甜菜树(Yunnanopilia longistaminea)为山柚子科(Opiliaceae)甜菜树属(Yunnanopilia)植物，小乔木或灌木，是中国西南地区南亚热带特有树种，主要分布于滇南红河谷区域(海拔1 000-1 400 m)和滇东南的密林^[1-2]，以及邻近滇东南的桂西南^[3]、黔西南地区^[4]。甜菜树的嫩茎叶和花是云南热区市场前景广阔的特有木本森林蔬菜^[5]。目前，甜菜树天然资源稀少，虽然已人工栽培多年，但是因其对生境要求苛刻，幼苗、幼树生长极其缓慢，人工栽培未形成规模。作为珍贵稀有的森林蔬菜，其野生资源被过度利用，导致甜菜树在2013年被《中国生物多样性红色名录——高等植物卷》列为“近危种”^[6]。因此，甜菜树苗木人工培育技术难题亟待解决。

合理施肥可提高苗木的养分利用效率，增加其叶绿素含量，从而促进苗木生长、缩短苗木培育周期。有机肥具有植物所需的多种营养元素，且腐熟后不烧根，可有效改变土壤的结构和酶活性。通过对橡胶树(Hevea brasiliensis)^[7]和红翅槭(Acer fabri)^[8]苗木施有机肥的研究可知，有机肥可显著促进苗木的苗高、生物量和光合色素含量等增加。缓释肥(Slow-Released Fertilizer，SRF)属养分缓慢释放并持续供给被施肥对象的一类肥料^[9]，可显著促进南方红豆杉(Taxus wallichiana var. mairei)^[10]、木荷(Schima superba)^[11]容器苗生长及叶绿素的积累，但随着施肥量的增加，苗木根系的发育受到抑制。五氧化二磷(P₂O₅)是磷肥的主要成分，而磷元素是植物体内许多重要有机化合物的组成部分，并以多种方式参与植物体内的各种生理活动，在细胞分裂和代谢中起着重要的作用^[12-13]，土壤缺磷时，可直接导致植物光合效率和养分吸收、合成速率降低，苗木生长缓慢^[14]。另外，通过有机肥和化学肥料配施，可快速提高土壤中有效大量元素(N、P和K)的转化以及植物对养分的利用率，降低化学肥料的施用量^{[7, 15]}，促进苗木生长。

目前，甜菜树苗木培育相关研究尚处于起步阶段。袁莲珍等^[16]研究发现，通过加入50%火烧土增加基质透气性，提高基质中钾肥含量，可有效促进苗木生长。李恩良等^[17]与李娅等^[18]的研究结果类似，认为采用咖啡壳沤制物和腐殖土作为育苗基质，可增加基质的孔隙度以及有机质、碱解氮、速效磷含量，从而有效提高成苗率，促进苗木根系生长和生物量累积，该结果也支持了袁莲珍等^[16]认为基质透气性增加对甜菜树苗木生长具有促进作用的结论。刘娴等^[19]研究结果显示，基质施肥(复合肥、缓释肥和有机肥)和截根可有效促进甜菜树苗木生物量的累积和光合色素含量的增加。综上，虽然已有研究对不同肥料对甜菜树苗生长的影响进行了报道，但肥料的组合配施对其影响仍有待分析，因此本研究旨在对甜菜树苗木配施有机肥、缓释肥和磷肥，分析其光合色素和生理特性对不同类型肥料及其施肥量配施的响应，以期为优质甜菜树苗木的培育实践提供参考。

1 材料与方法 1.1 试验地和采种地概况

试验地位于云南省昆明市西南林业大学林学院苗圃内，地理位置为25°03′59″N、102°45′37″E，海拔1 891 m，属北亚热带低纬高原山地季风气候；年均气温约15.0 ℃，最低和最高温度分别出现在1月(3.0 ℃)和8月(25.0 ℃)；年均降水量840.3 mm，全年平均相对湿度74%，年均日照时长2 200 h，无霜期240 d以上^[20]。采种地位于云南省普洱市墨江哈尼族自治县孟弄彝族乡丙曼村，属南亚热带半湿润山地季风气候^[21]。由于昆明市不属于甜菜树的适宜生长区域，因此在塑料温棚内培育苗木，棚内夏季和冬季的平均气温分别为38.0、25.0 ℃，通过水分管理使空气湿度为80%左右^[19]，与其适宜生长区类似，可满足甜菜树苗木生长的温度和湿度条件。

1.2 方法 1.2.1 试验设计

采用L₁₆(4⁵)正交试验，设置有机肥(A)、缓释肥(B)和磷肥(P₂O₅，C)3个因素，每个因素4个水平，共16个处理组合(含对照)，试验因素水平和处理组合分别如表 1、2所示。每个处理组合以50个无纺布容器(直径6.3 cm，高9.8 cm)为1组，每个容器播1粒种子，共800粒。晾干表面水分的种子千粒重为2.9 kg。

