不同有机肥和大量及微量元素配比对油茶生长及产量相关指标影响

胡玉玲，潘忠飞，龙雪燕，杨小菊，杨胜优，杨 红

（1.铜仁学院农林工程与规划学院/贵州省梵净山地区生物多样性保护与利用重点实验室，贵州铜仁 554300；2.湖南应用技术学院农林科技学院，湖南 常德 415000）

油茶一般是指山茶科山茶属中含油量较高并具有栽培价值植物的总称，是我国南方地区重要木本油料树种［1-2］。普通油茶（Camellia oleiferaAbel）是我国目前栽培的主要油茶物种，其面积超过总面积的90%，普通油茶是典型的“抱子怀胎”、花果同期植物，其对养分需求较为特殊，同时其花量大，自花可育性低，大小年明显，因此普通油茶产量不高情况普遍，已经严重制约油茶种植端的发展［3-5］。目前对油茶养分方面有很多研究，国内学者长期致力于不同肥料类型、不同氮磷钾配方施肥等对油茶生长、产量等影响的研究。胡冬南等［6］研究表明，通过氮磷钾配方施肥对油茶春梢生长具有显著促进作用；朱丛飞等［7］通过不同氮磷钾配方对油茶幼苗生长进行试验表明，施肥能够促进油茶叶片叶绿素积累；袁小军等［8］通过配方施肥表明施肥能够影响内源激素，从而达到促进花芽分化的效果。过去对油茶养分研究结果在生产实践中取得了一定成功，也形成了品类繁多的油茶专用肥料，但是仍不能解决油茶高产、稳产的问题［9-11］。鉴于上述原因，本文依据前期研究成果和长期第一线生产实践经验，开展了基于有机、无机、大量元素和微量元素结合的施肥组合及配方研究，并设置多个水平的正交试验，施肥一定时间后比较分析不同配方施肥对春梢生长、叶片生长、开花及不同年份产量等指标的影响，并探讨不同养分对相关指标影响的权重，以获得科学合理的养分配比、最佳养分用量的油茶专用肥，以期为油茶林集约化经营、化肥减施增效提供依据。

1 材料与方法

1.1 样地概况

试验地位于贵州省铜仁市松桃县盘信镇万亩油茶基地（27°59′50.47″ N，109°17′18.78″ E），属丘陵地貌，东北高、西南低，中亚热带季风湿润性气候，平均海拔690 m，平均气温14℃，全年总日照时数1278.6 h，年降水量1100～2000 mm，无霜期约270 d，夏无酷暑，雨量充沛，林地土壤类型主要为酸性红黄壤，土层深厚，土壤通透性良好，土壤有机质含量为3.2%～4.8%，全氮、全磷、全钾含量分别为0.7～0.9、0.2～0.4和0.1～0.2 g/kg。

1.2 试验设计与材料

在立地条件接近的油茶林分内随机选择9年生油茶树，行间距为2 m×3 m，不同处理间树体、冠幅和树高大致相近。采用DPS 12.1软件［12］依据表1方案设置进行正交试验，共27个处理，每处理10株油茶单株，试验用有机肥为本地产有机肥（有机质含量＞30%，氮磷钾养分含量＞5%），氮肥（尿素N 46%）、磷肥（过磷酸钙 P2O512%）、钾肥（氯化钾 K2O 62%）购置于市场农资店。硼酸、硫酸镁、七水硫酸亚铁和四水钼酸铵采用化学试剂。参考植物营养液配方［13-14］，将硼酸、硫酸镁、七水硫酸亚铁和四水钼酸铵配成100倍浓度母液备用，具体方法：分别称取硼酸6.2 g、硫酸镁493 g、七水硫酸亚铁2.78 g和四水钼酸铵0.25 g，分别溶解后定容至10 L，施用时（2019年4月4日）按照L27（313）正交试验表，用量筒量取相应体积，然后将各种溶液混合后定容至5 L，在试验区内采用环形沟施，随固态肥料平均施入。

表1 L27（313）正交试验因素与水平表

1.3 数据采集与测定方法

2019年6月8日进行春梢的数据采集，对试验区油茶植株东、南、西、北4个方位的新生春梢长度进行测量，每个方向各随机选取20枝（每枝主梢含有3枝侧枝从上至下分为一级、二级、三级）测定主梢和侧枝长度及粗度。2019年7月15日，使用SPAD 502叶绿素仪对叶片指标进行测定，测定方法为在每单株油茶4个方向选取8枝当年春梢第3叶片进行测定，结果取平均值；于2019和2020年10月20日对试验区各处理油茶果实进行全部采集，带回实验室进行称重，同时数出总个数，并开展后续相关指标测定，第7 d观察并记录开花数量。

