張文元， 牛德奎， 郭曉敏， 李小梅， 胡冬南*

(1 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，南昌 330045; 2 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院，南昌 330045)

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施鉀水平對油茶養(yǎng)分積累和產(chǎn)油量的影響

張文元1， 牛德奎2， 郭曉敏1， 李小梅2， 胡冬南1*

(1 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，南昌 330045; 2 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院，南昌 330045)

【目的】油茶是中國南方主要的食用油料樹種，油茶林地普遍極度缺鉀。本文研究施鉀水平對油茶氮、 磷、 鉀養(yǎng)分積累和產(chǎn)油量的影響及它們之間的關(guān)系，從養(yǎng)分的角度分析鉀素水平對油茶單株產(chǎn)油量的作用機(jī)理，為合理制定油茶林地土壤培肥制度提供科學(xué)依據(jù)。【方法】以7年生油茶無性系作為供試油茶品種，在江西九江進(jìn)行田間試驗。試驗設(shè)置了6個K2O用量: 0、 100、 200、 300、 400、 500 kg/hm2和一個不施肥對照(CK)，每個處理重復(fù)3次。調(diào)查和比較了不同處理油茶葉片和果實中氮、 磷、 鉀養(yǎng)分含量及單株產(chǎn)油量差異，并針對葉片和果實養(yǎng)分對產(chǎn)油量的作用進(jìn)行了通徑分析?！窘Y(jié)果】 K2O年施入量為300 kg/hm2時可有效促進(jìn)油茶葉片6月份的磷、 鉀及10月份葉片和果實的氮、 磷、 鉀的積累，提高鮮果含油率和單株果實產(chǎn)量，單株產(chǎn)油量可達(dá)到430 g，增施鉀肥對葉片6月份氮含量和種仁含油率的影響不明顯。果實中的氮、 磷、 鉀養(yǎng)分和葉片10月份的氮、 磷與單株產(chǎn)油量顯著相關(guān); 果實中的氮和磷積累量對油茶單株產(chǎn)油量的直接作用相對較大，10月份葉片中的氮對產(chǎn)油量也有一定的直接的影響，各養(yǎng)分對產(chǎn)油量的貢獻(xiàn)大小順序為: 果實磷>果實氮>果實鉀>葉片氮>葉片磷?！窘Y(jié)論】施鉀水平影響油茶葉片和果實的養(yǎng)分積累，并進(jìn)一步影響鮮果產(chǎn)量和產(chǎn)油量，K2O年施入量為300 kg/hm2是較適宜的用量。通過合理施用鉀肥提高油茶10月份葉片氮、 磷和果實氮、 磷、 鉀含量是獲得油茶高產(chǎn)的有效途徑。

油茶(CamelliaoleiferaAbel); 鉀素水平; 養(yǎng)分; 產(chǎn)油量; 通徑分析

油茶(CamelliaoleiferaAbel)屬山茶科山茶屬，為常綠小喬木或灌木，是中國南方主要的經(jīng)濟(jì)林木，與油棕、 油橄欖和椰子并稱為世界四大木本食用油料樹種[1]。合理施肥可有效改善油茶林地土壤養(yǎng)分[2]， 促進(jìn)油茶樹良好生長、 結(jié)實并獲得高產(chǎn)[3-5]。不同區(qū)域油茶林地土壤養(yǎng)分狀況不同[6-7]，根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行合理施肥不僅能獲得高產(chǎn)，而且可減少過多肥料對環(huán)境的污染[8]。目前油茶施肥后養(yǎng)分在油茶樹體中的積累及其與產(chǎn)量之間的關(guān)系尚缺乏研究。

鉀素是植物必需的大量元素，適宜的鉀素營養(yǎng)可促使果實增大和形態(tài)變好[9-12]，提高核仁和種子含油量[13]，降低裂果率[14]。而油茶主產(chǎn)區(qū)大多為典型的亞熱帶高溫多濕氣候，土壤長期處于脫硅富鋁化成土作用，鉀素流失殆盡，油茶林地鉀素普遍極度缺乏。據(jù)此，本研究在測土基礎(chǔ)上，進(jìn)行了不同鉀肥用量試驗，研究分析鉀素水平對油茶單株產(chǎn)油量的作用機(jī)理，為油茶林高產(chǎn)栽培和油茶林可持續(xù)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地位于江西九江廬山區(qū)海會鎮(zhèn)，屬亞熱帶東部季風(fēng)氣候?；爻赏聊纲|(zhì)主要為花崗巖、 片麻巖、 石英砂巖等殘積物發(fā)育的紅壤粘土，土層深厚。pH值4.4、 銨態(tài)氮28.48 mg/L、 硝態(tài)氮 11.75 mg/L、 有效磷1.95 mg/L、 速效鉀49.47 mg/L。

