观光木(Tsoongiodendron odorum)是木兰科(Magnoliaceae)常绿树种，分布于广西、广东、江西等地，其树形优美、树干通直，是优良的木材用料和观赏树种。然而观光木野外种群数量稀少，种群天然分布狭窄且自然更新能力较差，自然条件下的种群数量正逐步减少，被列入《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》，为易危物种(VU)，亟须通过人工扩繁和科学育苗实现有效保护。施肥是苗木管理的重要手段之一，合理的氮(N)、磷(P)、钾(K)组合施肥能促进林木生长和提升木材质量，助力珍稀树种保护和可持续利用^[1-3]。N是叶绿素、酶和多种代谢活性物质的重要组成成分，直接影响植物的光合能力和生物量形成^[4]；P参与能量代谢和光合产物的合成与转运，对光合速率和同化物积累具有重要调控作用^[5]；K则通过参与蛋白质合成、叶绿素形成、光合酶活化及渗透调节等过程，促进光合作用效率的提升^[6]。已有研究发现适宜的NPK配施可显著促进观光木等珍稀树种的生长和光合能力^[7]；但现有研究多基于单一季节条件或固定施肥配比，难以反映观光木在不同生长阶段对养分需求的动态变化特征。

目前，观光木研究多集中在遗传多样性^[8]、培育技术^[9-11]、群落特征^[12]等方面，其中观光木的季节生理研究多聚焦于液流与水分调控^[13-14]。然而，植物对肥料的响应高度依赖其生理状态，而生理过程又具有显著的季节性节律^[15-16]。例如，观光木容器苗的气孔导度(G_s)与茎干液流密度在春季和秋季时呈显著正相关^[13]，但是观光木光合作用和养分变化之间的关系是否存在季节差异仍未明确；此外木兰科树种的光合特征也呈季节差异^[17]，其中大气温度、光合有效辐射是影响木兰科秋冬季净光合速率(P_n)的重要因子。以上研究都表明季节对树木生长产生的复杂影响受生理生态因子的调控。因此，本研究通过比较春季与秋季施肥对观光木容器苗形态生长、光合能力及叶片养分积累的差异效应，借助生理指标探究如何制定季节性施肥策略，对提升苗木质量及促进珍稀树种恢复具有重要意义。同时，采用“不同季节×养分组合”双因子进行研究，在观光木容器苗研究中也极具创新性。

本研究以观光木实生苗幼苗为研究对象，在春季(2月25日)与秋季(10月25日)分别设置N、P、K及其组合施肥处理，测定苗木的生长、生理与光合特性及叶片养分含量，以评价不同施肥组合在两季中的促进效应及其差异。本研究重点在于明确观光木容器苗在春、秋两季对N、P、K的需求差异及其生理变化情况，从而提出适合不同季节的施肥组合，为精准施肥和高质量育苗提供依据。

1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 试验地概况

试验于广西大学农科新城(107° 78′E，22° 51′N)避雨棚内进行，棚内光照强度为自然光照强度的70%^[18-19]。试验地属亚热带季风气候，年平均气温22.4 ℃，年降水量1 270 mm，全年无霜期；2-4月为春季，9-11月为秋季^[20]。

1.1.2 试验材料

供试幼苗选用南宁树木园播种培育的观光木实生苗，百色种源，苗龄10个月，平均苗高18.4 cm，平均地径3.53 mm；试验所用容器为内径15.5 cm、外径18.0 cm、底部口径12.3 cm、高度14.5 cm的塑料花盆。供试基质组成及其比例为黄心土^[21]∶珍珠岩∶蛭石=7∶2∶1。基质理化性质：pH值为5.56，有机质含量为22.50 g·kg^-1，全氮含量为0.65 g·kg^-1，全磷含量为0.48 g·kg^-1，全钾含量为0.40 g·kg^-1，水解性氮含量为39.70 mg·kg^-1，有效磷含量为9.60 mg·kg^-1，速效钾含量为36.00 mg·kg^-1。

