馬麗麗，張綠水，蘭龍焱，張 強，文 潔，吳若鴻，袁生貴，胡明文，郭曉敏，張文元*

（1.江西農(nóng)業(yè)大學 江西省森林培育重點實驗室，江西 南昌 330045；2.甘肅林業(yè)職業(yè)技術學院 林業(yè)工程學院，甘肅 天水 741000；3.江西農(nóng)業(yè)大學 國土資源與環(huán)境學院，江西 南昌 330045）

【研究意義】油茶（Camellia oleiferaAbel）為山茶科山茶屬常綠小喬木或灌木，廣泛分布于我國南方紅壤地區(qū)，其中以湖南、江西、廣西三地面積最大[1]。油茶是我國重要的木本油料樹種，具有極高的經(jīng)濟價值和生態(tài)價值，與油橄欖、油棕、椰子并稱為世界四大木本油料植物[2]。江西省推廣種植的油茶優(yōu)良無性系主要有：長林系列、贛無系列、贛系列與贛州油等[3-7]。選育出的優(yōu)良無性系的推廣不僅提高了油茶產(chǎn)量，促進了油茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且對鄉(xiāng)村振興和扶貧攻堅具有重要意義[8-9]?！厩叭搜芯窟M展】磷是植物必需的大量元素之一，在生物遺傳信息和能量傳遞中起著極其重要的作用。對于生長在酸性土壤中的植物來說，受到酸性土壤理化性質(zhì)的限制，植物要吸收到足夠的磷十分不容易，因此這些植物進化出適應酸性土壤低磷環(huán)境的生理生化特征[10-14]。葉片磷組分與植物的生活史策略密切相關，因為它們在功能上與生長繁殖和耐受脅迫的程度有關，存在磷限制時，植物會通過優(yōu)化葉片中磷組分的分配來維持其生產(chǎn)力和生長，并減少對磷的需求以適應磷貧瘠的土壤[15-17]。在紅壤中磷肥的利用率僅為10%左右，我國油茶林地土壤磷含量為0.06%～0.13%，而有效磷僅為1.75～54.88 mg/kg，且不同林地的磷含量差異很大，難以滿足植物生長需求，磷成為南方紅壤地區(qū)的養(yǎng)分限制因子。為滿足油茶生長需求，生產(chǎn)上投入大量的磷肥，造成了磷素的浪費和水體富營養(yǎng)化。因此，對油茶林精準施肥以及篩選出耐低磷且產(chǎn)量高的油茶品種尤其重要，有關學者對油茶及磷素的研究多集中在施磷肥對油茶各個器官養(yǎng)分及產(chǎn)量的影響[18-20]，【本研究切入點】葉片磷組分與植物的生活史策略密切相關，在一定程度上能反映出脅迫耐受程度，但對有關油茶葉片磷組分的研究目前較少?！緮M解決的關鍵問題】因此，在生產(chǎn)中，篩選比較耐低磷的油茶品種是提高油茶產(chǎn)量的關鍵所在。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

本試驗樣地位于江西省林木育種中心油茶基地，其中油茶良種基因庫占地17.13 hm2，油茶林種植密度為2 m×3 m。年平均氣溫17.4 ℃，年平均降水量1 300～1 600 mm，屬于典型的亞熱帶季風氣候，土壤類型為紅壤，緩坡地，是油茶的適生區(qū)。樣地土壤pH值為5.29，有機碳含量為22.99 g/kg，全氮含量為1.79 g/kg，全磷含量為1.14 g/kg，全鉀含量為3.91 g/kg，有效磷含量為1.59 mg/kg，速效鉀含量為85.57 mg/kg。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗材料與設計 本試驗以8年生長林23、長林55、贛無2、贛無12 為研究對象，采用完全隨機試驗設計，供試肥料為含N量為46%的尿素，含K2O量為60%的氯化鉀，含P2O5量58%的磷酸二氫鈉。

單株施氮150 g，施鉀200 g，每個處理氮鉀肥添加按照同一水平，磷肥單株年施用量設置P0（0 g）、P1（34.55 g）、P2（69.11 g）和P3（103.66 g）4 個處理，進行3 次重復，每個重復3 株。將設置好的氮磷鉀肥溶于3 L 水，混合均勻后撒施在每株樹樹冠投影范圍內(nèi)的土壤上。在2019年10月進行第1次施肥，2020年5月補施1次。

