignificantdifference（P<0.01）
2.3樟树人工林叶片营养诊断结果
2.3.1DRIS图解法确定的各营养元素比最适范围及需肥紧迫程度通过DRIS图解法划分樟树人工林产量组后，分别计算氮、磷、钾、钙和镁营养元素20种形式比值的平均值、方差、变异系数及方差比（低产组/高产组），并筛选出10对较大的方差比（如氮/磷方差比为0.527，磷/氮方差比为0.280，则选取氮/磷方差比为参数）为诊断参数（表3）。
以氮、磷和钾营养诊断为例，采用DRIS图解法得到樟树氮、磷和钾营养诊断图，分别筛选出高产组3个重要参数氮/磷、钾/磷和钾/氮的平均值4.742、2.083和0.453为圆心，并计算得出氮/磷的内外圆半径分别为0.947和1.893，钾/磷的内外圆半径分别为0.322和0.645，钾/氮的内外圆半径分别为0.573和0.115。从图1可看出，氮/磷为3.795~5.689时樟树的
氮和磷养分含量处于平衡状态，氮/磷为2.849~3.795
时氮养分含量偏低、磷养分含量偏高，氮/磷低于2.849时氮养分缺乏、磷养分过量，氮/磷为5.689~6.635时氮养分含量偏高、磷养分含量偏低，氮/磷超过6.635，氮养分过量、磷养分缺乏，说明氮/磷越小氮养分缺乏或磷养分过量越严重，氮/磷越大氮和磷养分含量越不平衡；钾/磷为1.761~2.405时钾和磷养分含量处于平衡状态，钾/磷为1.438~1.761时钾养分含量偏低、磷养分含量偏高，钾/磷低于1.438时钾养分缺乏、磷养分过量，钾/磷为2.405~2.728时钾养分含量偏高、磷养分含量偏低，钾/磷超过2.728时钾养分过量、磷养分缺乏，说明钾/磷越小钾养分缺乏或磷养分过量越严重，钾/磷越大钾和磷养分含量越不平衡；钾/氮为0.396~0.510时钾和氮养分含量处于平衡状态，钾/氮为0.339~0.396时钾养分含量偏低、氮养
___________基于DRIS法的樟树人工林营养诊断___________