供试肥料参数：尿素(N≥46%，安阳中盈化肥有限公司)；钙镁磷肥(P₂O₅≥15%，云南福贵磷化工有限公司)；氯化钾(K₂O≥60%，中化化肥控股有限公司)。

1.2 方法 1.2.1 试验设计

试验时间为2022年10月10日至2023年9月30日，2022年10月10日将幼苗移栽至塑料花盆，缓苗15 d后^[22]测定苗高、地径并将其作为初始值。本研究参考亢亚超^[22]的观光木N、P、K施肥量，通过预试验和公式[养分利用率=(施肥处理植株的养分吸收量-对照植株的养分吸收量)/对照植株的养分吸收量×100%]^[23-24]计算后确定合理施用量。采用完全随机区组试验设计，每个施肥季节(春季和秋季)设置7种养分组合处理，分别为N、P、K单施，以及NP、NK、PK、NPK配施，另设不施肥处理为对照(CK)，共计15个处理，每个处理进行3次重复，每个重复有10株幼苗，共计450株幼苗。试验所有幼苗均为2022年10月种下、2023年9月收苗，其中210株观光木容器苗在2022年10月25日施肥(秋季处理)，另外210株施肥时间为2023年2月25日(春季处理)；其余30株为CK处理。本研究采用“环状沟施”施肥方法(表 1)，在花盆边缘远离苗木根部处挖一道约5 cm深的环形穴沟，再将肥料均匀撒入穴沟内，最后覆土浇水。

2023年9月30日再次测定苗高、地径，并选取晴朗且光照充足的天气测定光合指标，收集当年成熟叶片测定叶绿素、木质素和纤维素含量，最后采用全株法收获所有苗木，带回实验室烘干至恒定质量，计算生物量以及测定叶片养分含量。

1.2.2 苗高、地径和生物量测定

缓苗结束后施肥处理前对所有幼苗进行苗高和地径初始值测量，在试验结束时再次进行苗高和地径测量，两次测量值的差值作为植株苗高和地径的生长量。苗高使用卷尺(精度0.1 cm)测量，地径使用电子游标卡尺(精度0.01 mm)测量。每个处理随机选取5株幼苗，冲洗干净后将各部位分离，放入105 ℃烘箱中杀青30 min，然后75 ℃恒温烘干至恒重后称量，测定各部位及全株干重。

1.2.3 生理指标测定

试验结束时，每个处理随机选取5株幼苗，取长势良好且无病虫害的第2-3轮叶片，清洗干净并擦干表面水分后装入自封袋带回实验室，放入-80 ℃冰箱保存，作为叶绿素、木质素和纤维素含量测定材料备用。叶绿素含量测定采用乙醇-丙酮浸泡法，木质素含量测定采用微量法(试剂盒由北京索莱宝科技有限公司生产)，纤维素含量测定采用微量法(试剂盒由北京索莱宝科技有限公司生产)^[25]。

1.2.4 光合特性指标测定

试验结束前一周，选取晴朗且光照充足的天气，于上午9:00-11:00测定光合特性指标。从每个处理随机选出3株幼苗，选取每株幼苗从上向下数第2-3轮叶片，使用Li-6400光合测定仪(Li-COR，美国LI-COR Biosciences公司)测定苗木P_n、G_s、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)。光合指标的相关测定参数如下：平均叶片温度(T_leaf)为39.07 ℃，平均空气温度(T_air)为38.63 ℃，叶表面的CO₂浓度(Surface CO₂，Surf-CO₂)为407.02 μmol CO₂·mol^-1，平均样品室相对湿度(RH-S)为43.05%，平均叶室外部光合有效辐射(PARo)为134.08 μmol·m^-2·s^-1，平均大气压强(Press)为99.62 kPa。

1.2.5 叶片养分指标测定

将烘干的叶片粉碎并过80目筛，使用硫酸-过氧化氢法消煮。叶片全氮含量采用水杨酸钠-连续流动化学测定仪(SEAL-AA3，德国希尔公司)测定；全磷含量采用钼锑抗显色法测定；全钾含量采用火焰分光光度法测定^[26]。

