油茶果实生长发育期氮磷钾含量变化研究

彭邵锋陆 佳马 力陈永忠王 瑞陈隆升袁 军

（1．湖南省林业科学院，湖南长沙410004；2．国家油茶工程技术研究中心，湖南长沙410004；3．中南林业科技大学林学院，湖南长沙410004）

油茶果实生长发育期氮磷钾含量变化研究

彭邵锋1，2陆 佳3马 力1，2陈永忠1，2王 瑞1，2陈隆升1，2袁 军3

（1．湖南省林业科学院，湖南长沙410004；2．国家油茶工程技术研究中心，湖南长沙410004；3．中南林业科技大学林学院，湖南长沙410004）

在果实生长发育阶段，以油茶果实和叶片为试材，分析测定N、P、K含量的变化规律。结果表明：叶片和果实中N的含量随时间推移不断下降；果实中P的含量在果实迅速生长期不断上升，在油脂合成阶段不断下降，叶片中P含量变化规律与果实基本一致；叶片中K含量呈现出“降—升—降”的规律，果实中K含量随果实膨大始终保持逐步上升的趋势。

油茶；营养元素；变化规律

油茶（Camellia oleifera）属山茶科（Theaceae）山茶属植物，在生产上通常指山茶属中种子含油率较高、有栽培应用价值的一批物种的总称［1］。油茶是我国特有的木本油料植物，与油橄榄（Olea europaea）、油棕（Elaeis guineensis）、椰子（Cocos nucifera）并称为世界四大木本食用油料树种［2］。据2013年统计，全国油茶林栽培面积383．33万hm2，年产茶油45万t，年总产值达390亿元。大力发展油茶产业，对维护我国粮油和耕地安全，推动山区综合开发，帮助林农脱贫致富具有十分重要的意义。

油茶产业普遍存在着单位面积产量低和经济效益差两大问题［3］，其中最主要的原因之一是土壤养分不足和施肥不合理［4－5］。研究油茶营养生理代谢能够为其栽培管理提供有效的依据，分析其营养物质相互转化从而为提高产量奠定理论和实践基础［6］。树体在同一个生长发育周期中不同时期对不同营养元素的需求量不同，具体反映在树体中矿质营养的周期性变化，检测油茶树体中的矿质营养变化，能补充和调节矿质养分，防止某些营养元素缺乏或失调而减产。油茶营养变化规律研究主要集中在营养吸收与循环［7－11］、营养诊断与配方施肥［12－16］、内含物［17－19］等方面，对油茶果实和叶片大量元素含量的年周期变化规律少见报道。本研究探讨了油茶优良无性系在果实生长发育期果实和叶片N、P、K的年周期变化规律，以期寻找同一时期N、P、K在果实和叶片中的含量是否存在一定的关联，为油茶营养诊断和配方施肥提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地自然概况

试验地位于长沙市雨花区湖南省林业科学院油茶种质资源收集保存库与新品种创制基地。该地属亚热带季风湿润气候区，气候温和、四季分明。年平均气温17．5℃，1月平均气温4．6℃，7月平均气温28．6℃，极端最高气温42．7℃，极端最低气温－10．4℃，年平均降雨量1 378mm，年平均相对湿度81%，年日照时数1 814．8 h，全年无霜期275 d。土壤为第四纪红色粘土网纹层母质发育的酸性红壤，土层较深厚，但多石砾，pH 4．5～5．5。

1.2 样品采集与前期处理

1）样树选取：参试油茶林分于2006年3月采用2年生裸根苗造林。在参试油茶林分内设定3个20m×20m的标准样地，在每个样地中按照“S”型路线，随机选取具有典型代表性、生长健康、树冠完整、无病虫害的2株油茶树作为样株，共6株样株。

2）采样时间和方法：试验于2013年进行，从5月5日开始，每月5日、20日分别在每株油茶样株的树冠外围中上部，分东、南、西、北4个方位采集生长健康、叶色正常、无病虫害和机械损伤的当年生春梢叶片（从基部往上数的第2～3片成熟正常叶）20片、果实10个，标记并用密封袋装好，带回实验室。