1.2.2 种子及苗床处理

播种前，将甜菜树果实去除果肉、洗净后进行沙藏催芽，贮藏期间保持河沙湿润，每3天翻动1次，至种子胚根长5 cm时播种。

试验前先平整苗床，配置苗圃土与腐殖土体积比为1∶1的基质，分装入容器后排列于苗床上；截除芽苗根尖后播种于容器中，覆盖约0.5 cm基质，加盖一层松针，然后用0.5%高锰酸钾溶液消毒，并在苗床上搭建遮阴度85%的遮阴网。苗木培育期间，根据土壤湿度变化浇水，以浇透基质为度，即缓慢浇水至基质水分饱和而流出至苗床湿透。苗龄120 d时，开始按照试验设计方案施肥，施肥频率为每60天施1次。

1.2.3 指标测定

苗龄300 d时(已完成3次施肥，即120 d施第1次、180 d施第2次、240 d施第3次)进行苗木叶片生理指标和根、干、叶、全株烘干生物量的测定。各处理组合选取3株平均苗高的苗木，取顶端第1片成熟叶作为材料，称取0.2 g新鲜混合叶片(平均每株取0.06-0.07 g)，采用乙醇浸提法^[22]提取光合色素，使用安捷伦Cary 60 UV-Vis分光光度计测定提取液在波长665、649和470 nm下的吸光度(A₆₆₅、A₆₄₉和A₄₇₀)，重复3次，计算叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的质量浓度。丙二醛(Malondialdehyde，MDA)含量和过氧化氢酶(Catalase，CAT)活性分别采用苏州格锐思生物科技有限公司生产的MDA和CAT试剂盒测定。将各处理组合的单株苗木根、干和叶单独分装并于105 ℃条件下杀青10 min, 然后调至80 ℃烘至恒重，称量其生物量。

光合色素含量计算公式如下：

$ C_{\mathrm{a}}=13.95 A_{665}-6.88 A_{649}, $

(1)

$ C_{\mathrm{b}}=24.96 A_{649}-7.32 A_{665}, $

(2)

$ C_{\mathrm{c}}=\left(1000 A_{470}-2.05 C_{\mathrm{a}}-114.8 C_{\mathrm{b}}\right) / 245, $

(3)

$ C_{x . c}=\left(C_x \times V \times N\right) /(m \times 1000), x=\mathrm{a}, \mathrm{~b}, \mathrm{c}, $

(4)

式中，C_a、C_b、C_c分别为叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的质量浓度(mg/L)，C_{x. c}为光合色素质量分数(mg/g)，V为提取液体积(L)，N为稀释倍数，m为样品质量(g)。

1.2.4 数据分析

采用Excel 2016进行数据整理和作图，SPSS 26.0进行数据分析。若处理组合和因素水平间的指标呈现显著或极显著差异，用Duncan′s法进行多重比较^[23]。

2 结果与分析 2.1 施肥对甜菜树苗木生物量的影响

苗龄300 d时，各处理组合间苗木的根、干、叶和全株生物量分别为0.46-1.14、0.12-0.20、0.18-0.47、0.77-1.57 g·株^-1。其中，处理组合1(对照)的根、干、叶和全株生物量均最低；处理组合9(A₃B₁C₃)的根、干和全株生物量以及处理组合4(A₁B₄C₄)的叶生物量最高，且处理组合9的根、全株生物量与对照呈极显著差异(P=2.75E-4-0.009＜0.01，表 3)，处理组合4叶生物量与对照呈显著差异(P=0.012＜0.05，表 3)；其他处理组合的根和全株生物量与对照也呈显著差异(P＜0.05)或极显著差异(P＜0.01, 表 3)，说明有机肥、缓释肥和磷肥适宜施肥量配施可提高甜菜树苗木生物量，且2.00 g·株^-1有机肥和0.50 g·株^-1P₂O₅混施的肥效最好。

2.2 施肥对甜菜树苗木光合色素含量的影响

不同处理组合的苗木叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量分别为0.86-1.92、0.34-0.89、1.21-2.81和0.17-0.48 mg·g^-1(表 4)。与前述所得的生物量结果一致，对照的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均最低，处理组合9(A₃B₁C₃)的最高且均极显著高于对照(P_叶绿素a≈0.000＜0.01、P_叶绿素b≈0.000＜0.01、P_总叶绿素≈0.000＜0.01、P_{类胡萝卜素}≈0.000＜0.01)，即2.00 g·株^-1有机肥和0.50 g·株^-1P₂O₅混施对光合色素含量的提高最有效。虽然其他处理组合的叶绿素b和类胡萝卜素含量与对照无显著性差异，但是其含量均高于对照。因此，有机肥、缓释肥和磷肥适宜施肥量混施均可提高甜菜树苗木光合色素的含量，尤其是2.00 g·株^-1有机肥和0.50 g·株^-1P₂O₅混施对光合色素含量增加的效果最好。

