張燁，覃子海，肖玉菲，陳博雯，韋鑠星，覃玉鳳，劉海龍

(廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，國家林業(yè)局中南速生材繁育實(shí)驗(yàn)室，廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530002)

澳洲茶樹〔Melaleucaalternifolia(Maiden & Betche)Cheel〕系桃金娘科( Myrtaceae)白千層屬(Melateuca)植物，俗稱茶樹，常綠灌木至小喬木，原產(chǎn)于澳大利亞。澳洲茶樹四季常綠，生長快速，萌芽能力強(qiáng)，可進(jìn)行多次收割。從澳洲茶樹新鮮枝葉提取的精油(俗稱茶樹油)，應(yīng)用廣泛，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-6]。我國20世紀(jì)90年代初引進(jìn)澳洲茶樹，目前陸續(xù)在廣東、福建、廣西、重慶等地廣為種植并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)開發(fā)[7]。茶樹油為無色至淡黃色透明油狀液體，具有令人愉快的豆蔻氣味，是公認(rèn)的優(yōu)良天然芳香劑、抗菌劑、防腐劑[8]，2002年被收入歐洲和英國藥典。當(dāng)前，茶樹油在農(nóng)用殺菌劑、日用衛(wèi)生制品、皮膚保健品、化妝品、食品香料、藥品等行業(yè)中已開始廣泛試用或應(yīng)用[9]。但配方施肥對澳洲茶樹幼苗生長性狀的研究未見報(bào)道，導(dǎo)致生產(chǎn)中普遍存在盲目施肥的現(xiàn)象，使得澳洲茶樹人工林未能發(fā)揮其生長潛力，增產(chǎn)效率較低。本文主要針對澳洲茶樹幼林進(jìn)行不同配比的施肥實(shí)驗(yàn)，研究澳洲茶樹地徑、株高、枝葉總重、側(cè)枝重、側(cè)枝占比的最佳施肥配比方案，探尋澳洲茶樹幼林期科學(xué)施肥技術(shù)，為培育優(yōu)質(zhì)澳洲茶樹提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于南寧市廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院生物技術(shù)研究所苗圃，108°21′2″E，22°55′16″N。境域?qū)贊駶櫟膩啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，陽光充足，雨量充沛，霜少無雪，氣候溫和，夏長冬短，年平均氣溫在21.6℃左右，極端最高氣溫40.4℃，極端最低氣溫-2.4℃。冬季最冷的1月平均12.8℃，夏季最熱的7-8月平均28.2℃。年均降雨量達(dá)1 304.2mm，平均相對濕度為79%，氣候特點(diǎn)是炎熱潮濕。土壤為第四紀(jì)紅壤，立地條件中等，質(zhì)地為輕粘土，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀平均含量分別為11.3g/kg、0.14g/kg、0.16g/kg、6.43g/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試植物為廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院培育出的澳洲茶樹良種組培苗，苗高8.0-13.0cm、地徑0.20-0.30cm,苗木生長健壯，無病蟲害。

試驗(yàn)采用“311-A”最優(yōu)混合設(shè)計(jì)[10]，設(shè)純氮(N)、純磷(P)、純鉀(K)3個因素、5個水平，共設(shè)11個處理組合，隨機(jī)排列，試驗(yàn)因素水平及其變化間距見表1，試驗(yàn)處理方案見表2。純氮(N)、純磷(P)、純鉀(K)分別由NH4NO3、NaH2PO4、K2SO4提供，其純度均為99%。其中NH4NO3含純氮35.0%，NaH2PO4含純磷25.8%，K2SO4含純鉀44.8%。

表1 供試因素水平編碼

表2 試驗(yàn)處理方案

試驗(yàn)于2016年3月開始進(jìn)行，至2017年1月結(jié)束。種植株行距0.8m×0.8m。根據(jù)表2施肥處理方案，試驗(yàn)共設(shè)11個處理，每個處理5株澳洲茶樹幼苗，每個處理重復(fù)5次。表2中的氮、磷和鉀肥用量為澳洲茶樹1個采收期每棵樹用肥的總量。分5次施入，第1次在種植前把每種處理總肥料量的50%與基質(zhì)混合作為基肥，第2次、第3次、第4次和第5次作為追肥施入，施肥量分別為各處理總肥料量的5%、10%、15%和20%，分別在5月、7月、9月和11月施入。每月月底檢測每株地徑和株高[11-13]，2017年1月16日，用割草機(jī)在植株離地面 20cm處截干收割，稱取每株的枝葉總重、側(cè)枝重(除主干外的重量，含葉重，下同)。

