龍雪燕,楊小菊,楊勝優(yōu),李萬春,胡玉玲
銅仁學(xué)院農(nóng)林工程與規(guī)劃學(xué)院,貴州銅仁554300
油茶(Camellia oleiferaAbel.)是集生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益于一身的中國(guó)南方重要木本油料植物,油茶在推進(jìn)山區(qū)綜合開發(fā)、促進(jìn)農(nóng)民就業(yè)增收、維護(hù)國(guó)家糧油安全、加快國(guó)土綠化進(jìn)程中發(fā)揮十分重要的作用[1-2]。茶油富含多種不飽和脂肪酸,是一種保健價(jià)值極高的食用油,故被譽(yù)為“東方液體黃金”,中國(guó)油茶面積近450萬hm2,但是超過50%面積產(chǎn)油量?jī)H15kg/hm2~75kg/hm2,因此茶油價(jià)格居高不下,油茶低產(chǎn)問題已經(jīng)嚴(yán)重影響到了油茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[3-4]。夏季是油茶重要生長(zhǎng)時(shí)期,6月~9月是油茶花芽和茶果快速生長(zhǎng)期,良好花芽發(fā)育可為下一年豐產(chǎn)奠定基礎(chǔ),良好果實(shí)發(fā)育可明顯提高當(dāng)年產(chǎn)量,也可為后期茶果進(jìn)行油脂積累奠定基礎(chǔ)[5-6]。在中國(guó)南方,夏季常常表現(xiàn)高溫少雨,異常高溫則會(huì)影響油茶正常生理代謝,花芽和果實(shí)發(fā)育受到不同程度的影響,嚴(yán)重則會(huì)灼傷油茶葉片、果實(shí)和花器官,大面積落果或者裂果,甚至出現(xiàn)植株萎焉或者植株死亡現(xiàn)象[7-8]。鉀元素是公認(rèn)的植物品質(zhì)元素,合理施用鉀元素可以提高植物抗旱性,在植物的生長(zhǎng)代謝過程中發(fā)揮著重要作用,適宜的鉀素水平可促進(jìn)植物較好利用氮,增加蛋白質(zhì)含量使果實(shí)增大和提高產(chǎn)量,提高核仁和種子含油量,降低裂果率[9-13]。還有研究表明增施鉀肥能提高油茶葉片養(yǎng)分含量,促進(jìn)油茶生長(zhǎng)、花芽分化與結(jié)實(shí)[14-16]。目前夏季高溫季節(jié)施鉀肥對(duì)茶果經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量影響鮮有報(bào)道。該研究選擇在夏季開展油茶施鉀肥試驗(yàn),分析不同鉀肥水平對(duì)茶果經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和產(chǎn)量的影響,以期為油茶夏季施鉀肥提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)地位于貴州省松桃縣盤信鎮(zhèn)萬畝油茶基地(28°0′15″N,109°14′12″E),該地屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū),年均氣溫15℃~17℃,年降水量1100㎜~1300㎜,無霜期長(zhǎng)。試驗(yàn)地主要以沙壤土為主,土層深厚,土壤通透性良好,土壤有機(jī)質(zhì)含量為3.2%~4.8%,全N、全P和全K含量分別為0.7g/kg~0.9g/kg、0.2g/kg~0.4g/kg和0.1g/kg~0.2g/kg。
普通油茶湘林210#,栽植密度2m×3m,試驗(yàn)樹長(zhǎng)期不施肥只進(jìn)行除草生態(tài)栽培農(nóng)事措施,鉀肥選用氯化鉀(K2O含量為60%)。
選擇林地條件均一、油茶樹體和樹勢(shì)接近的油茶單株,采用單因素隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì),共設(shè)4個(gè)鉀肥水平(50g、100g、200g、400g)和CK,每處理10株油茶單株,每處理留2株作保護(hù)行,施肥時(shí)間為2019年8月3日,施肥方法為穴施,所有肥料一次性施入并覆土。
施肥后50d,用SPAD-502葉綠素儀測(cè)定春梢葉片葉綠素、氮含量、葉片濕度和葉片溫度,具體方法為選取每試驗(yàn)單株4個(gè)方向當(dāng)年春梢第3葉片進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果取平均值;當(dāng)年(2019年)和第二年(2020年)連續(xù)2年于10月下旬進(jìn)行采果,立即用電子秤對(duì)每株油茶產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定并數(shù)出總果數(shù),隨機(jī)選取30個(gè)茶果稱重后帶回進(jìn)行后續(xù)其他指標(biāo)測(cè)定,用游標(biāo)卡尺測(cè)定茶果果高、果徑和果皮厚度,立即取出茶籽稱重,稱重后立即放置烘箱中烘至恒重,烘干茶籽取出種仁并稱重,隨后采用索氏萃取提油法測(cè)定種仁含油率。茶果單果重、茶果體積、果型指數(shù)、鮮出籽率、鮮籽含水量、籽出仁率和種仁含油率計(jì)算公式如下:
(1)茶果單果重=果實(shí)總質(zhì)量/果實(shí)個(gè)數(shù)。
(2)果實(shí)體積(V)=4/3πb(1/2a)2(cm3),π為常數(shù)(π=3.14),a為果直徑,b為果高;
(3)果型指數(shù)=果高/果徑;
(4)鮮出籽率=(鮮籽重量/鮮果重量)×100%;
(5)鮮籽含水量=[(鮮籽重量-干籽重量)/鮮籽重量]×100%;
(6)籽出仁率=(干仁重量/干籽重量)×100%;
(7)仁含油率=仁出油量/干仁重量×100%。
Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入、統(tǒng)計(jì)和作圖,采用DPS 12.1軟件進(jìn)行方差分析,P≤0.01表示差異極顯著,p≤0.05表示差異顯著,對(duì)差異顯著數(shù)據(jù)用LSD法進(jìn)行多重比較。
3.1.1 不同施鉀量對(duì)油茶葉片SPAD值影響
對(duì)油茶葉片SPAD值進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)油茶葉片SPAD值影響不顯著。從圖1可以看出,施鉀肥處理油茶葉片SPAD值均比不施鉀肥(CK)高,隨著鉀肥施用量增加,油茶葉片SPAD值先增加后又下降,最后值保持穩(wěn)定。當(dāng)鉀肥施用量為100g/株(處理2)時(shí)油茶葉片SPAD值最高,達(dá)到了31.3;施肥量200g/株(處理3)次之,油茶葉片SPAD值為29.9;施肥量400g/株(處理4)時(shí)油茶葉片SPAD值最低,僅為29.8。
圖1 不同施鉀量對(duì)油茶葉片葉綠素SPAD值影響Fig.1 Effects of Leaves SPAD Value Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.1.2 不同施鉀量對(duì)油茶葉片含氮量影響
對(duì)油茶葉片含氮量數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)油茶葉片含氮量影響不顯著。從圖2可以看出,施用鉀肥對(duì)油茶葉片含氮量有不同程度的提高,隨著鉀肥施用量增加,葉片含氮量先增加,當(dāng)鉀肥施用量超過100g/株后,葉片含氮量則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。當(dāng)鉀肥施用量為100g/株(處理2)時(shí)油茶葉片含氮量最高,達(dá)到了12.6mg/kg;施肥量200g/株(處理3)次之,油茶葉片含氮量為12.1mg/kg;施肥量400g/株(處理4)時(shí)油茶葉片含氮量最低,僅為11.7mg/kg。
圖2 不同施鉀量對(duì)油茶葉片含氮量影響Fig.2 Effects of Leaves Nitrogen Content Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.1.3 不同施鉀量對(duì)油茶葉面相對(duì)濕度影響
對(duì)油茶葉面相對(duì)濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)油茶葉面相對(duì)濕度影響不顯著。從圖3可以看出,對(duì)油茶施用鉀肥油茶葉面相對(duì)濕度都有不同程度的提高,隨著鉀肥施用量增加,油茶葉面相對(duì)濕度先增加,超過一定量后,油茶葉面相對(duì)濕度則呈現(xiàn)一定程度下降趨勢(shì)。當(dāng)鉀肥施用量為100g/株(處理2)時(shí)油茶葉面相對(duì)濕度最高,達(dá)到了50.3%;施肥量200g/株(處理3)次之,油茶葉面相對(duì)濕度為48.5%;施肥量50g/株(處理1)和施肥量400g/株(處理4)時(shí)油茶葉面相對(duì)濕度最低,僅為48.4%。
圖3 不同施鉀量對(duì)油茶葉面相對(duì)濕度影響Fig.3 Effects of Leaves Relative Humidity Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.1.4 不同施鉀量對(duì)油茶葉面溫度影響