1.2試驗材料

供試油茶為江西省林科院選育的高產(chǎn)無性系，2005年種植，株行距為2 m×3 m。試驗中所用的肥料為尿素(氮含量為46%)、 鈣鎂磷肥(P2O5含量為15%)和氯化鉀(K2O含量為60%)。

1.3試驗設(shè)計

采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，在氮、 磷肥單株施用量每年N180 g、 P2O580 g基礎(chǔ)上，設(shè)置了單株年施入K2O量: 0、 60、 120、 180、 240、 300 g共6個梯度(相當(dāng)于每年每公頃施用K2O 0、 100、 200、 300、 400、 500 kg)，處理號為K0、 K60、 K120、 K180、 K240、 K300，同時設(shè)置不施肥處理作對照(CK)，共7個處理，每處理10株，各處理間設(shè)一株保護(hù)株，重復(fù)三次。施肥方法為溝施法(沿樹冠滴水線挖環(huán)狀溝施入)。施肥時間為20112013年每年4月(花前肥)和11月上旬(果前肥)，每次施用量為年施入量的一半。

1.4測定項目及方法

1.4.1 葉片和果實氮、 磷、 鉀養(yǎng)分測定2012年和2013年，每年6月和10月從油茶植株的四個方向采集當(dāng)年春梢中部葉片，10月下旬采摘全株果實，每個小區(qū)葉片取樣200 g，果實50個，帶回實驗室烘干、 粉碎、 過篩后采用常規(guī)方法[15]測定全氮、 全磷和全鉀: 用硫酸-過氧化氫消煮，消煮液堿化后用蒸餾定氮法測定全氮，全磷用鉬藍(lán)比色法測定，全鉀用火焰光度法測定。

1.4.2 果實含油量測定2012年和2013年，每年10月下旬分單株采摘全株果實并測產(chǎn)，各小區(qū)果實充分混勻后取樣2.5 kg帶回實驗室充分晾干，期間去殼測定干籽和干仁重量，計算干出籽率和干出仁率。研磨干仁，采用索氏萃取提油法[16]測定其含油率。計算鮮果含油率和單株產(chǎn)油量，計算方法如下:

鮮果含油率(%)=干出籽率(%)×干出仁率(%)×種仁含油率(%)

單株產(chǎn)油量(g/plant)=單株鮮果產(chǎn)量(g/plant)×鮮果含油率(%)

1.5數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Office Excel 2003、 DPSv7.05軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析?？紤]到油茶生長與發(fā)育存在大小年現(xiàn)象，本研究所有分析數(shù)據(jù)采用2012年和2013年兩年測得數(shù)據(jù)的平均值。

2　結(jié)果與分析

2.1施鉀水平對葉片氮、 磷、 鉀養(yǎng)分含量的影響

從表1可以看出，施肥處理改變了油茶葉片氮、 磷、 鉀含量，整體表現(xiàn)為施肥處理高于不施肥對照(CK)，但各施鉀處理在不同養(yǎng)分上表現(xiàn)的規(guī)律有些不同。增施鉀肥使葉片6月份的氮含量普遍增加，施鉀處理明顯高于對照，但不同施鉀水平處理間差異不明顯; 鉀肥用量的增加使葉片6月份的磷含量得到明顯提高，高鉀肥用量的K180、 K240、 K300處理明顯高于低鉀和不施肥處理，以K180處理的含量最高，與K60、 K0、 CK差異極顯著; 葉片6月份鉀養(yǎng)分的積累受鉀素水平的影響非常明顯，K180處理的含量極顯著高于其他處理，其次為K240、 K300處理，兩者差異不明顯，但均極顯著高于K60、 K0、 CK處理。比較K60與K0，僅施氮、 磷肥不施鉀肥并沒有使6月份葉片中氮、 磷養(yǎng)分得到明顯改善，但鉀養(yǎng)分含量有明顯的提高，表明在缺鉀條件下，僅施用氮磷肥并不能有效促進(jìn)油茶植株對氮磷的吸收，而氮磷肥的施用一定程度上可能促進(jìn)了植株對土壤鉀素的吸收利用。

