夏季施钾肥对油茶叶片生长和产量相关指标影响
2021-05-24龙雪燕杨小菊杨胜优李万春胡玉玲
龙雪燕,杨小菊,杨胜优,李万春,胡玉玲
铜仁学院农林工程与规划学院,贵州铜仁554300
油茶(Camellia oleiferaAbel.)是集生态效益、经济效益、社会效益于一身的中国南方重要木本油料植物,油茶在推进山区综合开发、促进农民就业增收、维护国家粮油安全、加快国土绿化进程中发挥十分重要的作用[1-2]。茶油富含多种不饱和脂肪酸,是一种保健价值极高的食用油,故被誉为“东方液体黄金”,中国油茶面积近450万hm2,但是超过50%面积产油量仅15kg/hm2~75kg/hm2,因此茶油价格居高不下,油茶低产问题已经严重影响到了油茶产业可持续发展[3-4]。夏季是油茶重要生长时期,6月~9月是油茶花芽和茶果快速生长期,良好花芽发育可为下一年丰产奠定基础,良好果实发育可明显提高当年产量,也可为后期茶果进行油脂积累奠定基础[5-6]。在中国南方,夏季常常表现高温少雨,异常高温则会影响油茶正常生理代谢,花芽和果实发育受到不同程度的影响,严重则会灼伤油茶叶片、果实和花器官,大面积落果或者裂果,甚至出现植株萎焉或者植株死亡现象[7-8]。钾元素是公认的植物品质元素,合理施用钾元素可以提高植物抗旱性,在植物的生长代谢过程中发挥着重要作用,适宜的钾素水平可促进植物较好利用氮,增加蛋白质含量使果实增大和提高产量,提高核仁和种子含油量,降低裂果率[9-13]。还有研究表明增施钾肥能提高油茶叶片养分含量,促进油茶生长、花芽分化与结实[14-16]。目前夏季高温季节施钾肥对茶果经济性状及产量影响鲜有报道。该研究选择在夏季开展油茶施钾肥试验,分析不同钾肥水平对茶果经济指标和产量的影响,以期为油茶夏季施钾肥提供科学依据。
1 试验地概况
试验地位于贵州省松桃县盘信镇万亩油茶基地(28°0′15″N,109°14′12″E),该地属中亚热带季风湿润气候区,年均气温15℃~17℃,年降水量1100㎜~1300㎜,无霜期长。试验地主要以沙壤土为主,土层深厚,土壤通透性良好,土壤有机质含量为3.2%~4.8%,全N、全P和全K含量分别为0.7g/kg~0.9g/kg、0.2g/kg~0.4g/kg和0.1g/kg~0.2g/kg。
2 材料与方法
2.1 试验材料
普通油茶湘林210#,栽植密度2m×3m,试验树长期不施肥只进行除草生态栽培农事措施,钾肥选用氯化钾(K2O含量为60%)。
2.2 试验设计与实施
选择林地条件均一、油茶树体和树势接近的油茶单株,采用单因素随机试验设计,共设4个钾肥水平(50g、100g、200g、400g)和CK,每处理10株油茶单株,每处理留2株作保护行,施肥时间为2019年8月3日,施肥方法为穴施,所有肥料一次性施入并覆土。
2.3 测定指标与方法
施肥后50d,用SPAD-502叶绿素仪测定春梢叶片叶绿素、氮含量、叶片湿度和叶片温度,具体方法为选取每试验单株4个方向当年春梢第3叶片进行测定,结果取平均值;当年(2019年)和第二年(2020年)连续2年于10月下旬进行采果,立即用电子秤对每株油茶产量进行测定并数出总果数,随机选取30个茶果称重后带回进行后续其他指标测定,用游标卡尺测定茶果果高、果径和果皮厚度,立即取出茶籽称重,称重后立即放置烘箱中烘至恒重,烘干茶籽取出种仁并称重,随后采用索氏萃取提油法测定种仁含油率。茶果单果重、茶果体积、果型指数、鲜出籽率、鲜籽含水量、籽出仁率和种仁含油率计算公式如下:
(1)茶果单果重=果实总质量/果实个数。
(2)果实体积(V)=4/3πb(1/2a)2(cm3),π为常数(π=3.14),a为果直径,b为果高;
(3)果型指数=果高/果径;
(4)鲜出籽率=(鲜籽重量/鲜果重量)×100%;
(5)鲜籽含水量=[(鲜籽重量-干籽重量)/鲜籽重量]×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%。
2.4 数据处理
Microsoft Excel 2010软件进行数据的录入、统计和作图,采用DPS 12.1软件进行方差分析,P≤0.01表示差异极显著,p≤0.05表示差异显著,对差异显著数据用LSD法进行多重比较。
3 结果与分析
3.1 不同施钾量对油茶叶片相关指影响
3.1.1 不同施钾量对油茶叶片SPAD值影响
对油茶叶片SPAD值进行方差分析,结果表明不同施钾量对油茶叶片SPAD值影响不显著。从图1可以看出,施钾肥处理油茶叶片SPAD值均比不施钾肥(CK)高,随着钾肥施用量增加,油茶叶片SPAD值先增加后又下降,最后值保持稳定。当钾肥施用量为100g/株(处理2)时油茶叶片SPAD值最高,达到了31.3;施肥量200g/株(处理3)次之,油茶叶片SPAD值为29.9;施肥量400g/株(处理4)时油茶叶片SPAD值最低,仅为29.8。
