油茶春梢发育期叶片和果实中氮磷钾元素的动态变化

严江勤，曹永庆 ，姚小华，任华东 ，束庆龙

（1.安徽农业大学 林学与园林学院，安徽 合肥 230036；2.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 富阳 311400）

油茶春梢发育期叶片和果实中氮磷钾元素的动态变化

严江勤1，2，曹永庆2，姚小华2，任华东2，束庆龙1

（1.安徽农业大学 林学与园林学院，安徽 合肥 230036；2.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 富阳 311400）

以7年生长林4号、40号、53号普通油茶为试材，研究油茶春梢发育期叶片和果实中主要矿质元素的变化规律。结果表明，不同品种的叶片和果实矿质元素含量存在差异，同一品种的叶片（新叶、老叶）和果实中主要矿质元素含量也显著不同，总体趋势为氮、钾元素含量显著高于磷元素，叶片中氮元素含量最高，果中钾元素含量最高。在春梢发育期，新叶中氮、磷、钾元素的含量高于老叶，并且随着春梢的生长发育，新叶中氮、磷、钾含量呈现出明显的下降趋势。三种元素的含量变化表现出极显著正相关关系，老叶中氮磷钾含量变化趋势则不明显，新叶与老叶中氮元素含量变化呈极显著正相关关系。与叶片中氮磷钾元素含量的变化趋势不同，果实氮元素含量总体呈下降趋势，磷、钾元素含量的变化不明显。果实矿质元素含量的变化与新叶矿质元素含量变化呈现出较强的相关性，而与老叶矿质元素含量变化相关性较弱。

油茶；叶片；果实；矿质元素

油茶Camellia oleiferaAbel.新梢的发育根据其发育季节可分为春梢、夏梢和秋梢，其中春梢不仅是幼树建造树冠的主要枝条，而且是主要的结果枝，春梢的生长质量对油茶产量起到决定性的作用[1]。开展油茶春梢发育期叶片和果实的矿质营养的吸收利用规律研究，是实现科学配方施肥的基础，对于指导油茶冬春季节平衡施肥具有重要的意义。

早在20世纪七八十年代，国内外学者就对果树树体内营养元素的分布和年周期变化特性进行了深入研究，矿质元素在各器官中的含量和变化规律因品种、树体营养状况、生育期的不同而异[2-5]。对于油茶矿质营养吸收和变化规律的研究则相对滞后，李青等[6]研究表明不同类型肥料对油茶春梢生长的影响不明显，但对新叶（当年新生叶片）的SPAD值有影响，且以配方施肥的效果最好。潘晓杰等研究发现矿质营养元素对油茶的营养生长影响显著[7]。另有研究表明，油茶春梢的生长与林地管理、土壤施肥密切相关[8]，且与冬季休眠期相比，抽梢期油茶叶片和新梢中氮、磷、钾元素的积累量显著升高[9]。然而，在新梢发育过程中，油茶营养器官叶片和果实的矿质营养吸收利用规律仍不清楚。本研究以油茶长林系列3个品种为研究对象，通过定期对春梢发育期叶片与果实的矿质元素含量分析，以期摸清叶片和果实矿质养分需求特征及其相关性，为树体营养科学调控、优质高效施肥提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2013年在浙江省金华市东方红林场中国林科院亚热带林业研究所油茶基地进行。选取国家审定的普通油茶良种长林4号、40号、53号3个品种嫁接苗为试验材料，每个品种选取长势一致、无病虫害的3株树进行取样，三次重复。试验基地土壤以第四纪土壤形成的红壤为主，土层较深厚。有机质含量 14.8 g·kg-1，水解性氮元素 67.8 mg·kg-1，有效磷 11.5 mg·kg-1，速效钾 104 mg·kg-1。

1.2 试验方法

叶片取样：在春梢发育期，分别于3月30日、4月8日、4月17日、4月26日、5月6日、5月14日、5月23日、6月1日、6月20日、6月30日对当年生新叶和两年生老叶分别取样，每个品种每次于树冠中部外层取30片叶，3次重复。

