游 璐,郭晓敏,李小梅,刘 卉,徐 猛,胡冬南
(江西农业大学园林与艺术学院,江西 南昌 330045)
钾素水平对油茶生长和结实的影响
游 璐,郭晓敏,李小梅,刘 卉,徐 猛,胡冬南*
(江西农业大学园林与艺术学院,江西 南昌 330045)
设置6个不同水平的钾肥处理,对油茶(Camellia oleifera)盛果期营养生长和结实情况进行跟踪调查,结果表明:钾素水平对油茶春梢长度、鲜果产量和叶绿度值的影响在短期内不显著,对春梢粗度、叶面积和鲜果出油率的影响达到了显著水平;所设6个钾素水平中,以K3(K2O 180 g/株)和K4(K2O 240 g/株)处理相对较佳,K3处理可使长林53产量比对照提高51.52%,鲜果出油率提高26.54%;而K4处理可使长林27产量提高139.90%,鲜果出油率提高25.64%。品系是影响油茶产量的重要原因,不同品系对钾素水平的响应也存在差异,在生产实践中养分管理宜分系经营。
油茶;钾素水平;生长;结实
油茶(Camellia o leifera)属山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)小灌木,是我国特有的木本食用油料树种,与油橄榄(Olea europaea)、油棕(Elaeis gui neensis)、椰子(Cocos nucifera)并称为世界四大木本油料植物,与乌桕(Sapium s ebiferum)、油桐(Vernicia fo rdii)和核桃(Juglans regi a)并称为我国四大木本油料植物。油茶广泛分布于我国南方的15个省(市、区)丘陵地区,而广西、湖南、江西、云南等分布最多[1]。目前有关油茶林地养分管理已经做了很多有成效的工作,但以往对油茶的研究往往集中在幼龄油茶的研究和低产林改造方面[2],随着大面积新造高产无性系油茶陆续进入挂果阶段,油茶林地对养分需求和获得养分的能力随着林分发育而发生很大改变[3],特别是对磷(P)和钾(K)的需求量在增加。对江西省油茶主产区土壤理化性状调查可知,油茶林地土层较厚,但层次不清晰、腐殖质少、土壤养分含量均比较低,尤其是P,其次是N(氮)、K,林地的保水保肥能力差[4]。江西大多数地方为红壤,K素很容易流失,而K素几乎直接或间接地参与了植物生长的每一个过程[5]。因此油茶林地K素的管理成为油茶高产养分管理不可忽略的因素。本研究在科学测土的基础上确定理论最佳氮肥和磷肥施入量,并在此基础上以不同钾肥水平为试验因素,在已进入到挂果期的油茶林中开展施肥效应研究,以探明钾肥的适宜施用量,为油茶高产高效生产提供科学依据。
试验基地设在江西省吉安市永丰县藤田绿海油脂有限公司油茶基地,地处中亚热带东部季风性湿润气候区,温暖湿润,日照充足,雨水充沛,结冰期短,无霜期长。年平均气温为18℃,年平均降水量为1 577.4 mm,年平均无霜期为278 d,平均有效积温为5 723.4℃,平均相对湿度为81%。林地地势平缓,土壤为花岗岩母质发育而成的红壤,土层厚度大于40 cm,土壤pH为4.4 ~ 5.7,土壤中铵态氮为5.4 mg/L,硝态氮为2.3 mg/L,有效磷为4.3 mg/L,有效钾为40.5 mg/L。
2.1 试验设计
本试验采用双因素有重复试验设计,以油茶品系为试验A因素,以不同施钾水平为试验B因素。在科学测土的基础上确定理论最佳氮肥和磷肥施入量,并在此基础上设置6个不同水平的钾肥处理,每个处理设计5个单株,重复3次,区组间、处理间设置隔离行和隔离株,株行距为2 m×3 m。肥料采用半月形沟施法,施肥从2010年10月开始,以后每年4月和10月底各施一次,各处理的施肥量及养分比见表1。试验油茶品系为“长林27”和“长林53”。
表1 钾肥系列试验施肥用量Table 1 Different level of K fertilizer g·株-1
2.2 试验材料与观测方法