果實成熟時的10月份，葉片氮、 磷的積累量都有一定程度的提高，特別是K180處理的氮含量增幅較大，達(dá)到最高值，明顯大于K120、 K0處理，與CK間的差異則達(dá)到極顯著水平，且缺鉀處理也明顯高于CK; K120處理以上更高鉀素水平處理的全磷含量明顯高于K0、 CK兩個處理。與6月份相比，葉片鉀素含量有不同程度下降，處理間的差異普遍縮小，這可能與6月份后油茶果實從葉片中轉(zhuǎn)移了更多的鉀有關(guān); K120水平以上處理間差異不明顯，但均明顯比對照的含量高，且K180處理明顯高于K60、 K0處理。

表1　油茶葉片6月份和10月份氮、 磷、 鉀含量 (g/kg)

注(Note): 不同小、 大寫字母表示處理間在5%、 1%水平差異顯著Different small and capital letters mean significantly different among treatments at 5% and 1% levels.

從上述分析可得出，增施鉀肥不僅在油茶營養(yǎng)生長高峰期能促進(jìn)葉片對養(yǎng)分的積累，在果實生長及成熟過程中，也能保證葉片養(yǎng)分處于更為充足的狀態(tài); 但用量卻不是越多越好，與K180比，K240和K300兩個更高鉀素水平處理并沒有表現(xiàn)出其優(yōu)勢，其養(yǎng)分含量普遍低于K180處理，說明適宜用量的鉀肥才能使葉片養(yǎng)分得到改善，過多施入鉀肥對養(yǎng)分積累不利，這可能與高量鉀肥導(dǎo)致養(yǎng)分供給不平衡有關(guān)。高媛等[17]對棉花施鉀用量研究結(jié)果表明，過量的鉀肥施用會使氮、 磷、 鉀吸收量下降。魯劍巍等[18]對臍橙施鉀效果研究也表明，高量鉀肥處理(K2O 375 kg/hm2)的果實產(chǎn)量不如中量鉀肥處理(K2O 250 kg/hm2)的產(chǎn)量高，認(rèn)為高量鉀肥的施用可能導(dǎo)致其他營養(yǎng)元素的不平衡從而影響了產(chǎn)量的繼續(xù)提高。

2.2施鉀水平對果實氮、 磷、 鉀養(yǎng)分含量的影響

從表2中可以看出，施鉀水平對油茶成熟果實的氮含量產(chǎn)生了顯著影響，總體表現(xiàn)為隨著鉀素水平的升高呈先增大后減小的趨勢，其中以K120和K180處理相對更高，與其他處理間存在顯著差異，K120的氮含量與K180處理差異不明顯。鉀肥水平不同使各處理果實全磷含量的差異達(dá)到極顯著水平，其中含量最高的為K180處理，它與K120之外的其他處理存在顯著差異，K120與K180之間的差異不明顯，他們均極顯著高于K0和CK。施肥使油茶果實鉀素含量得到提高，各施肥處理均顯著高于CK，缺鉀處理明顯低于K180處理，其他處理間差異不明顯。

另外，缺鉀處理的果實氮、 磷、 鉀雖然都比不施肥處理的高，但差異并沒有達(dá)到顯著水平，說明鉀素的合理供給在養(yǎng)分平衡中起了非常重要的作用，不足或過量都會影響果實養(yǎng)分的積累，只有適宜的用量才可使其含量達(dá)到更高。

表2　油茶果實氮、 磷、 鉀含量(g/kg)

注(Note): 不同小、 大寫字母表示處理間在5%、 1%水平差異顯著Different small and capital letters mean significantly different among treatments at 5% and 1% levels.