1.4 数据分析

使用Excel 2016对原始数据进行处理和作图，运用DPS 12.1对数据进行方差分析和LSD法进行多重比较，P≤0.01表示差异极显著，P≤0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对油茶春梢生长的影响

2.1.1 不同施肥处理对油茶顶梢长度与粗度的影响

从表2方差分析结果可以看出，磷素对顶梢长度有显著（P≤0.05）影响，多因子互作对顶梢长度有极显著（P≤0.01）影响，从极差可以看出，各施肥因素对顶梢长度影响权重大小依次为：多因子互作＞磷＞氮＞镁＞有机肥＞钼＞铁＞钾＞硼。从图1可以看出，随有机肥和钼施用量的增加顶梢长度增加，随镁和铁施用量的增加表现出抑制顶梢长度生长，随磷、钾、硼施用量的增加先抑制顶梢生长后又促进顶梢生长，而施氮与施磷、钾、硼表现相反。从表3可以看出，处理24顶梢长度最长，达到了22.15 cm，处理6表现较差，仅14.63 cm。

表2 春梢长度与叶片SPAD值方差和极差分析

表3 春梢长度与叶片SPAD值多重比较

续表

从表4方差分析结果可以看出，各施肥因素对顶梢粗度没有显著影响，从极差可以看出，各施肥因素对顶梢粗度影响权重大小依次为：多因子互作＞磷＞有机肥＞氮＞钾＞硼＞镁＞钼。从图1可以看出，随有机肥施用量的增加顶梢粗度增加，随氮施用量的增加顶梢粗度先增粗后又变细，施磷、镁和施氮表现相反，其他元素（钾、硼、铁、钼）都随施用量的增加顶梢粗度变细。从表5可以看出，处理24顶梢粗度最大，达到了3.32 mm，表现最健壮，处理10表现最小，仅2.53 mm。

图1 各因子对春梢顶梢长度和粗度影响的趋势

表4 春梢粗度与开花数量方差和极差分析

2.1.2 不同施肥处理对油茶一级侧梢长度与粗度的影响

从表2方差分析结果可以看出，各施肥因素对一级侧梢长度没有显著影响，多因子互作对一级侧梢长度有极显著（P≤0.01）影响。从极差可以看出，各施肥因素对顶梢生长长度影响权重大小依次为：多因子互作＞磷＞镁＞氮＞铁＞钼＞有机肥＞硼＞钾。从图2可以看出，有机肥、磷、钾、硼和镁随施用量的增加对一级侧梢长度影响表现先抑制后促进，氮和钼随施用量的增加对一级侧梢长度影响一直都表现促进作用，施铁则表现先促进后抑制的作用。从表3可以看出，处理16一级侧梢长度最长，达到了12.05 cm，处理10表现较差，仅7.94 cm。

从表4方差分析结果可以看出，各施肥因素对一级侧梢粗度增长没有显著影响，从极差可以看出各施肥因素对一级侧梢粗度影响权重大小依次为：铁＞镁＞钼＞磷＞钾＞硼＞氮＞有机肥。从图2可以看出，有机肥和氮肥随施用量的增加对一级侧梢粗度影响表现促进作用，施铁表现与两者相反；磷、镁和钼随施用量的增加对一级侧梢粗度影响表现为先抑制后促进，施钾和硼与之表现相反。从表5可以看出，处理17一级侧梢粗度最大，达到了2.69 mm，表现最健壮，处理13表现最小，仅1.82 mm。

图2 各因子对春梢一级侧梢长度和粗度影响的趋势

2.1.3 不同施肥处理对油茶二级侧梢长度与粗度的影响

从表2方差分析结果可以看出，磷和多因子互作对二级侧梢长度有显著（P≤0.05）影响，从极差可以看出，各施肥因素对二级侧梢长度影响权重大小依次为：镁＞多因子互作＞钾＞铁＞氮＞磷＞有机肥＞硼＞钼。从图3可以看出，有机肥、磷、钾和镁随施用量的增加对二级侧梢长度影响表现先抑制后促进，施铁对二级侧梢长度影响则与之表现相反；氮、硼和钼随施用量的增加一直表现为促进作用。从表3可以看出，处理3二级侧梢长度最长，达到了12.25 cm，处理10表现较差，仅7.00 cm。