3）室内处理：每个样地内采集的2个样株的叶片和果实分别充分混合，分别随机选取叶片和果实的3个混合样。用干净的纱布或毛巾将样品表面擦拭干净，人工除去叶柄和果皮，经过105℃杀青30min，60℃烘干至恒质量，冷却后粉碎，采用四分法，分别取1份样品贮于密封的棕色玻璃瓶中待用。

1.3 样品测定

样品氮、磷、钾用H2SO4－H2O2消煮，测定参照李合生的方法［20］。全氮测定采用凯氏定氮法，全磷测定采用氢氧化钠－钼锑抗比色法，全钾测定采用火焰光度法。所有指标分单株测定，取平均值作为最终值。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel进行数据分析和制图。

2 结果与分析

2.1 果实矿质营养含量变化规律

在果实生长发育期，果实N、P、K含量的变化规律见图1。

由图1可以看出，果实中N含量总体上呈不断下降趋势。5月5日幼果期果实N含量最高，达10．2 g／kg，果实体积在5月初至7月初迅速增大，果实N含量不断降低；7—8月为油茶果实生长高峰期和油脂转化高峰期，N含量基本处于平稳期；8月下旬以后，果实N含量继续降低；到10月20日果实采收期N含量降低到最低值，为8．1 g／kg。

果实P含量变化呈“下降—上升”趋势。5月5日至6月5日，果实P含量有一个小幅度下降；6月5日至7月5日，果实进入生长高峰期，P含量急剧上升；7月5日P含量达1．23 g／kg，为油茶果实体积增大和油脂转化积累了大量P元素；随后P含量出现波动式下降，至10月20日，果实P含量为1．18 g／kg。

果实K含量变化呈“平稳—上升”趋势。果实K含量在5月5日至9月5日之间波动不大，但9月5日后至10月上旬，果实K含量急剧上升。10月5日果实K含量达到最高值，为9．66 g／kg；10月20日果实采收时K含量仍处于较高水平，为8．09 g／kg。可能由于K参与脂肪代谢以及蛋白质合成，油茶果实油脂转化高峰期，脂肪和蛋白质合成进一步加快，需要积累和利用大量K元素。

2.2 叶片矿质营养含量变化规律

叶片是营养反应最敏感的器官，其营养动态变化可实时反馈树体和土壤养分的丰缺状况。因此，叶片的矿质营养可作为植物施肥最重要的依据之一。在果实生长发育期，油茶叶片矿质营养的变化情况见图2。

从图2可以看出，油茶果实生长发育过程中，叶片中氮元素呈缓慢下降趋势。5月初油茶春梢生长基本结束，此时叶片N含量达到最高水平（10．3 g／kg）；随后果实迅速发育，花芽开始分化，各个器官对N素的需求加剧，叶片中N含量持续下降。7月20日油茶果实大小增加已达到最高峰，叶片中的N含量下降到第1个“低谷”，N含量为9．40 g／kg；8月至9月下旬，油茶果实进入油脂转化高峰期，但叶片中的N含量略有增加；进入10月份，油茶果实进入最后成熟期，叶片中N含量又有所下降。

叶片中P含量变化表现为“下降—升高—下降”的趋势。进入5月份，随着春梢生长停止，幼果膨大、花芽分化等需要消耗大量的P，致使叶片P含量不断下降，在6月初出现第一个“低谷”；随后至7月20日，叶片P含量逐步升高，到7月20日升高到0．93 g／kg；7月20日至10月下旬果实成熟，叶片P含量呈现振荡下降趋势，10月下旬达到最低值，10月20日叶片P含量下降至0．41 g／kg。

叶片中K含量变化趋势与P相类似，呈现“下降—升高—下降”的趋势。随着果实生长，对K需求量急剧增大。叶片中K含量直线下降，6月5日下降到4．10 g／kg，随后开始缓慢上升；7月20日升高到5．85 g／kg，随后开始下降；直至采收期10月20日，下降到3．89 g／kg。