1.2.6 数据分析

数据整理采用Excel 2019软件，数据分析采用SPSS 27.0软件，其中施肥组合对观光木光合能力、叶片养分、生理特征的差异分析采用双因素方差分析(Two-way ANOVA)，以施肥季节和养分组合为固定因子，检验两者及其交互作用对各测定指标的显著性影响。若交互作用显著，则进一步对各季节下的养分组合进行单因素方差分析及多重比较(Duncan法，α=0.05)。季节间显著性分析采用独立样本t检验，各项指标数据进行主成分分析。为确定影响幼苗生理特征的关键因子，通过R语言4.4.1软件对施肥季节及养分组合与幼苗生理特征进行Mantel test检验，最后使用Origin 2025软件绘图。计算观光木苗木质量指数(Q_I)[苗木质量指数=幼苗总干重/(苗高/地径+茎干重/根干重)]和主成分排名，得出适宜的施肥组合。

2 结果与分析 2.1 不同施肥季节和养分组合对生长及生物量的影响 2.1.1 不同施肥季节和养分组合对生长的影响

由图 1可知，观光木容器苗的苗高增量和地径增量受施肥组合、施肥季节×施肥组合交互作用的显著影响(P < 0.05)，但施肥季节仅显著影响苗高增量。春季NPK处理苗高生长最快，增量为14.6 cm，较CK组显著提高77.86%；春季施肥处理下的苗高增量均优于秋季施肥，所有养分组合均提高苗高增幅，其中春季施NK苗高增幅仅次于春季施NPK。秋季NK处理地径增量最大，比CK增加6.85 mm，显著提高102.78%。可见，春季施NPK和NK显著促进观光木容器苗苗高增长，秋季施NK对地径增量的促进效果最佳。

2.1.2 不同施肥季节和养分组合对生物量的影响

由图 2可知，不同施肥组合下观光木容器苗地上生物量、地下生物量、总生物量存在显著差异(P < 0.05)；地下生物量受施肥季节×施肥组合的显著影响(P < 0.05)。春季施NK肥的观光木容器苗地上生物量、地下生物量、总生物量最大，分别为10.75、8.47、19.22 g，较CK分别显著提高114.93%、232.16%、154.57%。春季施肥处理下的观光木容器苗总生物量，除NPK处理外其他处理均优于秋季施肥处理，秋季NP处理观光木容器苗生物量最大(16.26 g)。因此，春季施NK最有利于观光木容器苗生物量积累；而无论在春季或秋季，PK处理对观光木容器苗生物量无显著影响。

2.1.3 不同施肥季节和养分组合对质量指数的影响

由表 2得知，观光木容器苗的Q_I值受施肥季节、施肥组合及两者的交互作用显著影响(P < 0.001)。各组合中除NPK处理外，其他施肥组合下春季施肥处理Q_I值均高于秋季施肥处理。Q_I值越高，表明苗木长势越好。Q_I值最高的是春季NK处理，为4.81，较CK处理显著提高236.36%；其次是春季NP处理。

2.2 不同施肥季节和养分组合对生理的影响 2.2.1 不同施肥季节和养分组合对木质素纤维素含量的影响

由图 3可知，施肥季节、施肥组合均显著影响观光木容器苗的木质素含量和纤维素含量(P < 0.05)，但两者交互作用仅显著影响木质素含量(P < 0.05)。秋季施NP木质素含量最高，为300.81 mg·g^-1，较CK显著提高58.55%；其次是春季施NP，为297.73 mg·g^-1。春季施NP纤维素含量最高，为143.76 mg·g^-1，较CK显著提高102.88%。综上所述，秋季施NP最有利于观光木容器苗木质素积累，春季施NP最利于纤维素积累，能显著提升幼苗的木质化程度。

2.2.2 不同施肥季节和养分组合对叶绿素含量的影响

由图 4可知，春季NK处理观光木容器苗叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量最高，分别为0.98、0.57、1.55 mg·g^-1，分别较CK显著提高116.19%、80.88%、101.73%；其次是春季施NPK，叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量分别为0.95、0.55、1.50 mg·g^-1。观光木容器苗叶片叶绿素含量受施肥季节、施肥组合、施肥季节×施肥组合的极显著影响(P < 0.001)，春季施NK最有利于总叶绿素含量的积累。

