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夏季不同灌溉条件下施肥对油茶生长及经济性状影响

2022-04-26田红梅吴涵茜胡玉玲黎旭琳侯建伟

江西农业学报 2022年2期
关键词:氮磷单果水肥

田红梅,吴涵茜,胡玉玲,黎旭琳,侯建伟

(铜仁学院 农林工程与规划学院,贵州 铜仁 554300)

油茶(Camellia oleifera Abel.),别名:茶子树、茶油树、白花茶,属山茶科(Theaceae)常绿小乔木,油茶是我国南方重要的木本油料树种[1]。油茶虽是一种耐贫瘠,抗逆性较强的植物,但是如遇到异常高温干旱则对油茶产量及生长都会产生严重影响[2]。夏季是油茶花芽和果实快速生长发育期,该时期气候高温干旱,光照强,油茶的光合作用和蒸腾作用都明显增强,因此,对氮磷钾养分的需求也明显增加,但是高温干旱环境下施肥不仅油茶养分利用效率低,还可能导致肥害,因此夏季高温干旱季节必须禁止施肥,但是高温干旱缺肥综合因素导致了油茶产量不高、出油率低及花芽发育不良而影响下一年产量[3-6]。土壤水分是植物正常生长发育重要先决条件,首先土壤水分多少直接决定植物根系生长发育,其次土壤水分多少会影响土壤中养分浓度、养分形态、养分有效性和养分迁移,土壤水分多少还会影响土壤温度、土壤通下气性、土壤微生物活性[7-10]。可见夏季水肥管理是油茶丰产高效栽培的重要措施之一,有研究表明,油茶果实成熟和油量快速增加阶段在夏秋两季,此时需要大量的水分来满足油茶果实的增长,而此季节属于干旱季节,需要人为灌溉来满足油茶植株的需求,改善油茶果实品质[11-12]。为探究并确定施肥后的最佳浇水量,对油茶施用一定量的氮磷钾复合肥,并浇不同水量,通过比较分析油茶生长、不同年份产量等经济指标,来明确不同浇水量的最高肥效,以期为油的茶夏季水肥管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地概况:试验取样地位于贵州省松桃县盘信镇油茶基地,该地属中亚热带季风湿润气候区,年均气温15~17 ℃,年降水量1100~1300 mm,无霜期长。试验地主要以沙壤土为主,土层深厚,土壤通透性良好,土壤有机质含量为 3.2~4.8 g/kg,全N、全P和全K含量分别为0.7~0.9、0.2~0.4和0.1~0.2 g/kg。

1.2 试验材料与方法

供试材料为普通油茶湘林210,栽植密度2 m×3 m,试验区长期不施肥只进行除草生态栽培农事措施,氮磷钾(15∶15∶15)复合肥(氮磷钾含量为45%),购于市场农资店。

选择立地条件均一,生长期相同,生长正常,树冠饱满,树体大小以及土壤和光照条件都基本一致的树种。设置了6个处理组和1个对照组(CK),每个处理组取15棵样树,每株设置浇水量梯度分别为:0(CK)、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 L。在浇水前每棵样树穴施1200 g复合肥,2019年7月3日进行第1次浇水,而后每隔10 d浇水一次,每日浇水时间在上午10点前完成,如遇下雨延后4 d进行。

1.3 测定指标与方法

在8月20日用SPAD-502叶绿素仪测定春梢叶片的叶绿素、氮含量、叶片湿度和叶片温度,具体方法为选取每试验单株4个方向当年春梢第3叶片进行测定,结果取平均值;当年(2019年)和第2年(2020年)连续两年均于10月下旬进行采果,立即用电子秤对每株油茶产量进行测定并数出总果数。随机选取30个茶果称重后带回进行后续其他指标测定:用游标卡尺测定茶果的果高、果径和果皮厚度等;取出茶籽称重,称重后立即放置烘箱中烘至恒重,烘干茶籽取出种仁并称重,随后采用索氏萃取提油法测定种仁含油率。茶果单果重、茶果体积、果型指数、鲜出籽率、鲜籽含水量、籽出仁率和种仁含油率计算公式如下:

