不同树龄麻疯树生长性状及养分状况比较研究

韦冬萍，韦剑锋，胡桂娟，吴炫柯，胡江如

（1.广西科技大学 鹿山学院，广西 柳州 545616；2.柳州市农业气象试验站，广西 柳州 545003）

不同树龄麻疯树生长性状及养分状况比较研究

韦冬萍1，韦剑锋1，胡桂娟1，吴炫柯2，胡江如1

（1.广西科技大学 鹿山学院，广西 柳州 545616；2.柳州市农业气象试验站，广西 柳州 545003）

通过研究麻疯树生长规律和营养特性，为其科学栽培提供理论依据。采集大田生长的4、16、28、40月龄麻疯树FD-8号植株，测定和比较其生长性状及氮、磷、钾含量和积累量。结果表明：（1）随着树龄的增加，地径、茎枝总长、根干物质、茎枝干物质及总干物质年净增长量先增而后减，其中均以28月龄的最大；株高年净增长量持续下降。（2）不同树龄叶的氮、磷及钾含量均为根或茎枝的1.5倍以上；随树龄的增加，各器官磷含量呈上升趋势，氮和钾含量呈下降趋势，其中4月龄与40月龄的差异均达显著水平。（3）各器官氮、磷及钾积累量大小顺序在4、16月龄均为叶＞茎枝＞根，此后磷和钾积累量为茎枝＞叶＞根；随树龄的增加，植株氮和钾积累总量先增而后减，其中均以28月龄的最大，磷积累总量则显著增加。（4）在幼树生长期，植株养分积累量大小顺序为K2O＞N＞P2O5，开花挂果后为K2O＞ P2O5＞ N。分析表明，不同树龄麻疯树各器官生长和营养性状变化较大。

麻疯树；生长性状；氮；磷；钾

麻疯树Jatropha curcas为多年生落叶灌木或小乔木，是一种多用途速生树种，其树皮、叶及果实可入药或作为农药原料使用，其种子是生产生物柴油的良好原料，因此被世界粮农组织列为可再生能源树种[1-3]。近年来，我国麻疯树开发利用研究工作取得了一定进展，一些地区进行了规模化种植[2]；但是，我国麻疯树栽培技术研究较为滞后，结果大面积种植后经营管理粗放、种子产量低、收入少，影响了其产业的发展[2-5]。而掌握作物生长习性和养分需求特性是制定其合理栽培管理措施尤其是水肥调控的重要依据[3-4,6-10]。目前，有关麻疯树植株生长特性[9-11]、幼苗养分状况[10]及个别器官养分含量或分布特征[3-4]的部分研究已有报道。如丁蕾等[9]根据麻疯树在播种当年的生长动态认为，1年生苗木可划分为苗期、生长初期、速生期及生长后期4个生长阶段，其中7—9月是地径和苗高生长主要时期，但不同种源苗木各生长期出现的时间不一致。韦冬萍等[10-13]研究发现，麻疯树苗木形态特征的形成和生长发育受遗传特性和环境因素共同影响，其中立地环境中的气温、光照及土壤中的水分、养分等条件显著影响苗木生长量和生育期。苏利荣等[3]认为，挂果期麻疯树叶片营养元素含量大小为K2O＞N＞Ca＞ Mg＞P2O5＞Mn＞Fe＞Zn＞B＞Cu，其中N、K2O、Ca、Mn、Fe、Zn、B元素含量受施肥影响比较大，P2O5、Mg、Cu受施肥影响比较小，养分元素间有协同或拮抗作用。王秀荣等[4]认为，盛花期麻疯树花及叶片中N、P、K 含量大小为N＞K＞P，合理的N∶P∶K比例约为9∶1∶5，且高含量的P有利于花和花序的形成，高含量的Zn、Fe有助于雌花的建成，同时各元素间的增效或拮抗作用多在元素含量过高或过低的极限才表现得较为突出。可见，有关麻疯树某一器官或植株中氮、磷及钾养分含量比例关系或大小顺序的结论不尽相同，有关麻疯树整个植株对各营养元素尤其是氮、磷及钾吸收与积累的研究鲜见报道[3-4,10]。笔者连续4年在同一月份（茎叶生长旺盛期）测定分析不同树龄麻疯树各器官生长性状和氮、磷及钾含量，了解植株中氮、磷及钾的比例关系，为其科学栽培尤其是施肥管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2012年4月至2015年8月在广西柳州市鹿寨县江口乡进行。供试土壤表层为粘质砂壤土，深层为粘质黄壤，前茬连续多年种植蔬菜，耕层0～30 cm土壤pH值为6.8，有机质含量为18.35 g/kg，全氮含量为1.10 g/kg，全磷含量为1.03 g/kg，全钾含量为2.21 g/kg，碱解氮为84.56 mg/kg，有效磷为67.28 mg/kg，速效钾为110.60 mg/kg。供试麻疯树品种为FD-8，种子购自广西南宁富民达生物能源科技有限公司。