本试验以2005年种植的“长林系列”油茶为对象。试验测定指标有春梢梢长、梢直径、叶绿度、单叶面积、产量和鲜果出油率。每年6月测定春梢梢长、梢直径、叶绿度及单叶面积;梢长测定在植株的4个方向分别取生长较好的顶梢,用直尺测量梢长,并取平均值;梢直径用游标卡尺测定已选取春梢的直径,并取其平均值;叶面积和叶绿度均为定点株上随机取样测定,在植株的四个方向取5片当年生叶片,叶面积用叶面积仪测定,叶绿度用SPAD-502型叶绿度仪测定,并取其平均值。油茶果实在10月中旬采集茶果,用电子秤测定产量。鲜果出油率用索式提取法进行测定。
3.1 不同钾素水平对油茶春梢生长指标的影响
3.1.1 不同钾素水平对油茶春梢叶绿度的影响 叶面的叶绿度值的大小可以用来衡量叶片中叶绿素含量的高低,可表明光合作用的强弱,另外还可以反映叶片养分特别是N素的含量情况。图1是2012年6月测得的2个参试品系的叶绿度值。从图1中可以看出,参与试验的2个油茶品系的叶绿度值存在较大差异,以“长林53”的叶绿度更高,说明不同油茶品系对养分的需求可能存在差异。
在6种不同钾肥处理下,其中K3处理(K2O 180 g/株)的油茶叶绿度相对较好。比较6个试验处理的叶绿度值可知,所有施K处理的叶绿度值均比不施K的对照组高,2个品系叶绿度值随着施钾量的增加,呈现出先增大而后减小的趋势,不同的是长林53增大的幅度比长林27更大。同时表明K5处理肥料用量过大,影响油茶叶绿度值。
对叶绿度值进行方差分析,结果如表2所示。从表2中可以看出,在不同的油茶品系之间叶绿度值存在极显著差异,6个钾素水平对油茶叶绿度有差异,差异接近显著水平。
表2 叶绿度值方差分析Table 2 ANOVA on SPAD values
3.1.2 不同钾素水平对油茶春梢长度的影响 春梢长度变化是直观反映油茶植株生长情况的生理指标,同时也能反映出土壤的肥力状况[6]。不同钾肥处理下的2个参试品系油茶的春梢梢长如图2所示。从图2中可以看出,不同油茶品系对肥料的响应存在差异,长林53春梢梢长明显大于长林27春梢梢长,且K1处理的2个品系春梢梢长均较好,各处理之间对2品系梢长影响差异性均不大。由此表明,不同钾肥用量对油茶春梢梢长生长的促进作用及影响并不明显。
图1 不同施钾处理后2个品系油茶叶面的叶绿度值Figure 1 SPAD values of two C. oleifera clones treated with different Potassium level
图2 不同施钾处理后2个品系油茶春梢长度Figure 2 Shoot length of two C. oleifera clones treated with different Potassium level
对油茶春梢梢长进行方差分析,结果如表3所示。不同油茶品系对春梢梢长存在极显著差异,而不同钾肥处理间春梢梢长的差异并不显著,进一步表明施用不同用量的钾肥对春梢梢长的影响并不大。
表3 春梢梢长方差分析Table 3 ANOVA on shoot length
表4 春梢直径方差分析Table 4 ANOVA on shoot diameter
3.1.3 不同钾素水平对油茶春梢直径的影响 不同施钾处理后2个品系油茶的春梢直径如图3所示。结果表明,施用K肥在一定的程度上有利于油茶春梢增粗,施肥组明显大于对照组,以 K3处理对油茶春梢的生长效果为最好,K5处理肥料用量过大,对油茶春梢直径生长有不良影响。且在 6种钾肥处理下,长林 27的梢直径要大于长林53的梢直径,说明品系在春梢直径的影响上往往起到了关键的作用。对梢直径进行方差分析,如表4所示。2个品系春梢直径的差异达到了显著水平,6个施钾处理对春梢直径的影响也达到了显著水平。因此,油茶春梢的粗度在受品系影响的同时,合理施用钾肥对春梢直径的生长也有很大的促进作用。
图3 不同施钾处理后2个品系油茶春梢梢直径Figure 3 Shoot diameter of two C. oleifera clones treated with different Potassium level
图4 不同施钾处理后2个品系油茶春梢叶面积Figure 4 Leaf area of two C. oleifera clones treated with diferent Potassium level
对不同钾素水平油茶梢直径生长的数据进行多重比较(LSD法),结果见表5。从表5中6个钾素水平之间比较可知,K3处理与其它各组之间存在明显差异,K0、K1、K5 3个施钾处理间的差异不明显。