1.2.2 樣品采集與處理 在果實成熟期（霜降前后）取樣，葉片取當年生枝上第3～4 片葉，每株樹分4 個方向各取2 片，每處理取36 片左右。將取回的新鮮葉片帶回實驗室置于105 ℃條件下殺青15 min 后于65 ℃下烘干至恒重，用粉碎機粉碎，過篩，測定磷組分。

對每個試驗單株果實進行采摘，單獨裝袋并用電子稱稱量，以每處理單株平均值作為該處理的單株產(chǎn)量。油茶果實采摘回來后，置于110 ℃的烘箱中烘干，將果殼和籽仁分開，用電子稱稱得果殼和干籽重，計算干出籽率。然后將干籽剝殼，取出種仁，計算干出仁率。

1.2.3 指標測定與方法 葉片磷分級[21-22]：采用三氯乙酸連續(xù)浸提法。第一步，稱取研磨后干燥的樣品0.4 g于50 mL離心管中，用25 mL 0.3 mol/L冷TCA浸提1 h（在4 ℃冰箱中操作，期間每10 min搖晃1次），離心后取上清液，一部分用于無機磷組分的測定，另一部分吸取部分濾液進行蒸發(fā)干燥后，在360 ℃下用H2SO4-H2O2消煮，用于測定糖磷組分。第二步，將第一步所剩余的殘渣用25 mL 0.15 mol/L 的熱TCA 浸提1 h（在90 ℃水浴鍋中浸提1 h，期間每10 min 搖晃1 次），吸取部分濾液蒸發(fā)干燥后，在360 ℃下用H2SO4-H2O2消煮，用于測定核酸磷組分，后續(xù)的測定方法同全磷方法[33]。殘余磷組分為葉片全磷含量與各磷組分的差值。

種仁含油率測定：將種仁烘干粉碎后，稱取大約20 g 于特定試管中，利用核磁共振含油量測定儀搜索頻率，用純油設定高標，空白設定低標，測定樣品含油率并記錄結(jié)果。

其中涉及公式有：

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

使用Excel 2010整理數(shù)據(jù)，用SPSS 22.0對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷添加對不同品種油茶葉片磷組分的影響

在果實成熟期，磷添加對4 個品種油茶的葉片磷組分有顯著影響，且不同品種之間有顯著差異（P＜0.05），見表1。P0處理下長林23的無機磷含量顯著高于其他處理，長林55與贛無12的無機磷含量隨磷水平升高呈現(xiàn)先上升后下降的規(guī)律，而磷添加對贛無2 的無機磷含量無顯著影響。長林23 的糖磷含量隨磷素水平的升高呈現(xiàn)“V”型變化，贛無2的糖磷含量在P3處理下最高，顯著高于P0和P2處理，但磷添加對長林55和贛無12的糖磷含量無顯著影響。磷添加對長林23、長林55和贛無2的葉片核酸磷無顯著影響，但贛無12的核酸磷含量隨磷素水平的升高呈現(xiàn)先上升后下降的規(guī)律。長林23的殘余磷含量隨磷素水平的升高呈現(xiàn)先上升后下降的規(guī)律，P3處理下贛無12的殘余磷含量顯著高于P0和P2處理，而磷添加對長林55與贛無2的殘余磷含量無顯著影響。總體來說，磷添加會促進葉片中無機磷和糖磷的累積，但對核酸磷的影響較小。

表1 磷添加對不同品種油茶葉片磷組分的影響Tab.1 Effect of P addition on foliar phosphorus fraction of different varieties of C. oleifera

不同品種之間比較，P0 處理下，長林23 的無機磷顯著高于長林55、贛無2 和贛無12，但添加磷素之后，贛無12的無機磷含量顯著高于其他3個品種，贛無2的糖磷含量顯著高于其他3個品種，而長林23的糖磷含量最低。P0和P1處理下，4個品種的核酸磷含量無顯著差異；在P2處理下，贛無12的核酸磷含量顯著高于長林55和贛無2，與長林23之間無顯著差異；P3處理下，贛無2的核酸磷含量顯著高于贛無12，與長林55、長林23 之間無顯著差異。P0 處理下，長林55 和贛無2 顯著高于長林23 和贛無12，P1、P2 和P3 處理下，長林23 的殘余磷含量顯著高于其他3 個品種。該結(jié)果說明不同品種油茶的葉片磷組分的分配不同。