苗木光合色素含量随因素水平的变化如图 1所示：①有机肥不同施用量处理分别对甜菜树叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量具有极显著差异(P_叶绿素a≈0.000＜0.01、P_叶绿素b=0.003＜0.01、P_总叶绿素≈0.000＜0.01)影响，增加有机肥施肥量均显著提高叶绿素的含量；②缓释肥不同施用量处理分别对叶绿素a和类胡萝卜素含量具有显著差异(P_叶绿素b=0.048＜0.05、P_{类胡萝卜素}=0.021＜0.05)影响，且缓释肥可降低叶绿素的含量；③P₂O₅不同施用量处理分别对叶绿素a和总叶绿素含量具有极显著差异(P_叶绿素a≈0.000＜0.01)和显著差异(P_总叶绿素=0.018＜0.05)影响；④随着有机肥和P₂O₅施肥量增加，叶绿素a和总叶绿素含量总体呈现先升高后降低的趋势；⑤甜菜树叶片光合色素对缓释肥较敏感，总体表现出抑制现象(除类胡萝卜素外)。综上所述，4类光合色素对3种类型肥料响应较强烈，尤其是化学肥料，适量施有机肥和磷肥可促进叶绿素含量的增加。

极差分析结果显示，缓释肥与P₂O₅交互作用(B×C)是影响苗木4类光合色素含量的主导因子(表 5)，且由因素水平方差分析结果可知，缓释肥与P₂O₅交互作用对4类光合色素含量具极显著差异(P=0.000-0.001＜0.01)影响，另外有机肥与P₂O₅交互作用(A×C)对4类光合色素含量具极显著差异(P=0.000-0.009＜0.01)影响。苗木叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量最高的理论优水平组合分别为A₂B₁C₂、A₃B₁C₄、A₂B₁C₂和A₂B₂C₄，但实际含量最高的均为A₃B₁C₃(处理组合9)，造成差异的主要原因可能是有机肥与P₂O₅交互作用或缓释肥与P₂O₅交互作用，即1.00 g·株^-1有机肥与0.25 g·株^-1P₂O₅混施、2.00 g·株^-1有机肥与0.25 g·株^-1或0.50 g·株^-1P₂O₅混施的交互作用对叶绿素a含量呈正效应，其他组合均为负效应；单施0.50 g·株^-1P₂O₅或0.50-1.00 g·株^-1缓释肥与0.25 g·株^-1P₂O₅配施的交互作用对叶绿素a含量呈正效应(单施磷肥的肥效优于2种化学肥料混施)，其他的均为负效应(图 2)，解释了理论优水平组合与实际最优组合差异的原因。

2.3 施肥对甜菜树苗木生理特性的影响

处理组合间苗木MDA含量和CAT活性分别为3.6-41.0 μmol·g^-1 FW和88.1-187.9 U·g^-1 FW，其中，对照的MDA含量最高，而处理组合13(A₄B₁C₄)的最低；对照的CAT活性最低，而处理组合7(A₂B₃C₄)的最高(表 6)。各处理组合的MDA含量极显著低于对照(P_MDA≈0.000＜0.01，表 6)，CAT活性极显著高于对照(P_CAT≈0.000＜0.01, 表 6)，说明增加养分可增强甜菜树苗木的生理活性和抗逆性。

苗木MDA含量和CAT活性随因素水平的变化情况如图 3所示：①有机肥、缓释肥和P₂O₅不同施用量处理分别对甜菜树苗木叶片MDA含量和CAT活性具极显著差异(MDA含量：P_A≈0.000＜0.01、P_B≈0.000＜0.01、P_C≈0.000＜0.01；CAT活性：P_A≈0.000＜0.01、P_B≈0.000＜0.01、P_C≈0.000＜0.01)影响；②随着有机肥施肥量的增加，甜菜树苗木叶片MDA含量逐渐降低，而随P₂O₅施肥量的增加，MDA含量呈先降低后增加的趋势；③CAT活性对不同类型肥料施肥量的响应总体为先增加后减弱的趋势。上述结果说明适量施肥均可提高甜菜树苗木的抗氧化性和抗逆性，促进细胞代谢。

