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油茶夏季施肥后覆盖对生长与产量的影响

2021-12-23吴涵茜田红梅黎旭琳胡玉玲

甘肃林业科技 2021年3期
关键词:茶籽白膜种仁

吴涵茜,田红梅,黎旭琳,胡玉玲

(铜仁学院农林工程与规划学院,贵州 铜仁 554300)

普通油茶Camellia oleifera属常绿小乔木,是我国油茶主要栽培种,栽培面积超过400万hm2,占油茶栽培总面积90%以上[1-2]。夏季是普通油茶果实和花芽快速发育期,对养分需求量较多,茶果影响当年产量和种仁出油率,花芽发育则影响下一年油茶产量[3-4]。油茶产区夏季高温干旱,不仅影响油茶对养分的吸收,还会引起代谢异常,导致异常落花落果,甚至植株死亡[5-7]。土壤水分和温度是重要的环境条件,土壤水分影响土壤中养分浓度、形态、转化、迁移和有效性,土壤温度主要影响植物根系活力,并通过土壤生物间接影响土壤中养分转化和有效性[8]。大量研究表明覆盖可以有效减少土壤水分蒸发和调节土壤温度,地膜覆盖还可以减少杂草和保持土壤结构[9-11]。油茶栽培常见于偏远山区,灌溉困难,覆盖是油茶高效栽培的重要手段[12-13]。夏季油茶光合作用强,养分需求量大,受高温干旱影响,土壤养分有效性降低[14-15]。有研究表明地膜覆盖可以形成高温高湿土壤环境,不同颜色地膜的作用存在一定差异[16-17]。也有研究表明生物质覆盖材料作用相似,矿化后还可以成为土壤养分,并改善土壤物理结构[18]。前期研究发现遮阳网覆盖操作便利、经久耐用,效果明显,可以用于油茶高效栽培[19]。本项研究旨在探讨结合不同材料覆盖处理对施肥效益的影响,油茶产量及茶果经济性状,以期为油茶高效栽培与夏季管理提供技术支持。

1 方法与材料

1.1 验地概况

试验地位于贵州省铜仁市松桃县盘信镇,109°14′12″E、28°0′15″N,平均海拔657 m。盘信镇属低山丘陵地貌,年平均气温14.6 ℃,年均降水量1 298.8 mm,无霜期长,雨热同季,气候温和。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3.2%~4.8%,全N、全P和全K含量分别为0.7~0.9、0.2~0.4、0.1~0.2 g/kg。

1.2 材料与方法

供试茶林为普通油茶林,品种为湘林210,栽植密度2 m×3 m,树龄8 a,立地条件均一、长势一致、无病虫害,长期未施肥,只进行除草等农事措施。

供试材料:1)白色塑料薄膜,厚0.3 mm;2)黑塑料薄膜,厚0.3 mm;3)遮阳网,透光率70%;4)有机肥,人工堆肥,有机质含量超过30%,养分含量超过5%;5)氮磷钾(15:15:15)复合肥,氮磷钾养分质量百分比为15%;6)杂草,就近刈割杂草晒干备用。除杂草外,供试材料都购于市场农资店。

试验设计6个覆盖处理,1)杂草,覆盖厚3 cm;2)有机肥,覆盖厚3 cm;3)白膜,单层膜覆盖;4)黑膜,单层膜覆盖;5)遮阳网,单层网覆盖;6)对照,无覆盖。覆盖形式均为树盘圆形覆盖,直径60 cm。每个处理15株,供试林内单株区组机械排列,2019年7月23号开始试验,覆盖处理前穴施复合肥1.2 kg/株。第二年(2020年)保留原覆盖物。

指标测定:施肥覆盖后1个月和4个月,分别用SPAD-502仪测定叶片叶绿素相对含量。SPAD-502仪为日本“土壤、作物分析仪器开发”(Soil and Plant Analyzer Development,SPAD)研制的第二代仪器,初衷用来无损化测定作物叶片绿色程度,其读数RSPAD与叶绿素含量紧密相关[20],可以作为叶绿素相对含量用于分析叶绿素差异。每个处理15株,每株按4个方向选取2枝当年新梢顶数第3叶片进行测定,结果取平均值。

2019年和2020年10月下旬采样测定果实性状。现场电子秤测量单株油茶产量,统计单株果实数量,每株随机选取30个果实带回室内测定。游标卡尺测定果实长、宽、高,果皮厚度;电子秤测量单果质量;茶籽称重,烘箱中烘至恒重,烘干茶籽取出种仁并称重,索氏萃取提油法测定种仁含油量,计算果实体积、高径比、茶籽含水率、果实出籽率茶籽出仁率、种仁含油率等指标用于分析。