2.2.3 不同施肥季节和养分组合对光合参数的影响

由图 5可知, 观光木容器苗叶片的P_n、G_s、C_i、T_r受施肥季节、施肥组合、施肥季节×施肥组合的显著影响(P < 0.05)。春季施NK叶片的P_n、G_s、T_r最高，分别为5.32 μmol·m^-2·s^-1、0.083 mol·m^-2·s^-1、3.52 mmol·m^-2·s^-1，较CK分别显著提高203.71%、73.88%、143.94%。秋季NP处理的C_i为245.76 μmol·mol^-1，为两个季节所有处理的最小值，同时较CK显著下降。综上可知，春季施NK能显著提升观光木容器苗叶片的P_n、G_s、T_r。

2.3 不同施肥季节和养分组合对叶片养分含量的影响

由图 6可知，观光木容器苗的叶片全氮和全磷含量均受施肥季节×施肥组合交互作用的影响，且呈显著差异(P < 0.05)；叶片全钾受施肥季节和养分组合的显著影响(P < 0.05)。春季NK处理叶片全氮和全磷含量最大，分别为12.36、1.57 g·kg^-1，较CK分别显著提高26.26%、54.42%。秋季K处理叶片全钾含量最大，为8.75 g·kg^-1；其次为秋季NK处理，为8.29 g·kg^-1。秋季施肥组合中，施NK叶片全氮最大为11.71 g·kg^-1，施NP叶片全磷为最大，1.37 g·kg^-1。由此可知，春季施NK利于叶片全氮和全磷含量的积累，秋季施K和NK则利于叶片全钾含量的积累。

2.4 观光木容器苗各指标的相关性分析

如图 7所示，基于Mantel test检验，分析施肥季节、养分组合处理与叶片生理指标间的相关性，施肥季节与生物量(Mante′s r=0.047)、叶绿素a(Mantel′s r=0.269)、叶绿素b(Mantel′s r=0.256)、光合参数P_n(Mantel′s r=0.104)、G_s(Mantel′s r=0.086)、C_i(Mantel′s r=0.103)、木质素(Mantel′s r=0.068)、纤维素(Mantel′s r=0.119)、叶片全氮(Mantel′s r=0.072)呈显著正相关(Mantel′s P < 0.05)。施肥组合与地径增量(Mantel′s r=0.426)、叶绿素a(Mantel′s r=0.404)、光合参数P_n(Mantel′s r=0.551)、T_r(Mantel′s r=0.501)呈极显著正相关(Mantel′s P < 0.01)；与叶绿素b(Mantel′s r=0.292)、光合参数G_s(Mantel′s r=0.148)、叶片全氮(Mantel′s r=0.245)、叶片全磷(Mantel′s r=0.214)呈极显著正相关(Mantel′s P < 0.01)。通过Pearson相关性分析发现，叶绿素a与叶绿素b呈极其显著正相关(r=0.95，P < 0.001)，叶绿素含量与苗高增量呈显著正相关(P < 0.05)。P_n与G_s、T_r、地径增量呈极其显著正相关(P < 0.001)。G_s与地径增量呈显著正相关(r=0.34，P < 0.05)。T_r与地径增量、P_n、G_s、叶片全钾呈极其显著正相关(P < 0.001)，T_r与叶绿素a、叶绿素b、叶片全氮呈显著正相关(P < 0.05)。纤维素含量与叶绿素a、叶片全钾呈极其显著正相关(P < 0.001)，与叶绿素b、叶片全氮呈显著正相关(P < 0.05)。

2.5 观光木容器苗各指标的主成分分析

观光木容器苗生长、生理、养分指标主成分分析结果见表 3。5个主成分的累计方差贡献率为78.367%，说明这5个主成分可以有效代替不同施肥季节和不同养分组合处理下观光木容器苗生长的所有信息。第1主成分的方差贡献率为20.978%，其中苗高增量、地径增量、总生物量、叶绿素和T_r的特征向量较大；第2主成分的方差贡献率为16.528%，其中P_n和G_s的特征向量较大；第3主成分的方差贡献率为16.480%，其中纤维素和叶绿素的特征向量较大；第4主成分的方差贡献率为13.808%，其中叶片全氮的特征向量较大；第5主成分的方差贡献率为10.573%，其中木质素的特征向量较大。综上可知，苗高增量、地径增量、总生物量、叶绿素、T_r、P_n、叶片全氮为主要指标。