2.3施鉀水平對果實含油率及單株產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，施鉀水平對油茶種仁含油率的影響不大，對鮮果含油率的影響達(dá)到顯著水平，除K60處理外，其他施鉀處理的鮮果含油率均明顯高于缺鉀處理(K0)和不施肥對照(CK)，但各施鉀處理間差異不明顯。施鉀水平對單株鮮果產(chǎn)量的影響非常明顯，整體表現(xiàn)為隨著鉀素水平的提高呈先增加后下降的趨勢，K180處理的產(chǎn)量最高，為3 387 g/plant，與K120之外的處理間存在極顯著差異，鉀肥缺乏和過量明顯對結(jié)實不利。單株產(chǎn)油量對施鉀水平的響應(yīng)和鮮果產(chǎn)量較為相似，所有施肥處理的單株產(chǎn)油量都極顯著地高于K0和CK，增幅在15.50%226.65%之間; 對比各施肥處理，施鉀處理極顯著地高于缺鉀處理，各處理增幅在68.51%182.81%之間，其中又以K180處理的明顯最高，該處理與其他處理間的差異達(dá)到極顯著水平。說明施肥是提高油茶鮮果含油率、 果實產(chǎn)量和產(chǎn)油量非常重要的措施，而同樣的氮、 磷養(yǎng)分條件下，鉀素的合理補(bǔ)充對油茶果實生長與油脂轉(zhuǎn)化起到了非常關(guān)鍵的作用。

注(Note): 不同小、 大寫字母表示處理間在5%、 1%水平差異顯著Different small and capital letters mean significantly different among treatments at 5% and 1% levels.

2.4油茶林樹體養(yǎng)分與單株產(chǎn)油量的相關(guān)分析

以不同施鉀水平下獲得的產(chǎn)油量為依變量，而以葉片和果實中氮、 磷、 鉀含量為自變量進(jìn)行了通徑分析。經(jīng)逐步回歸，得到養(yǎng)分對產(chǎn)油量的方程為: Y=-736.91+34.67X4-22.33X5+50.10X7+149.79X8-55.62X9。各養(yǎng)分指標(biāo)中，只有葉片10月份的氮、 磷含量及果實中的氮、 磷、 鉀對單株產(chǎn)油量的作用達(dá)到顯著，葉片6月份的養(yǎng)分和10月份的鉀養(yǎng)分作用不明顯(表4)。

從表4可以看出，果實中的磷積累量對油茶單株產(chǎn)油量的直接作用最大，其次為氮，它們還相互通過對方間接地對產(chǎn)油量起作用。葉片10月份的氮含量對單株產(chǎn)油量有一定的直接作用，并通過果實中氮和磷起間接作用，盡管通過果實中的鉀起的間

表4　葉片和果實養(yǎng)分對產(chǎn)油量的通徑分析

注(Note):R0.05(5)=0.755;R0.01(5)=0.875

接作用為負(fù)值，但正負(fù)抵消后的貢獻(xiàn)仍為0.748; 葉片10月份磷含量對單株產(chǎn)油量的作用主要通過葉片10月份氮素和果實中的氮和磷間接起作用，其他養(yǎng)分通過其對產(chǎn)油量均產(chǎn)生間接作用很小; 果實中鉀的含量對產(chǎn)油量產(chǎn)生的直接作用是負(fù)向的，其他養(yǎng)分通過它產(chǎn)生的間接作用也為負(fù)值，但它能通過果實氮和磷及葉片10月份的氮起正向作用，正負(fù)抵消后，貢獻(xiàn)值為0.787。這些養(yǎng)分因子對產(chǎn)油量的效應(yīng)和它們與產(chǎn)油量之間的相關(guān)系數(shù)大小順序一致，均為X8>X7>X9>X5>X4。由此可知，在不同鉀素水平條件下，油茶葉片10月份的氮和磷及果實的氮、 磷、 鉀通過直接和間接的方式最終都能對果實中油脂的積累起到積極的作用，其中果實中的磷和氮對單株產(chǎn)油量的貢獻(xiàn)較大，通過合理施鉀提高油茶果實中的氮和磷含量是獲得茶油高產(chǎn)的有效措施。

3　討論與結(jié)論

油茶是以收獲果實獲得茶油為經(jīng)營目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)林木，其果實產(chǎn)量與品質(zhì)的形成不僅受遺傳因素的影響，同時還受制于礦質(zhì)營養(yǎng)元素的供給。有關(guān)鉀肥對植物樹體氮、 磷、 鉀養(yǎng)分積累的影響研究結(jié)果不盡相同。施用鉀肥對蘋果樹葉片中氮、 鈣、 鎂營養(yǎng)元素含量有拮抗作用，對磷、 鉀營養(yǎng)元素有促進(jìn)作用[19]，油桃試驗結(jié)果表明，鉀用量與油桃葉片和果實中氮含量存在極顯著正相關(guān)[20]。油茶生育期很長，當(dāng)年10月始花次年10月采果，其養(yǎng)分分配與積累規(guī)律有別于大多數(shù)春花秋實的果樹。本研究結(jié)果表明，在一定水平氮、 磷的基礎(chǔ)上，增施鉀肥可促進(jìn)油茶葉片對磷、 鉀養(yǎng)分的積累，促進(jìn)果實對氮、 磷、 鉀養(yǎng)分的積累。鉀素水平對油茶葉片6月份的氮含量影響不明顯，10月份時的氮含量則在K2O年施用量為 180 g/plant時達(dá)到最高，對果實鉀含量則沒有明顯影響。

