广西孟江油茶叶片营养DRIS诊断

唐 健，覃祚玉，邓小军，潘 波，农必昌，宋贤冲

(1.广西林业科学研究院，广西 南宁 530002； 2.国家林业局中南速生材繁育实验室，广西 南宁 530002；3.广西优良用材林资源培育重点实验室，广西 南宁 530002)

广西孟江油茶叶片营养DRIS诊断

唐 健1，2，3，覃祚玉1，2，3，邓小军1，2，3，潘 波1，2，3，农必昌1，2，3，宋贤冲1，2，3

(1.广西林业科学研究院，广西 南宁 530002； 2.国家林业局中南速生材繁育实验室，广西 南宁 530002；3.广西优良用材林资源培育重点实验室，广西 南宁 530002)

以广西三江侗族自治县40 年生孟江油茶(CamellialeiferaAbel)成林叶片为对象，对该油茶产区高产组和低产组油茶叶片的9 种养分(N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn)进行DRIS诊断。结果表明：油茶林N、P、Fe相对缺乏，K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn相对充足，其中养分P、Fe元素在高、低组间差异显著，N、P和Fe元素缺乏是提高油茶产量的最大限制因子；树体需肥顺序为：N>P>Fe>Zn>Cu>Ca>Mn>K>M；同时，利用高产组叶片养分浓度、养分诊断指数及其等级制定了相应的养分诊断标准，可为三江侗族自治县指导油茶施肥管理提供参考。

孟江油茶；叶片营养；DRIS诊断；广西三江侗族自治县

DRIS诊断法(Diagnosis and Recommendation Integrated System)不仅可判定养分的丰缺状况、需肥次序及最大养分限制，还可以诊断出养分平衡及潜在的养分缺乏状况[1-2]。是指导科学施肥的重要技术手段，在农业上已广泛应用[3]，且效果显著。但在林业上的研究应用较少[4-6]。广西是我国油茶的重点产区之一，据统计，2010年广西油茶栽培面积和产量均位居全国第3位[7]，到2013年油茶种植面积已有40万hm2。广西三江侗族自治县油茶栽培历史早在明朝已有记载，是广西最大的油茶原产地及生产基地县，目前全县油茶栽培面积已达到4.07万hm2，油茶品种主要以孟江油茶(CamelliaoleiferaAbel)为主，即普通油茶的一种变种，该品种是三江侗族自治县乡土优良油茶品系，也是当地农民经济收入主要农产品之一[8]。孟江油茶营养丰富，是三江的特色产品，但由于油茶林品种单一、老化，产量不高，从而制约油茶的发展。因此开展油茶营养诊断，掌握树体养分缺乏状况，可有效地为施肥管理提供参考，对孟江油茶低产林改造具有重大意义。

目前，国内外有关油茶营养诊断的研究已有报道，如莫宝盈等[9]采用定点、定期连续监测方法初步确定油茶叶片营养诊断分析叶片适宜采集期为6—8月；潘晓杰等[10]、袁军[11]采用一般正交设计和“3414”正交试验分别对油茶中幼林和成林进行营养诊断；李师阳等[12]运用一般数理统计方法、陈宜木[13]应用DRIS图解法与指数法、丁晓纲等[14]运用DRIS指数法分别对油茶植株营养进行诊断，总结出油茶高产植株营养诊断指标的初步标准。这些研究为油茶科学施肥提供参考，但营养诊断大部分针对油茶中幼林或大中量元素的诊断，而且试验地多为示范大田，与山区油茶的需肥特征存在一定的差异，故本文运用DRIS指数法对三江山区油茶成林大、中、微量营养元素进行诊断，以期能正确指导油茶林地的科学施肥及油茶专用肥的生产，提高油茶产量和经济效益，促进油茶产业的发展。

