不同施肥处理杜鹃红山茶N、P、K 元素的DRIS 营养诊断

朱报著，杨会肖，潘 文，徐 斌，杨晓慧，徐 放，张卫华，廖焕琴，王裕霞

(广东省森林培育和保护利用重点实验室／广东省林业科学研究院，广东 广州 510520)

植物营养诊断是制定施肥方案的基础，主要有形态诊断法、土壤分析法、养分含量临界值法和诊断施肥综合法(Diagnosis and recommendation integrate system，DRIS)。DRIS 充分考虑营养均衡原理，较全面地评价树体各养分及其比例，确定比例的合理范围，避免仅凭某一个或几个元素含量的高低作出丰缺判断的片面性[1]。国内外植物营养诊断技术已应用于杨树(Populusspp.)、尾巨桉(Eucalyptus urophylla ×E. grandis)、福建柏(Fokienia hodginsii)、油茶(Camellia oleifera)等林木[1—12]。

杜鹃红山茶(Camellia azalea)，又名四季茶花、杜鹃茶，是山茶科(Theaceae)山茶属常绿灌木，自然分布于广东省阳春市鹅凰嶂自然保护区，广东省重点保护野生植物[13]，极小种群植物[14]，珍稀濒危植物[15]。因其株型紧凑，叶色深绿，花期四季，花色鲜红，满树繁花，抗逆性强，属山茶属中之珍品，是南方地区优良的观赏花卉[16—17]。杜鹃红山茶适合在公园和庭院等地栽种植，也可盆栽供观赏；因其具有多次花期，花量大等优点，又是山茶属开展种间杂交控制授粉，培育茶花新品种的优良材料，科研和经济价值高。目前对杜鹃红山茶苗期栽培基质和栽培容器等开展了相关研究[18—22]，鲜见有关苗期营养诊断的报道。

杜鹃红山茶苗木需求量大，市场价格较高，种植收益稳定，花农培育积极性高，但存在对苗期需肥规律不了解，生产中肥料用量难以把握等技术问题。本研究以杜鹃红山茶0.5 年生嫁接苗为材料，利用三元二次正交旋转组合设计进行盆栽施肥试验，研究苗木生长量、土壤化学性质和植物N、P、K 养分，分析其需肥规律，以期确定生长适宜的N、P 和K 施用量，为苗木培育和合理施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料及栽培管理

试验地位于广东省林业科学研究院苗圃大棚(113°23′E、23°14′N)，海拔25 m，属亚热带季风气候，年降雨量1638 mm，年均温23 ℃，年均相对湿度79%，4～9 月降雨量占全年80%。

以油茶2 年生实生容器苗为砧木(苗木生长情况相对一致)，采集杜鹃红山茶LX03 品种当年生穗条为接穗，嫁接获得苗木，砧木嫁接口高10.2±2.0 cm。2017 年6 月，选取0.5 年生长势基本一致的杜鹃红山茶嫁接苗，平均苗高21.5±5.2 cm、平均冠幅11.1±3.2 cm，种植在高15 cm、上口宽20 cm、下底宽12 cm 的塑料花盆中，每盆种植1 株；基质为体积比50%黄心土+50%泥炭土，重量约3.2 kg。

试验初期基质pH 为5.58，有机质为28.37 g·kg-1，全N、全P 和全K 含量分别为0.618 g·kg-1、0.281 g·kg-1和18.0 g·kg-1，水解N、速效P 和速效K分别为85.36 mg·kg-1、10.96 mg·kg-1和74.6 mg·kg-1。为了防止水肥流失，盆底垫塑料胶垫。采用自动喷灌淋水，及时除去杂草，如有蚜虫为害，定期喷800～1000 倍高效氯氰菊脂+多菌灵+托布津混合液，按常规方法管理苗木。供试用商品化肥尿素(N)质量分数为46%，过磷酸钙(P2O5)质量分数为12%，氯化钾(K2O)质量分数为60%。

1.2 试验设计

2017 年7 月选择生产性培育的杜鹃红山茶1.5年生嫁接苗6 株，测定苗高、冠幅、接穗生长高度等生长量，全株鲜重、干重、全N、全P 和全K 含量，取平均值为基础参数，计算N、P 和K 的施用量。采用三元二次回归正交旋转组合设计，N、P、K 元素单株施用量分别设置5 个水平(表1)。

表1 N、P、K 各水平单株施用量Table 1 The fertilizing amount of N, P, K factors in different levels

共设置20 个处理，各处理施肥量见表2，每处理5 株，4 次重复。将每处理N、P 和K 的施用量换算成相应的化肥用量后，按指数施肥法分5 次施用，第1 次至第5 次施肥量分别为4%、9.1%、16.7%、27.5%和42.7%。