對(duì)油茶葉面溫度進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)油茶葉面溫度影響極顯著(P≤0.01)。從圖4可以看出,在夏季高溫季節(jié)對(duì)油茶施不同水平鉀肥,對(duì)油茶葉面溫度有不同程度升高,且呈現(xiàn)隨著鉀肥使用量增加,油茶葉面溫度先下降。當(dāng)鉀肥施用量為100g/株(處理2)時(shí)油茶葉面溫度最高,達(dá)到了19.8℃;施肥量50g/株(處理1)次之,油茶葉面溫度為19.7℃;施肥量400g/株(處理4)時(shí)油茶葉面溫度最低,僅為19.4℃。
圖4 不同施鉀量對(duì)油茶葉面溫度影響Fig.4 Effects of Leaves Surface Temperature Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.1 不同施鉀量對(duì)當(dāng)年茶果體積影響
對(duì)茶果體積數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)體積影響不顯著。從圖5可以看出,施用鉀肥對(duì)油茶果體積都有不同程度增大,隨著鉀肥使用量增加,油茶果體積先增加,超過一定量后,油茶果體積則呈現(xiàn)一定程度下降趨勢(shì)。當(dāng)鉀肥施用量為100g/株(處理2)時(shí)油茶果體積最大,達(dá)到了117.55cm3;施肥量200g/株(處理3)次之,油茶果體積為82.97cm3;施肥量400g/株(處理4)時(shí)油茶果體積最小,僅為70.80cm3。
圖5 不同施鉀量對(duì)茶果體積影響Fig.5 Effects of Fruits Volume Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.2 不同施鉀量對(duì)茶果果型指數(shù)影響
對(duì)茶果果型指數(shù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)茶果果型指數(shù)影響不顯著。從圖6可以看出,在夏季高溫季節(jié)對(duì)油茶施不同水平鉀肥,對(duì)茶果果型指數(shù)都有不同程度影響。當(dāng)鉀肥施用量為400g/株(處理4)時(shí)茶果果型指數(shù)值最大,達(dá)到了0.88;施肥量200g/株(處理3)次之,茶果果型指數(shù)值為0.87;施肥量100g/株(處理2)時(shí)茶果果型指數(shù)值最小,僅為0.76,且低于對(duì)照處理。
圖6 不同施鉀量對(duì)茶果果型指數(shù)影響Fig.6 Effects of Fruit TypeIndex Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.3 不同施鉀量對(duì)茶果果皮厚度影響
對(duì)茶果果皮厚度數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)茶果果皮厚度影響差異極顯著(P≤0.01)。從圖7可以看出,在夏季高溫季節(jié)對(duì)油茶施不同水平鉀肥,茶果果皮厚度都有不同程度變薄。當(dāng)鉀肥施用量為400g/株(處理4)時(shí)茶果果皮厚度最薄,僅為3.83mm;施肥量為100g/株(處理2)次之,茶果果皮厚度為4.28mm。
圖7 不同施鉀量對(duì)茶果果皮厚度影響Fig.7 Effects of Peel Thicknessof Fruit Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.4 不同施鉀量對(duì)茶籽單籽重影響
對(duì)茶籽單籽重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行方差,結(jié)果分析表明不同施鉀量對(duì)茶籽單籽重影響不顯著。從圖8可以看出,在夏季高溫季節(jié)對(duì)油茶施不同水平鉀肥,對(duì)茶籽單籽重都有不同程度增加。當(dāng)鉀肥施用量為400g/株(處理4)時(shí)茶籽單籽重最重,達(dá)到了3.36g;施肥量為100g/株(處理2)時(shí)茶籽單籽重為3.36g;施肥量為50g/株(處理1)時(shí)茶籽單籽重最低,僅為3.15g。
圖8 不同施鉀量對(duì)茶籽單籽重影響Fig.8 Effects of Seed Weight Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.5 不同施鉀量對(duì)茶籽含水量影響
對(duì)茶籽含水量數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)茶籽含水量影響不顯著。從圖9可以看出,在夏季高溫季節(jié)對(duì)油茶施不同水平鉀肥,茶籽含水率整體表現(xiàn)為高于不施肥處理(CK)。當(dāng)鉀肥施用量為400g/株(處理4)時(shí)茶籽含水率最高,達(dá)到了59.95%;施肥量為100g/株(處理2)時(shí)茶籽含水率為57.88%;施肥量為50g/株(處理1)時(shí)茶籽含水率最低,僅為57.48%。