(1)茶果单果重=果实总质量/果实个数。

(2)果 实 体 积( cm3)=4/3πba2,π为 常 数(π= 3.14),a为果半径,b为果高;

(3)果型指数=果高/果直径;

(4)鲜出籽率=(鲜籽重量/鲜果重量)×100%;

(5)鲜籽含水量=[(鲜籽重量-干籽重量)/鲜籽重量]×100%;

(6)籽出仁率=(种仁重量/茶籽重量)×100%;

(7)仁含油率=仁出油量/种仁重量×100%。

1.4 数据处理

用Microsoft Excel软件进行数据整理、统计和作图等,用DPS 12.1软件进行方差分析,并用LSD法进行多重比较,P<0.01表示差异极显著,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同处理对油茶叶片相关指标的影响

从图1可以看出,夏季在不同浇水量条件下开展施肥对油茶叶片SPAD值有显著影响(P<0.05),对叶片氮含量和叶面温度影响极显著(P<0.01),对叶面相对湿度影响不显著。夏季,在对油茶施用相同量氮磷钾复合肥条件下,浇水量越大,叶片SPAD值越高,在浇水1.2 L时,叶片SPAD值达到20.1;浇水0.2 L和CK处理叶片的SPAD值出现反常。从图1还可以看出,不同处理油茶叶片含氮量变化趋势和叶片SPAD值变化趋势一致,叶面相对湿度在处理间差异较小,叶面温度在处理间的变化规律不明显,在浇水量为1.2 L时(处理6)叶面温度最高,达34.55 ℃,其次是浇水0.2 L的处理1,浇水量为0.4 L(处理2)和0.6 L(处理3)的叶面温度相对较低,分别为27.17 ℃和27.33 ℃。

图1 不同处理对油茶叶片相关指标的影响

2.2 不同处理对茶果相关指标的影响

2.2.1 不同处理对茶果体积的影响 夏季在不同浇水量条件下施肥对茶果体积的影响极显著(P<0.01)。由从多重比较结果(图2)可知,当浇水量为0.8 L(处理4)时,茶果体积最大,达到了76.69 cm³,其次是处理1(浇水量为0.2 L)的,CK处理的茶果体积最小,仅为50.74 cm³。从标准差可以看出,CK和处理3茶果体积大小变化幅度较大。

图2 不同处理对茶果体积的影响

2.2.2 不同处理对果皮厚度的影响 夏季在不同浇水量条件下进行施肥对茶果果皮厚度有显著影响(P<0.05)。从多重比较结果(图3)可以看出,不同处理间差异规律不明显,当浇水量为0.4 L(处理2)时,茶果果皮厚度最厚(4.99 mm),处理1(浇水量为0.2 L)的果皮厚度次之(4.97 mm),浇水量为0.6 L(处理3)时果皮最薄(4.37 mm)。

2.2.3 不同处理对茶果果型指数的影响 夏季在不同浇水量条件下进行施肥对茶果果型指数有显著影响(P<0.05)。从多重比较结果(图4)可以看出,随浇水量的增加果型指数先增加而后又变小,当浇水量为1 L(处理5)时,果型指数最大(0.89);CK果型指数最小(0.85)。

图3 不同处理对茶果果皮厚度的影响

图4 不同处理对茶果果型指数的影响

2.3 不同处理对茶籽相关指标的影响

2.3.1 不同处理对籽含水量的影响 夏季在不同浇水量条件下施肥对茶籽含水量有显著影响(P<0.05)。从多重比较结果(图5)可以看出,施肥后浇水可不同程度地降低茶籽含水量,即干物质积累较大,其中浇水量为0.6 L时(处理3),籽干物质含量最高(45.96%),浇水量为0.8 L(处理4)的干物质含量次之。