15个处理的主成分得分均大于CK，说明施肥处理可以显著提高综合得分(表 4)。排名前3的处理依次为春季NK、秋季NP、春季NP；排名最后的3个处理依次为秋季K、春季K、秋季PK；春季处理整体得分高于秋季处理。综上可知，观光木容器苗春季施肥处理效果优于秋季，春季施NK的效果最佳，其次为秋季施NP，单施K的效果最差。

3 讨论 3.1 施肥季节与施肥组合对观光木容器苗生长的影响

施肥有利于促进观光木幼苗苗高和地径的增长。本研究中观光木苗高增量和总生物量春季施肥处理显著高于秋季施肥(P < 0.05)，因为春季是观光木生长的活跃季^[27]。同时，观光木生物量含有氮素的施肥处理显著优于其他处理。氮素不仅调控细胞分裂与伸长，还是合成生物大分子的关键，对观光木容器苗形态建成有核心作用；此外，氮素占植物干重的1.5%—5.0%，也是促进其生物量积累的重要因素^[28-29]。氮素对观光木容器苗的生长具有显著促进作用，施氮是提升植物整体质量的关键养护管理方式之一^[30]。

本研究中组合施肥处理的观光木容器苗生长指标优于单一施肥，这得益于不同元素间的协同作用。然而，不同的组合施肥处理也存在差异，春季NK处理的生长指标高于其他施肥组合，秋季NP处理的生物量为秋季施肥处理中的最大值，因为春季施NK能满足速生期的高碳氮代谢需求。春季气温回升，观光木进入营养生长旺盛期，对N、K的需求达到高峰。这是由于N作为蛋白质、叶绿素和核酸合成的核心元素^[31]，直接驱动细胞分裂与伸长；K作为运输元素，维持渗透压、促进光合产物向新梢运输，两者协同保障春季快速生长的物质与能量基础。另外NK配施能显著提高叶绿素含量与P_n，为春季的生物量积累提供充足碳源^[32]。秋季施NP有助于观光木在越冬前增强抗逆性与储能准备。秋季光照和温度条件下降，生长减缓，生理重点转向增强抗逆性和储备能量以备越冬，P是ATP、磷脂等关键分子的组分。秋季施P，能增强细胞膜稳定性，并为合成木质素提供能量(ATP)^[33]，直接提升苗木的抗寒、抗旱能力。秋季施用的NP，部分用于合成储存形式的蛋白质和含磷化合物，并促进养分向根系回流储存，为次年春季萌发提供储备。而PK处理中，PK可能在酸性土壤中形成了拮抗^[34]。综上所述，建议在观光木容器苗苗期于春季和秋季分别施用NK和NP，以适配其季节生长需求。

3.2 施肥季节与养分组合对观光木容器苗叶片养分和光合生理的影响

叶片N、P、K的含量是影响植物光合能力的重要指标^[35]，也是评估幼苗营养状况与施肥效应的直接依据^[36]。本研究中，组合施肥处理的叶片养分积累普遍高于单施处理。其中，NK处理显著提高了叶片的全氮含量，因为外源氮是叶片N的主要来源，而K的配施有助于促进N的同化与蛋白质合成^[37]。NK之间存在离子协同运输效应，K离子可增强NRT 1.1转运体表达与活性^[38]，进而提升根系对硝态氮的吸收效率。然而，元素之间也存在拮抗作用。本研究结果显示，秋季NPK处理下观光木纤维素含量、G_s、叶片全磷积累量和春季PK处理的生物量、木质素含量均低于CK，可能是因为P、K同时施用时在幼苗根系细胞膜转运蛋白层面形成了竞争关系^[39-40]。在酸性土壤(基质本底pH值为5.56)中施用NPK，有效形态H₂PO₄^-与土壤胶体(如腐殖质)迅速结合，造成K的有效性下降；同时，K⁺与酸性土壤发生置换反应后释放大量Al³⁺、Fe³⁺，进一步与H₂PO₄^-分别结合形成难溶的AlPO₄·2H₂O、FePO₄·2H₂O，降低磷的有效性^[41]。这是解释PK与NPK处理未显著累积叶片养分的关键原因之一。