如表 7所示，影响MDA含量和CAT活性的主导因子分别是有机肥和P₂O₅；降低MDA含量和提高CAT活性的理论优水平组合分别为A₄B₄C₂和A₂B₂C₄，而实际最优组合分别为处理组合13(A₄B₁C₄)和处理组合7(A₂B₃C₄)，理论组合中主导因子水平与实际优组合的水平相同，造成其差异的主要原因可能是有机肥与P₂O₅交互作用(A×C)或缓释肥与P₂O₅交互作用(B×C)分别对MDA含量和CAT活性均具极显著差异(MDA含量：P_A×C≈0.000＜0.01、P_B×C≈0.000＜0.01；CAT活性：P_A×C≈0.000＜0.01、P_B×C≈0.000＜0.01)影响，因子间的交互作用使得MDA含量和CAT活性的理论优水平组合与实际最优组合不同。

3 讨论

本研究中有机肥、缓释肥和磷肥适宜施肥量配施可促进甜菜树苗木生物量累积、光合色素含量增加，且有机肥与适量磷肥混施的肥效最好。该结果与李恩良等^[17]、李娅等^[18]和刘娴等^[19]的研究结果类似或相同，即对基质施有机肥可有效增加基质的孔隙度(质地)和养分(有机质，有效N、P、K含量等)，促进甜菜树苗木生长，提高其生理活性。

有机肥具有改善土壤结构、增加土壤有机质、提高土壤微生物数量和酶活性、调节土壤pH值、肥效长且不烧苗的特点，并富含植物生长所需的有效养分(C、N、P、K)，对苗木的生物量(根、茎和叶)累积和叶绿素含量增加具有显著促进作用。另外，有机肥与化学肥料配施，其肥效显著大于单施化学肥料，同时可显著降低化学肥料的施用量、提高肥料的利用率，实现替代50%以上氮肥的施用量^{[7, 24-25]}，并可促进苗木细胞代谢，增强植物光合效率、养分吸收和合成^[14]，从而解释了本研究结果，即有机肥与适量磷肥配施的肥效最好，甜菜树苗木光合色素含量、生物量累积、CAT活性增加，抗逆性提升(MDA含量降低)。

缓释肥是一类养分释放速率远小于速溶性肥的肥料^[9]，因其具较长肥效而被用作毛红椿(Toona ciliata)^[26]和杉木(Cunninghamia lanceolata)^[27]苗木培育的基肥，对苗木生物量累积、光合色素合成具有促进作用。潘俊彬等^[26]研究发现，毛红椿幼树每株每年施缓释肥0-200 g可增加其叶绿素含量，当施肥量为400 g·a^-1时则表现为抑制作用；李玲燕等^[27]指出，施缓释肥(0-1 200 g·m^-3)可显著增加杉木苗木叶片光合色素含量。本研究中缓释肥对甜菜树苗木叶绿素含量增加具有抑制作用，可能是因为树种不同，即缓释肥中氮肥含量(16%)较高，而甜菜树对缓释肥中氮元素需求较低，3次施肥总量不断累积，基质中氮肥含量超出甜菜树苗木的最适浓度范围，因此，需要降低该类型肥料的施肥频率或施肥量。

P₂O₅施用量为0.25 g·株^-1时对叶绿素a和总叶绿素含量增加的肥效最好，过量则表现为抑制作用，揭示了甜菜树苗木对化学肥料的耐性较低。在甜菜树苗木(幼树)培育生产中，常出现因化学肥料(复合肥、氮肥、磷肥等)的施肥量过大而“烧苗”的现象，造成苗木保存率低。因此，实际苗木(幼树)培育宜采用以有机肥为主、少量化学肥料为辅的生产技术。

针对甜菜树苗期和幼树期喜阴^[28]、生长较慢、立地条件苛刻、对化学肥料耐性较低的生理现象^[19]，可从甜菜树的生物学特性方面进一步分析。Nickrent^[29]、Teixeira-Costa等^[30]将山柚子科植物分别归为半寄生植物(Hemiparasite)、拟寄生植物(Euphytoid Parasites)，认为该类植物根和叶的部分基因片段在进化中丢失，根和叶的功能部分退化^[31-32]，需要寄主养分供给才能快速生长。因此，下一步可开展甜菜树寄生特性(寄生的生活史和功能)研究，以摸清甜菜树生长特性，为生产实践提供理论依据。

4 结论

本研究结果显示甜菜树播种后300 d，不同肥料混施均可增加甜菜树苗木生物量、光合色素含量和CAT活性，降低MDA含量。缓释肥和P₂O₅交互作用是影响叶绿素含量的主导因子，其次是有机肥；有机肥和P₂O₅分别是影响MDA含量和CAT活性的主导因子。2.00 g·株^-1有机肥和0.50 g·株^-1P₂O₅配施对甜菜树苗木光合色素合成、生物量增加的效果最好。另外，本研究结果揭示了甜菜树苗木对化学肥料较敏感，耐受性较低，较偏好有机肥。