3 结论与讨论

1）N、P、K 3种元素是作物生长过程中需求量最多的元素，随着油茶的生长，叶片中的N、P、K元素开始向果实中转移，导致叶片中含量降低，适量的施肥能够补充N、P、K的缺失，促进植物的营养生长和生殖生长［13］。叶片中N的含量约为K的2倍，P的12倍，在果实生长发育过程中，总体呈下降趋势，但含量变化幅度不大，与曹永庆、莫宝盈研究结果基本一致［13，21］。P是植物合成油脂的主要元素之一，研究发现，5月5日至6月5日P在叶片和果实中的含量先呈现小幅下降，6月份降低到最低值，由于油茶生长进入5月份各器官对P的需求竞争激烈，幼果膨大、花芽分化均需要大量P；研究还发现，叶片中P含量在7月20日达到高峰值后又开始下降，直至果实成熟期达到最低值，由于进入7—8月，油茶果实处于油脂合成关键期，对P需求量大，叶片中P大量转移到果实中，与莫宝盈研究结果基本一致［13］。因此，在果实快速生长期和油脂转化高峰期补充P十分必要，对保花保果和提高产量和品质具有重要意义。在果实生长发育期，叶片中K含量变化趋势与P相类似，呈现“下降—升高—下降”的趋势。随着果实生长，对K需求量急剧增大，叶片中K含量直线下降，到6月5日下降到第1个低点，与莫宝盈研究结果一致［13］；但随后开始缓慢上升，到7月20日升高到最大值后开始下降，直至采收期下降到最低点。从研究结果看，K在叶片中基本保持下降的趋势，但在果实中保持上升的趋势，说明K是一种移动的元素，会从老叶中转移到植株需要的部位。果实生长发育、新梢生长等需要消耗大量K，因此在枝梢生长前期，应多施钾肥，以贮藏更多营养于树体内，从而满足果实生长发育对钾元素的需求。

2）油茶生长发育年周期中，1—2月属于幼果形成期，3—5月春梢生长期，3—10月属于果实生长发育期，11—12月属于开花期。油茶果实生长与新梢生长交替进行，5月中下旬春梢基本停止生长，油茶果实开始快速生长，在5月中旬前油茶生长主要是果皮增厚，胚珠才刚刚萌动［22］。本研究果实营养成分测定对象为种子，故试验选择从5月份开始。

3）综合油茶叶片和果实N、P、K含量不同时期变化规律来看，6—8月变化幅度相对较小，含量相对稳定，因此6—8月可作为油茶N、P、K养分的营养诊断期。

4）油茶林地普遍较为贫瘠，有机质含量较低，可利用的N、P、K相对匮乏，加上各地区气候条件不同，油茶物候也有差异，所以各地区施肥应该根据本地立地条件和油茶物候情况，进一步深入研究N、P、K等营养元素的循环和植株吸收利用规律，综合土壤和树体营养诊断结果，科学制定施肥方案。