果实取样：分别于5月23日、6月1日、6月20日、6月30日进行果实取样，每个品种每次取10～12个果实，三次重复。

矿质元素测定：叶片和果实于取样后立即在105℃条件下杀青15 min，65℃烘干至恒重，干样用于矿质元素分析。用FOSS凯氏定氮仪测定树体全氮含量，用钼锑抗比色法测定全磷含量，火焰分光光度计法测定钾元素含量[10]。

1.3 数据处理

数据采用Excel 2003和SPSS17.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 油茶春梢发育期叶片氮、磷、钾含量的变化

2.1.1 叶片氮含量变化

与老叶相比，在油茶春梢发育期新叶中氮元素含量较高，且不同品种新叶氮含量有明显的差异，如4月8日长林4号、长林53号、长林40号油茶新叶中氮元素的含量分别为22.35 g·kg-1、21.25 g·kg-1、19.40 g·kg-1，老叶中氮元素含量分别为 10.40 g·kg-1、9.89 g·kg-1、10.25 g·kg-1。 随 着 春梢的生长发育，新叶中氮含量呈现出明显的下降趋势，至5月6日后就开始趋于平稳，与老叶中氮元素的含量差异变小。在整个春梢发育过程中，长林4号新叶中氮元素变化幅度最大，含量下降了57.07%，而长林40号和长林53号分别下降了52.82%、47.43%。与新叶不同，在整个春梢发育期中，油茶老叶中氮元素含量变化趋势不明显,且长林4号波动相对较大（见图1）。

2.1.2 叶片磷含量变化

在油茶春梢发育期新叶中磷元素含量也高于老叶，但与氮元素不同的是磷元素含量以长林53号最高，长林4号其次，长林40号仍然是最低，如3月30日长林53号、长林4号，长林40号油茶的新叶中磷元素的含量分别为3.73 g·kg-1、3.64 g·kg-1、3.20 g·kg-1，而老叶中磷元素含量分别为 0.65 g·kg-1、0.61 g·kg-1、0.55 g·kg-1。 随 着 春 梢的生长发育，新叶中磷元素含量呈现出明显的下降趋势，进入5月中旬，新梢停止生长后，新叶中磷元素的含量趋于平稳，接近于老叶，如5月14日长林53号、长林4号、长林40号油茶的新叶中磷元素的含量分别为 0.73 g·kg-1、0.67 g·kg-1、0.58 g·kg-1，与春梢发育初期相比下降了80.50%、81.51%、81.74%。在整个春梢发育期中，老叶中磷元素含量几乎无变化，且三个油茶品种磷元素含量十分接近（见图2）。

2.1.3 叶片钾含量变化

钾元素含量的变化趋势与氮、磷元素基本类似。但新叶中钾元素含量以4号最高，53号最低，而老叶中以40号最高、4号最低，如3月30日长林4号、长林53号、长林40号油茶的新叶中钾元素的含量分别为 8.48 g·kg-1、7.37 g·kg-1、7.99 g·kg-1，而老叶中钾元素含量为 2.44 g·kg-1、2.89 g·kg-1、3.96 g·kg-1。5 月 23 日后，新叶中钾元素的含量稍有波动，但各品种趋势不一致，且不明显，与老叶中钾元素的含量差异变小。长林4号新叶中钾元素变化趋势最大，含量下降了57.25%，而长林53号、长林40号分别下降了45.42%、44.02%。此外，各品种老叶中的钾元素含量差异较氮、磷元素大（图3）。

在整个春梢发育过程中，新叶中磷元素的变化幅度最大，氮和钾元素的变化幅度相对较小，如长林4号春梢发育初期新叶中磷元素含量为3.64 g.kg-1，新梢发育末期磷元素的含量为0.78 g·kg-1，下降了78.57%，而氮、钾元素的含量分别下降了57.07%和57.25%。供试3个品种新叶和老叶中氮磷钾元素含量的变化趋势虽然类似，但各品种的含量和变化幅度存在一定的差异。

图1 春梢发育期油茶叶片中氮元素含量的动态变化Fig.1 Changes of nitrogen contents in leaves of Oil-tea Camellia at the spring shoots development periods