图5 不同处理对籽含水率的影响

2.3.2 不同处理对茶籽出仁率的影响 夏季在不同浇水量条件下进行施肥对茶籽出仁率有显著影响(P<0.05)。从多重比较(图6)可以看出,浇水量为0.8 L(处理4)和1 L时(处理5)茶籽出仁率较高,均为57.59%;浇水量为0.2 L时(处理1),茶籽出仁率最低(44.04%)。

图6 不同处理对籽出仁率的影响

2.3.3 不同处理对仁出油率的影响 从图7可以看出,夏季在不同浇水量条件下进行施肥对种仁含油率影响差异不显著,但施肥后浇水可不同程度提高种仁含油率,其中当浇水量为0.4 L时(处理2)种仁出油率最高,种仁出油率达到了53.97%,浇水量为1.2L(处理6)种仁含油率次之(53.62%),处理1(浇水量为0.2L)种仁含油率最低(49.41%)。

图7 不同处理对种仁出油率的影响

2.4 不同处理对两年产量相关指标影响

2.4.1 不同处理对油茶两年产量的影响 从图8可以看出,夏季在不同浇水量的条件下进行施肥对当年(2019年)茶果产量影响显著(P<0.05),对下一年(2020年)茶果产量影响极显著(P<0.01)。由多重比较结果可知,2019年施肥后进行浇水可以不同程度地提高当年油茶产量,当浇水量为1 L时(处理5)当年产量最高,单株产量达到了1.81 kg;当浇水量为0.8 L(处理4)时,产量次之(1.67 kg);浇水量为0.6 L时,单株产量最低(1.00 kg)。经不同浇水处理后,2020年处理1的单株平均油茶产量较其他处理有明显增长(P<0.01)。从两年产量对比来看,施肥后浇水油茶单株产量较前一年产量都有明显提高。

图8 不同处理对单株产量的影响

2.4.2 不同处理对油茶结果数量的影响 从图9可以看出,夏季在不同浇水量条件下进行施肥对当年(2019年)和下一年(2020年)结果数量有显著影响(P<0.05)。多重比较结果显示,2019年施肥后进行浇水可以不同程度地降低当年油茶落果率,当浇水量为1 L时(处理5)当年结果量最多(即落果率最低),每株平均结果数达61个,当浇水量为0.2 L(处理1)和0.8 L(处理4)时,结果量次之(56 个);当浇水量为0.6 L(处理3)时,结果量最少(32个)。2020年,当浇水量为0.2 L时(处理1)结果量最多,每株平均结果数达到了211个;当浇水量为1 L(处理5)时,油茶结果量次之(175个)。从两年试验结果来看,施肥后浇水下一年的结果量都有明显提高。

图9 不同处理对单株结果数的影响

2.4.3 不同处理对茶果单果重的影响 从图10可以看出,夏季在不同浇水量条件下进行施肥对当年(2019年)油茶单果重影响不显著,对下一年(2020年)的油茶单果重影响差异显著(P<0.05)。由多重比较(图10)可知,施肥后进行浇水,这两年的茶果单果重呈现出相互消长的变化特征,除处理2和处理4,其他处理单果重都有不同程度的下降,同时也可以看出,当年茶果单果重较小,则下一年单果重才呈现增加趋势。

图10 不同处理对单果重的影响

根据多重比较分析与方差分析对数据进行处理,不同的水分处理对单果重的影响不一致,各个处理组茶果单果重并没有显著性差异,处理1的单果重最大(38.83/g),CK单果重最小(28.05 g)。

2.4.4 不同处理对鲜果出籽率的影响 从图11可以看出,夏季在不同浇水量条件下进行施肥对当年(2019年)油茶鲜果出籽率有显著影响(P<0.05),对下一年(2020年)茶果鲜出籽率影响不显著。由多重比较结果可以看出, 2019年,经施肥后进行浇水后,油茶鲜果出籽率较CK有不同程度的下降,处理1、处理2和处理6的下降幅度小;2020年,各处理的油茶鲜果出籽率较CK有不同程度的提高,其中处理3提高幅度最大。