油茶種仁含油率較易受環(huán)境的影響[4]，施用有機(jī)肥對出油率有顯著的影響[3]。本研究中，增施鉀肥對種仁含油率的影響不大，但有利于鮮果含油率的提高。油茶產(chǎn)量與葉片10月份的氮、 磷及果實的氮、 磷、 鉀密切相關(guān)，這些養(yǎng)分因子通過直接和間接的方式影響著單株產(chǎn)油量，其中果實中的氮和磷養(yǎng)分貢獻(xiàn)較大。葉片6月份養(yǎng)分及10月份鉀對產(chǎn)油量的貢獻(xiàn)不大，這可能與葉片6月份養(yǎng)分主要用于油茶樹體營養(yǎng)生長有關(guān)，而果實膨大、 成熟時，葉片中的鉀元素被轉(zhuǎn)運(yùn)至果實[21]。鉀肥引起的樹體養(yǎng)分效應(yīng)主要體現(xiàn)在果實上，因此10月份果實采摘時，葉片鉀養(yǎng)分對產(chǎn)油量的貢獻(xiàn)不大，但果實鉀養(yǎng)分對產(chǎn)油量有較大影響。

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Effect of different levels of potassium fertilization on nutrient accumulation and oil yield ofCamelliaoleiferaAbel

ZHANG Wen-yuan1, NIU De-kui2, GUO Xiao-min1, LI Xiao-mei2, HU Dong-nan1*

(1CollegeofForestry,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China;2CollegeofLandResourcesandEnvironment,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China)

【Objectives】 CamelliaoleiferaAbelis one of the major edible woody oil trees in southern China. It is very common that potassium is extremely lack in the Camellia woodlands, which affects its growth and oil yield seriously. In this paper, the effects of different levels of potassium on the accumulation of nitrogen, phosphorus, potassium and oil yield ofC.oleiferaAbel were studied. The results will provide scientific base for the health management of woody oil trees. 【Methods】 Seven-years-old clone strain ofC.oleiferaAbel was used as tested material, and a field experiment was conducted in Jiujiang City, Jiangxi Provence. Six K2O application levels: 0, 100, 200, 300, 400, 500 kg/hm2and no fertilizer control were designed with triplicates. The contents of nitrogen, phosphorus, potassium in the leaves and fruits, the individual plant oil output were determined. 【Results】With annual addition of K2O 300 kg/hm2, the P and K contents in leaves in June, and the N, P and K contents in leaves and fruits in October were effectively improved. The fruit outputs and oil contents in the fresh fruits were increased significantly. However, the N contents in leaves of June and the oil contents in the dry kernel were not significantly different. N, P, K in fruits and N, P in leaves in October and oil yield per plant were correlated significantly. The accumulation of N and P in the fruits was the most important to the oil output, and the accumulation of N in leaves in October was less important. The contribution of nutrient to oil yield was in the following order: fruit P>fruit N>fruit K>leaf N>leaf P. 【Conclusions】 K application levels affect the N, P and K accumulation in leaves and fruits ofC.oleiferaAbel, consequently affect the oil outputs in fruits. Annual dosage of K2O 300 kg /hm2is appropriate forC.oleiferaAbel in the tested region.

CamelliaoleiferaAbel; potassium levels; nutrient accumulation; oil production

2014-09-17接受日期: 2014-12-11網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-07-21

國家科技支撐項目(2012BAD14B14); 國家自然科學(xué)資金項目(31260194); 國際植物營養(yǎng)研究所(IPNI)項目(Jiangxi-29)資助。

張文元(1977—)， 男， 安徽六安人，博士， 講師， 主要從事林木營養(yǎng)與養(yǎng)分管理方面的研究。 E-mail: zwy15@126.com

Tel: 0791-83813243， E-mail: dnhu98@163.com

S714.8; S725.5

A

1008-505X(2016)03-0863-06