1.3 调查方法

1.3.1 生长调查

2017 年8 月上旬至2018 年6 月上旬，每2 个月调查一次苗高、冠幅、分枝数，共6 次。

表2 杜鹃红山茶不同处理N、P、K 单株施用量(g·株-1)Table 2 The fertilizing amount of N, P, K factors under different treatments of Camellia azalea

1.3.2 生物量调查

2018 年6 月，取各处理每次重复生长最优的3株进行全株鲜重和干重测定。

1.3.3 栽植后土壤化学性质测定

2018 年6 月，各处理每次重复取混合土壤进行化学性质测定，其中处理M15 至M20 因施肥量一致，取生长较接近总体平均值的M19 和M20，测定土壤共16 个处理，土壤化学性质测定参照中华人民共和国林业行业标准《森林土壤分析方法》[23]。

1.3.4 植物N、P、K 养分测定

养分分析包括植物根、茎和叶的N、P、K 元素。首先将各处理每次重复生长最优的3 株植株烘干粉碎后，分别测定全株N、P、K 含量，其中M15 至M20 因施肥量一致，取生长较接近总体平均值的M19 和M20。全N 采用蒸馏法测定，全P 采用钼锑抗比色法测定，全K 采用火焰光度法测定。

1.4 数据分析

采用Excel 2010 和R 软件对数据进行分析[24]。

2 结果与分析

2.1 土壤化学性质

栽培基质的化学性质是影响植物生长的重要指标。16 个不同施肥处理的pH 在3.80～4.82 之间，不同施肥处理的土壤pH 和有机质存在显著差异。对于pH 指标，处理M10 最高，为4.82，显著高于M01 等11 个处理；其次处理M06 为4.64；处理M03、M04 和M09 最低，为3.80，显著低于处理M08 和M10 等4 个处理(表3)。由此可见，施用不同肥料对土壤pH 值产生一定的影响。对于土壤有机质指标，处理M05 最高，为40.63 g·kg-1，其次是M20，为39.20 g·kg-1，二者显著高于处理M14。

各处理基质中全N 和全K 含量无显著差异，全P、水解性N、有效P 和速效K 含量则存在差异(表3)。全P 含量以处理M09 和M11 最高，达0.37 g·kg-1，显著高于M01 等5 个处理；处理M12 为0.30 g·kg-1最低，显著低于处理M02 等4 个处理。水解性N 含量以处理M03 最高(188 mg·kg-1)，处理M10 最低(59 mg·kg-1)。有效 P 含量以处理 M02 最高(17.1 mg·kg-1)，处理M12 最低(5.7 mg·kg-1)。速效K 含量以处理M03 最高(246 mg·kg-1)，处理M14 最低(43 mg·kg-1)。

2.2 杜鹃红山茶的生长状况

2018 年6 月杜鹃红山茶不同施肥处理苗木生长量统计见表4。不同施肥处理下杜鹃红山茶在苗高、冠幅、分枝数、鲜重和干重存在显著差异，其中处理M03 的苗木生长最好，而处理M10 的苗木生长最差。处理M03 的苗高、冠幅、分枝数、鲜重和干重与处理M10 存在显著差异。采用三元二次回归正交旋转组合设计设置N、P 和K 的不同施用量，并对生长性状如苗高、冠幅、鲜重、干重进行统计分析，得到不同性状间三元二次通用编码回归方程如下(其中X1表示N 元素，X2表示P 元素，X3表示K元素)：

表3 不同施肥处理土壤化学性质Table 3 Soil chemical property under different fertilization treaments

表4 杜鹃红山茶不同施肥处理苗木生长量Table 4 The biomass of Camellia azalea under different fertilization treatments

苗高Y1=43.56+1.84X1-16.07X2-4.73X3+132.40X22+9.67X32-0.09X12-14.87X1X2+2.12X1X3-53.35X2X3(P、K 显著，R2=0.85)

冠幅Y2=19.38+11.69X1-13.76X2-0.95X3+95.62X22+3.53X32-4.12X12-8.91X1X2+0.71X1X3-17.78X2X3(N、N2显著，R2=0.73)

鲜 重Y3=137.3-1.32X1-158.14X2+58.76X3+1893.18X22+47.58X32+1.58X12-22.30X1X2+25.17X1X3-711.87X2X3(P、K 显著，R2=0.73)

干重Y4=79.10-0.13X1-23.06X2+15.91X3+773.34X22+38.22X32+1.52X12-11.25X1X2+3.41X1X3-360.95X2X3(P、K 显著，R2=0.85)

