氮磷钾肥施用时间与方法对油茶果实经济性状的影响

姜佳艳， 杨慧琴， 陶光旭， 白 坤，胡玉玲*

(1. 铜仁学院 农林工程与规划学院，贵州 铜仁 554300； 2.西华师范大学 地理科学学院， 四川 南充 637009； 3.四川农业大学 林学院，成都 611130)

0 引言

【研究意义】油茶(CamelliaoleiferaAbel)，俗名山油茶，隶属山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)树种，原产于我国，是重要的木本油料植物[1]，广泛分布于我国湖南、江西、广西、湖北、贵州、福建及云南等18个省(区、市)[2]。茶油是一种对人体健康有益的高级食用油，富含油酸、亚油酸等功能性营养成分，其脂肪酸组成与具有“液体黄金”之称的橄榄油极其相似，因此享有“东方橄榄油”的美称[3-4]。依托油茶的良好资源优势，许多省市积极推进精准扶贫与油茶产业的大融合[5-7]。在农林业生产上，合理的施肥方法是影响油料作物高产稳产的重要因素之一，但在实际生产中，施肥不当造成环境污染、土壤物理结构被破坏、土壤微生物减少等带来的一系列减产现象的发生。因此，探讨氮磷钾肥的适宜施用时间与方法对油茶的生产具有重要意义。【前人研究进展】近年来，土壤肥力呈下降趋势，特别是在山地地区，常因水土流失导致肥效下降，而长期不施肥或施用一种无机肥料对于油茶而言，则会导致土壤生产力下降和产量降低等问题，合理的施肥方法和施肥时间对于作物的生长至关重要[8-10]。李永虎等[11]研究发现，氮肥对谷子产量的影响最大，其次是磷肥，而施肥的水平距离的影响最小。张文元等[12]研究表明，施钾会影响油茶叶片和果实的养分积累，并进一步影响鲜果产量和产油量。王洋等[13]研究发现，不同施肥时期不同施肥量均能影响苜蓿的产量和品质。汪洪丽等[14]认为，油茶营养生长大于生殖生长时期，合理的施肥配比能够促进油茶生长的同时亦能显著提高油茶产量。【研究切入点】目前，关于氮肥、磷肥、钾肥的施用时间与方法对油茶产量和果实经济性状的影响研究较少，特别是综合考虑3种肥料的施肥量、施肥方法和不同生长发育阶段所需补充的肥料研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】采用L27(91+38)正交试验，探讨不同施肥方法、施肥时间和施氮、磷及钾肥量5因素不同水平组合对油茶果实产量的影响，旨在为当地油茶种植实现高产稳产及最佳养分管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018年在贵州省铜仁市松桃县正大油茶基地(N27°59′50.47″，E109°17′18.78″)进行。该地属丘陵地貌，东北高、西南低，降水主要集中在5—9月，属中亚热带季风湿润性气候。平均海拔690 m，年均气温14℃，全年总日照1 278.6 h，年降雨量1 100～2 000 mm，无霜期270 d左右。夏无酷暑，雨量充沛，气候宜人，林地土壤类型主要为酸性红黄壤，土层较厚，土壤孔隙通透性良好。

1.2 材料

1.2.1 茶树 种为湘林210#优良无性系，试验地于2013年开始造林，立地条件和长势均较为一致，株行距为2 m×3 m。

1.2.2 肥料 氮肥为尿素，含N2O为46%；磷肥为磷酸钙，含P2O5为12%；钾肥为氯化钾，含K2O为52%。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 试验采用L27(91+38)空列正交试验设计(表1)，以施肥时间(用T表示，9个时间段，每次施肥间隔20 d)、施肥方法(F1为撒施，F2为穴施，F3为放射性沟施)、氮肥(N1为50 g/株；N2为100 g/株；N3为200 g/株)、磷肥(P1为50 g/株；P2为100 g/株；P3为200 g/株)、钾肥(K1为50 g/株；K2为100 g/株；K3为200 g/株)为变量，设置空列误差项。试验共设27个处理组，每个处理的油茶数为5株，共计135株样本。施肥开始时间为2018年4月20日，2018年10月结束，由于自然因素的不确定性，若遇大雨或者突发状况时，施肥时间推迟2～3 d。