圖9 不同施鉀量對(duì)茶籽含水量影響Fig.9 Effects of Seeds Moisture Content Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.6 不同施鉀量對(duì)茶籽出仁率影響
對(duì)茶籽出仁率數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)茶籽出仁率影響不顯著。從圖10可以看出,當(dāng)鉀肥施用量為400g/株(處理4)時(shí)茶籽出仁率最高,達(dá)到了59.33%;施肥量100g/株(處理2)次之,茶籽出仁率為54.72%;施用量為50g/株(處理1)時(shí)茶籽出仁率最低,僅為52.79%。
圖10 不同施鉀量對(duì)茶籽出仁率影響Fig.10 Effects of Kernel Rate Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.7 不同施鉀量對(duì)油茶種仁含油率影響
對(duì)油茶種仁出油率數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)油茶種仁含油率影響不顯著。從圖11可以看出,在夏季高溫季節(jié)對(duì)油茶施不同水平鉀肥可以提高油茶種仁含油率。當(dāng)鉀肥施用量為400g/株(處理4)時(shí)種仁含油率最高,達(dá)到了60.27%;施肥量為200g/株(處理3)時(shí)種仁含油率為53.27%;施肥量為50g/株(處理1)時(shí)種仁含油率最低,僅為43.73%。
圖11 不同施鉀量對(duì)油茶種仁含油率影響Fig.11 Effects of Oil Rate Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.3.1 不同施鉀量對(duì)2a茶果產(chǎn)量影響
對(duì)2a茶果產(chǎn)量進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明在夏季高溫季節(jié)對(duì)油茶施不同水平鉀肥,對(duì)茶果產(chǎn)量影響極顯著(P≤0.01)。從圖12可以看出,施鉀肥對(duì)茶果產(chǎn)量都有不同程度促進(jìn)作用,但隨著鉀肥施用量增加,2a茶果產(chǎn)量都先增加,超過一定量后,茶果產(chǎn)量則呈現(xiàn)一定程度降低趨勢(shì)。從2019年茶果產(chǎn)量來看,鉀肥施用量為100g/株(處理2)時(shí)茶果產(chǎn)量最高,達(dá)到了2.84kg;施用量為200g/株(處理3)時(shí)茶果產(chǎn)量為1.82kg;施用量為400g/株(處理4)時(shí)茶果產(chǎn)量最低,僅為0.79kg。從2020年茶果產(chǎn)量來看,鉀肥施用量為100g/株(處理2)時(shí)茶果產(chǎn)量最高,達(dá)到了5.02kg;施用量為200g/株(處理3)時(shí)茶果產(chǎn)量為3.17kg;施用量400g/株(處理4)時(shí)茶果產(chǎn)量最低。
圖12 不同施鉀量對(duì)茶果產(chǎn)量影響Fig.12 Effects of Yield Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.3.2 不同施鉀量對(duì)2a茶果數(shù)量影響
對(duì)2a茶果數(shù)量進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明在夏季高溫季節(jié)對(duì)油茶施不同水平鉀肥,對(duì)茶果數(shù)量影響極顯著(P≤0.01)。從圖13可以看出,不同施鉀量對(duì)油茶果數(shù)量都有不同程度的影響,隨著鉀肥施用量增加,油茶果數(shù)量先增加后下降。從2019年茶果數(shù)量來看,當(dāng)鉀肥施用量為100g/株(處理2)時(shí)茶果數(shù)量最高,達(dá)到了97個(gè);施肥量為200g/株(處理3)時(shí)茶果數(shù)量為59個(gè);施肥量為400g/株(處理4)時(shí)茶果數(shù)量最少,僅為24個(gè)。從2020年茶果數(shù)量來看,鉀肥施用量對(duì)下一年茶果產(chǎn)量影響明顯,施鉀量為100g/株(處理2)時(shí)茶果數(shù)量最多,施鉀量為50g/株(處理1)時(shí)茶果數(shù)量最少。
圖13 不同施鉀量對(duì)茶果數(shù)量影響Fig.13 Effects of Quantity of Fruit Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.3.3 不同施鉀量對(duì)2a茶果單果重影響