3.1.4 不同钾素水平对油茶春梢叶面积的影响 叶片面积的大小对油茶的光合作用有一定的影响,叶面积越大,光合作用所获得的能量越多,就越能促进油茶的生长[7]。不同钾素水平对油茶春梢叶面积的影响如图4所示。2个参试品系相比,长林27油茶叶面积要明显大于长林53油茶叶面积,且2品系之间随着钾肥施量的增多油茶叶面积均呈现先增加后减小的趋势。在试验所设6个钾素水平中,以K3、K4处理相对较好,但又以K3处理为最佳,KK55处理对油茶春梢叶面积有不良影响;由此可见,施用的KK肥用量不宜过高,使用时必须注意适当配比和用量。以最佳处理KK33施肥水平对油茶叶面积增大的促进作用最大,而KK11、KK22、KK55处理对油茶叶面积增大无明显的促进作用。
表5 梢直径多重比较Table 5 Multiple comparisons on shoot diameter
对油茶叶面积进行方差分析,结果如表66所示。不同施钾处理对油茶叶面积的影响接近显著水平;不同品系对油茶叶面积的影响不大。
3.2 不同钾素水平对油茶结实的影响
3.2.1 不同钾素水平对油茶果实产量的影响不同钾素水平下油茶鲜果单株产量均值见表7。由表7可知,对于长林53而言,鲜果产量除K1外其它处理鲜果产量均大于对照组,以K3处理最佳,其次是K2处理,单株分别为4 084.47、3 878.67 g/株,分别比K0(2 695.75 g/株)提高了51.52%、43.88%;而对于长林27来说,除K5处理外其它处理鲜果产量均大于对照组,以K4处理最佳,其次是K2,单株分别为3 672.17、2 269 g/株,分别比K0(1 530.68 g/株)提高了139.90%、48.23%。因此,施KK33对长林5533的效果最好,而施KK44对长林2277的效果最好。从总体结果来看,所有试验组均比对照组单株产量有不同程度的提高,且长林5533的单株产量相对要高于长林2277单株产量。
表6 叶面积方差分析Table 6 Variance analysis of lea
表7 不同施钾处理后2个品系鲜果单株产量均值Table 7 Average fruit yield of two C. oleifera clones treated with different Potassium level
对油茶鲜果产量进行方差分析,如表 88。结果表明,不同品系对油茶果实产量有显著差异,不同钾肥水平的果实产量有差异,但是差异未达到显著水平。因此可以推测品系是影响鲜果产量的主要因素,但是合理施用钾肥对油茶的增产有一定的促进作用。
表8 鲜果单株产量均值方差分析Table 8 ANOVA on average fruit yield
3.2.2 不同钾素水平对油茶鲜果出油率的影响 不同钾素水平下鲜果出油率均值如表9。从表中可知6种处理下长林53鲜果出油率K3、K5处理分别比对照组K0提高了26.54%、19.66%;长林27的鲜果出油率K4、K3处理分别比对照组K0提高了25.64%、25.40%。因此通过对产量及出油率比较可分析得出,施用K3对长林53果实品质的效果最好,而对长林27来说施用K4效果最好。
不同钾素水平对油茶鲜果出油率方差分析见表10。不同品系对油茶鲜果出油率影响不显著,不同钾素水平对油茶鲜果出油率达到显著水平。由此可推出钾肥是影响油茶鲜果出油率的重要因素,合理的施钾量能促进油茶的油脂转化,并显著提高油茶的鲜果出油率。对油茶鲜果出油率进行多重比较(LSD法)结果表明,K3处理与其它各处理间存在极显著差异,K2、K4、K5处理在极显著水平上差异不显著,K0、K1差异也不显著。因此,K3处理是最优处理,能够明显提高油茶鲜果出油率。
表9 不同钾肥处理后2个品系鲜果出油率Table 9 Percent of oil production of two C. oleifera clones treated with different Potassium level %
表10 鲜果出油率方差分析Table 10 ANOVA on percent of oil production