1.2 麻疯树种植与管理

2012年3月下旬在种植地按行距2.0 m、株距1.8 m，挖深30 cm、直径50 cm栽培穴，然后边覆土边施入腐熟农家肥1.0 kg/穴和复合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）0.1 kg/穴，且覆土至填平穴坑。

2012年4月25日，选用上年成熟采收的粒大、饱满、种壳完整、种皮平滑的麻疯树种子，播种前用清水浸泡5 h后，在水中反复搓洗，然后捞出备用。播种时在栽培穴表土挖深约4 cm、宽约6 cm小穴，每穴放种6粒，然后用细土完全覆盖小穴，并淋水至表土湿透。出苗稳定后进行定苗，每栽培穴留苗1株。此后，除种植地出现杂草蔓生时用割草机除草外，不再追肥或进行其他管理。

1.3 取 样

试验期间，每年8月中旬（麻疯树茎叶生长旺盛期）挖取植株6株用于测定各项指标。挖取植株时，将植株基部四周35 cm范围、深30 cm的土壤连同根系一同挖出，然后用自来水将根系和植株附着的泥土冲洗干净。

1.4 项目测定与方法

每年取得植株后，调查地径、株高、茎枝总长、叶片颜色及开花和挂果性状；将植株的根、茎枝、叶分别洗净、烘干、称质量、粉碎，然后委托农业部甘蔗品质监督检验测试中心（南宁）按农业标准NY/T2419—2013、NY/T2420—2013、NY/T2421—2013分别测全氮、全磷（P2O5）及全钾（K2O）含量，并计算全氮、全磷（P2O5）及全钾（K2O）积累量。应用Excel2003和SPSS18.0软件进行数据处理和统计分析，应用Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同树龄麻疯树生长性状

表1显示，随树龄的增加，地径及茎枝总长显著增加，但两者的年净增长量先增加而后下降，其中均以28月的净增长量最大，分别比16月的增加2.16 cm和4.35 m；株高持续增加，但40月与28月的差异不显著，且年净增高量持续下降。在干物质积累方面，不同树龄各器官干物质积累量大小顺序不一致，其中4月、16月及28月的表现为茎枝＞叶＞根，40月的表现为茎枝＞根＞叶；随树龄的增加，根干物质积累量、茎枝干物质积累量及干物质积累总量显著增加，但三者的年净积累量先增加而后下降，其中均以28月的净积累量最大，分别比16月的增加107.59、408.65、614.89 g/株；叶干物质积累量先增而后减，其中以28月的最高，比40月的多34.18 g/株，两者的差异达显著水平。从叶片颜色看，随树龄的增加，叶片由浓绿色逐渐转变为黄绿色。从生殖生长看，麻疯树播种后第3年开始开花并逐渐转入挂果期。可见，麻疯树播种后第3年植株营养生长尤其是叶片生长明显减缓，而生殖生长开始。