从养分含量分布来看，叶片养分呈N>K>P的趋势。观光木容器苗叶片全氮与叶绿素含量呈显著正相关(r=0.60, P < 0.05)，说明N在叶绿素合成与稳定中具有关键作用^[42]。叶绿素作为光合作用的关键催化剂^[43]，其含量受施肥调控显著，如木荷(Schima superba)幼苗叶绿素随施氮量增加而上升^[44]，P、K亦通过多种途径影响光合色素含量^[45]，这与本研究Pearson相关性分析结果一致。Pearson相关性分析显示，T_r与叶绿素含量及叶片全氮呈显著正相关(r=0.32, P < 0.05)，C_i则与叶绿素a、叶片全氮显著相关。氮素与植物光合关系密切，如光合产物的养分运输依赖含氮的转运蛋白(蛋白SUT^[46])，这与本研究“氮素是驱动观光木容器苗叶片光合作用的核心”的结论一致。研究中施肥季节与叶绿素含量及光合参数(P_n、G_s、C_i)呈极显著正相关，其中春季施肥处理的叶绿素与纤维素含量高于秋季，反映春季植株光合系统构建需求强烈，对应观光春季快速生长期。同时，研究中复合施肥处理的P_n、G_s、T_r均高于单施处理，与类似的相关研究结论^[47]一致。观光木容器苗秋季进入养分储备期，木质素在植物加速木质化以备越冬中起关键作用^[48-49]，这是本研究中秋季施肥处理木质素含量均高于春季的原因之一；春季苗木进入速生期，纤维素作为合成细胞壁的关键成分^[50]，在构建养分运输通道及提供机械支撑方面发挥重要作用，这是本研究中春季施肥纤维素含量均高于秋季的原因。

综上所述，施肥能调控观光木容器苗叶片养分积累量，全氮含量与叶绿素含量呈显著正相关，进一步影响观光木容器苗光合作用，是连接养分供应与光合能力的关键枢纽。观光木在春、秋两季表现出不同的光合营养策略：秋季光照和温度条件下降，光合产物以储能物质为主^[51]，P作为能量代谢与物质转化的核心元素其需求高于K，该结果与张会茹^[52]建议在秋季为木兰科植物增施P的观点一致；同时木兰科幼树的生长特性表明，P是其主要限制因子^[53]，其次是K，由于在酸性土壤中P易被固定，本试验特选用缓释磷肥，以提高P的有效性并充分发挥肥效^{[34, 54]}。春季降水增多，气温上升，观光木作为亚热带常绿树种已经进入速生期，新叶生长旺盛、光合代谢强度高，K作为多种关键酶的活化剂^[55]，其作用更为突出，此时P的主要因子地位暂时弱于K；加之基质中K经秋冬消耗后相对匮乏，而P可在体内再分配利用，因此K在春季成为限制光合的主要因素，速效钾肥与氮肥的组合更优^[56]。光照、温度和水分等生理生态因子和木兰科物候特性共同影响下形成了观光木的季节特异性调控机制，造成了不同于常规“秋钾春磷”的结果，基于试验结果建议秋季施NP、春季施NK，以更有效地支持观光木容器苗季节特异性光合需求与生长发育。

4 结论

本研究结果表明，复合施肥处理相较于单一施肥更有利于观光木容器苗的生长发育，具体表现在叶片养分含量更高、生理活性更强。双因素方差分析表明观光木容器苗苗高地径、叶绿素、光合参数、叶片NP受施肥季节×施肥组合交互作用的影响显著。相关性分析表明氮素是影响观光木生长的关键元素，春季施用NK对促进幼苗生长效果最为显著且光合能力最优，秋季施用NP则可显著提升叶片木质素的积累，显著降低C_i。因此推荐采用“春施NK秋施NP”的差异化施肥策略以优化苗木全年生长。

本研究主要聚焦于施肥组合与施肥季节对观光木容器苗生长和光合特性的综合调控效应，未来研究可进一步设置NK、NP等组合的施肥量梯度、不同的光照强度、不同的水肥耦合处理，并结合更多的速效缓释肥料选择与生长生理指标，突破传统NPK全营养施肥，构建更为系统、科学的观光木容器苗施肥技术方案，以期为观光木的应用推广及壮苗施肥提供参考依据，最终实现珍稀濒危树种高效培育的目标。