土壤养分与板栗结实性状的逐步回归分析

余榕然

(将乐县林业局，福建 三明 353300)

土壤养分与板栗结实性状的逐步回归分析

余榕然

(将乐县林业局，福建 三明 353300)

本文对三明市将乐县5个样地板栗林的结实性状和供试土壤养分进行研究，采用逐步回归分析方法探讨了土壤养分与板栗果实结实性状之间的关系，旨在找出影响板栗果实品质的主要土壤因子。结果表明，5个样地土壤养分和结实性状变异存在较大相关性，有机质、全N、水解N、全K、有效P和果高、果宽和籽粒数的差异性达到了显著相关性水平。同时，板栗的结实性状与土壤养分存在较大和较复杂的相关性，N、P、K、有机质对不同结实性状起大小不一的正负效应，速效K是影响板栗结实性状的首要指标，水解N和全N次之，有机质和全P影响较小。

板栗；土壤养分；结实性状；逐步回归分析

板栗（Castanea mollissima），原产我国，是我国最早栽培利用、具有极高经济价值的经济树种，以抗病能力强、栗实含糖高、糯性强和涩皮易剥离等特点深受国内外消费者喜爱，素有“木本粮食”之称[1]，分布地域广，品种资源多[2-3]。北起辽宁的凤城（约在40° 30′N），南至海南岛（约在18°30′N），最低海拔不足50 m的沿海平原和最高海拔2 800 m的云贵高原均有种植[4-5]。虽然板栗分布区域性强，但是不同产地板栗生长情况不一致，产量和质量差异也相对较大，给板栗大面积推广栽种造成了极大的困难。在板栗生产实践中，管理粗放，重栽培轻管理，丰产栽培技术不配套等原因导致板栗应有的生产潜力没有得到充分发挥，其中盲目施肥、树体营养失调是制约板栗产量提高和品质改善的重要因素。

土壤养分状况和板栗不同生长时期的养分需求与施肥量密切相关，不仅是决定板栗品质好坏的重要因素，又是生产中较易控制的因子。据此，本文通过对三明市将乐县5个样地的板栗林抽样调查，采用逐步回归分析方法，比较研究不同样地的土壤养分状况与结实性状的相关性，找出影响板栗结实性状的主要土壤因子，为板栗定向培育、提高果实品质和板栗生产实践中优质种源育种和高效栽培提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 调查区概况

试验地位于将乐县，117°16′50″E，26°33′21″N，属亚热带季风气候区，温和湿润，雨量充沛，冬寒期短，无霜期227～269 d。年平均气温18.4℃，降雨量1 600～1 900 mm，日照时间1 761.1 h，相对湿度81%。试验所选的5个成熟板栗林样地分别为：将乐国有林场（明头山工区，61林班5大班5小班）、将乐楼杉国有林场（楼杉工区，51林班4大班3班）、将乐邓坊国有林场（琵琶丘工区，47林班1大班5小班）、将乐县古镛镇文曲村（13林班12大班8小班）、将乐县万安镇寺许村（29林班6大班2小班）。

1.2 材料与样品采集

土样采集：于2012年10月初对土壤样品进行采集，综合考虑不同板栗林地立地条件等因素，采用蛇形采样法多点取样。采集0～40 cm土层，每个土样为5～8个采集点的混合土样，用四分法取适量于样品袋中带回实验室，立即风干，除去植物根系、石块等，研磨、过筛、贮存备用。

果样采集：试验样地采用相对一致的管理措施，板栗均为来自同一种源的7年生嫁接树。于2012年9中旬至10月上旬板栗生理成熟期采集，分别在土壤取样树树冠四个方位随机采集果实饱满、无病虫害，色泽正常的样品50个。

1.3 试验方法

土壤养分测定：水解性N用碱解——扩散法；全N用半微量凯氏定N法；有效P用盐酸——硫酸浸提法；全P用碱熔——钼锑抗比色法；速效K用乙酸铵浸提——原子光谱吸收法；全K用NaOH熔融——原子光谱吸收法[6]；有机质用重铬酸K容量法——稀释热法[7]。

果实采回后用游标卡尺测量果高、果宽。果形指数=果高/果宽，果形指数是0.60～0.79为扁圆形，0.80～0.89为圆形或近圆形，0.90～0.99为椭圆形或圆锥形，1.00以上为长圆形。

