不同施肥处理对牛角瓜营养生长和产量的影响

袁晓慧，刘惠民，王连春，刘 鹏，叶维雁

（西南林业大学，云南 昆明 650224）

不同施肥处理对牛角瓜营养生长和产量的影响

袁晓慧，刘惠民，王连春，刘 鹏，叶维雁

（西南林业大学，云南 昆明 650224）

为给牛角瓜经营技术的研究提供参考依据，以牛角瓜为试验材料，在云南省元江县的干热河谷地区，就氮、磷、钾肥的不同用量水平对牛角瓜株高、地径、叶片数和冠幅生长等生理指标的影响情况开展了“3414”的施肥试验。结果表明：施肥处理对其株高的影响极显著；对其东西冠幅的影响，由不显著变为显著，最后变为极显著；对南北冠幅的影响，由极显著变为显著；对地径、萌蘖和叶片数的影响均不显著；对花序数的影响，由不显著变为显著，最后变为不显著。氮、磷、钾肥对牛角瓜产量的影响均达极显著水平。在目前的土壤肥力条件下，配施尿素65.22 g/株、过磷酸钙37.50 g/株、硫酸钾24.00 g/株所得牛角瓜的产量最大。

牛角瓜；施肥；氮、磷、钾肥；“3414”试验

牛角瓜Calotropis giganteaL.属萝藦科牛角瓜属常绿直立灌木，是山地棉类植物之一。牛角瓜生于低海拔阳坡及空旷地，广泛分布于亚洲和非洲的热带亚热带地区，我国主要分布于四川、广西、广东、海南及云南的元江、巧家、建水、昆明、元阳、西双版纳等地[1-3]。

牛角瓜在干热河谷、盐碱地、沙滩等生态脆弱环境下表现出较好的适应性，能起到保持水土和防风固沙的作用[4]；还具有广泛的药用价值，其根、茎、叶和果等均可药用，具有消炎、抗菌、化痰和解毒等功用，可用于麻风病、哮喘、咳嗽、溃疡和肿瘤等疾病的治疗，牛角瓜的乳汁具有强心、保肝、镇痛消炎等功效[5-8]；牛角瓜热值较高，可用以提炼生物柴油，其燃烧后的残渣和硫氧污染少[9]；此外，牛角瓜纤维还可用作纺织面料或纤维增强复合材料的替代原料[10-11]。

虽然牛角瓜植株利用率高，其经济价值和生态效益突出，但目前大部分牛角瓜仍处于野生状态，国内外有关牛角瓜的研究也仍处于空白状态，还没有总结出有效的丰产栽培技术。为了提高单位面积内牛角瓜的经济产量，本研究进行了牛角瓜田间肥效小区试验，探讨了土壤供肥性能及不同施肥量对其产量的影响问题，并建立了牛角瓜的施肥模型，以期为今后牛角瓜栽培技术的研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点元江县位于云南省中南部，属北热带干热河谷气候类型，位于东经 101°39′～ 102°22′、北纬 23°19′～ 23°55′，海拔 390 ～ 420 m，年平均温度23.7 ℃，1月日均温16.8 ℃，最热月（6月）日均温28.8 ℃，≥10 ℃的年积温4 000～8 700 ℃，无霜期200～364 d[12]，年均降水量787 mm，年均相对湿度68%。

1.2 供试土壤

试验地土壤为砂红壤，呈微酸性，石砾含量多，其肥力状况如表1。

表 1 试验地土壤肥力状况Table 1 Fertility status of soil in the test plot

1.3 供试作物

供试种子采自元江河谷野生牛角瓜。2013年5月16日播种育苗，7月4日移栽。试验期间，在牛角瓜整个营养生长期采用的灌溉、除草及病虫害防治等田间管理措施与大面积生产的相同。

1.4 供试肥料

尿素（N≥46.0%），云南云天化股份有限公司生产；过磷酸钙（P2O5≥16.0%），云南省玉溪化肥厂有限责任公司生产；红牛硫酸钾（K2O≥50%），德国钾盐公司生产，中国化工建设总公司代理进口。

1.5 试验设计

王建友等人采用“3414”试验方案中的部分设计为南疆巴旦木的合理施肥提供了科学依据[15]。本研究也选用了“3414”的试验设计[13]，本试验设定的三因素即氮、磷、钾这三个因素，四水平即0、1、2、3这四个施肥水平，详见表2。试验共设14个处理，每个处理设3次重复，共42个试验小区，每个小区的面积有54 m2，区组间随机排列。四周设有保护行，保护行不施任何肥料。施肥方法采用环状施肥法。