2 結(jié)果與分析

具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表3。

表3 不同N、P、K配比下澳洲茶樹幼林地徑、株高、側(cè)枝重、枝葉總重及側(cè)枝占比

從表3得知，11種不同N、P、K配施處理中，澳洲茶樹幼林地徑、株高均有增加，各處理之間的差異比較顯著。第11個處理的效果最好，其地徑、株高分別是3.33cm和290.50cm；總體上較差的處理有第1個和第3個，因此不同的N、P、K配比對澳洲茶樹幼林地徑、株高有一定的影響。施肥能提高澳洲茶樹幼林生物量，但不同的施肥處理效果不同，各個處理間存在極顯著差異。11種不同N、P、K配施處理中，澳洲茶樹幼林生物量均有增加，第11個處理的效果最好，其枝葉總重、側(cè)枝重及側(cè)枝占比分別為2.070kg/株、1.295kg/株和62.560%；較差的處理有第1個、第4個和第8個。因此，正確的N、P、K施肥配比是提高澳洲茶樹幼林生物量的關(guān)鍵。

2.1 氮、磷、鉀對澳洲茶樹幼林地徑、株高、枝葉總重、側(cè)枝重、側(cè)枝占比的回歸分析

根據(jù)最優(yōu)混合設(shè)計(jì)原理和澳洲茶樹幼林的試驗(yàn)結(jié)果，以地徑(Y1)、株高(Y2)、枝葉總重(Y3)、側(cè)枝重(Y4)、側(cè)枝占比(Y5)為目標(biāo)函數(shù)，純氮(X1)、純磷(X2)、純鉀(X3)3 因子為控制變量，運(yùn)用DPS統(tǒng)計(jì)分析軟件[13]，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行回歸分析，分別得出澳洲茶樹幼林地徑、株高、枝葉總重、側(cè)枝重、側(cè)枝占比的回歸模型系數(shù)，并建立回歸方程如下。

Y1=6.48+0.51X1+0.49X2+0.3032X3-0.003X1X1-0.018X2X2-0.003X3X3-0.002 4X1X2-0.001 3X1X3+0.005X2X3①

Y2=165.9+2.7X1+0.27X2+1.88X3-0.023X1X1-0.067X2X2-0.025X3X3-0.012X1X2+0.000 8X1X3+0.044X2X3②

Y3=0.741+0.04X1-0.033X2+0.023X3-0.000 3X1X1-0.000 5X2X2-0.000 2X3X3+0.000 4X1X2-0.000 3X1X3+0.000 5X2X3③

Y4=0.345+0.026X1-0.011X2+0.013X3-0.000 2X1X1-0.000 4X2X2-0.000 1X3X3+0.000 3X1X2-0.000 2X1X3+0.000 2X2X3④

Y5=52.3+0.161 7X1+0.490 6X2-0.016 8X3-0.000 9X1X1-0.003 5X2X2+0.000 8X3X3-0.000 7X1X2-0.004 6X2X3⑤

通過對以上5個方程的回歸關(guān)系進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，5個方程的方差分析F值的顯著水平p均小于0.05，達(dá)到顯著水平，Durbin-Watson統(tǒng)計(jì)量d接近2，相關(guān)系數(shù)R均高于99%，可見以上5個三元二次回歸方程對試驗(yàn)結(jié)果具有很好的擬合性，可作為澳洲茶樹幼林施肥決策和預(yù)報(bào)。