图2 春梢发育期油茶叶片中磷元素含量的动态变化Fig.2 Changes of phosphorous contents in leaves of Oil-tea Camellia at the spring shoots development periods

2.2 油茶春梢发育期果实氮、磷、钾含量的变化

如图4所示，果实中钾元素含量最高，其次为氮元素，磷元素含量最低。随着果实的发育，氮元素含量总体呈下降趋势，磷、钾元素含量的变化不明显。此外，不同品种果实的氮、磷元素的含量显著不同，长林53号果实中氮、磷元素含量最高，长林4号其次，长林40号最低。与氮磷元素不同，钾元素含量在各个品种果实间差异较小，如5月23日，长林4号、长林53号、长林40号果实中氮元素的含量分别为7.07 g·kg-1、8.20 g·kg-1、5.75 g·kg-1，磷元素的含量分别为 0.77 g·kg-1、0.99 g·kg-1、0.53 g·kg-1，钾元素的含量分别为 6.22 g·kg-1、5.68 g·kg-1、5.53 g·kg-1。

图3 春梢发育期油茶叶片中钾元素含量的动态变化Fig.3 Changes of potassium contents in leaves of Oil-tea Camellia at the spring shoots development periods

图4 春梢发育期油茶果实中氮磷钾含量的动态变化Fig.4 Changes of nitrogen, phosphorous, potassium contents in fruit of Oil-tea Camellia at the spring shoots development periods

2.3 油茶春梢发育期叶片氮磷钾含量的相关性分析

油茶春梢发育期氮、磷、钾三种元素在新叶中的含量呈现出极显著正相关关系。与新叶相比，老叶中氮磷钾元素的含量的相关性较差，仅在长林53号和长林40号老叶中，氮、钾元素的含量表现出了显著相关性，相关系数分别为0.434

和0.436。此外，新叶和老叶中的氮元素含量呈现出极显著相关性，如长林4号、长林40号和长林53号新叶和老叶中的氮元素的相关系数分别为0.610、0.593、0.812。与长林4号、长林53号不同，长林40号新叶与老叶中钾元素含量存在显著正相关关系，相关系数为0.441，且新叶中的氮、磷元素与老叶中的钾元素呈极显著正相关关系，相关系数分别为0.570、0.494（详见表1）。

2.4 油茶春梢发育期叶片与果实氮磷钾含量的相关性分析

供试3个品种叶片和果实间表现出不同的相关性，长林53号新叶与果实中的氮元素呈极显著负相关，相关系数为-0.732，长林4号和长林53号新叶与果实中的磷元素呈极显著负相关，相关系数分别为-0.716、-0.785，长林4号、长林53号和长林40号新叶和果实中的钾元素的相关系数分别为0.624、-0.865、0.630。长林4号和长林53号新叶中的磷元素与果实中的钾元素表现出极显著负相关关系，相关系数分别为-0.753、-0.756，而长林40号新叶中的磷元素与果实中的钾元素呈现出显著正相关关系，相关系数为0.637。与新叶相比，老叶与果实中氮磷钾元素的相关性相对较弱，但长林4号老叶与果实中的氮元素呈极显著正相关，相关系数为0.820。长林40号老叶与果实中的氮元素呈显著负相关，相关系数为-0.665。仅长林4号老叶中的氮元素与果实中的磷元素呈现出极显著相关性，相关系数为0.794，仅长林53号老叶中的氮元素与果实中的钾元素表现出极显著的相关性，相关系数为0.770（见表2）。

表1 油茶春梢发育期叶片氮（N）、磷（P）、钾（K）元素含量的相关性†Table 1 The correlation of nitrogen, phosphorous, potassium contents in leaf during spring shoots development stage of Oil-tea Camellia

表2 油茶春梢发育期叶片与果实中氮（N）、磷（P）、钾（K）元素含量的相关性Table 2 The correlation of nitrogen, phosphorous, potassium contents between leaf and fruit during spring shoots development stage of Oil-tea Camellia