图1 不同施钾量对油茶叶片叶绿素SPAD值影响Fig.1 Effects of Leaves SPAD Value Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.1.2 不同施钾量对油茶叶片含氮量影响
对油茶叶片含氮量数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对油茶叶片含氮量影响不显著。从图2可以看出,施用钾肥对油茶叶片含氮量有不同程度的提高,随着钾肥施用量增加,叶片含氮量先增加,当钾肥施用量超过100g/株后,叶片含氮量则呈现下降趋势。当钾肥施用量为100g/株(处理2)时油茶叶片含氮量最高,达到了12.6mg/kg;施肥量200g/株(处理3)次之,油茶叶片含氮量为12.1mg/kg;施肥量400g/株(处理4)时油茶叶片含氮量最低,仅为11.7mg/kg。
图2 不同施钾量对油茶叶片含氮量影响Fig.2 Effects of Leaves Nitrogen Content Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.1.3 不同施钾量对油茶叶面相对湿度影响
对油茶叶面相对湿度数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对油茶叶面相对湿度影响不显著。从图3可以看出,对油茶施用钾肥油茶叶面相对湿度都有不同程度的提高,随着钾肥施用量增加,油茶叶面相对湿度先增加,超过一定量后,油茶叶面相对湿度则呈现一定程度下降趋势。当钾肥施用量为100g/株(处理2)时油茶叶面相对湿度最高,达到了50.3%;施肥量200g/株(处理3)次之,油茶叶面相对湿度为48.5%;施肥量50g/株(处理1)和施肥量400g/株(处理4)时油茶叶面相对湿度最低,仅为48.4%。
图3 不同施钾量对油茶叶面相对湿度影响Fig.3 Effects of Leaves Relative Humidity Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.1.4 不同施钾量对油茶叶面温度影响
对油茶叶面温度进行方差分析,结果表明不同施钾量对油茶叶面温度影响极显著(P≤0.01)。从图4可以看出,在夏季高温季节对油茶施不同水平钾肥,对油茶叶面温度有不同程度升高,且呈现随着钾肥使用量增加,油茶叶面温度先下降。当钾肥施用量为100g/株(处理2)时油茶叶面温度最高,达到了19.8℃;施肥量50g/株(处理1)次之,油茶叶面温度为19.7℃;施肥量400g/株(处理4)时油茶叶面温度最低,仅为19.4℃。
图4 不同施钾量对油茶叶面温度影响Fig.4 Effects of Leaves Surface Temperature Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2 不同施钾量对当年茶果经济性状影响
3.2.1 不同施钾量对当年茶果体积影响
对茶果体积数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对体积影响不显著。从图5可以看出,施用钾肥对油茶果体积都有不同程度增大,随着钾肥使用量增加,油茶果体积先增加,超过一定量后,油茶果体积则呈现一定程度下降趋势。当钾肥施用量为100g/株(处理2)时油茶果体积最大,达到了117.55cm3;施肥量200g/株(处理3)次之,油茶果体积为82.97cm3;施肥量400g/株(处理4)时油茶果体积最小,仅为70.80cm3。
图5 不同施钾量对茶果体积影响Fig.5 Effects of Fruits Volume Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.2 不同施钾量对茶果果型指数影响
对茶果果型指数进行方差分析,结果表明不同施钾量对茶果果型指数影响不显著。从图6可以看出,在夏季高温季节对油茶施不同水平钾肥,对茶果果型指数都有不同程度影响。当钾肥施用量为400g/株(处理4)时茶果果型指数值最大,达到了0.88;施肥量200g/株(处理3)次之,茶果果型指数值为0.87;施肥量100g/株(处理2)时茶果果型指数值最小,仅为0.76,且低于对照处理。
图6 不同施钾量对茶果果型指数影响Fig.6 Effects of Fruit TypeIndex Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.3 不同施钾量对茶果果皮厚度影响