2.2 氮、磷、鉀對澳洲茶樹地徑、株高、枝葉總重、側(cè)枝重、側(cè)枝占比的主效應(yīng)分析

從回歸模型Y1、Y2、Y3和Y4可知，一次項(xiàng)影響大小順序?yàn)閄1>X3>X2，說明3因素對澳洲茶樹幼林地徑、株高、枝葉總重、側(cè)枝重起主要作用的是氮，鉀、磷起次要作用。氮、磷、鉀與地徑、株高、枝葉總重、側(cè)枝重呈正相關(guān)。從回歸模型Y5可知，一次項(xiàng)影響大小順序?yàn)閄1>X2>X3，說明3因素對澳洲茶樹幼林側(cè)枝占比起主要作用的是氮，磷、鉀起次要作用。氮、磷與側(cè)枝占比呈正相關(guān)，鉀與側(cè)枝占比呈負(fù)相關(guān)。

2.3 氮、磷、鉀與澳洲茶樹地徑、株高、枝葉總重、側(cè)枝重、側(cè)枝占比的關(guān)系

澳洲茶樹幼林地徑、株高、枝葉總重、側(cè)枝重都隨著隨氮、磷、鉀含量的增加而增大，但增大到一定程度又呈現(xiàn)下降趨勢，呈拋物線的變化形式。澳洲茶樹幼林地徑達(dá)到最大值時各因素組合為：純氮(X1)61.2g、純磷(X2)16.7g、純鉀(X3)50.8g，此時地徑為3.42cm；株高達(dá)到最大值時各因素組合為純氮(X1)57.3g、純磷(X2)13.3g、純鉀(X3)50.9g，此時株高為293.5cm；枝葉總重達(dá)到最大值時各因素組合為，純氮(X1)64.4g、純磷(X2)4.8g、純鉀(X3)19.8g，此時枝葉總重為2.17kg/株；側(cè)枝重達(dá)到最大值時各因素組合為：純氮(X1)71.4g、純磷(X2)17.2g、純鉀(X3)26.7g，此時側(cè)枝重為1.36kg/株。

澳洲茶樹幼林側(cè)枝占比隨氮、磷含量的增加而增大，但增大到一定水平則又呈現(xiàn)下降趨勢，隨鉀含量的增加而呈現(xiàn)下降趨勢。澳洲茶樹幼林側(cè)枝占比達(dá)到最大值時各因素組合為純氮(X1)81.2g、純磷(X2)40g、純鉀(X3)0g，此時側(cè)枝占比為71.7%。氮、磷含量與澳洲茶樹幼林側(cè)枝占比呈正相關(guān)，鉀含量與側(cè)枝占比呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，因此在側(cè)枝占比達(dá)到最大值時，純鉀的用量接近于0。

2.4 澳洲茶樹幼林N、P、K配比施肥方案的確定

側(cè)枝重X(Y4)=枝葉總重(Y3)×側(cè)枝占比(Y5)，根據(jù)我們的研究可以看出側(cè)枝占比受N、P、K肥的影響相對較小，枝葉總重和側(cè)枝重受N、P、K肥的影響相對較大，澳洲茶樹主要是用來提取茶樹精油，因此，枝葉總重與側(cè)枝重是衡量澳洲茶樹生長質(zhì)量的最主要因素，據(jù)相關(guān)研究，大部分的精油主要來源于側(cè)枝[6]，故選擇回歸模型Y4(側(cè)枝重)來確定側(cè)枝重最大時氮(X1)、磷(X2)、鉀(X3)的最佳用量。澳洲茶樹幼林側(cè)枝重達(dá)到最大值時各因素組合為純氮(X1)71.4g、純磷(X2)17.2g、純鉀(X3)26.7g，此時側(cè)枝重達(dá)到最大為1.36kg/株。純氮(X1)、純磷(X2)、純鉀(X3)與側(cè)枝重(Y)的關(guān)系圖見圖1。