表1 不同树龄麻疯树生长性状†Table 1 The growth feature of Jatropha curcas at different ages

2.2 不同树龄麻疯树养分含量

表2显示，不同树龄各器官氮含量大小顺序存在明显差异，其中4月和40月的表现为叶＞根＞茎枝，16月和28月的表现为叶＞茎枝＞根，且叶的氮含量分别为根和茎枝的2.8～4.5倍和3.5～5.5倍；随树龄的增加，根、茎枝及叶的氮含量显著下降，其中均以40月的最低，分别比4月的下降4.56、3.68、7.44 g/kg。不同树龄各器官磷含量大小顺序为叶＞茎枝＞根，其中叶的磷量分别为根和茎枝的1.7～3.9倍和1.4～2.3倍；随树龄的增加，根、茎枝及叶的磷含量持续增加，其中均以40月的最高，分别比4月的增加0.55、2.63、9.38 g/kg，两者的差异均达显著水平。不同树龄各器官钾含量大小顺序不一致，其中4月的表现为叶＞根＞茎枝，此后表现为叶＞茎枝＞根，且叶的钾含量分别为根和茎枝的1.5～3.3倍和1.6～2.7倍；随树龄的增加，根、茎枝及叶的钾含量持续下降，其中均以40月的最低，分别比4月的下降8.53、5.36、3.61 g/kg，两者的差异均达显著水平。可见，随树龄的增加，麻疯树的氮含量和钾含量呈下降趋势，磷含量呈上升趋势，但叶的氮、磷及钾含量一直大于根和茎枝。

表2 不同树龄麻疯树各器官氮、磷及钾含量Table 2 The N, P and K content in each organ of Jatropha curcasat different ages (g/kg)

2.3 不同树龄麻疯树养分积累

表3显示，不同树龄各器官氮积累量大小顺序为叶＞茎枝＞根，三者分别占氮积累总量比例的52.34%～73.18%、21.79%～34.57%、5.03%～13.09%，但随树龄的增加，叶的氮积累量比例呈明显下降趋势，根和茎枝的氮积累量比例呈明显上升趋势；随树龄的增加，根的氮积累量显著增加，但年净积累量先增而后减，其中以28月的净积累量最大，比16月的增加0.36 g/株，茎枝、叶氮积累量及氮积累总量先增而后减，其中均以28月的积累量最高，分别比40月的多0.30、0.90、1.11 g/株，树龄间的差异均达显著水平。可见，麻疯树吸收的氮养分绝大部分供给地上部分尤其是叶片生长利用。

不同树龄各器官磷积累量大小顺序表现出一定差异（见表3）。其中，4～16月表现为叶＞茎枝＞根，三者分别占磷积累总量比例的54.24%～57.47%、33.33%～38.98%、6.78%～9.20%，此后表现为茎枝＞叶＞根，三者分别占磷积累总量比例的53.14%～55.24%、34.95%～38.52%、8.33%～9.82%，但随树龄的增加，叶的磷积累量比例总体呈明显下降趋势，茎枝的磷积累量比例总体呈明显上升趋势，而根的磷积累量比例变化无规律；随树龄的增加，根、茎枝、叶的磷积累量及磷积累总量显著增加，但年净积累量均先增后减，其中均以28月的净积累量最大，分别比16月的增加0.37、2.80、1.45、4.62 g/株。可见，麻疯树吸收的磷养分主要供地上部分生长利用，其中4～16月大部分供给叶片生长利用，此后大部分供给茎枝生长利用。

表3 不同树龄麻疯树各器官氮、磷及钾积累量Table 3 The N, P and K accumulation in each organ of Jatropha curcas at different ages (g/株)

不同树龄各器官钾积累量大小顺序不同（见表3）。其中，4～16月表现为叶＞茎枝＞根，三者分别占钾积累总量比例的51.29%～58.80%、34.26%～35.60%、6.94%～13.11%，此后表现为茎枝＞叶＞根，三者分别占钾积累总量比例的50.63%～52.85%、35.48%～37.03%、11.67%～12.34%，但随树龄的增加，叶的钾积累量比例总体呈下降趋势，茎枝的钾积累量比例总体呈上升趋势，而根的钾积累量比例变化无规律；根、茎枝、叶的钾积累量及钾积累总量随树龄的增加先增而后减，其中以28月的最高，分别比40月的多0.19、1.32、0.62、2.13 g/株，树龄间的差异均达显著水平。可见，麻疯树吸收的钾养分在4～16月大部分供给叶片生长利用，此后大部分供给茎枝生长利用。