1.4 数据处理方法

用DPS 7.5数据处理系统对板栗结实性状差异及土壤养分状况进行统计分析，对结实性状与土壤养分的相关性进行逐步回归分析。

2 结果与分析

2.1 不同采样点土壤养分分布差异性

表1 土壤养分的统计和差异性分析 >/（mg·kg-1）

土壤中的N、P、K及有机质的含量与树体生长、产量增加和品质生长提高密切相关，土壤物理性状通过影响根系活力来影响树体对养分的吸收[8]。由表1可知，5个样地的全N含量集中于1 089.75～1 932.80 mg/kg，变异系数为23.77%。水解性N含量集中在98.76～188.68 mg/kg之间，变异系数为28.55%，总体处于中低水平。5个样地土壤的全K含量在6 338.42～30 079.45 mg/kg之间，变异系数为55.37%，变化程度较大。速效K含量在3.38～8.91 mg/kg之间，变异幅度为36.18%。5个板栗样地的土壤全P含量处于68.16～183.59 mg/kg之间，变异系数为48.27%，土壤严重缺P。土壤中有效P含量的变化范围在1.04～10.47 mg/kg之间，其中4个样地的含量低于10.00 mg/kg，属严重缺乏，有效P较其他土壤养分变异幅度最大，变异系数为70.72%。不同样地的有机质含量变化差异较大，变异系数为32.78%，变化范围在13 184～29 776 mg/kg之间，含量总体处在中等水平。由方差分析结果可知，5个样地间养分元素存在较大变异。除速效K和全P以外，有机质、全N、水解N、全K、有效P在5个样地间为极显著差异。

2.2 板栗果实结实性状差异

表2 不同样地板栗结实性状多重比较结果

对5个样地板栗的结实性状进行方差分析和多重比较的结果见表2。板栗结实性状在不同样地存在显著差异，变异系数在6.99%～33.28%的范围内，籽粒数的变异系数最大，果径、果宽、单果籽粒数在地区间差异达到极显著水平。其中，果高的最大值为3.98 cm，最小值为3.27 cm，样地1与样地2和样地5的差异性达到了极显著水平，与样地3和样地4的差异性为显著水平；果宽的最大值为样地1（3.93 cm），最小值为样地5（3.19 cm），样地1、样地3与样地5的差异性为极显著水平；果形指数的最大值为样地3（1.03），为长圆形，最小值的样地4（0.96）为扁圆形，样地2与样地3的差异性为显著水平；样地1和其他4个样地的单果籽粒数的差异性达到了极显著水平，平均单果籽粒数的最大值为样地5（3.35个），最小值为样地2（1.58个）。

2.3 土壤养分与板栗果实结实性状的影响分析

表3 土壤养分与板栗结实性状之间的相关性分析

2.3.1 土壤养分与板栗结实性状的相关分析

由相关性分析（表3）可知，水解性N与果宽、果高为显著负相关，水解性N对板栗的大小起抑制作用；结实性状之间也存在非常明显的相关性，果宽、果高和籽粒数为显著正相关，其中果高与籽粒数为极显著正相关，即果宽和果高越大，板栗果实的个头越大，板栗单果中籽粒数会增加。果宽是果实形态中最重要的指标，与果高、籽数存在极显著正相关关系，与果形指数呈极显著负相关关系[9]。在板栗优株初选过程中，可根据板栗的结实性状来做初步的判断，减少工作量，为进一步板栗果实外部形态研究以及果实外部形态特征与产量及营养成分的相关性的研究提供了参考价值。

由上述分析，板栗果实结实性状之间相关极高，受土壤养分影响是较为复杂的。将影响板栗果实品质的土壤养分元素与果实性状进行逐步回归分析，剔除对果实结实性状影响较小的因子，得到影响板栗果实品质的主要土壤养分因子及回归方程，并进行F检验，从而分析土壤养分与板栗果实结实性状的影响关系。选择的土壤养分因子分别为：X1，全N；X2，水解N；X3，全P；X4，有效P；X5，全K；X6，速效K；X7，有机质。因变量Y代表回归方程对应的板栗果实结实性状：果宽、果高、果形指数、单果籽粒数。

2.3.2 土壤养分与板栗果实结实性状的逐步相关分析

（1）土壤养分与板栗果宽的逐步回归分析

通过上述几个土壤养分因子对板栗的果宽进行逐步回归分析，经过因子筛选后，得到回归方程：

显著性检验F值为7.142，P值为0.035 5，达到显著水平，调整后的相关系数R为0.778 2，偏相关系数r和通径系数均为-0.839 2。从方程（1）可得，板栗果宽与速效K成负相关，速效K含量的变化对果宽的影响较大。调整后的相关系数R为0.778 2，拟合程度不高，速效K不是影响果宽的直接因素。果实膨大期对K的需求量多，而K元素能促进果实的膨大是间接作用的结果。结果表明：随速效K含量的增加对果实横向生长起抑制作用，促进果实膨大效果不显著。

（2）土壤养分与板栗果高的逐步回归分析

根据养分对板栗果高的影响进行逐步回归分析，得到下列回归方程：

显著性F值为61.409 5，P值为0.016，达到显著水平。调整后的相关系数R为0.983 8，偏相关系数分别为：r（y，X2）=-0.991，r（y，X7）=0.958

方程（2）表明，水解N、有机质对板栗果高影响较大，其中水解N与板栗果高成强负相关，有机质成强正相关。

通径分析结果表明，水解N对板栗果高的作用最重要（q2=-0.945 8），其次是有机质（q7=0.425 7），与偏相关分析结果一致。分析间接通径系数q2→q7→y=0.048 5，说明水解N的增加会使有机质的增加，又会使得果高值增加，但效果不明显。有机质增加会影响水解N含量下降q7→q2→y=-0.107 8，从而使果高值变小。有机质与水解N之间的矛盾应重视。提高板栗果高需重视有机肥与N肥的合理搭配。合理增施有机肥有利于果实的膨大，但过多施用则会使果高值降低。只强调施用N肥而减少有机肥的含量也不利于果实的纵向生长。水解性N与果高成负相关的原因可能是N含量过多导致徒长，对果实有害无益，出现果实发育停滞。在一定程度上，N肥含量与果高成正相关，超过一定限度后呈负相关。