对茶果果皮厚度数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对茶果果皮厚度影响差异极显著(P≤0.01)。从图7可以看出,在夏季高温季节对油茶施不同水平钾肥,茶果果皮厚度都有不同程度变薄。当钾肥施用量为400g/株(处理4)时茶果果皮厚度最薄,仅为3.83mm;施肥量为100g/株(处理2)次之,茶果果皮厚度为4.28mm。
图7 不同施钾量对茶果果皮厚度影响Fig.7 Effects of Peel Thicknessof Fruit Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.4 不同施钾量对茶籽单籽重影响
对茶籽单籽重数据进行方差,结果分析表明不同施钾量对茶籽单籽重影响不显著。从图8可以看出,在夏季高温季节对油茶施不同水平钾肥,对茶籽单籽重都有不同程度增加。当钾肥施用量为400g/株(处理4)时茶籽单籽重最重,达到了3.36g;施肥量为100g/株(处理2)时茶籽单籽重为3.36g;施肥量为50g/株(处理1)时茶籽单籽重最低,仅为3.15g。
图8 不同施钾量对茶籽单籽重影响Fig.8 Effects of Seed Weight Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.5 不同施钾量对茶籽含水量影响
对茶籽含水量数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对茶籽含水量影响不显著。从图9可以看出,在夏季高温季节对油茶施不同水平钾肥,茶籽含水率整体表现为高于不施肥处理(CK)。当钾肥施用量为400g/株(处理4)时茶籽含水率最高,达到了59.95%;施肥量为100g/株(处理2)时茶籽含水率为57.88%;施肥量为50g/株(处理1)时茶籽含水率最低,仅为57.48%。
图9 不同施钾量对茶籽含水量影响Fig.9 Effects of Seeds Moisture Content Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.6 不同施钾量对茶籽出仁率影响
对茶籽出仁率数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对茶籽出仁率影响不显著。从图10可以看出,当钾肥施用量为400g/株(处理4)时茶籽出仁率最高,达到了59.33%;施肥量100g/株(处理2)次之,茶籽出仁率为54.72%;施用量为50g/株(处理1)时茶籽出仁率最低,仅为52.79%。
图10 不同施钾量对茶籽出仁率影响Fig.10 Effects of Kernel Rate Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.2.7 不同施钾量对油茶种仁含油率影响
对油茶种仁出油率数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对油茶种仁含油率影响不显著。从图11可以看出,在夏季高温季节对油茶施不同水平钾肥可以提高油茶种仁含油率。当钾肥施用量为400g/株(处理4)时种仁含油率最高,达到了60.27%;施肥量为200g/株(处理3)时种仁含油率为53.27%;施肥量为50g/株(处理1)时种仁含油率最低,仅为43.73%。
图11 不同施钾量对油茶种仁含油率影响Fig.11 Effects of Oil Rate Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.3 不同施钾量对2a产量影响
3.3.1 不同施钾量对2a茶果产量影响
对2a茶果产量进行方差分析,结果表明在夏季高温季节对油茶施不同水平钾肥,对茶果产量影响极显著(P≤0.01)。从图12可以看出,施钾肥对茶果产量都有不同程度促进作用,但随着钾肥施用量增加,2a茶果产量都先增加,超过一定量后,茶果产量则呈现一定程度降低趋势。从2019年茶果产量来看,钾肥施用量为100g/株(处理2)时茶果产量最高,达到了2.84kg;施用量为200g/株(处理3)时茶果产量为1.82kg;施用量为400g/株(处理4)时茶果产量最低,仅为0.79kg。从2020年茶果产量来看,钾肥施用量为100g/株(处理2)时茶果产量最高,达到了5.02kg;施用量为200g/株(处理3)时茶果产量为3.17kg;施用量400g/株(处理4)时茶果产量最低。
图12 不同施钾量对茶果产量影响Fig.12 Effects of Yield Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.3.2 不同施钾量对2a茶果数量影响