从表4方差分析结果可以看出，各施肥因素对二级侧梢粗度没有显著影响，从极差可以看出，各施肥因素对二级侧梢粗度影响权重大小依次为：镁＞钾＞铁＞氮＞磷＞有机肥＞硼＞钼，从图3可以看出，有机肥和钾肥随施用量的增加对二级侧梢粗度影响表现促进作用，磷、铁和钼与两者表现相反；氮和镁随施用量的增加对二级侧梢粗度影响表现为先抑制后促进，施硼肥与之表现相反。从表5可以看出，处理11二级侧梢粗度最大，达到了2.74 mm，表现最健壮，处理27表现最小，仅1.75 mm。

图3 各因子对春梢二级侧梢长度和粗度影响的趋势

2.1.4 不同施肥处理对油茶三级侧梢长度与粗度的影响

从表2方差分析结果可以看出，氮对三级侧梢长度影响显著（P≤0.05），多因子互作对三级侧梢长度有极显著（P≤0.01）影响，从极差可以看出，各施肥因素对三级侧梢长度影响权重大小依次为：多因子互作＞氮＞镁＞硼＞钼＞磷＞铁＞钾＞有机肥。从图4可以看出，有机肥和铁随施用量的增加对三级侧梢长度影响表现抑制作用，施硼和钼与之表现相反；氮随施用量的增加先表现促进后表现抑制作用，施磷、钾、镁与之表现相反。从表3可以看出，处理14三级侧梢长度最长，达到了11.93 cm，处理10表现较差，仅5.48 cm。

从表4方差分析结果可以看出，各施肥因素对三级侧梢粗度没有显著影响，从极差可以看出，各施肥因素对三级侧梢粗度影响权重大小依次为：磷＞镁＞有机肥＞铁＞钼＞钾＞氮＞硼。从图4可以看出，有机肥、磷肥、镁和钼随施用量的增加对三级侧梢粗度影响表现先抑制作用，但是有一个阈值，超过该阈值则表现为不敏感。从表5可以看出，处理19三级侧梢粗度最大，达到了2.27 mm，表现最健壮，处理27表现最小，仅1.55 mm。

图4 各因子对春梢三级侧梢长度和粗度影响的趋势

2.2 不同施肥处理对油茶叶绿素SPAD值的影响

从表2方差分析结果可以看出，多因子互作、有机肥、氮、钾、镁对叶片叶绿素SPAD值影响极显著（P≤0.01），铁和钼对叶片叶绿素SPAD值影响显著（P≤0.05），从极差可以看出，各施肥因素对叶片叶绿素SPAD值影响权重大小依次为：有机肥＞钾＞多因子互作＞氮＞镁＞铁＞钼＞磷。从图5可以看出，有机肥、硼和镁随施用量的增加对叶片叶绿素SPAD值影响表现先抑制后促进作用，施钾与之表现相反；氮随施用量的增加对叶片叶绿素SPAD值影响表现促进作用，施磷、铁、钼与之表现相反。从表3可以看出，处理19叶片叶绿素SPAD值影响最大，达到了31.93，处理27次之，处理12表现最小，仅18.84。

图5 各因子对叶片叶绿素SPAD值的影响

2.3 不同处理对开花数的影响

从表5方差分析结果可以看出，氮磷钾对开花数影响极显著（P≤0.01），从极差可以看出，各施肥因素对开花数影响权重大小依次为：磷＞钾＞氮＞有机肥＞镁＞硼＞铁＞钼。从图6可以看出，有机肥、磷和硼随施用量的增加对开花数影响表现先抑制后促进，施铁与之表现相反；氮、钾、镁和钼随施用量的增加可促进开花。从表5可以看出，处理9开花数最多，达到了206朵，处理2开花数最少，仅39朵。

图6 各因子对开花数量的影响

表5 春梢粗度与开花数量多重比较

2.4 不同处理对油茶结果数量与产量的影响

2.4.1 不同施肥处理对油茶当年结果数与产量的影响

从表6方差分析结果可以看出，硼对当年结果数影响显著（P≤0.05），从极差可以看出，各施肥因素对当年结果数影响权重大小依次为：硼＞钾＞有机肥＞铁＞氮＞磷＞镁和钼。从图7可以看出，有机肥和镁随施用量的增加对当年结果数影响表现不断减少，施钼则与之表现相反；氮、钾和铁随施用量的增加当年结果数表现为先增加后下降，施磷和硼与之表现相反。从表7可以看出，处理4当年结果数最多，达到了70个，处理9次之，处理10结果数最少，仅6个。