［1］ 陈永忠，杨小胡，彭邵锋，等．我国油茶良种选育研究现状及发展策略［J］．林业科技开发，2005，19（4）：1－4．

［2］ 彭邵锋，王瑞，陈永忠，等．油茶无性系果实生长期光合特性研究［J］．西北林学院学报，2012，27（1）：28－34．

［3］ 国家林业局．全国油茶产业发展规划（2009—2012年）［M］．北京：中国林业出版社，2009．

［4］ 黎章矩，曾燕如，戴文圣．油茶低产低效的内外影响因子调查［J］．林业科技开发，2009，23（5）：26－31．

［5］ 林少韩，李桂梅．油茶低产林改造工程的技术策略和实施方法［J］．林业科学研究，1991，4（4）：353－359．

［6］ 路超，王金政，张安宁，等．设施栽培桃树新梢、叶片、果实主要营养成分含量的变化规律及其相关性研究［J］．山东农业科学，2009（2）：27－29，33．

［7］ 唐健，李娜，欧阳洁英，等．油茶苗期生物量积累及营养分配规律研究［J］．南方农业学报，2011（8）：964－967．

［8］ 潘晓杰，侯红波．不同土壤类型的油茶树体营养元素分析［J］．湖南林业科技，2002，29（2）：73－75．

［9］ 谭云峰，黄建旗，陈新媛，等．油茶林生态系统中营养元素循环的研究［J］．生态学报，1989，9（3）：213－219．

［10］ 曹继钊，王会利，唐健，等．油茶幼林营养元素吸收及其分配特征［J］．南方农业学报，2012，43（6）：802－805．

［11］ 莫宝盈，易立飒，奚如春，等．油茶叶片营养诊断分析样品适宜采集期研究［J］．经济林研究，2013，31（1）：13－19．

［12］ 袁军．普通油茶营养诊断及施肥研究［D］．长沙：中南林业科技大学，2010．

［13］ 俞小鹏，白玉杰，俞元春，等．施肥对油茶生长与叶片营养元素含量的影响［J］．安徽农业大学学报，2013，40（5）：731－735．

［14］ 李师阳，李萃升．油茶高产植株营养诊断指标的研究［J］．江西林业科技，2011（5）：35－37．

［15］ 潘晓杰，侯红波，廖芳，等．配方施肥对油茶中幼林营养生长的影响［J］．中南林学院学报，2003，23（2）：82－84．

［16］ 胡冬南，游美红，袁生贵，等．不同配方施肥对幼龄油茶的影响［J］．西北林学院学报，2005，20（1）：94－97．

［17］ 姜志娜，谭晓风，袁军，等．油茶果实和叶片中主要营养物质含量的变化规律［J］．中南林业科技大学学报，2012，32（5）：42－45．

［18］ 李好，方学智，钟海雁，等．油茶籽成熟过程中油脂及营养物质变化的研究［J］．林业科学研究，2014，27（1）：86－91．

［19］ 朱必凤，彭凌，罗莉菲，等．油茶肉质果和肉质叶营养成分及食用安全性的研究［J］．食品研究与开发，2006，27（11）：10－14．

［20］ 李合生．生理生化实验原理和技术［M］．北京：高等教育出版社，2000．

［21］ 曹永庆，任华东，林萍，等．油茶树体对氮磷钾元素年吸收和积累规律的研究［J］．林业科学研究，2012，25（4）：442－448．

［22］ 陈永忠，肖志红，彭邵锋，等．油茶果实生长特性和油脂含量变化的研究［J］．林业科学研究，2006，19（1）：9－14．

（责任编辑 韩明跃）

Change of Macronutrient Content in Fruit-Growing Stage of Camellia oleifera

Peng Shaofeng1，2，Lu Jia3，Ma Li1，2，Chen Yongzhong1，2，Wang Rui1，2，Chen Longsheng1，2，Yuan Jun3

（1．Hunan Academy of Forestry，Changsha Hunan 410004，China；2．Chinese National Engineering Research Center for Oiltea Camellia，Changsha Hunan 410004，China；3．College of Forestry，Central South University of Forestry and Technology，Changsha Hunan 410004，China）

In order to find out change law of the content of N（nitrogen），P（phosphorus）and K（Potassium）in leafs and fruits in fruit-growing stage of Camellia oleifera．The results showed that contentof N in leafs and fruits decreased gradually along with the time．The content of P in fruits increased during the fruit rapid growth period，while decreased during the period of synthesis of lipid．The content of P in leafs change present the variation tendency of“drops－rises－drops”．The content of K in fruits kept increasing during the period of fruits growth．

Camellia oleifera；nutrient element；change law

S727．32

：A

：2095－1914（2015）06－0026－05

10．11929／j．issn．2095－1914．2015．06．005

2015－05－21

湖南省科技重大专项项目（2013FJ1006）资助。

第1作者：彭邵锋（1980—），男，博士，副研究员。研究方向：经济林遗传育种与栽培。Email：pengshaofengcsfu＠sina．com。