1 材料与方法

1.1 样品的采集与测定

在2012年10月测产前，采集叶片样品进行养分分析。叶片样品采自广西三江侗族自治县同乐乡的12个40年生的油茶(种植品种为孟江油茶)林地。测定样地单产，按当地油茶产量水平与林农经验将三江山区的油茶林地分成高产组(年产量>20 kg·株-1)、低产组(年产量<10 kg·株-1)。共选定高产组、低产组各6个样地，每样地按梅花5点法采样，每点各选5株，共25株。取东、南、西、北4个方向的第5～8片全展叶(从上往下)小叶，去脉。将叶片洗净擦干，杀青，烘干，粉碎待测。叶片N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn的测定参照土壤农化分析方法测定[15]。

1.2 DRIS指数计算方法

偏函数f(X/Y)表示(X/Y)低偏离(X/Y)高的程度。其表达公式为：

(1)

式中：X、Y为任意2种养分浓度；(X/Y)低和(X/Y)高分别为低产组和高产组油茶叶片X、Y养分浓度比值；f(X/Y)为偏函数；C.V.为(X/Y)高的变异系数。DRIS指数表示作物对某一营养元素的需求强度。X指数若考察的元素为X/Y中的X时，取f(X/Y)，若考察的元素为X/Y中的Y时，取-f(X/Y)，则X指数表达公式为：

X指数=[f(X/A)+f(X/B)+…-f(H/X)-f(I/X)…]/n；

(2)

式中：n为偏函数f()的个数[2]，A、B、H、I…为所考察的元素。所有元素DRIS指数绝对值的代数和称为养分不平衡指数，用NII表示，NII越大，说明树体营养元素间越不平衡。

2 油茶成林DRIS营养诊断指标体系建立

2.1 不同表现形式的参数统计检验

经统计，在高、低产组中叶片养分含量均呈正态分布。根据系统综合诊断法(DRIS)，对油茶成林高产组和低产组成龄叶片大、中、微量元素含量选用2个元素含量比的不同表示形式进行统计，按正态分布计算各营养元素含量比值，如N/P、N/K、N/Ca……Fe/Mn，计算各形式的平均值、标准差、变异系数、方差，高产与低产组的方差比及2组方差值的差异显著性。对每个诊断参数进行高、低产组间差异显著性分析，每组参数(如N/P 和 P/N)只选择差异最显著或方差比值较大的1个作为重要参数。此时的高产组该参项的叶片养分均值视为元素的最佳含量，对应的含量比值为最佳比例[1]。通过筛选，得到广西三江孟江油茶DRIS诊断的重要参数(表1)。

从表1可见，各营养元素含量比值共用36种形式来表示，各种表现形式的变异系数大部分表现为低产组>高产组，说明不同元素浓度及元素浓度比例状况在高产组的平衡度比低产组高。方差差异显著性检验结果表明：高、低产组间P、Fe 2个元素含量间存在显著差异(F=0.05水平)，其余的元素浓度方差比没有显著性差异。这可能与三江侗族自治县长期以来油茶林地的经营方式有关，统一的抚育施肥管理，植物营养相差不大。但高产组的产量明显高于低产组，可能与土壤立地状况有关。统计分析结果表明，除N、P、Fe元素外，其它各元素浓度均表现为低产组>高产组。高产组与低产组间N/Ca、P/Fe、Ca/Mn、Fe/Mn 4个元素比值的差异达显著水平。说明在施肥过程中并不是肥料多施，产量就会提高。N、P、Fe元素是油茶产量提高的主要限制因子，稳产、高产必须注重N、P、Fe元素的补充，且各元素比例要合理。

表1 高产组和低产组DRIS诊断参数

表1(续)

*：*为方差齐性检验存在显著差异。

2.2 叶片营养的DRIS诊断

DRIS诊断法可以判断元素比值的最佳平衡态，林木元素比值的实测值与最适值越接近越平衡[1]。用公式(1)、(2)计算油茶叶片养分比值偏函数f(X/Y)(表2)及养分DRIS指数(表3)。由表2可知，养分36种表现形式的参数中，f(X/Y)结果为负值的表现形式有20种，为正值表现形式的有16种，说明低产组中各元素间相对缺乏和相对过量同时存在，各元素间比例不平衡。f(X/Y)接近于0，表示该元素与其它元素值处于相对平衡状态。