對(duì)2a茶果單果重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)當(dāng)年茶果單果重影響不顯著。從2019年茶果單果重來看,當(dāng)鉀肥施用量為400g/株(處理4)時(shí)茶果單果重最重,達(dá)到了32.75g;施肥量為200g/株(處理3)時(shí)茶果單果重為30.43g;施肥量為50g/株(處理1)時(shí)茶果單果重僅為28.00g。從2020年茶果單果重來看,施肥量為400g/株(處理4)時(shí)茶果單果重最高,達(dá)到了32.25g;施肥量為100g/株(處理2)時(shí)茶果單重為28.75g;施肥量為200g/株(處理3)時(shí)茶果單果重最低。
圖14 不同施鉀量對(duì)茶果單果重影響Fig.14 Effects of Fruit Weight Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.3.4 不同施鉀量對(duì)2a茶果鮮出籽率影響
對(duì)2a茶果鮮出籽率數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明不同施鉀量對(duì)2a茶果鮮出籽率影響不顯著。從2019年茶果鮮出籽率來看,施肥處理1、處理2和處理3均高于對(duì)照處理。鉀肥施用量為200g/株(處理3)時(shí)茶果鮮出籽率最高,達(dá)到了45.22%;施用量為50g/株(處理1)時(shí)茶果鮮出籽率為44.38%;施用量為400g/株(處理4)時(shí)茶果鮮出籽率最低,僅為42.90%。從2020年茶果鮮出籽率來看,施肥量為100g/株(處理2)時(shí)茶果鮮出籽率最高,達(dá)到了41.95%;施肥量為400g/株(處理4)時(shí)茶果鮮出籽率最低,僅為38.17%。
圖15 不同施鉀量對(duì)茶果鮮出籽率影響Fig.15 Effects of Fresh Seed Rate Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
鉀是植物細(xì)胞中最豐富的陽(yáng)離子,其可以增強(qiáng)光合作用和光合作用產(chǎn)物運(yùn)輸,激活酶活性,促進(jìn)糖、脂代謝和蛋白組合成,調(diào)節(jié)氣孔開關(guān),對(duì)植物抗病性、抗旱性和產(chǎn)量形成及油脂積累有重要影響[17-19]。該研究結(jié)果顯示,夏季施鉀肥都會(huì)不同程度提高油茶葉片葉綠素SPAD值和含氮量,以處理2表現(xiàn)最佳,即施用鉀肥100g/株時(shí),葉片葉綠素SPAD值(31.3)、葉片含氮量(12.6mg.kg-1)達(dá)到最高,可見夏季高溫少雨油茶施鉀肥不宜過多,過低也達(dá)不到鉀的最佳營(yíng)養(yǎng)效果。
施鉀肥對(duì)當(dāng)年茶果經(jīng)濟(jì)性狀影響,主要體現(xiàn)施適量鉀肥可以降低油茶落果,促進(jìn)果實(shí)生長(zhǎng)及油脂的積累[20-21]。該研究可以看出,夏季高溫時(shí)期施鉀肥可以不同程度促進(jìn)油茶果實(shí)體積、單籽重和茶籽含水率增大,降低果皮厚度,促進(jìn)鮮出籽率和出仁率等,其中施鉀肥100g/株茶果體積最大,施鉀肥400g/株茶果果皮最薄、出仁率和出油率都最高,因此認(rèn)為夏季高溫時(shí)期施鉀肥400g/株當(dāng)年茶果各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較高。
夏季是油茶當(dāng)年果實(shí)快速膨大期,也是油茶花芽快速發(fā)育期,良好的花器官形成可以提高座果率,因此該時(shí)期油茶花芽發(fā)育狀是否況良好決定了下一年油茶產(chǎn)量[22]。該研究表明:施鉀肥可以不同程度促進(jìn)下一年油茶產(chǎn)量和結(jié)果數(shù)量,其中施鉀肥100g/株(處理2),下一年茶果產(chǎn)量和數(shù)量都達(dá)到最大值,施鉀肥超過100g/株后,第二年茶果產(chǎn)量和數(shù)量有不同程度下降,可見合理施鉀肥可促進(jìn)當(dāng)年油茶花芽發(fā)育,有效提高第二年茶果產(chǎn)量。
綜上所述,油茶相關(guān)指標(biāo)對(duì)施鉀肥量響應(yīng)并不一致,施鉀肥100g/株有利于葉片葉綠素合成和氮積累,有利于油茶花芽發(fā)育,而施鉀肥400g/株可促進(jìn)當(dāng)年茶果經(jīng)濟(jì)指標(biāo)增長(zhǎng),因此建議夏季高溫時(shí)期可以用低濃度鉀肥每間隔20d對(duì)油茶葉片進(jìn)行葉面噴施,或者每隔30d施鉀肥100g/株,或者結(jié)合灌溉每株一次性施鉀肥400g,含氯鉀肥要與硫酸型鉀肥輪換使用。