根据表2的各种肥料养分含量计算出每株各种肥料的实际用量，然后将肥料分3次分别于2013年的9月10日、10月10日、11月10日施入，肥料总用量如表3。

1.6 测定项目及测定方法

试验主要观察和测定的项目有牛角瓜的株高增长量、地径增长量、冠幅增长量、叶片数增长量及萌蘖数和花序数增长量。分别于2013年的9、10、11和12月对牛角瓜的株高、地径、冠幅、叶片数及萌蘖数和花序数这几个生长指标进行观测。

表 2 牛角瓜试验的因素和水平Table 2 Factor and level of C. gigantea experiment g/株

表 3 “3414”施肥试验的实施方案Table 3 Implementation plant of “3414” experiment

产量结果的测定： 2014年5月10日于各小区开始摘拾，单收并标号，称重并记录；将果实剥开，取果皮内的种子和种毛，置于牛皮纸袋内，称重并记录；将装有种子和种毛的牛皮纸袋置于烘箱内，于65～70 ℃下烘至恒重，称重。

采用Excel和SPSS13.0软件对试验数据进行计算与处理。

2 结果与分析

2.1 植株性状

2013年5月16日在育苗袋内播种育苗，7月4日移栽至大田中。根据田间观察记载，现蕾期出现在10月7日，处理3、5的现蕾最早，处理2、8、9、12的现蕾较早；盛花期出现在11月8日至次年的3月20日，周年开花。初果期出现在11月13日，处理3、5的结果最早；盛果期出现在2014年的4月6日至5月25日，周年结果。平均单果鲜质量12.920 g，平均单果干质量4.276 g，平均单果纤维干质量0.887 g。

2.2 不同配方施肥处理对牛角瓜生长的影响

施肥是影响牛角瓜苗木生长的重要因素之一，不同配方施肥处理对牛角瓜株高生长的影响存在差异。对各施肥处理的牛角瓜各生长指标值进行了方差分析，结果见表4。表4表明：施肥处理对株高的影响极显著；对东西冠幅的影响由不显著变为显著；对南北冠幅的影响由极显著变为显著；对地径、萌蘖和叶片数的影响都不显著；对花序数的影响由不显著变为显著，最后变成不显著。方差分析结果的F值表明：施肥处理对牛角瓜株高的影响逐渐增大；对东西冠幅的影响逐渐增大，而对南北冠幅的影响逐渐减小，10月10日对南北冠幅的影响最大；对花序数的影响先增大后减小，11月10日花序数达到最大值。

表 4 不同施肥处理的牛角瓜各生长指标测定值的方差分析结果Table 4 Variance analysis of the growth indexes in C. gigantea in different treatments

2.3 氮、磷、钾肥对产量的影响

以产量为因变量进行方差齐性检验，结果见表5。由表5可知：P值＞显著性水平0.05，说明能满足方差分析的前提条件。

表 5 方差齐性检验结果Table 5 Homogeneity test of variance

以产量为因变量进行主体间效应的检验结果分析，结果见表6。由表6可知：F值对应的概率P值均小于极显著性水平0.01，这说明氮、磷、钾肥对产量的影响极显著，氮磷、磷钾、氮钾肥的交互作用对产量的影响也极显著。

2.4 不同施肥处理对牛角瓜产量的影响

不同施肥处理对牛角瓜产量的影响情况如表7。从表7中可以看出，不同水平的氮、磷、钾肥对牛角瓜产量的影响达极显著差异水平。其中，处理5的产量最高，处理3的次之，再次依次是处理9、处理10、处理2、处理12。处理5的产量与其他处理间的差异均达到极显著水平。

表 6 主体间效应的检验结果†Table 6 Test result of effects between subjects

表 7 不同施肥处理对牛角瓜产量的影响Table 7 Effect of different fertilization treatments on yield in C. gigantea

各施肥处理的方差分析结果见表8。由表8可知，P值＜0.01，说明各施肥处理间的差异达到极显著水平。

表 8 各施肥处理的方差分析结果Table 8 Variance analysis result of each fertilization treatments

2.5 不同施肥处理对土壤养分水平的影响

将“3414”试验方案中缺素区处理2、4、8的产量分别与全肥区处理6的产量进行比较，用缺素区产量占全肥区产量的百分数即相对产量的高低来反映土壤N、P、K养分的丰缺情况，将相对产量低于50%、50%～75%、75%～95%、大于95%的土壤养分水平依次划分为极低水平、低水平、中等水平、高水平[14]。试验区土壤养分的丰缺情况如表9。由表9可知，试验区域土壤N处于高水平，P处于低水平，K处于中水平。

表 9 试验区土壤养分的丰缺情况†Table 9 Conditions of nutrient abundance and deficiency in soil of the test plot

2.6 一元二次肥料效应模型的拟合

该试验拟合的一元二次肥料效应模型见表10。表10中所拟合的氮、磷、钾模型都属于典型的一元二次肥料效应模型，其中氮肥可解释产量变差的60.75%；磷肥可解释产量变差的77.34%；而钾肥只能解释产量变差的19.96%。