2.4 不同树龄麻疯树养分积累比例

表4显示，随树龄的增加，根、茎枝、叶及养分总量中磷养分的比例持续明显增大，其中在4～16月，各器官磷养分比例均小于氮，为氮的0.3～0.9倍；此后，茎枝中磷养分比例明显大于氮，为氮的1.6～2.4倍；至40月，根和养分总量中磷养分比例也大于氮，为氮的1.1～1.5倍，叶中磷养分比例与氮的持平。根、茎枝中钾养分比例随树龄的增加先上升后下降，其中根、茎枝中钾养分比例最高值分别出现在16月、28月，为氮的2.5倍和2.8倍；叶和养分总量中钾养分比例随树龄的增加呈上升趋势。在各调查期，各器官中钾养分比例均大于磷，为磷的1.1～4.2倍；除个别调查期（4月和16月）叶中钾养分比例与氮的持平外，其他钾养分比例均大于氮，为氮的1.1～2.8倍。说明麻疯树在幼树生长期需要钾养分较多，其次是氮养分；而开花挂果后需要钾养分较多，其次是磷养分。因此生产中需重施钾肥，适时配施氮肥和磷肥，以满足其不同生长阶段对氮、磷及钾养分的需求。

表4 不同树龄麻疯树各器官氮、磷及钾积累量比例†Table 4 The ratio of N, P and K accumulation in each organ of Jatropha curcas at different ages

3 小结与讨论

麻疯树是一个地区性树种，其生长发育与其品种遗传特性、立地气候条件、土壤环境条件等密切相关，当土壤水肥供给充裕时，麻疯树表现出速生和早挂果的特性[2,11]。本研究表明，麻疯树播种后第3年进入了生殖生长期，这略快于自然生长条件下的生育进程[2]，但滞后于土壤水肥较好条件下生育进程2～3 a[11]。这进一步说明栽培条件对麻疯树生长发育影响较大。研究也发现，麻疯树播种后16～28月植株性状和干物质积累表现出极为明显的快速增长特性，其原因是2013年冬季嫩枝受冷冻灾害后使失去了顶端优势[13]，引起第2年侧枝大量萌发和生长。这也说明，冬季适当摘顶有利于促进麻疯树茎枝萌发生长。此外，麻疯树播种后28～40月生长明显减慢，叶片生长甚至衰退。这一方面可能是麻疯树连续多年吸收土壤养分后，土壤养分被大量消耗，从而引起土壤养分含量下降，当土壤养分含量下降到一定程度时，植株生长受到抑制；另一方面可能是麻疯树进入生殖生长后，生殖生长与营养生长竞争养分，从而抑制茎叶生长。但具体机理需从土壤养分含量、生殖生长性状与植株生长性状的相关性进行研究。

植物正常生长离不开各种营养元素，但由于树种、生长阶段或生长部位不同，对每种元素的需要量有差异，也就有了不同元素含量的变化规律[6-7,14]。苏丽荣等[3]研究发现，年周期内随生育进程的推进，麻疯树叶片N含量呈下降趋势，P2O5含量先下降而后上升，K2O含量呈“M”型变化。本研究表明，随树龄的增加，麻疯树各器官氮含量和钾含量呈下降趋势，磷含量呈上升趋势，结果与前人[3]研究结果不完全相同。这可能是栽培品种、水肥条件、取样部位、取样时间及树龄不相同的缘故。其中本研究采集的是不同年份植株各器官的全部组织，而前人[3]仅采集周年内不同月份的部分成熟叶片，而对于其他品种或其他栽培条件下不同树龄麻疯树各器官氮、磷及钾含量变化是否存在差异有待研究。研究也发现，不同树龄麻疯树叶片氮、磷及钾含量均大于茎枝和根的，与其他作物的相似[7-8]。究其原因，可能是植物叶片光合作用需要叶片具有较高养分浓度的缘故[15]。这也说明麻疯树叶片在与根、茎枝的养分竞争中具有明显优势。

植物生长发育过程中要连续不断地从外界吸收养分，以满足生命活动的需要[8]。本研究表明，随树龄的增加，麻疯树茎枝、叶的氮积累量和氮积累总量及各器官钾积累量呈先增加而后减少的趋势，各器官磷积累量则持续增加。出现这一差异，可能与麻疯树在不同生长阶段对土壤中的氮、磷及钾吸收与利用能力不同有关。在麻疯树幼树生长期，植株吸收氮和钾较多，而吸收磷较少，土壤库中氮和钾减少较快，当麻疯树快速生长后，植株从土壤获得的氮和钾养分较为有限，难以满足其快速生长需要，植株为了维持基本代谢活动就再分配和转移积累在茎枝中的养分供叶片生长使用，而每年叶片全部凋落带走相当一部分养分，从而引起植株氮和钾积累量下降。但具体机理需从土壤养分含量变化、植株养分积累数量及每年叶片凋落带走的养分数量关系进行研究。同时，结合植株生长性状看，麻疯树生长发育对植株氮、钾养分数量的减少有着较强的反应，因此其生长过程中需适当追肥，以满足其正常生长对养分的需求。