本试验结果表明,施用钾肥对盛果期油茶的生长有良好的促进作用,对油茶的春梢长度、油茶产量、叶绿度值的影响在短期内不显著,但是对油茶叶面积、春梢粗度、鲜果出油率的影响却达到了显著水平。对于产量和鲜果出油率2个指标来说,品系因素是影响油茶产量的重要原因,而影响油茶鲜果出油率的因素是钾素水平。
对于油茶春梢生长来说,不同施钾处理表现明显不一样。在各处理中,以K3处理为最佳,对油茶的叶片叶绿度、叶面积、春梢粗度及鲜果出油率有明显的促进作用。K5处理对油茶的施钾量最多,但对油茶的春梢生长促进作用却不大,因此油茶林地不是施肥量越大越好,施肥过量或不足对油茶光合性能和产量影响均不利,不能达到改善树体营养状况、增产增收的目的[8]。同时过多施肥还造成油茶林地的环境污染和不必要的浪费。
从2个品系的对比来说,油茶叶片叶绿度差异达到极显著水平,其它各项指标也达到或接近显著水平。长式53在油茶叶绿度、春梢长度和果实品质方面均要优于长林27,而长林27的春梢粗度和叶面积要大于长林53。而对于油茶产量及鲜果出油率来说,不同品系之间K3对长林53表现最优,而K4对长林27的表现最优。
总体而言,油茶盛果期对肥料的需求量是十分迫切的,优良无性系林每年挂果量多,对各种营养元素的需求量也大,所以要使优良无性系达到丰产栽培,施肥是必不可少的措施之一[9]。但在油茶的培育过程中,油茶品种即遗传因子的影响是最大的,往往起决定作用[10]。本试验结果也证明了上述观点,说明在油茶生产中,良种是实现高产、高效的基础,而施钾是促进油茶增产增收的重要手段。因此,在今后的林地管理中,K肥管理应引起高度重视,根据品系差异,分类经营,针对不同品系施入有效钾肥量。但因各林地经营状况及养分含量差异,具体施肥量应结合实际情况而定。
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Effect of Different Potassium Level on Growth and Fruit Yield of Camellia oleifera
YOU Lu,GUO Xiao-min,LI Xiao-mei,LIU Hui,XU Meng,HU Dong-nan*
(College of Landscape Architecture and Art, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China)
Experiments were conducted on different amount of potassium in Camellia oleifera stand in the main producing region in Jiangxi province. Two years of continuous investigation on vegetative growth and fruiting showed that both the K3 (K2O 180g/tree) and K4 (K2O 240g/tree) treatment had better effect. Fruit yield and percent of oil production increased by 51.52% and 26.54% in Changlin 53 series of treatment K3, while 139.90% and 25.64%n in Changlin 27 series of treatment K4. The result indicated that clone had major effect on fruit yield.
Camellia oleifera; potassium level; growth; fruit yield
S714.6
A
1001-3776(2014)05-0037-06
2013-12-29;
2014-05-14
国家自然科学基金项目(31260194);国际植物营养研究所(IPNI)项目(Jiangxi-29)
游璐(1991-),女,江西宜丰人,硕士研究生,从事经济林研究;*通讯作者。