1.3 数据处理

Excel 2010统计和处理数据,DPS 12.1软件进行方差分析,LSD法多重比较。

2 结果与分析

2.1 叶片叶绿素含量

方差分析结果表明不同覆盖处理,8月份RSPAD差异有统计学意义(p≤0.01),说明覆盖处理对油茶叶片的夏季叶绿素含量有影响;11月份RSPAD差异无统计学意义(p>0.05),说明覆盖处理对油茶叶片冬季叶绿素含量无影响。从图1可以看出,多重比较结果表明,在p≤0.01置位水平,8月份RSPAD各覆盖处理与对照均无统计学意义,说明各覆盖处理的叶片叶绿素含量与对照相同,即覆盖处理与对照相比并不影响叶片叶绿素含量。同理,在p≤0.05置位水平,11月份RSPAD各覆盖处理与对照均无统计学意义,说明各覆盖处理的叶片叶绿素含量与对照相同。11月份RSPAD多重比较结果与方差分析结果相同。8月份RSPAD多重比较结果与方差分析结果不同,原因在于多重比较是每个覆盖处理与对照单独比较的结果。事实上处理之间互相比较是有差异的,黑膜与遮阳网覆盖无统计学意义为A组,有机肥与白膜覆盖无统计学意义为B组,A组与B组有统计学意义,A组RSPAD值大于B组,说明A组叶片叶绿素含量高于B组。也就是说,与B组相比,A组对叶片叶绿素含量有影响。本文研究目的,首先是探索相对于无覆盖措施的对照,各种覆盖处理是否影响测定指标,其次才探索不同覆盖处理之间对测定指标影响的程度。因此,本文多重比较结果一旦表明每个覆盖处理的测定指标都与对照相同就停止分析,不再分析处理之间的差异情况。

叶绿素含量越高,叶片光合作用越强。夏季8月份和冬季11月份,各覆盖处理叶片叶绿素含量与无覆盖的对照相同,说明覆盖处理对不会通过影响叶绿素含量而改进叶片光合作用。

图1显示,8月份和11月份有机肥覆盖的RSPAD标准差远大于对照和其他处理,值得注意。这差异说明其RSPAD变化幅度很大,暗示有机肥覆盖通过某种土壤因素而影响油茶叶片叶绿素含量。由于这种土壤因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成叶片叶绿素含量的大幅度波动。

图1 叶片SPAD值多重比较结果

2.2 果实性状

2.2.1 果实体积

图2所示,多重比较结果表明,各覆盖处理的果实体积都与对照无统计学意义,说明各覆盖处理的果实体积与对照相同,即覆盖措施不影响果实体积。杂草覆盖的果实体积标准差较大,值得注意。这说明其果实体积变化幅度较大,暗示杂草覆盖通过某种土壤因素而影响果实体积。由于这种土壤因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成果实体积较大幅度的波动。遮阳网、有机质和白膜覆盖的果实体积标准差也较大,也值得注意。

图2 果实体积比较

2.2.2 果实高径比

图3可以看出,多重比较结果表明,各覆盖处理的果实高径比都与对照无统计学意义,说明各覆盖处理的果实高径比与对照相同,即覆盖措施不影响果实高径比。

图3 果实高径比多重比较

2.2.3 果皮厚度

图4可以看出,多重比较结果表明,杂草、白膜、黑膜、遮阳网覆盖的果皮厚度与对照无统计学意义,说明4种覆盖处理的果皮厚度与对照相同,即不影响果皮厚度。有机肥覆盖与对照有统计学意义,且数值小于对照,说明有机肥覆盖的果皮厚度小于对照,即有机肥覆盖有减少果皮厚度的效果。

图4 果皮厚度多重比较

杂草、白膜覆盖和对照的果皮厚度标准差较大,值得注意。这说明其果皮厚度变化幅度较大,暗示杂草、白膜覆盖和无覆盖通过某种土壤因素而影响果皮厚度。由于这种土壤因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成果皮厚度较大幅度的波动。

2.2.4 茶籽含水率

图5看出,多重分析结果表明,各覆盖处理的茶籽含水率与对照无统计学意义,说明各覆盖处理的籽含水率与对照相同,即各覆盖处理不影响茶籽含水率。

图5显示,杂草覆盖的茶籽含水率标准差远大于其他处理和对照,值得注意。这说明其茶籽含水率变化幅度很大,暗示杂草覆盖通过某种土壤因素而影响茶籽含水率。由于这种土壤因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成茶籽含水率大幅度波动。