以此模型绘制的氮、磷、钾肥效应曲线分别如图1～3所示。

2.7 三元二次肥料效应模型的拟合

经统计分析，该施肥试验的三元二次肥料效应函数模型为：

图 1 氮肥效应曲线Fig. 1 The curve of N fertilizer effect

图 2 磷肥效应曲线Fig. 2 The curve of P fertilizer effect

图 3 钾肥效应曲线Fig. 3 The curve of K fertilizer effect

对该三元二次肥效效应模型进行极值判别分析，可判定该“3414”试验不能拟合出典型的三元肥效模型。进一步对模型进行F值检验和R2值检验，结果发现，F值和R2值均未达到显著水平，说明该三元二次方程估测的可靠程度不高。

2.8 氮磷钾肥的产量效应

氮磷钾各肥料因素对牛角瓜产量的影响情况如表11。表11表明，不同施氮水平处理的产量间差异显著。在等量磷钾肥的基础上施入5.0 g/株的氮肥时产量最高，其与无氮处理相比差异极显著，增产10.937 g/株，增产率40.20%。在等量氮钾肥的基础上施入2.0 g/株的P2O5时，牛角瓜产量最高，与无磷及高磷处理相比，其差异极显著；与无磷处理相比，磷肥处理的最大增产量为23.656 g/株，增产率达121.23%。中钾水平处理与低钾水平处理的产量间差异达到极显著水平，而其与高钾水平处理的产量间差异不显著。

表 11 氮、磷、钾各肥料因素对牛角瓜产量的影响†Table 11 Effect of N, P and K fertilizers on yield in C.gigantea

2.9 推荐施肥量的确定

该试验建立的三元二次肥效模型不典型，所以其推荐的施肥量不能适用于施肥实践。而氮、磷、钾肥的一元二次肥效模型所推荐的施肥量（见表12）能够反映试验的实际情况，可用于生产实践的施肥指导。最终确定的能使牛角瓜获得最高产量的氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）肥的施用量分别为5.8、2.6和14.3 g/株，按此配方施肥处理的牛角瓜的最高产量范围为31.018～37.144 g/株。

3 讨 论

施肥处理对牛角瓜株高的影响极显著；对其东西冠幅的影响由不显著变为显著，影响逐渐增大；而对其南北冠幅的影响由极显著变为显著，影响逐渐减小；对花序数的影响由不显著变为显著，最后变成不显著；对地径、萌蘖和叶片数的影响均不显著。

表 12 一元二次肥效模型的拟合结果Table 12 The fitting result of the quadratic model of fertilizer effects with one unknown g/株

本研究结果表明，对牛角瓜进行合理施肥具有极显著的增产增收效果。但是，当施肥量超过一定范围值后，牛角瓜的产量不但不能提高，反而呈下降趋势。例如，氮肥和磷肥的水平2和水平3（过量施肥水平）处理的产量均低于水平1处理的产量，这可能因为过量的氮肥抑制了磷、钾和微量元素的吸收，导致果实成熟慢，颜色不正，会出现花芽分化率降低、不坐果或畸形果、空洞果等问题。磷肥过量则会使作物从土壤中吸收过多的磷素营养，促使其呼吸作用大大增强，从而使无效分蘖增加，叶片缩短，提早成熟，引起减产。另外，牛角瓜吸收过多的氮素，叶片会过于肥大，降低了群体的光能利用率，呼吸作用旺盛，从而增加光合产物的消耗，减少干物质的积累，结果会减产。

在等量磷钾肥的基础上，施氮量为水平1时其产量最高；施氮量为水平2时其产量开始呈现负增长趋势，施氮量为水平3时其产量亦呈负增长趋势。这与试验区域土壤氮水平高的试验结果一致。试验土壤含氮量高，植物从土壤中获得的氮素多，施肥时可以少施氮肥。在等量氮钾肥的基础上，施磷量为水平1时，牛角瓜的产量最高，与无磷及高磷处理相比，其产量间的差异极显著。施磷量为水平2时，其产量增长率减小；施磷量为水平2时，其产量呈负增长趋势。这与试验区域土壤磷水平低的试验结果一致。试验地土壤含磷量低，施肥时可以多施磷肥。在等量氮磷肥的基础上，施入不同用量的钾肥均能使其产量增收，虽然试验地土壤钾素水平为中等，但亦不能满足牛角瓜对钾的需求，施肥时应加大钾肥的施用量。

有关研究结果[13]表明，三元二次肥效模型在对“3414”试验进行拟合并计算推荐施肥量时可能存在不能拟合或拟合的可靠程度不高的问题。本试验研究结果表明，当三元二次肥效模型不能对“3414”试验结果进行拟合时，采用一元二次肥效模型拟合，可以较好地反映牛角瓜种毛产量与施肥量之间的关系，可以计算出最高产量与施肥量。

[1]中国科学院华南植物研究所.海南植物志:第3卷[M].北京:科学出版社,1974:255.

