廖承飛 范建成 羅會(huì)英

摘要：為了研究不同配方肥對(duì)辣木生長(zhǎng)土壤環(huán)境及植物性狀產(chǎn)生的影響，明確辣木對(duì)土壤養(yǎng)分的需求規(guī)律及為制定合理的辣木配方施肥方案提供理論基礎(chǔ)，以金沙江干熱河谷辣木為對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)分析和田間調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)該干熱河谷地區(qū)的辣木土壤養(yǎng)分及植物性狀開(kāi)展研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，辣木配方施肥肥效試驗(yàn)土壤養(yǎng)分含量處于中下水平，土壤呈微酸性。4種施肥處理對(duì)0～20 cm辣木土壤pH值以及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量的影響無(wú)明顯差異，B處理與CK處理在5月的辣木鮮葉質(zhì)量、鮮葉柄質(zhì)量、鮮枝質(zhì)量均存在極顯著差異。通過(guò)回歸和通徑分析發(fā)現(xiàn)，pH值對(duì)辣木鮮葉質(zhì)量、辣木鮮枝質(zhì)量直接作用較大。合理的配方施肥能明顯促進(jìn)辣木的生長(zhǎng)及提高產(chǎn)量，結(jié)果可為今后辣木專(zhuān)用肥生產(chǎn)和施用提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：辣木;土壤養(yǎng)分;生物量;相關(guān)性;回歸分析;通徑分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S158.3;S718.43 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）11-0134-06

收稿日期：2019-04-28

基金項(xiàng)目：國(guó)家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系“楚雄綜合試驗(yàn)站”（編號(hào)：CARS-11-YNJJ）;農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱作項(xiàng)目（編號(hào)：151821301064072709）;農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種質(zhì)資源保護(hù)項(xiàng)目（編號(hào)：151721301354052003）;國(guó)家農(nóng)作物種質(zhì)資源共享服務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目（編號(hào)：NICGR2018-74）。

作者簡(jiǎn)介：廖承飛（1979—），男，云南元謀人，助理研究員，主要從事作物栽培與資源環(huán)境研究。E-mail：55665740@qq.com。

通信作者：金 杰，研究員，主要從事作物資源與利用研究。E-mail：276361917@qq.com。 ?近年來(lái)，隨著對(duì)辣木開(kāi)發(fā)利用的不斷深入，辣木制品的需求量呈猛增趨勢(shì)，使辣木資源的人工培育研究成為大家關(guān)注的熱點(diǎn)。辣木因具有豐富的藥用價(jià)值、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等功能而被譽(yù)為 “神奇之樹(shù)”[1]。辣木為多年速生喬木，屬于辣木科，辣木屬，具有耐貧瘠、生境范圍適應(yīng)性廣等特點(diǎn)[2-6]，原產(chǎn)于非洲、印度等熱帶地區(qū)[7]。辣木具有非常高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益[8]。

目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)辣木土壤生長(zhǎng)環(huán)境及植物性狀的研究報(bào)道較少。1997年，Makkar等對(duì)辣木不同部位營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定分析發(fā)現(xiàn)，辣木葉片粗蛋白含量高于嫩梢和莖段[9];2003年，劉昌芬等發(fā)現(xiàn)，不同辣木品種其營(yíng)養(yǎng)成分含量基本一致，但不同產(chǎn)地辣木的一些重要營(yíng)養(yǎng)成分含量存在明顯差異[10];2015年，楊東順等通過(guò)對(duì)辣木不同部位主要營(yíng)養(yǎng)成分、氨基酸含量進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)辣木不同部位元素含量差異顯著，辣木葉片的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大于辣木莖、籽殼[11];2016年，初雅潔等研究云南不同產(chǎn)地的辣木葉營(yíng)養(yǎng)成分時(shí)發(fā)現(xiàn)，德宏地區(qū)辣木葉中的蛋白質(zhì)、維生素C、總氨基酸含量均高于云南其他地區(qū)[12];2017年，高敏霞等研究發(fā)現(xiàn)，辣木葉中礦物質(zhì)元素含量存在明顯差異，其中最為豐富的是鈣和鉀元素[13];2018年，胡永亮等在云南省內(nèi)采集7 個(gè)辣木種植園土壤，通過(guò)對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，pH 值在 4.59～6.84時(shí)，土壤中的金屬元素和氮素較豐富[14]。目前關(guān)于不同配方肥對(duì)辣木土壤養(yǎng)分特征與植物性狀影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。為了明確辣木的養(yǎng)分需求規(guī)律，提高肥料利用率，實(shí)現(xiàn)辣木健康生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量與質(zhì)量，本研究從辣木養(yǎng)分需求規(guī)律出發(fā)，建立辣木養(yǎng)分的時(shí)空匹配參數(shù)，確立辣木營(yíng)養(yǎng)診斷指標(biāo)范圍以及辣木專(zhuān)用肥配方，并進(jìn)行辣木動(dòng)態(tài)優(yōu)化施肥肥效試驗(yàn)，以期為今后辣木專(zhuān)用肥的生產(chǎn)和施用提供理論指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)小區(qū)設(shè)計(jì)及供試作物肥料