根据不同性状间的回归方程，苗高、冠幅、鲜重和干重的回归方程决定系数介于0.73～0.85 之间，苗高和干重模拟的回归方程最好。

2.3 杜鹃红山茶营养诊断参数统计

将DRIS 法的指数法应用于杜鹃红山茶苗期营养诊断。结合杜鹃红山茶的生长指标、生物量指标及营养指标，以处理M03、M07、M12、M13 为高产组，其余处理为低产组，高产组和低产组的统计结果如表5 所示。根据表5 方差结果，确定P/N、K/N、P/K 作为重要研究参数，因为在N 与P 的表达式中，P/N 的方差比(3.030)要大于N/P(1.668)；在N 与K 的表达式中，K/N 的方差比(3.263)要大于N/K(2.280)；在P 与K 的表达式中，P/K 的方差比(1.5566)要大于K/P(1.074)。

2.4 杜鹃红山茶指数法营养诊断分析

将杜鹃红山茶不同施肥处理组划分为高产组和低产组，分别计算N%、P%、K%、N/P、N/K、P/K、P/N、K/N、K/P、NP、NK、PK 等平均值、方差、变异系数，以高产类型各组合测定值的方差为标准，低产组组合值方差与其比较，结果见表6。对杜鹃红山茶各处理根、茎和叶营养元素含量及诊断指数进行分析，计算结果要求“N 指数+P 指数+K 指数＝0”，各行3 个指数的代数和均为零，说明计算结果无误(表6)。DRIS 诊断的结果表明当元素负指数的绝对值越大，苗木需肥强度越大。采用P/N、K/N、P/K 作为诊断指标，杜鹃红山茶枝叶P 和N 元素含量最佳比值为0.074±0.108；K 和N 元素含量最佳比值为0.509±0.500；P 和K 元素含量最佳比值为0.148±0.090。

从各处理的指数值可以明确看出各元素的盈缺情况。其中处理M09 的N 指数最高(18.620)，处理M08 的P 指数最高(17.716)，处理M10 的K 指数最高(34.288)，表明杜鹃红山茶苗期体内对应元素含量过量，应减少对应肥料的施用量。此外，处理M10的N 指数最低(-49.537)，处理M03 的P 指数最低(-8.468)，处理M14 的K 指数最低(-21.14)，表明杜鹃红山茶苗期体内对应元素需求量较大，应适当增加对应肥料的施用量。综上所述，K 指数出现负值的比例最大，占所有处理的60%，其次是N 指数(30%)和P 指数(20%)。根据DRIS 指数法的需肥顺序可以看出，杜鹃红山茶对氮肥、钾肥的需求量较大，但生产中应严格控制肥料用量。同时，应考虑各种肥料施用总量及其对苗木生长的互作效应。

表5 DRIS 诊断参数统计Table 5 Statistical analysis of DRIS diagnose parameter

表6 杜鹃红山茶各处理营养元素含量及诊断指数Table 6 The contents of N, P, K and their diagnose index of Camellia azalea under different treatments

3 结论与讨论

高伟等[9]通过分析油茶成林中高产组叶片营养元素，制定了相应的养分诊断标准。叶功富等[25]应用氮(N)、磷(P)、钾(K)三元二次旋转回归法分析不同施肥配比条件下苗木体内氮、磷、钾的养分含量及其需求程度， 对短枝木麻黄(Casuarina equisetifolia)进行苗期综合营养诊断分析。利用DRIS法判断植物养分间的比值存在最适值，且实测值与最适值越接近，养分状况越平衡。本研究对1.5 年生杜鹃红山茶嫁接苗根、茎和叶全株进行营养诊断，得到N、P 和K 的最适比值范围，其中P 和N 元素最佳比值为0.074±0.108；K 和N 元素最佳比值为0.509±0.500；P 和K 元素最佳比值为0.148±0.090，且杜鹃红山茶苗期对氮肥、钾肥的反应要比磷肥更为敏感，栽培管理中应多施用氮肥和钾肥，促进苗木生长。这与丁晓纲等[8]对广宁红花油茶(Camellia semiserata)叶片营养DRIS 诊断一致。

DRIS 指标的相对值反映各元素之间的相对平衡状态，通过指数法得出处理M09 的N 指数最高，处理M08 的P 指数最高，处理M10 的K 指数最高，表明杜鹃红山茶枝叶内元素含量过量，应减少对应肥料的施用量；此外，处理M10 的N 指数最低，处理M03 的P 指数最低，处理M04 的K 指数最低，表明杜鹃红山茶枝叶的对应元素需求量较大，应适当增加对应肥料的施用量。因此，利用DRIS 指数法营养诊断标准可为杜鹃红山茶的合理施肥，制定栽培集约管理措施提供科学依据。