（3）土壤养分与果形指数的逐回归分析

对板栗果形指数进行土壤养分因子的多元线性回归分析，经因子筛选后只剩下X1一个因子，其回归方程是：

显著性F值为4.913 9，P值为0.013，达到显著水平。调整后的相关系数是0.703 2。偏相关系数r（y，X1）和通径系数均为-0.788。可见，果形指数与全N成弱负相关关系，即全N含量增加果形指数随之减小。果形指数与果高成正相关，从方程（2）可知果高与水解N成负相关，因此，土壤中的N含量主要通过影响果实果高来影响果形指数，但全N不是影响果形指数的主要因子。

（4）土壤养分与单果籽粒数的逐步回归分析

板栗果实单果籽粒数与土壤养分进行逐步回归分析，得到回归方程：

显著性F值是2.050 1，P值为0.024 7，达到显著水平。调整后的相关系数R为0.456，偏相关系数和通径因子系数均为-0.637。速效K是影响单果籽粒数的主要因子，两者之间为负相关关系，即提高速效K含量会降低板栗的籽粒数。调整系数为0.456，说明速效K不是影响板栗单果籽粒数的关键因子。

3 结论与讨论

（1）对供试的板栗结实性状和土壤养分进行统计和差异分析，5个样地土壤养分和结实性状存在较大变异，有机质、全N、水解N、全K、有效P、果高、果宽和籽粒数的差异性达到了显著性水平。除有机质外，5个样地土壤养分含量相对较低，尤其是N、P元素严重缺乏。由于板栗属于高锰植物，喜微酸性土壤，而酸性土壤抑制了有效P的释放，因此样地间普遍P含量水平低，所以各地区的差异性不显著，表明地区差异对P含量的影响不大。有研究指出，土壤有机质含量高低与所处的气候条件有关，高温高湿的气候条件加快有机质的分解[10]。福建为亚热带海洋性季风气候，冬暖夏凉，因此绝大部分土壤有机质含量均处于中等偏上水平。干旱或水分过多也会限制土壤微生物的活动能力，从而降低有机质的分解[11]。板栗结实性状的变异情况在样地间有不同的变异系数，样地1和样地3变异幅度较大，其次是样地2，样地4和样地5相对较低。

（2）通过相关性分析，有机质与N含量变化一定程度上成正相关，土壤供N能力与土壤有机质密切相关，提高土壤有机质能有效增强土壤的供N能力[12]。水解性N对板栗的大小起抑制作用，板栗果实的个头越大，板栗单果中籽粒数会增加，果宽与果高、籽粒数存在极显著正相关关系，与果形指数呈极显著负相关关系。因此，板栗的结实性状之间以及与土壤养分存在较大和较复杂的相关性。

（3）对板栗的结实性状与土壤养分进行逐步回归分析表明，土壤养分含量与板栗结实性状密切相关。速效K是影响结实性状最重要营养元素，其次是全N和水解N，全P和有机质在一定程度上也会影响其结实性状。在板栗生产实践中，为提高板栗品质，无机肥料和有机肥料应综合利用，N、P、K肥之间的比例需合理搭配。过多单一肥料，造成养分的比例失衡，不但果实品质提高效果不佳甚至会导致品质下降。

（致谢：感谢福建省林业科学研究所对采集土壤样品进行养分分析。）

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（责任编辑：杨婷婷）

Stepwise Regression Analysis on the Soil Nutrients and Fruiting Characters of Castanea mollissima

YU Rongran
(Forestry Bureau of Jiangle County,Sanming 353300,FuJian,China)

This paper studied the fruiting characters of the Castanea mollissima plantations in 5 sample plots in Jiangle County,Sanming and the soil nutrients in the plots.Stepwise regression analysis was adopted to explore the correlation between the soil nutrients and the chestnut fruiting characters with the aim of finding out the major soil factors affecting chestnut fruit qualities.The results showed that there were significant correlation between the soil nutrients and the fruiting character variations,and organic matter,total nitrogen,hydrolyzable nitrogen,total potassium and available phosphorus were significantly correlated with the fruit height,fruit width and seed number in a fruit.Meanwhile,there were significant and complicated correlation between the chestnut fruiting characters and the soil nutrients and N,P,K and organic matter had mixed positive or negative effects on the fruiting characters,of which available potassium was the leading indicator,followed by hydrolyzable nitrogen and total nitrogen while organic matter and total phosphate had the least effects.

Castanea mollissima;Soil nutrients;Fruiting characters;Stepwise regression analysis

S664.2

A

2095-0152（2015）04-0019-05

2015-06-20

2015-08-10

余榕然(1973- )，男，工程师，从事森林培育、保护利用研究。E-mail:1985150249@qq.com