3 结论与讨论

（1）叶片是植物制造养分供果实生长发育的主要器官[11]，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[12]。随着春梢的生长发育，新叶中氮、磷、钾含量呈现出明显的下降趋势，可能由于该时期构建树冠、叶面积增大消耗大量矿质元素，导致树体内营养的稀释[13]。春梢停止生长后，新叶与老叶中氮磷钾含量的差异变小，都趋于稳定，该时期油茶树体的生长中心将转移到果实。供试3个品种叶片中氮磷钾含量显著不同，可能与品种类型的差异有关，这种差异是否影响其营养需求特征，还需要进一步研究。

（2）油茶年发育周期内，新梢生长与果实生长交替进行，春梢发育末期，果实开始迅速增长。袁军等[14]研究发现油茶果实氮含量在5月份至7月份呈下降趋势，本实验结果也证实了这一点。与叶片相比，钾在果实中含量最高，氮在叶片中含量最高，因为氮是叶绿素的组成成分，钾总是分布在代谢最活跃的组织和器官中[15]。与叶片中一致，不同品种果实矿质元素含量存在差异，同一品种果实中主要矿质元素含量也显著不同，总体趋势为氮、钾元素含量显著高于磷元素。

（3）油茶春梢发育期新叶中氮、磷、钾三种元素含量呈极显著正相关，即新叶中各元素间存在明显的协同作用，这也构成了油茶应注重平衡施肥的理论基础。新叶和老叶中的氮元素含量呈极显著正相关，说明新叶和老叶对氮元素的吸收有相互促进的作用，供试3个品种叶片和果实间呈现出不同的相关性，新叶与果实间的相关性较强，而老叶与果实间的相关性较弱，新叶与果实中元素大多呈极显著负相关，如长林53号新叶与果实中氮、磷、钾三种元素均呈现出极显著负相关关系，说明新叶和果实中对氮、磷、钾元素的吸收存在明显的竞争作用，因此，该发育期内保证营养的供应充足和养分平衡是影响春梢和果实发育的重要因素。

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Changes of nitrogen, phosphorous, potassium contents in leaves and fruits during spring shoots development phase of Oil-tea Camellia

YAN Jiang-qin1,2, CAO Yong-qing2, YAO Xiao-hua2, REN Hua-dong2, SHU Qing-long1
(1. College of Forestry and Gardening, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, Anhui, China; 2. Research Instiute of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Fuyang 311400, Zhejiang, China)

Seven-year-old oil-tea camellia trees of ‘Changlin4’、‘Changlin53’‘Changlin40’ were selected to study on changes of mineral elements in leaves and fruits during spring shoot development phase. The results show that the content of mineral elements was different apparently among different varieties. And the main mineral elements content in leaf also showed great difference. And the content of nitrogen and potassium in leaf was always much higher than phosphorus, the highest mineral element contents in leaf is nitrogen, while in fruit is potassium. During the developmental phase in Spring, the contents of nitrogen, phosphorus and potassium in new leaf was higher than that in elder leaf, but the mineral element contents in new leaf declined obviously along with the growth and development of spring shoots, and signi fi cant correlations was found among the content changes of these mineral elements. The content changing trend of the mineral elements in the elder leaf is not obvious, and it has signi fi cant correlations in the changing of nitrogen content among new leaf and elder leaf. Different from the leaf, the content of nitrogen in fruit showed declining trend, while the content of phosphorus and potassium did not show obvious changes. The changes of mineral element content in fruit and new leaf were closely correlated, while a relatively weak correlation was found between the fruit and elder leaf.

Oil-tea Camellia; leaf; fruit; mineral element

S794.4

A

1673-923X(2016)02-0050-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.02.009

http: //qks.csuft.edu.cn

2014-06-24

浙江省重点科技创新团队项目（2011R50030）

严江勤，硕士研究生

束庆龙，教授，博导；E-mail:qinglongshu@sina.com

严江勤，曹永庆，姚小华，等. 油茶春梢发育期叶片和果实中氮磷钾元素的动态变化[J].中南林业科技大学学报，2016,36(2): 50-55.

[本文编校：吴 彬]