图5 茶籽含水率多重比较

2.2.5 茶籽出仁率

图6可以看出,多重比较结果表明,各覆盖处理茶籽出仁率与对照无统计学意义,说明各覆盖处理的茶籽出仁率与对照相同,即各覆盖不影响茶籽出仁率。遮阳网覆盖的茶籽出仁率标准差远大于其他处理和对照,值得注意。这说明其茶籽出仁率变化幅度很大,暗示遮阳网覆盖通过某种土壤因素而影响茶籽出仁率。由于这种土壤因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成茶籽出仁率大幅度波动。

图6 茶籽出仁率多重比较

2.2.6 种仁含油率

图7可以看出,多重比较结果表明,各覆盖处理的种仁含油率与对照有统计学意义,且数值均大于对照,说明各覆盖处理的种仁含油率高于对照,即各覆盖处理能提高种仁含油率。白膜覆盖的种仁含油率与杂草覆盖有统计学意义,且数值大于杂草覆盖,说明白膜覆盖的种仁含油率高于杂草覆盖,即白膜覆盖提高种仁含油率的效果优于杂草覆盖。有机肥、黑膜、遮阳网覆盖的种仁含油率与白膜覆盖和杂草覆盖均无统计学意义,说明3个处理提高种仁含油率的效果介于白膜覆盖和杂草覆盖之间。

图7 种仁含油率多重比较

有机肥、黑膜覆盖的种仁含油率标准差较大,值得注意。这说明其种仁含油率变化幅度较大,暗示有机肥、黑膜覆盖和无覆盖通过某种土壤因素而影响种仁含油率。由于这种土壤因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成种仁含油率较大幅度的波动。

2.3 油茶产量指标

2.3.1 单株产量

图8可以看出,多重比较结果表明,2019年,白膜覆盖的单株产量与对照有统计学差异,且数值小于对照,说明白膜覆盖降低油茶单株产量;杂草、有机肥、黑膜、遮阳网覆盖的单株产量与对照无统计学意义,说明4个处理不影响油茶单株产量。2020年,遮阳网覆盖的单株产量与对照有统计学差异,且数值大于对照,说明遮阳网覆盖提高油茶单株产量;杂草、有机肥、白膜、黑膜覆盖的单株产量与对照无统计学意义,说明4个处理不影响油茶单株产量。图8还可以看出,包括对照在内,每个处理2019年的单株产量均小于2020年。油茶栽培有大小年现象[21],说明2019年是试验茶林小年,2020年是大年。总之,覆盖当年(小年)白膜覆盖降低油茶单株产量,覆盖次年(大年)遮阳网覆盖提高油茶单株产量。

图8 单株产量多重比较

图8 显示,2019年杂草、遮阳网覆盖单株产量标准差较大,2020年5个覆盖处理的单株产量标准差远大于对照,值得注意。这说明其单株产量变化幅度较大,暗示这些处理通过某种因素而影响单株产量。由于这种因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成种油茶单株产量的大幅度波动。

2.3.2 单株产果量

图9可以看出,多重比较结果表明,2019年各覆盖处理单株产果量与对照无统计学意义,说明覆盖处理不影响当年单株产果量;2020年遮阳网覆盖单株产果量与对照有统计学意义,且数值高于对照,说明遮阳网覆盖提高次年单株产果量,其余覆盖处理单株产果量与对照无统计学意义,说明其余4个覆盖处理不影响次年单株产果量。

图9 单株产果量多重比较

图9 显示,2019年杂草、遮阳网覆盖单株产果量标准差较大,2020年5个覆盖处理的单株产果量标准差远大于对照,值得注意。这说明其单株产果量变化幅度较大,暗示这些处理通过某种因素而影响单株产果量。由于这种因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成种油茶单株产果量的大幅度波动。

2.3.3 单果质量

图10可以看出,多重比较结果表明,2019和2020年,各覆盖处理的单果质量均与相应对照无统计学意义,说明覆盖处理不影响单果质量。

图10 单果质量多重比较

图10 显示,2019年和2020年各覆盖处理的单果质量标准差均大于甚至远大于相应对照,值得注意。这说明其单果质量变化幅度较大,暗示这些处理通过某种因素而影响单果质量。由于这种因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成种油茶单果质量的大幅度波动。

2.3.4 果实出籽率

图11看出,多重比较结果表明,2019和2020年,各覆盖处理的果实出籽率均与相应对照无统计学意义,说明覆盖处理不影响果实出籽率。

图11 果实出籽率多重比较

图11 显示,2019年杂草、白膜、黑膜覆盖处理,2020年杂草、有机肥、黑膜覆盖处理的果实出籽率标准差均大于相应对照,值得注意。这说明其果实出籽率变化幅度较大,暗示这些处理通过某种因素而影响果实出籽率。由于这种因素不在本文考察之列,其变化不受试验控制,因而会造成种油茶果出籽率较大幅度的波动。