DRIS指数大小表示树体对某一元素需要程度，负指数表示树体需要这一元素，负值的绝对值越大，表示需要强度越大；反之，表示油茶对这一元素需要强度小或不需要，甚至是过量的。当指数为0或接近0时，表明该元素与其它元素处于相对平衡状态中。所有元素DRIS指数的代数和为零[16]。

由表3可知，试验地油茶营养不平衡指数(NII)为26.008，树体需肥顺序为：N>P>Fe>Zn>Cu>Ca>Mn>K>Mg。油茶树体N、P、Fe元素比较缺乏，Cu、Zn、Mn、Ca、Mg元素相对充足。叶片DRIS诊断指数，N元素负值最大，为-7.117，表示该地区油茶叶片N元素相对缺乏，是产量增长的主要限制因子，叶片P、Fe诊断指数均小于0，处于缺乏状态；而其它元素DRIS诊断指数均为正值，说明这些营养元素的供给相对充足。因此，应重视N、P、Fe元素的补充及各元素的比率平衡。叶片Zn指数值为0.977，最接近于零，与其它元素之间大致处于平衡状态；其余的叶片营养元素指数(除N外)相差不大，在-4.0～+4.0之间，说明这些元素可能有过剩，但不至于造成毒害，引起养分失衡，造成浪费。

表2 单偏离程度函数f(X/Y)统计

表3 叶片养分DRIS诊断指数及需肥顺序

2.3 油茶成林叶片营养诊断临界标准

为矫治缺素症，预防营养失调，本文将营养诊断的标准浓度分为5个等级，即：过剩↑、偏高、平衡→、偏低、缺乏↓。将高产组叶片各营养元素含量平均值与标准差相结合，综合判断油茶叶片养分分级标准。以高产组油茶叶片营养元素DRIS诊断平均值作为平衡指标，则营养诊断的标准浓度的计算公式均可用公式(3)表示：

(3)

DRIS营养诊断的浓度偏离±4/3标准差为该元素相对适宜浓度范围；偏离4/3～8/3标准差为该元素缺乏或相对富集；偏离±8/3标准差以上为严重缺乏或过量，极易造成缺素或毒害。油茶养分分级标准初步拟定结果见表4，各营养元素的适宜范围分别为：N 9.74～12.66 g·kg-1、P 0.65～0.74 g·kg-1、K 3.61～7.44 g·kg-1、Ca 5.02～7.41 g·kg-1、Mg 1.15～1.44 g·kg-1、Cu 1.71～3.30 mg·kg-1、Zn 8.83～9.80 mg·kg-1、Fe 58.75～124.50 mg·kg-1、Mn 978.30～1532.46 mg·kg-1。油茶大中量营养元素的适宜范围与其他树种相比要小得多，比如：桉树[17]的大中量元素适宜范围为N 11.02～22.76 g·kg-1、P 0.79～1.52 g·kg-1、K 8.29～14.45 g·kg-1、Ca 3.26～8.05 g·kg-1、Mg 13.25～23.90 g·kg-1。因此在施肥管理时，要注重肥料的合理搭配，科学施肥。

表4 油茶叶片养分浓度DRIS诊断范围等级

3 结论与讨论

1)本研究对广西三江侗族自治县高产组、低产组油茶叶片9种营养元素进行DRIS指数诊断。结果表明，相对高产组而言，低产组油茶叶片各元素间不平衡。三江侗族自治县油茶林N、P、Fe处于缺乏状态，K、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn满足需求或过量。除N、P、Fe元素外，其它各元素浓度均表现为低产组>高产组，其中P、Fe差异达显著水平。通过对油茶叶片的DRIS诊断，科学地反映油茶叶片各养分的平衡状况及需肥强度。

2)广西三江侗族自治县油茶N含量失调最严重，DRIS诊断指数达-7.117；叶片P、Fe诊断指数均小于0，处于缺乏状态；而其它元素DRIS诊断指数均为正值，说明这些营养元素的供给相对充足。在今后施肥管理中应注重对N、P、Fe养分的补充，以期达高产优质。试验地油茶营养不平衡指数(NII)为26.008，低于彭志平等[18]对紫花芒果叶片诊断结果(NII=36)及黄土高原产区王富林等[19]对苹果的诊断结果(NII=481)。本研究油茶产区的营养不平衡指数(NII)较小，营养平衡状况优于其他2种经济林树种。