[2]中国科学院植物志编辑委员会.中国植物志:第63卷[M].北京:科学出版社,1977:384－386.

[3]傅登祺,黄宏文.能源植物资源及其开发利用简况[J].武汉植物学研究,2006,24(2):183－190.

[4]高 柱,王小玲,马焕成,等.干热河谷牛角瓜育苗技术及幼苗生长节律[J].云南农业大学学报,2012,27(4):503－507,555.

[5]国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草[M].上海:上海科学技术出版社,1998:325－326.

[6]Lhinhat rakool T, Sutthivaiyakit S. 19-Nor- and 18,20-Epoxycardenolides from the leaves ofCalotropis gigantea[J]. Journal of Natural Products,2006,69(18):1249－1251.

[7]Kiuchi F, Fuakao Y, Obata T,et al.Cytotoxic Principles of a Bangladeshi Crude Drug, Akond Mul (Root s ofCalotropis giganteaL)[J].Chemical Pharmaceutical Bulletin, 1998, 46B:528－530.

[8]Quaquebeke E V, Simon G, Andre A,et al. Identification of a Novel Cardenolide (2-Oxovoruscharin) fromCalotropis proceraand the Hemisynthesis of Novel Derivatives Displaying Potent in Vitro Antitum or Activities and High in Vivo Tolerance: St ructure-Activity Relationship Analyses[J]. J Med Chem, 2005,48(3): 849－856.

[9]李 瑞,曾建立,王晓东,等.耐盐碱植物牛角瓜产能成分分析[J].过程工程学报,2007,7(6):1217－1220.

[10]Nart Tuntawiroon, Poonsab Samootsakorn, Gritsanaruck Theeraraj. The environmental implications of the use of calotropis gigantea as a textile fabric[J]. Agriculture, Ecosystem and Environment, 1984, 11: 203－212.

[11]Ashori A (Ashori, Alireza), Bahreini Z(Bahreini, Zaker).Evaluation of calotropis gigantea as a promising raw material for fiber-reinforced composite[J]. Journal of Composite Materials,2009, 43(11): 1297－1304.

[12]罗长维,李 昆,陈 友,等.元江干热河谷麻疯树开花结实生物学特性[J].东北林业大学学报,2008,36(5):7－10.

[13]陈新平,张福锁.通过“3414”试验建立测土配方施肥技术指标体系[J].中国农技推广,2006,(4):36－39.

[14]农业部种植业管理司,全国农业技术推广服务中心.测土配方施肥技术问答[M].北京:中国农业出版社,2005:39－41.

[15]王建友,毛金梅,韩宏伟,等.南疆巴旦木测土配方施肥效果试验初报[J].经济林研究,2011,29(3):120－123.

Effect of different fertilization treatments on vegetative growth and yield inCalotropis gigantea

YUAN Xiao-hui, LIU Hui-min, WANG Lian-chun, LIU Peng, YE Wei-yan
(Southwest Forestry University, Kunming 650224, Yunnan, China)

In order to provide a reference for researching management technology inCalotropis gigantea, takingC.giganteaas materials, effects of different application levels of N, P and K fertilizers on tree height, ground diameter,leaf number and crown growth were researched by “3414” fertilizer experiment at dry-hot valley areas of Yuanjiang County, Yunnan Province. The results showed that the fertilization treatments had very signi fi cant effects on tree height,and had no signi fi cant effects on ground diameter, tillers and leaf number. Effects of the treatments on crown breadth(east-west direction) were from insigni fi cant to signi fi cant, fi nally to very signi fi cant, and the effects on crown breadth(north-south direction) were from very signi fi cant to signi fi cant. The effects on in fl orescences were from insigni fi cant to signi fi cant, fi nally to insigni fi cant. The effects of N, P and K fertilizers on yield inC. giganteahad all reached very signi fi cant level. Applying 65.22 g urea, 37.50 g calcium superphosphate and 24.00 g potassium sulfate per plant could reach the maximum yield inC. giganteaunder the current fertility conditions.

Calotropis gigantea; fertilization; N, P and K fertilizers; “3414” experiment

S606＋.2；S147.2

A

1003—8981(2015)02—0014—06

2014-09-24

国家林业局林业公益性行业科研专项（201304810）。

袁晓慧，硕士研究生。

刘惠民，教授，博士。E-mail：hmliu@swfu.edu.cn

袁晓慧,刘惠民,王连春,等.不同施肥处理对牛角瓜营养生长和产量的影响[J].经济林研究,2015,33(2):14－19.

10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.02.003

http: //qks.csuft.edu.cn

[本文编校：伍敏涛]