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年1月至2019年1月在云南省金沙江干熱河谷元謀縣云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所國(guó)家辣木試驗(yàn)站基地進(jìn)行。金沙江干熱河谷是我國(guó)西南地區(qū)最為干旱的區(qū)域之一，年均溫大于20 ℃，平均年蒸發(fā)量約為平均年降水量的6.0倍，多年平均降水量為 613.8 mm，年太陽(yáng)總輻射量為641.8 kJ/cm2，日照率為62%[15]。土壤類(lèi)型主要為燥紅土、變性土以及薄層土[16]。

1.2 供試材料

1.2.1 供試作物 多油辣木或PKM1辣木

1.2.2 肥料配比 辣木專(zhuān)用配方肥A（氮磷鉀配比為 25 ∶ 9∶ 11）、辣木專(zhuān)用配方肥B（氮磷鉀配比為25 ∶ 9 ∶ 15）、辣木專(zhuān)用配方肥C（氮磷鉀配比為 20 ∶ 11 ∶ 14）、常規(guī)復(fù)合肥CK（氮磷鉀配比15 ∶ 15 ∶ 15），其中以常規(guī)復(fù)合肥CK為空白對(duì)照。本試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

試驗(yàn)區(qū)面積為240 m2，內(nèi)設(shè)12個(gè)4 m × 5 m試驗(yàn)小區(qū)，每小區(qū)為一個(gè)肥料配比處理，每處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)樣地之間有足夠的隔離帶（設(shè)置磚墻），以避免小區(qū)之間養(yǎng)分和水分的橫向運(yùn)輸（圖1）。試驗(yàn)地應(yīng)選擇地塊平坦、整齊、肥料均勻的具有代表性的地塊。試驗(yàn)地應(yīng)避開(kāi)道路、堆肥場(chǎng)所等特殊地塊，同時(shí)要設(shè)置保護(hù)行，盡量選擇中等肥力的地塊。

1.3 樣品采集、測(cè)定項(xiàng)目及分析

辣木土壤背景值測(cè)定用樣品于2018年1月采集，施肥后的辣木土壤于2018年10月取樣。采樣深度為0～20、20～40 cm，每種配方肥處理按“S”形布點(diǎn)采集 5 個(gè)點(diǎn)的樣品，充分混合后用四分法取舍保留1.0 kg 左右混合土樣，同時(shí)填寫(xiě)采樣調(diào)查表，共采集土壤樣品 60個(gè)。將采集的土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后處理，采用四分法取 500 g 左右土壤樣品，分別研磨過(guò) 1.00、0.25 mm 孔徑篩，裝袋，貼標(biāo)簽備用。土壤養(yǎng)分測(cè)定項(xiàng)目參照《土壤農(nóng)化分析》[17]。

辣木植株樣品分別在2018年4月28日、5月26日、7月21日、8月29日、10月9日進(jìn)行了5次采樣，每個(gè)施肥處理下隨機(jī)選取辣木15株，每個(gè)處理3次重復(fù)。辣木枝條長(zhǎng)采用卷尺測(cè)量，辣木鮮葉質(zhì)量、鮮葉柄質(zhì)量、鮮枝質(zhì)量在樣品采集后立即帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，并記錄其數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)用Excel 2003、SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣木配方施肥肥效試驗(yàn)土壤養(yǎng)分描述性統(tǒng)計(jì)

從表1可以看出，辣木配方施肥肥效試驗(yàn)土壤養(yǎng)分的背景值與全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相比，該樣地背景值中的pH值為6.36～712，為微酸性土壤;土壤有機(jī)質(zhì)含量為6.64（五級(jí)），處于中下水平;全氮含量為0.50 g/kg（五級(jí)），處于中下水平; 全磷含量級(jí)別處于五級(jí)水平，為中下水平;全鉀含量級(jí)別處于五級(jí)水平，為中下水平;堿解氮含量級(jí)別處于五級(jí)水平，為中下水平;有效磷含量級(jí)別處于三級(jí)水平，為中等水平;速效鉀含量處于三級(jí)水平，為中等水平?？傮w上看，辣木試驗(yàn)地土壤養(yǎng)分的背景值處于中等偏下水平，養(yǎng)分含量較低。