3 结论与讨论

3.1 不同浇水量条件下施氮磷钾复合肥对油茶叶片相关指标的影响

叶片是植物重要器官,其生长状况是评价植物是否生长良好和养分诊断重要依据[13-14]。本研究表明,夏季在不同浇水量的处理下施氮磷钾复合肥对油茶叶片SPAD值影响显著,对叶片氮含量和叶面温度影响极显著,对叶面相对湿度影响不显著;浇水量越大叶片SPAD值和含氮量越高,在浇水1.2 L时,叶片SPAD值和含氮量都达到最高,浇水量对叶面相对湿度处理间影响差异较小,在浇水量1.2 L时(处理6)叶面温度最高(34.55 ℃),浇水量0.4 L(处理2)叶面温度较低(27.17 ℃)。本研究表明,夏季油茶对水分需求量较大,在充足的水分条件下油茶对氮磷钾利用效率最高,油茶生长状态最佳,大量研究表明了类似研究结果[15-18],但是水肥耦合对叶片相对湿度及温度影响还鲜有报道,同时该两个因素受环境影响较大,因此不做进一步探讨,而侧重选择用叶片SPAD值和叶片含氮量来评价水肥耦合效果。

图11 不同处理对鲜果出籽率的影响

3.2 不同浇水量的条件下施氮磷钾复合肥对茶果经济性状的影响

水不仅影响植物根系生长、对养分的吸收利用,水还是植物重要组成部分,为养分物质和代谢物质运输及光合作用、蒸腾作用等关系密切,夏季油茶缺水则会出现“7月干果、8月干油”现象[19-20]。本研究表明,夏季在不同浇水量的条件下施氮磷钾复合肥对茶果体积影响极显著,对果型指数、果皮厚度、籽含水量、茶籽出仁率等影响显著,对种仁含油量影响不显著。浇水量为0.8 L时茶果体积最大(76.69 cm³)和茶籽出仁率较高(57.59%),浇水量0.6 L时果皮最薄和茶籽含水率最低(44.04%),浇水量1 L时果型指数最高(0.89)和茶籽出仁率较高(57.59%),浇水量0.4 L时种仁含油量最高(浇水量1.2 L次之)。本研究进一步明确了油茶夏季水肥耦合对茶果经济性状重要影响的依据,但是浇水量较大并没有显著提高油茶体积,因此认为油茶土壤含水量在一定程度内更有利于油茶对养分的吸收利用,低浇水量有利于种仁油脂积累,可见与水果相比,油茶在快速生长期(夏季)的需水量没有减少[21-22]。

3.3 不同浇水量的条件下施氮磷钾复合肥对油茶两年产量经济性状的影响

油茶产量一般体现在结果数量、单果重要,鲜果出籽率等指标,第二年产量指标主要受前一年花芽发育状况的影响,因此产量指标能更加准确地评价油茶夏季水肥管理的效果[23-24]。本研究表明,夏季在不同浇水量的条件下施氮磷钾复合肥对当年茶果产量的影响显著,对下一年产量影响极显著,对两年结果数量的影响显著,对当年茶果单果重影响不显著,对下一年单果重影响显著,对当年鲜果出籽率的影响显著,对下一年鲜果出籽率的影响不显著。浇水量为1 L时,当年产量和结果数量都较多,浇水量为0.2 L时,下一年产量和结果数量都最多,夏季在不同浇水量的条件下施氮磷钾复合肥对当年鲜果出籽率都有不同程度的降低,主要因为良好水肥供应油茶成熟期推迟,则应该推迟采摘,在浇水量为0.6 L时下一年鲜果出籽率较高。从结果来看,茶果与花芽生长发育对水分响应表现不一致,夏季进行水肥供应通常会推迟油茶成熟期,油茶采摘期也要推迟。

综上,应该进一步研究花芽与成果生长发育最佳水肥条件,以明确花芽生长发育和果实生长发育对水肥需求的差异及水肥耦合的效果,总体来看夏季对油茶林适度地灌溉就可以达到油茶良好生长的目的。

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