氮、磷及钾在植物吸收利用过程中相互影响，三要素的比例，往往直接决定着树木的生长状况[4,16]。有研究认为，麻疯树幼苗中营养元素含量和积累量表现为K2O＞ P2O5＞N[10]；也有研究认为，麻疯树挂果后叶片营养元素含量高低顺序为K2O＞N＞P2O5[3]；王秀荣等[4]认为麻疯树盛花期叶片、雌花、雄花及花序营养元素含量大小为N＞K2O＞P2O5。本研究中，麻疯树同一器官氮、磷及钾积累量在不同生长阶段大小顺序不同，但总的趋势表现为在幼树生长期K2O＞N＞P2O5，开花挂果后K2O＞P2O5＞N，这与前人研究结果不完全相同[3-4,10]，其原因可能是品种、树龄、种植环境尤其是土壤养分条件不一样的缘故。另外，本研究是在单一品种和粗放管理尤其是未追肥条件下得出的结果，对于不同品种、不同地域和不同管理水平的麻疯树而言，可能不具有统一性。因此，今后需对不同栽培条件下不同生长阶段麻疯树养分状况深入研究，以更全面了解其养分需求特性，为其科学施肥和树体营养管理提供更确切依据。

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Comparison of growth character and nutrient status in different agingJatropha curcas

WEI Dongping1, WEI Jianfeng1, HU Guijuan1, WU Xuanke2, HU Jiangru1
(1. Lushan College of Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou 545616, Guangxi, China;2.Agro-meteorological Experiment Station of Liuzhou, Liuzhou 545003, Guangxi, China)

The growth dynamics and nutritious characteristics of plant were studied in order to provide scientific basis for cultivation inJatropha curcasL.. Plant samples at different age (4, 16, 28 and 40 months) were collected fromJatropha curcascultivar FD-8 which planting in field, and their content and accumulation of N, P, K and growth feature were determined and compared. The results showed that the net increase per year of ground diameter, branches length, root dry matter, branches dry matter and total dry matter decreased after increased firstly with the increase of tree age and peaked at 28 months, while the net increase per year of plant height continue to fall. The content of N, P and K in leaves were more than roots or branches by 1.5 times at different tree age.With the increase of tree age,the content of N and K in each organ decreased, but the content of P in each organ increased, and their appeared significant difference（P＜ 0. 05）between 4 and 40 months aging. The sequence of the N, P and K accumulation in eachorgan was leaves ＞ branches ＞roots at 4 and16 months aging, but the sequence of the P and K accumulation in each organ was branches ＞ leaves ＞ roots at 28 and 40 months aging. The accumulation of P in plant increased significantly with the increase of tree age, but the accumulation of N and K in plant decreased after increased firstly and peaked at 28 months. The nutrient accumulation in plant was in the order K2O ＞ N ＞P2O5at young tree stage, but K2O ＞ P2O5＞ N at reproductive stage. Overall analysis indicated that the growth feature and nutrient characteristics ofJatropha curcasL. were varied obviously with age and organs.

Jatropha curcasL.; growth character; nitrogen; phosphorus; potassium

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.05.005 http: //qks.csuft.edu.cn

2016-01-11

广西自然科学基金项目“能源植物麻疯树在桂西的资源分布、评价及应用研究”（2011GXNSFB018044）；广西高校中青年教师基础能力提升项目“麻疯树氮磷钾养分需求特性及配方施肥研究”（KY2016YB847）；广西高等学校科研立项项目“生物能源树种麻疯树引种试验研究”（201204LX658）

韦冬萍，硕士，助理研究员

韦剑锋，硕士，副研究员；E-mail：jianfengwei@163.com

韦冬萍，韦剑锋，胡桂娟，等.不同树龄麻疯树生长性状及养分状况比较研究[J].中南林业科技大学学报，2017, 37(5):26-30.

S714.8

A

1673-923X(2017)05-0026-05

[本文编校：谢荣秀]