对2a茶果数量进行方差分析,结果表明在夏季高温季节对油茶施不同水平钾肥,对茶果数量影响极显著(P≤0.01)。从图13可以看出,不同施钾量对油茶果数量都有不同程度的影响,随着钾肥施用量增加,油茶果数量先增加后下降。从2019年茶果数量来看,当钾肥施用量为100g/株(处理2)时茶果数量最高,达到了97个;施肥量为200g/株(处理3)时茶果数量为59个;施肥量为400g/株(处理4)时茶果数量最少,仅为24个。从2020年茶果数量来看,钾肥施用量对下一年茶果产量影响明显,施钾量为100g/株(处理2)时茶果数量最多,施钾量为50g/株(处理1)时茶果数量最少。
图13 不同施钾量对茶果数量影响Fig.13 Effects of Quantity of Fruit Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.3.3 不同施钾量对2a茶果单果重影响
对2a茶果单果重数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对当年茶果单果重影响不显著。从2019年茶果单果重来看,当钾肥施用量为400g/株(处理4)时茶果单果重最重,达到了32.75g;施肥量为200g/株(处理3)时茶果单果重为30.43g;施肥量为50g/株(处理1)时茶果单果重仅为28.00g。从2020年茶果单果重来看,施肥量为400g/株(处理4)时茶果单果重最高,达到了32.25g;施肥量为100g/株(处理2)时茶果单重为28.75g;施肥量为200g/株(处理3)时茶果单果重最低。
图14 不同施钾量对茶果单果重影响Fig.14 Effects of Fruit Weight Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
3.3.4 不同施钾量对2a茶果鲜出籽率影响
对2a茶果鲜出籽率数据进行方差分析,结果表明不同施钾量对2a茶果鲜出籽率影响不显著。从2019年茶果鲜出籽率来看,施肥处理1、处理2和处理3均高于对照处理。钾肥施用量为200g/株(处理3)时茶果鲜出籽率最高,达到了45.22%;施用量为50g/株(处理1)时茶果鲜出籽率为44.38%;施用量为400g/株(处理4)时茶果鲜出籽率最低,仅为42.90%。从2020年茶果鲜出籽率来看,施肥量为100g/株(处理2)时茶果鲜出籽率最高,达到了41.95%;施肥量为400g/株(处理4)时茶果鲜出籽率最低,仅为38.17%。
图15 不同施钾量对茶果鲜出籽率影响Fig.15 Effects of Fresh Seed Rate Different Potassium Rates Application on Camellia oleifera
4 结论与讨论
钾是植物细胞中最丰富的阳离子,其可以增强光合作用和光合作用产物运输,激活酶活性,促进糖、脂代谢和蛋白组合成,调节气孔开关,对植物抗病性、抗旱性和产量形成及油脂积累有重要影响[17-19]。该研究结果显示,夏季施钾肥都会不同程度提高油茶叶片叶绿素SPAD值和含氮量,以处理2表现最佳,即施用钾肥100g/株时,叶片叶绿素SPAD值(31.3)、叶片含氮量(12.6mg.kg-1)达到最高,可见夏季高温少雨油茶施钾肥不宜过多,过低也达不到钾的最佳营养效果。
施钾肥对当年茶果经济性状影响,主要体现施适量钾肥可以降低油茶落果,促进果实生长及油脂的积累[20-21]。该研究可以看出,夏季高温时期施钾肥可以不同程度促进油茶果实体积、单籽重和茶籽含水率增大,降低果皮厚度,促进鲜出籽率和出仁率等,其中施钾肥100g/株茶果体积最大,施钾肥400g/株茶果果皮最薄、出仁率和出油率都最高,因此认为夏季高温时期施钾肥400g/株当年茶果各项经济指标较高。
夏季是油茶当年果实快速膨大期,也是油茶花芽快速发育期,良好的花器官形成可以提高座果率,因此该时期油茶花芽发育状是否况良好决定了下一年油茶产量[22]。该研究表明:施钾肥可以不同程度促进下一年油茶产量和结果数量,其中施钾肥100g/株(处理2),下一年茶果产量和数量都达到最大值,施钾肥超过100g/株后,第二年茶果产量和数量有不同程度下降,可见合理施钾肥可促进当年油茶花芽发育,有效提高第二年茶果产量。
综上所述,油茶相关指标对施钾肥量响应并不一致,施钾肥100g/株有利于叶片叶绿素合成和氮积累,有利于油茶花芽发育,而施钾肥400g/株可促进当年茶果经济指标增长,因此建议夏季高温时期可以用低浓度钾肥每间隔20d对油茶叶片进行叶面喷施,或者每隔30d施钾肥100g/株,或者结合灌溉每株一次性施钾肥400g,含氯钾肥要与硫酸型钾肥轮换使用。