图7 各因子对成果数量的影响

从表6方差分析结果可以看出，硼对当年产量影响显著（P≤0.05），从极差可以看出，各施肥因素对当年产量影响权重大小依次为：硼＞铁＞钾＞磷＞有机肥＞钼＞氮＞镁。从图8可以看出，有机肥和镁随施用量的增加对当年产量表现不断下降，施氮和钼则与之表现相反；随磷和硼施用量的增加当年产量表现为先下降后增加，钾和铁与之表现相反。从表7可以看出，处理9当年产量最高，达到了2218 g，处理10产量最低，仅180 g。

图8 各因子对当年产量的影响

表6 不同年份结果数与产量方差和极差分析

表7 不同年份产量与结果数多重比较

2.4.2 不同施肥处理对油茶第二年结果数与产量影响

从表6方差分析结果可以看出，施磷钾肥对下一年结果数影响极显著（P≤0.01），施有机肥和硼对下一年结果数影响显著（P≤0.05），从极差可以看出，各施肥因素对下一年结果数影响权重大小依次为：铁＞钾＞磷＞硼＞有机肥＞镁＞钼＞氮。从图9可以看出，有机肥和磷随施用量的增加对下一年结果数影响表现先减少后增加趋势，氮、钾和镁则与之表现相反；随硼和铁施用量的增加下一年结果数表现不断增加，钼则与之表现相反。从表7可以看出，处理21结果数最多，达到了274个，处理9次之，处理25结果数最少，仅34个。

图9 各因子对下一年结果数量的影响

从表6方差分析结果可以看出，磷对下一年产量影响极显著（P≤0.01），钾和硼对下一年产量影响显著（P≤0.05），从极差可以看出，各施肥因素对下一年产量影响权重大小依次为：磷＞钾＞硼＞有机肥＞铁＞镁＞氮＞钼。从图10可以看出，有机肥、磷、硼和钼随施用量的增加对下一年产量表现先下降后增加，钾和镁则与之表现相反；随氮和铁施用量的增加下一年产量表现为不断增加。从表7可以看出，处理产量21最高，达到了6412 g，处理9次之，处理11产量最低，仅994 g。

图10 各因子对下一年产量的影响

3 讨论

3.1 施肥对春梢生长的影响

普通油茶属于典型“抱子怀胎”植物，春梢是油茶当年花着生部位，普通油茶盛花期为10～11月，授粉后幼果树上越冬，果实下一年10月成熟［15］。春梢是果实承载的部位，春梢上花芽分化数量及健壮程度决定了开花数量和坐果率［16］。评价春梢主要选择春梢数量、春梢长度、春梢粗度等指标。细弱枝条表现为枝条短小，一般仅有1～3张叶片，生长过于细弱的春梢花芽分化少、成花数量少、坐果率低。生长过于旺盛的春梢一般表现为徒长、叶片在9～11张、节间明显增长、茎粗大肥厚。油茶春梢徒长一般都出现在顶梢，生长过于旺盛，春梢同样表现花芽分化变少而影响油茶产量。健壮的春梢一般有7～9张叶片、茎粗壮、花芽分化良好、开花数量多、坐果率高、来年产量高［17-21］。本研究发现，各施肥处理对油茶春梢影响都没有出现春梢徒长的现象，磷对顶梢长度影响最大，然后依次是氮、镁和有机肥；磷同样对顶梢粗度影响最大，然后依次是有机肥、氮和钾。该研究表明，有机肥、氮、磷、钾是春梢顶梢生长的重要营养元素。

3.2 施肥对叶片相关指标的影响

叶片是油茶重要的能量和代谢物提高的器官，其能否高效提供能量和代谢物在于其生长是否良好，叶片生长状况可以通过叶片叶绿素含量、叶片含氮量等指标评价实现，其中叶绿素含量一般可用叶片SPAD值代替，而氮和镁元素有利于叶片叶绿素的合成［22-23］。春梢叶片一般在5月开始成熟并具有了完全的功能，在其后承担了油茶绝大部分的能量及中间代谢产物的供应，直接影响油茶生长的各项指标［24］。本研究结果表明，有机肥对叶片相关指标影响最大，其次是钾肥，镁和氮肥也有一定的影响。可见施用有机肥可促进叶片叶绿素合成，或者有机肥中已含有较多的影响合成的氮和镁元素。同时还发现，春梢叶片SPAD值达到一定水平，不仅春梢发育状况良好，当年及下一年产量都较高。可见叶片达到某种健康程度是油茶生长良好、实现丰产的基础，现有大量研究都表明通过施肥提高油茶叶片氮含量和SPAD值可以实现油茶丰产［25-28］。