表1 L27(91+38)油茶正交试验设计方案

1.3.2 指标测定 于施肥第2年(2019年)进行采果，并使用游标卡尺测定果高、果宽、果长及果皮厚度等指标。果高、果宽、果长的测定：对每个处理的5株油茶进行测定，每株随机选取20个果进行果高、果宽、果长的测定(结果精确到0.01)，计算果形指数；总果重的测定：采用电子秤依次测定每处理的单株油茶总果重，共计135株(结果精确到0.01)；果实个数的测定：对每个处理的5株油茶的果实数量进行测数，共计135株；鲜籽质量、鲜果质量、干籽质量及果皮厚度的测定：每个处理的5株油茶进行测定，每株随机选取20个果，使用电子天平测定其鲜果质量，剥去油茶壳，测定20个果的鲜籽质量，而后计算鲜出籽率，使用游标卡尺测定其果皮厚度，将鲜籽先杀青，后烘干至恒重，使用电子天平测定其干籽重量，计算干出籽率；采用索氏提取法[15]测定茶籽出油率，以石油醚作为浸提剂。

果形指数=果高/果宽

鲜出籽率=鲜籽质量/鲜果质量

干出籽率=干籽质量/鲜籽质量

1.4 数据统计分析

采用Excel 2010和DPS 17.10对数据进行统计及分析，采用LSD法进行多重比较，R为极差，即最大值与最小值之差。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理油茶的总果重、总果数及出油率

从表2看出，不同施肥时间、施肥方法和施磷肥量对油茶总果重影响显著，不同施氮肥量和钾肥量、氮磷钾肥互作影响不显著；不同施肥时间、施肥方法、施氮磷钾肥量及氮磷钾互作对油茶总果数、种仁出油率影响不显著。极差的大小可以判断因素的影响作用大小，其R值越大，说明该因素对其指标的影响越大[16-17]。从表2还看出，不同施肥方法(5.189 3)对总果重影响最大，其次是不同施肥时间(2.061 5)，再次为不同施磷肥量(1.993 9)，氮磷肥互作最小(0.195 9)；不同施肥方法(282.233 3)对总果数影响最大，其次为不同施磷肥量(124.781 5)，磷钾肥互作(18.537 0)的影响最小；对油茶种仁出油率影响最大的是不同施肥方法(0.138 4)，其次是不同施氮肥量(0.083 8)，影响最小的是不同施钾肥量(0.015 9)。

表2 油茶总果重、总果数、种仁出油率正交试验设计方差分析结果

由表3可知，各处理的总果重、总果数及出油率存在不同程度的差异。各处理的总果数为13.00～536.00个，以处理18最多，处理2其次，处理27最少；各处理的总果重为0.52～8.89 kg，处理1最大，其次是处理2，处理26最小；各处理的种仁出油率为28.7%～55.6%，以处理10最高，处理7其次，处理19最低。表明，处理1(T1F1N1P1K1)、处理2(T1F2N2P2K2)、处理7(T3F1N1P1K3)和处理10(T4F1N2P3K1)为较好氮磷钾施肥技术。

表3 不同处理油茶的总果数、总果重及种仁出油率多重比较

2.2 不同施肥处理油茶的单果重、果形指数及果皮厚度

从表4看出，不同施肥方法、施肥时间、施氮/磷/钾肥量、氮磷钾肥互作对平均单果重和果形指数均无显著影响；不同施肥方法、磷钾肥互作对果皮厚度有显著影响。极差分析显示，不同施肥方法对平均单果重的影响最大(14.412 5)，其次是不同施氮肥量(3.917 7)，再次是磷钾互作(3.773 7)，最小是不同施钾肥量(0.247 2)；不同施肥方法对果皮厚度的影响最大(1.363 5)，其次是磷钾肥互作(0.408 6)，最小是不同施肥时间(0.023 0)；不同施肥方法对果形指数的影响最大(0.117 7)，最小是磷钾互作(0.019 8)。

表4 油茶单果重、果皮厚度及果形指数正交试验设计方差分析结果

从表5可知，各处理的单果重、果形指数及果皮厚度存在不同程度的差异。各处理的果形指数为0.867～1.132，以处理18最大，处理27最小；各处理的果皮厚度为2.609～4.893 mm，以处理23最厚，处理1最薄；各处理的单果重为12.84～46.92 g，处理27最大，处理23次之，处理18最小。表明，处理1(T1F1N1P1K1)、处理23(T8F2N1P3K3)和处理27(T9F3N2P1K2)为较好的氮磷钾施肥技术。

表5 不同处理油茶的单果重、果形指数及果皮厚度多重比较

2.3 不同施肥处理对油茶鲜出籽率及干出籽率的影响

从表6可知，不同施肥方法、施肥时间、施氮磷钾肥量、氮磷钾互作对油茶鲜出籽率和干出籽率均无显著性影响。经极差分析显示，不同施肥方法对鲜出籽率的影响最大(0.063 7)，其次是磷钾互作(0.027 6)，最小是不同施氮肥量(0.008 2)；不同施肥方法对干出籽率的影响最大(0.085 5)，其次是氮钾互作(0.061 3)，最小是不同施肥时间(0.008 9)。