圖1純氮(X1)、純磷(X2)、純鉀(X3)3個因素與側(cè)枝重(Y)的關(guān)系圖

Fig.1 The influence of N,P,K on weight of lateral branch and leaves

由圖1可知，隨著純氮(X1)、純磷(X2)、純鉀(X3)含量的增加側(cè)枝重呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，在圖上表現(xiàn)為拋物線形。由純氮(X1)、純磷(X2)、純鉀(X3)3個因素與側(cè)枝重(Y)的關(guān)系圖可以得出側(cè)枝重(Y)最大時，純氮(X1)、純磷(X2)、純鉀(X3)的含量，即當(dāng)純氮、純磷和純鉀的用量分別為71.4g/株、17.2g/株和26.7g/株，比例為1︰0.24︰0.37時，澳洲茶樹幼林的植株側(cè)枝重達(dá)到最大為1.36kg/株，此時地徑為3.30cm、株高為268.3cm、枝葉總重為1.97kg/株，側(cè)枝占比為63.2%。純氮、純磷和純鉀的比例為1︰0.24︰0.37即為側(cè)枝重最大時澳洲茶樹幼林的最優(yōu)氮、磷、鉀肥配比。

3 結(jié)論與討論

(1)N、P、K產(chǎn)量效應(yīng)的變化趨勢呈拋物線形，說明本試驗(yàn)設(shè)計(jì)是合理的。11個氮、磷、鉀不同配比施肥處理的地徑變化區(qū)間為1.80-3.30cm，株高變化區(qū)間為190.25-290.50cm，變化幅度較大。這說明氮、磷、鉀不同配比的施肥組合，對澳洲茶樹幼林地徑、株高的影響較大。其中影響最大的是氮肥，其次是鉀肥、磷肥，但是3種元素的施用量并不是越多越好，均有一個臨界值，即最佳值。

(2)11個氮、磷、鉀不同配比施肥處理的枝葉總重變化區(qū)間為0.537-2.07kg/株，側(cè)枝重的變化區(qū)間為0.313-1.295kg/株，變化幅度較大。這說明氮、磷、鉀不同配比的施肥組合，對澳洲茶樹幼林枝葉總重、側(cè)枝重有較大的影響。氮、磷、鉀3因素和澳洲茶樹幼林枝葉總重、側(cè)枝重均呈正相關(guān)，影響大小順序依然是氮>鉀>磷，因此，適當(dāng)增加氮肥，可以增加其枝葉總重和側(cè)枝重，鉀肥對澳洲茶樹幼林枝葉總重有一定的影響，磷肥對其影響則很小。澳洲茶樹是以提取精油為最終目標(biāo)，在對澳洲茶樹進(jìn)行枝葉測產(chǎn)時，將產(chǎn)油量與不同N、P、K施肥配比作回歸方程，或許會比側(cè)枝重與不同N、P、K施肥配比的回歸方程更加準(zhǔn)確。

(3)11個氮、磷、鉀不同配比施肥處理的側(cè)枝占比變化區(qū)間為58.15%-65.83%，變化幅度不大。這說明氮、磷、鉀不同配比的施肥組合，對澳洲茶樹幼林側(cè)枝占比的影響不是很大，其中影響相對比較大的是氮肥，其次是磷肥、鉀肥，氮肥、磷肥與側(cè)枝占比呈正相關(guān)，鉀肥與側(cè)枝占比呈負(fù)相關(guān)，因此，適當(dāng)增加氮肥和磷肥有利于增加澳洲茶樹幼林側(cè)枝占比。

(4)當(dāng)純氮、純磷和純鉀的用量分別為71.4g/株、17.2g/株和26.7g/株，純氮、純磷和純鉀的比例為1︰0.24︰0.37時，澳洲茶樹幼林的植株側(cè)枝重達(dá)到最大值為1.36kg/株，此時的地徑為3.30cm、株高為268.3cm、枝葉總重為1.97kg/株，側(cè)枝占比為63.2%，此時的氮、磷、鉀肥配比(1︰0.24︰0.37)即為澳洲茶樹幼林側(cè)枝重最大時的最優(yōu)氮、磷、鉀肥配比。

(5)施肥只是影響澳洲茶樹幼林生長性狀的一個方面，影響澳洲茶樹幼林生長性狀的還有種植密度、水分等指標(biāo)，怎樣確定種植密度與水分等指標(biāo)的最優(yōu)組合，有待進(jìn)一步研究。

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