3)广西三江侗族自治县油茶叶片养分供给状况以及需肥顺序为：N>P>Fe>Zn>Cu>Ca>Mn>K>Mg，这与丁晓纲[14]在广宁红花油茶中幼林DRIS 营养诊断研究结果中的需肥顺序(N>K>P)及潘晓杰等[10]对湖南省祁阳县油茶幼林需肥次序(N>P>K>B>Zn)的结论不完全一致。不管油茶处于哪个生长期，油茶对N肥反应最为灵敏，体现了N肥对油茶整个生长过程的重要性。成龄油茶需N、P肥比K肥敏感，而中幼龄广宁红花油茶对K 肥的反应要比P 肥更为灵敏[13]，这可能与油茶品种及生长期不同对养分需求规律不一致有关，有待进一步研究。

4)本文利用 DRIS 指数法分析高产组与低产组叶片营养，可为油茶施肥管理提供参考。下一步将进行配方施肥试验，检验所诊断的需肥次序是否与施肥试验的施肥情况一致。本文DRIS营养诊断法仅以各养分含量比值为重要参数，实际生产中这种相对平衡状态很难实现：当2种元素成等比例同时偏高或偏低时，容易使该元素含量比例处于适宜范围内而产生诊断误差。建议在油茶生产管理中须将DRIS诊断法与土壤分析法、临界值法等方法结合使用，以提高营养诊断的可靠性及精确性。

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Study on Leaf Nutrient ofCamelliaoleiferain Guangxi by DRIS

TANG Jian1，2，3，QIN Zuo-yu1，2，3，DENG Xiao-jun1，2，3，PAN Bo1，2，3，NONG Bi-chang1，2，3，SONG Xian-chong1，2，3

(1.GuangxiZhuangAutonomousRegionForestryResearchInstituteNanning530002，Guangxi，China；2.KeyLaboratoryofCentralSouthFast-growingTimberCultivationofForestryMinistryofChinaNanning530002，Guangxi，China； 3.GuangxiKeyLaboratoryofSuperiorTimberTreesResourceCultivation，Nanning530002，Guangxi，China)

DRIS diagnosis was used to diagnose the leaf nutrient status ofCamelliaoleiferaAbel of 40 years old in Sanjiang Dong Autonomous County，based on analyzing nine nutrient elements(N，P，K，Ca，Mg，Cu，Zn，Fe，Mn)in leaves ofCamelliaoleiferaAbel plantations.Diagnosis results showed that N、P and Fe were lacking，K，Ca，Mg，Cu，Zn，Mn and Mn were correspondingly sufficient，and supplies of P，Fe nutrients varied greatly between high and low Production group.Accordingly，the inadequacy of the trace element N、P and Fe was the biggest restriction in the improvement of the production ofCamelliaoleiferaAbel，fertilization should be based on N，P，and Fe.What is more，According to the nutrient concentration，nutrient diagnosis indexes and nutrient grades for the high-production group，the nutrient diagnosis standards were made and the nutrient status about theCamelliaoleiferais controlled，which can provide the scientific base in fertilization managment.

CamelliaoleiferaAbel；leaf nutrient；DRIS diagnosis；Sanjiang Dong Autonomous County of Guangxi

2014-04-08；

2014-05-15

广西林科院基金项目(林科[2014]24号) ；“十一五”广西林业科技项目(桂林科字[2010]第2号)

唐健(1980—)，男，广西桂林人，广西林业科学研究院高级工程师，博士，从事植物营养与土壤化学研究。E-mail：21712104@ qq.com。

覃祚玉(1986—)，女，广西林业科学研究院助理工程师，从事植物营养与土壤研究。E-mail：lxyqinzuoyu@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.01.003

S794.4

A

1002-7351(2015)01-0011-05