從表2可以看出，4種施肥處理下的土壤養(yǎng)分含量基本表現(xiàn)為0～20 cm的土壤養(yǎng)分含量高于 20～40 cm。其中，4種施肥處理下的土壤均表現(xiàn)為微酸性，0～20 cm與20～40 cm土壤的pH值差異不大。0～20 cm土壤有機(jī)質(zhì)含量在C處理下高于其他施肥處理，比B、A、CK處理分別高4.14%、1155%、27.64%; C處理20～40 cm的土壤有機(jī)質(zhì)含量比CK處理高24.49%。A處理0～20 cm土壤全氮含量最高，比CK高15.87%;C處理20～40 cm的土壤全氮含量比CK處理高7.02%。 0～20 cm土層C處理的堿解氮含量最高， 較B、A、CK處理分別

高2.74%、4.18%、20.52%;B處理20～40 cm土層的土壤堿解氮含量最高，分別高于A、C、CK處理753%、14.82%、23.14%。 C處理0～20 cm土壤全磷含量比A、B、CK等3種施肥處理分別高1176%、15.15%、22.58%;C處理20～40 cm土壤全磷含量最高，分別比A、B、CK處理高7.14%、1538%、15.38%。 C處理0～20 cm的土壤有效磷含量最高，比CK處理高13.77%; B處理20～40 cm 土壤的有效磷含量最高，比CK處理高1349%。B處理0～20 cm的土壤速效鉀含量最高，比A、C、CK處理分別高1.59%、3.70%、1226%，B處理20～40 cm 土壤的速效鉀含量最高，比CK高5.65%。

從表3可以看出，4種施肥處理對(duì)辣木0～20 cm 土壤養(yǎng)分含量的影響存在一定的差異。其中，4種處理的pH值以及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量差異不顯著;A處理0～20 cm辣木土壤的全氮含量與B處理存在顯著性差異。

從表4可以看出，4種施肥處理對(duì)于20～40 cm辣木土壤養(yǎng)分含量的影響不同。其中，4種施肥處理辣木土壤的pH值以及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量無(wú)顯著性差異;C處理的土壤全氮含量與B處理存在顯著性差異。

從表5可以看出，對(duì)于0～20 cm辣木土壤，pH值與有機(jī)質(zhì)含量存在顯著正相關(guān)關(guān)系;堿解氮含量與有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量存在顯著相關(guān)性;有效磷含量與堿解氮含量存在極顯著正相關(guān)性（P<001）。從表6可以看出，對(duì)于20～40 cm辣木土壤，全氮含量與有機(jī)質(zhì)含量存在顯著的正相關(guān)關(guān)系;有效磷含量與全氮含量、堿解氮含量存在顯著正相關(guān)性;有機(jī)質(zhì)含量與有效磷含量存在極顯著正相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)達(dá)0.760。

2.2 不同施肥處理對(duì)辣木植物性狀的影響

從表7可以看出，不同施肥處理對(duì)辣木的抽枝數(shù)和枝條長(zhǎng)度產(chǎn)生了一定的影響。從取樣時(shí)間來(lái)看，辣木在4月的抽枝數(shù)總體最多，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，枝條長(zhǎng)度增大。

從表8可以看出，5月辣木的鮮葉質(zhì)量，A、B施肥處理與CK處理存在極顯著差異;5月辣木鮮葉柄質(zhì)量，A、B施肥處理與CK處理均存在極顯著差異; 5月的鮮枝質(zhì)量，A處理與CK處理存在顯著性差異，B處理與CK處理存在極顯著差異。對(duì)于10月的辣木，鮮葉質(zhì)量方面，A、B、CK處理均與C處理存在極顯著性差異;鮮葉柄質(zhì)量方面，A、B、CK處理均與C處理存在極顯著性差異;鮮枝質(zhì)量方面，A、CK處理均與C處理存在極顯著性差異。