2.2 對油茶果實經(jīng)濟性狀的影響

磷添加對不同品種油茶果實經(jīng)濟性狀有顯著影響（表2）。P0、P3 處理下長林23 的干出籽率與單株產(chǎn)量顯著高于P1 和P2 處理，而P3 處理的干出仁率、種仁含油率、鮮果含油率和單株含油量顯著高于其他處理。P1 處理下長林55 干出籽率、干出仁率、種仁含油率、鮮果含油率、單株產(chǎn)量與單株含油量顯著高于P0、P2、P3處理。P2處理下贛無2的干出籽率顯著高于其他處理，單株產(chǎn)量和單株含油量在P3處理時最高，與P2處理之間不存在顯著差異，但顯著高于P0和P1處理。P2處理下贛無12的干出籽率、干出仁率、種仁含油率、鮮果含油率最高，磷添加對贛無12的單株產(chǎn)量無顯著影響，P3處理下的單株含油量最高。不同品種的產(chǎn)量與單株含油量之間比較，由高到低的品種依次為贛無2，長林55，長林23，贛無12。

表2 磷添加對油茶果經(jīng)濟性狀的影響Tab.2 Effects of P addition on economic characters of C. oleifera fruit

2.3 不同品種油茶適宜磷水平的篩選

本研究采用主成分分析的方法對4 個品種的果實經(jīng)濟性狀指標（干出籽率、干出仁率、種仁含油率、鮮果含油率、單株產(chǎn)量、單株含油量）進行主成分分析，計算出特征值的方差貢獻率和累積貢獻率，按照特征值大于1 的原則提取了3 個主成分，主成分分析的結(jié)果如表3 所示。3 個主成分對應的方差貢獻率分別為43.054%，31.438%，17.308%，3 個主成分的累積貢獻率為91.800%，基本包含了所測指標的全部信息。

表3 4個油茶品種果實經(jīng)濟性狀指標主成分分析Tab.3 Principal component analysis of fruit economic characters of 4 C. oleifera varieties

4 個油茶品種果實經(jīng)濟性狀指標3 個主成分的因子載荷矩陣見表4。由表可知，第1 主成分中干出籽率、單株含油量、單株產(chǎn)量、鮮果含油率具有較高的載荷值，第2主成分中干出仁率具有較高的載荷值，第3主成分中種仁含油率具有較高的載荷值。

表4 4個油茶品種果實經(jīng)濟性狀指標主成分的因子載荷矩陣Tab. 4 Factor load matrix of principal components of fruit economic characters of 4 C. oleifera varieties

根據(jù)表4計算出3個主成分公式：

將數(shù)據(jù)標準化處理后得到主成分公式：

z=0.43y1+31y2+0.17y3，（z為綜合主成分的得分，y1為第一主成分得分，y2為第二主成分得分，y3為第三主成分得分。）

基于主成分分析對不同品種油茶耐低磷能力的綜合評價見表5，長林23與贛無2的整體排序優(yōu)于長林55 和贛無12。長林23 在P3 處理下綜合得分最高，長林55 在P1 處理下綜合得分最高，贛無2 在P0 處理下綜合得分最高，贛無12在P2處理下綜合得分最高。

表5 4 個油茶品種果實性狀指標各主成分和綜合評價得分Tab.5 Principal components and comprehensive evaluation scores of fruit character indexes of 4 C. oleifera varieties

2.4 不同品種油茶葉片及磷組分含量與果實經(jīng)濟性狀指標之間的相關性分析

對4個品種油茶葉片磷組分含量與果實經(jīng)濟性狀指標的相關性分析如下（表6），長林23的無機磷含量與干出籽率有顯著的正相關關系（P＜0.05）；糖磷含量與干出籽率、種仁含油率、鮮果含油率、單株含油量有極顯著的正相關關系（P＜0.01），與單株產(chǎn)量有顯著的正相關關系。核酸磷含量與果實經(jīng)濟性狀指標之間無相關性；殘余磷含量與干出籽率、種仁含油率、鮮果含油率有極顯著的負相關關系。長林55的葉片磷組分含量與果實經(jīng)濟性狀指標間無相關性。贛無2的無機磷含量、核酸磷含量與果實經(jīng)濟性狀指標間無相關性；糖磷與鮮果含油率有顯著的負相關關系；殘余磷與單株產(chǎn)量和單株含油量有顯著的負相關關系。贛無12的核酸磷含量與種仁含油率有顯著的正相關關系。

表6 4個品種油茶葉片磷組分含量與果實經(jīng)濟性狀指標之間的相關性分析Tab. 6 Correlation analysis between the contents of leaf and phosphorus components and the indexes of fruit economic characters of 4 C. oleifera varieties