3 讨论

3.1 施肥后覆盖对油茶叶片叶绿素含量的影响

在高温环境下对植物开展施肥,植物对养分吸收和利用水平较低,还经常会灼伤植物叶片,施肥不当还会导致全株死亡,土壤含水量较低同样表现上述后果,也有大量研究表明,通过不同覆盖措施,可不同程度提高土壤含水量,缓解土壤出现高温,可以不同程度降低夏季高温少雨给油茶带来伤害[20-22]。但本文研究表明,7月初对油茶施用氮磷钾复合肥后覆盖,无论是夏季的8月份,还是冬季的11月份,与不覆盖相比,杂草、有机肥、白膜、黑膜、遮阳网覆盖均不影响油茶叶片叶绿素含量,不会通过叶绿素含量而改进叶片光合作用,与前人研究成果不同。但有机肥覆盖的叶片叶绿素含量变化幅度很大,暗示有机肥覆盖通过某种不在本文考察之列的土壤因素而影响油茶叶片叶绿素含量。可能原因是,有机肥覆盖进一步增加了土壤养分含量,进而促进油茶植株的养分吸收,由于有机肥覆盖的不均匀,造成油茶植株养分状况不同,进而造成不同植株间叶片叶绿素含量出现较大差异。因此建议提前进行有机肥覆盖,并通过松土促进其与土壤进行充分混匀。

3.2 施肥后覆盖对当年茶果经济指标的影响

油茶夏季农事措施主要目的有保水、抗高温和补充植物养分,前两种目的保证了油茶正常生长发育,同时为补充植株养分奠定基础,因此花芽和果实生长发育是评价该时期农事措施是否得当的重要依据[23-24]。本试验研究表明,7月初对油茶施用氮磷钾复合肥后覆盖,与不覆盖相比,杂草、有机肥、白膜、黑膜、遮阳网覆盖均不影响果实体积、果实高径比、茶籽含水率和茶籽出仁率,各覆盖处理提高种仁含油率并且以白膜效果最好,而有机肥覆盖降低果皮厚度。种仁含油率是油茶重要的经济指标,覆盖处理提高种仁含油率且以白膜覆盖效果最好,这可能是因为白膜覆盖后,改善了土壤水温条件,增加了土壤微生物量进而改善土壤理化性质,提升植株根系的吸收能力,从而改善了油茶树体的营养状况。有机肥覆盖降低果皮厚度,其原因有待进一步研究。但在果实体积、果皮厚度、茶籽含水率、茶籽出仁率、种仁含油率等指标测定中,均有1个以上覆盖处理的指标变化幅度很大,暗示不同的覆盖通过某种不在本文考察之列的土壤因素而影响油茶的上述指标,造成较大幅度波动,需要在以后的研究中予以探索。

3.3 施肥后覆盖对油茶产量指标的影响

油茶是花果同期、大小年明显的植物,夏季属于油茶果实和花芽快速生长期,因此该时期的农事措施既会影响当年产量又会影响下一年产量[21]。本试验研究表明,7月初对油茶施用氮磷钾复合肥后覆盖,与不覆盖相比,覆盖当年(小年)白膜覆盖降低油茶单株产量,覆盖次年(大年)遮阳网覆盖提高油茶单株产量和单株产果量,其他覆盖处理不影响油茶单株产量和单株产果量;无论覆盖当年还是次年,各覆盖处理均不影响单果质量、果实出籽率。可能原因是出现了大小年,油茶在长期生长育过程中,与其他林木、果木具有不同的特点,即第1年的春梢为第2年结实枝条,因试验地进行试验前,对油茶林经营管理粗放,营养不足,势必造成春梢生长发育不良,导致试验当年结果少,产量低。下一年的单株产量、单株产果量、单果质量均得到了提高,遮阳网覆盖可能因此提高果实产量。

4 结论

7月初施用氮磷钾复合肥后覆盖杂草、有机肥、白膜、黑膜、遮阳网,5种措施均不影响油茶叶片叶绿素含量、果实体积、果实高径比、茶籽含水率、茶籽出仁率、单果质量、果实出籽率;5种措施均能提高种仁含油率,以白膜覆盖效果最好;有机肥覆盖降低果皮厚度;白膜覆盖降低当年油茶单株产量,遮阳网覆盖则提高次年油茶单株产量和单株产果量。建议,可用遮阳网常年覆盖,作为夏季施肥的重要辅助措施。

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