2.3 不同施肥處理對(duì)辣木鮮葉、鮮葉柄、鮮枝質(zhì)量的回歸分析和通徑分析

前述分析表明，不同處理下土壤養(yǎng)分含量發(fā)生變化，從而對(duì)辣木鮮葉質(zhì)量存在一定的影響。那么哪種養(yǎng)分指標(biāo)對(duì)辣木鮮葉、鮮葉柄、鮮枝質(zhì)量的貢獻(xiàn)最大？以pH值（x1）、土壤有機(jī)質(zhì)含量（x2）、全氮含量（x3）、堿解氮含量（x4）、全磷含量（x5）、有效磷含量（x6）、速效鉀含量（x7）為自變量，分別以辣木鮮葉質(zhì)量（y1）、辣木鮮葉柄質(zhì)量（y2）、辣木鮮枝質(zhì)量（y3）為因變量進(jìn)行逐步回歸分析，并根據(jù)方程的顯著性，再進(jìn)行通徑分析，以找到對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大的直接作用因子和間接作用因子。通過(guò)逐步回歸方程得到辣木鮮葉質(zhì)量（y1）、辣木鮮葉柄質(zhì)量（y2）、辣木鮮枝質(zhì)量（y3）的最優(yōu)回歸方程如下：y1=3 661.93-414.94x1-655.18x3（R2=0.999 9，P=0.017 0）;y2=2927.64-37490x1-632.65x5（R2=0.999 2，P=0.040 2）;y3= 6241.76-849.15x1-263.67x3（R2=1.000，P=0002 8）。從表9至表11可以看出，pH值對(duì)辣木鮮葉質(zhì)量、辣木鮮枝質(zhì)量直接作用較大，其中pH值對(duì)辣木鮮葉質(zhì)量的直接作用系數(shù)為0.877 8，對(duì)辣木鮮枝質(zhì)量的直接作用系數(shù)為0.982 0。全氮、速效鉀含量對(duì)辣木鮮葉質(zhì)量的間接作用系數(shù)分別為-0.191 2、-0.070 6。pH值、全氮含量對(duì)辣木鮮枝質(zhì)量的間接系數(shù)值為-0.2139、-0.015 5。全氮、全磷含量對(duì)辣木鮮葉柄質(zhì)量直接作用的系數(shù)值分別為0.279 9、0.962 5，全氮、速效鉀含量對(duì)辣木鮮葉柄質(zhì)量的間接作用系數(shù)分別為-0.020 8、0.071 4。

3 結(jié)論

辣木配方施肥肥效試驗(yàn)土壤的pH值為6.36～7.12，參考全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)土壤為微酸性土壤，土壤養(yǎng)分含量較低，處于中下水平。A、C施肥處理下的土壤養(yǎng)分含量均表現(xiàn)為 0～20 cm 高于20～40 cm。4種施肥處理對(duì)辣木 0～20 cm 土壤養(yǎng)分含量的影響不同，其中，對(duì)pH值以及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量的影響無(wú)顯著性差異;A處理下0～20 cm辣木土壤全氮含量與B處理存在顯著性差異。4種施肥處理對(duì)20～40 cm辣木土壤的pH值以及有機(jī)質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量的影響無(wú)顯著性差異;C處理的土壤全氮含量與B處理存在顯著性差異。0～20 cm 辣木土壤養(yǎng)分之間存在一定的相關(guān)性，其中pH值與有機(jī)質(zhì)含量存在顯著的正相關(guān)性;堿解氮含量與有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量存在顯著正相關(guān)性;有效磷含量與堿解氮含量存在極顯著正相關(guān)性。

辣木在4月的抽枝個(gè)數(shù)總體最多，隨著時(shí)間的推移枝條長(zhǎng)度增大。對(duì)于5月辣木鮮葉質(zhì)量、鮮葉柄質(zhì)量、鮮枝質(zhì)量，B處理與CK處理存在極顯著差異。通過(guò)回歸和通徑分析發(fā)現(xiàn)，pH值對(duì)辣木鮮葉質(zhì)量、辣木鮮枝質(zhì)量直接作用較大。

采取培肥地力的措施是辣木高產(chǎn)的關(guān)鍵，合理的配方施肥能夠促進(jìn)林木的生長(zhǎng)，有著明顯的增產(chǎn)、增益效果[18]。辣木土壤肥力高低不僅受土壤養(yǎng)分和植物吸收能力的影響，更取決于土壤各養(yǎng)分之間的協(xié)同作用。土壤中合理的氮磷鉀比例是辣木高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)的重要條件。本研究結(jié)果將有助于評(píng)價(jià)辣木的生態(tài)環(huán)境，為辣木優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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