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

磷是植物生長非常重要的元素之一，缺磷時，植物會表現(xiàn)出相應的癥狀，在長期的適應與進化過程中，植物形成了不同的磷吸收策略[24]。不同的植物具有不同的磷吸收和利用策略，物種間的差異最終帶來植物磷組分分配的差異。本研究中，4 個品種油茶的磷組分之間存在顯著差異，這與嚴理[25]對中國南亞熱帶造林樹種葉片磷組分特征及分配模式的研究一致。磷添加對磷組分的含量均有影響，4個品種磷組分的變化規(guī)律也不一樣，適宜的磷添加會促進葉片中無機磷和糖磷的累積，提高殘余磷的含量，但對核酸磷的影響較小。研究表明，當植物面臨的養(yǎng)分限制更嚴重時，會具有更高的回收率[26]。植物葉片中的無機磷被認為是應對磷限制的重要磷庫，在低磷脅迫下，磷高效植株通過提高下部葉酸性磷酸酶活性加強酯磷和核酸態(tài)磷的分解，分解的磷被上部新生葉片再利用，以提高后期磷素的再利用能力[17,27]。Wieneke 等[28]的研究表明，低磷脅迫下，高粱磷高效品種葉片中（三氯乙酸TCA）可溶性磷含量迅速下降，在該組分完全耗盡前，TCA 不溶性磷組分也顯著降低，根中總磷含量基本保持不變，不溶性組分有明顯的變化。本研究中，磷添加對4 個油茶品種的磷組分含量有影響，但磷添加對長林55的糖磷含量和核酸磷含量無顯著影響。研究[29]表明，施肥試驗使葉片無機磷呈指數(shù)增長，過量的無機磷儲存在液泡中。糖磷的濃度是由酶介導的，糖磷隨酶豐度的增加而增加[30]，磷添加不影響長林55 的糖磷含量且對核酸磷含量也無顯著影響，這可能與長林55 受到自身的遺傳特性以及受到土壤養(yǎng)分的限制有關。

研究表明，施磷肥對油茶產(chǎn)量的增加有顯著的作用，且不同品種之間油茶的產(chǎn)量也存在差異。贛無系，單株鮮果產(chǎn)量隨著施磷量的提高呈遞增趨勢，而單株產(chǎn)油量以及經(jīng)濟性狀隨磷水平的提高呈現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象，單株年施磷量在47.15 g/kg 時達到最大。本研究中，贛無2 的干出仁率、產(chǎn)量和單株含油量在P2 和P3 處理下最高，贛無12 在P2 處理下的干出籽率、干出仁率、種仁含油率、鮮果含油率最高，在P3處理下的單株含油量最高，但整體來說贛無12的產(chǎn)量最低，與羅漢東等[31]的研究不同，這主要與油茶自身的遺傳特性有關。長林23在P0和P3處理下的干出籽率和產(chǎn)量最高，在P3處理下的干出仁率、種仁含油率、鮮果含油率和單株含油量最高，長林55在P1處理（單株施磷量34.55 g）下的干出籽率、干出仁率、種仁含油率、鮮果含油率、產(chǎn)量和單株含油量最高，而葉片磷組分含量對長林23的果實經(jīng)濟性狀指標影響最大，長林55 的葉片磷組分含量對果實經(jīng)濟性狀指標無顯著影響。后續(xù)有必要研究葉片磷吸收效率與磷功能基因的關系以及磷酸酶與磷組分的關系，篩選磷高效基因型油茶，提高油茶體內(nèi)磷素的利用能力，以克服南方紅壤磷素缺乏的養(yǎng)分限制因子的不利影響。

3.2 結(jié)論

在合理添加氮肥和鉀肥的基礎上，適宜的磷添加會增加無機磷、糖磷和殘余磷的含量，對核酸磷的含量影響不顯著，但不同品種的磷組分分配也存在差異。4個品種中，長林23與贛無2比較耐低磷環(huán)境，贛無2 的產(chǎn)量最高，在栽培時，應優(yōu)選贛無2。長林23、贛無2、贛無12 的葉片磷組分含量對果實經(jīng)濟性狀指標的影響較大，因此在油茶施肥和養(yǎng)分管理過程中，應根據(jù)不同油茶品種調(diào)整施肥比例，科學合理增施磷肥，以克服南方紅壤磷素缺乏的養(yǎng)分限制因子的不利影響，提高油茶產(chǎn)量。