表6 油茶鲜出籽率和干出籽率正交试验设计方差分析结果

从表7可知，各处理的油茶鲜出籽率及干出籽率存在不同程度的差异。茶果鲜出籽率为28.4%～41.4%，处理6最高，处理25最低；各处理油茶干出籽率为33.8%～53.0%，处理8最高，处理14最低。表明，处理6(T2F1N3P3K1)和处理8(T3F2N2P2K1)为较好的氮磷钾施肥技术。

表7 不同处理油茶的鲜出籽率及干出籽率多重比较

3 讨论

果实生长的关键在于其生长发育过程中营养元素的补充，施肥不仅能够提高植物的花芽分化、树体生长，还能促进果实的发育与形成，有利于提高油茶的产量与抗性[9,18-19]。合理的施肥方法和施肥时间能够提高作物的产量，加快营养元素的吸收[20-21]。油茶果实生长根据其发育特点大致可以分为：幼果形成期(3月初以前)、果实生长期(3-8月)、油脂转化积累期(8月下旬至10月果熟前)和果熟期，总共4个重要生长时期[1]。其生长发育过程中不仅需要营养元素的补充，更需要搭配合理的施肥方法，以促进油茶对营养的吸收与利用。研究结果表明，油茶总果重的变化，一是养分存在明显的时间效应，即随着施肥时间的延后，对油茶总果重的影响作用加大；二是使用放射性沟施更有利于营养物质的吸收，从而促进油茶总果重增加；三是随着施用磷肥量的增加，更有利于油茶总果重的增加。与何金明等[22-24]的研究结果基本一致，说明油茶在果实发育阶段，施用中高水平的磷有利于促进油茶的物质转运，而放射性沟施的施肥方法更加有利于养分的吸收，二者协同促进油茶的干物质产量累积、转运和形成。李蕾蕾等[25]对肥料种类、施肥量、施肥时间及比例的试验结果显示，在秋施80 kg/hm2P2O5+春施160 kg/ hm2P2O5处理的潜在种子产量和实际种子产量均达最高；罗佳等[26]在油茶低产林养分及时间配置研究发现，油茶在春梢期、夏梢期、果实成熟期对N、Ca和全K的需求量最大。研究结果表明，以2018年10月时施肥对油茶总果重的影响最大，采用放射性沟施下的油茶总果数最大，可能是因为果实性状的内在因素，并且其遗传因素、气候、水文条件等其他因素也会成为影响油茶果实产生此变化的主要原因。

研究还发现，不同施肥方法、磷钾互作对果皮厚度的影响显著，即选用放射性沟施，果皮厚度相对其他处理厚。张清云等[27]的研究表明，对甘草产量影响因子排序为氮钾互作效应(正效应)>氮磷互作效应(负效应)>磷钾互作效应(负效应)。位高生等[28]研究发现，随着施氮水平降低，琯溪蜜柚果皮厚度和可滴定酸含量表现出持续减少趋势。研究结果表明，磷钾互作对油茶果皮厚度有明显影响，与张清云等[27-28]的研究不一致，除了环境条件及植物本身的遗传因素的影响外，可能在于油茶果皮厚度发育受木质素影响，而施肥时间及肥料种类如何影响油茶木质素的分配，还有待进一步研究[29]。研究还发现，不同施肥方法、施肥时间、施氮/钾量、氮磷钾互作对油茶总果数、出油率、平均单果重、果形指数、油茶鲜出籽率和干出籽率均无显著性影响，对于油茶果实，不同的营养器官与营养元素之间的运输也存在明显差异，这也是造成其无显著性差异的重要原因。未来应从油茶生理及分子的角度进一步探究其内在差异，通过深入研究，弄清适宜油茶的最适宜营养元素种类，从节约能源、保护环境的角度选择合理的施肥方法等，同时应用科技手段，使施肥等更加有效，从而更好地促进山地油茶的种植。

4 结论

不同施肥时间、施肥方法和施磷量对油茶总果重影响显著；对于油茶总果数、出油率、平均单果重、果形指数、油茶鲜出籽率和干出籽率而言，各因素对其均无显著性影响；不同施肥方法、磷钾肥互作对果皮厚度有显著影响；T1F1N1P1K1、T1F2N2P2K2、T2F1N3P3K1、T3F1N1P1K3、T3F2N2P2K1、T4F1N2P3K1、T8F2N1P3K3及T9F3N2P1K2为较好的氮磷钾施肥组合，从人力成本、肥料特性及化肥减施等角度考虑施肥时间4月下旬最佳，该时段土壤湿度大可以选择撒施，磷肥为微溶性肥可以适当增加施肥量以减少施肥人工成本，氮钾肥为速效肥，容易流失并本着化肥减施以最佳施肥量进行施肥，故在4月中下旬撒施氮肥50 g+磷肥200g+钾肥50 g为氮磷钾最佳施肥技术。