3.3 施肥对产量的影响

施肥对当年产量的影响，主要表现在补充有效养分、促进果实良好生长、提高抗性、降低落果率、提高出籽率和促进脂肪酸积累等方面［29］。本研究发现，硼元素对当年产量及结果数影响较大，钾元素可有效抑制落果，铁元素则可提高产量，可见某些微量元素及钾（品质元素）对当年产量相关指标影响较大，氮、镁和钼等元素对当年产量形成影响较小。硼是植物体内重要的营养元素，花期施用硼元素可以提高坐果率，合理施用钾肥可以明显提高油茶的产量［30-31］。

施肥对第二年产量的影响，主要体现在影响春梢生长发育、花芽分化及花器官发育［32-33］。本研究可以看出，施用磷、钾和硼元素对下一年产量及结果数都有显著影响，其中铁元素对结果数影响最大，其次是钾元素；磷对下一年产量影响最大，其次是钾元素；镁、氮和钼元素对第二年的该两项指标影响均较小，这可能由于有机肥施用量已经满足了油茶生长的氮、镁及钼元素，因此用一定量的有机肥完全可以代替施用氮肥及部分微量元素，但是在施用有机肥时务必做到不同来源有机肥轮换使用并测定其中微量元素类型及含量［34-35］。

3.4 施肥对开花的影响

施肥对开花的影响主要体现在开花数量、开花时间及花器官发育状况上，有研究表明过量氮肥影响植物花芽分化，适当增加磷、钾肥则促进植物花芽分化，钼和镁等微量元素对花器官发育有积极影响，在开花时施用硼肥则可提高坐果率［36-38］。本研究在采果后第7 d对开花情况进行调查，通过开花数量来推断对开花时间的影响，一般而言开花数量越多则开花时间越早，开花时间提早可以有效避开寒冷天气，间接提高了油茶坐果率，对下一年产量形成有重要影响，2019年开花数（表5）和2020年产量及结果数（表9）呈现一致性就表明了此观点［39］。通过本研究可以发现，磷对开花时间影响最大，其次是氮、钾和有机肥，在实践中有机肥和氮、磷、钾要充分供应。

4 结论

综上所述，可以得出如下结论：

（1）磷元素对顶梢和一级侧梢影响较大，镁对二级和三级侧梢影响较大，处理24油茶春梢生长较好，即促进春梢生长最佳肥料配方为1.5 kg有机肥中加入0.1 kg尿素、0.05 kg过磷酸钙、0.2 kg氯化钾、62 mg/L硼酸和493 mg/L硫酸镁。

（2）有机肥对叶片相关指标影响较大，其次是钾元素，处理19油茶叶片指标表现较好，即促进叶片生长最佳肥料配方为1.5 kg有机肥中加入0.05 kg尿素、0.2 kg过磷酸钙、0.1 kg氯化钾、4930 mg/L硫酸镁和2.78 mg/L七水硫酸亚铁。

（3）磷对开花时间影响最大，其次是钾和氮，处理9油茶开花较早、开花数量多，即最佳肥料配方为0.5 kg有机肥中加入0.2 kg尿素、0.2 kg过磷酸钙、0.2 kg氯化钾、62 mg/L硼酸、4930 mg/L硫酸镁、27.8 mg/L七水硫酸亚铁和0.25 mg/L四水钼酸铵。

（4）硼元素对当年产量及结果数影响较大，其次是钾和铁元素，磷元素对下一年产量影响最大，钾元素次之，处理21油茶产量较好，即促进油茶产量的肥料配方为1.5 kg有机肥加入0.05 kg尿素、0.2 kg过磷酸钙、0.1 kg氯化钾、62 mg/L硼酸、493 mg/L硫酸镁和2.5 mg/L四水钼酸铵。

由于油茶叶片指标、春梢、开花与产量存在密切联系，不同养分元素配施有机肥料在其中的作用存在一定差异，其中有机肥作用较突出，镁、硼和铁元素作用亦较明显，但是钼元素重要性尚无体现。可见，在油茶丰产栽培上用有机肥代替化肥是完全可行的，通过肥料匹配可以达到油茶化肥减施增效的目的，但是在施用有机肥时需结合精确的营养诊断，并及时补充缺乏的元素。微量元素缺乏时，可以采用叶面喷施的方法进行快速补充，施用有机肥时，应选择不同材料来源以弥补长期施用固定有机肥造成部分元素缺乏的问题。通过本试验研究并考虑生产实际便利原则和成本等因素，认为在贵州铜仁地区，推荐盛果期油茶肥料配方为每株施1.5 kg有机肥配施0.05 kg尿素、0.2 kg过磷酸钙、0.1 kg氯化钾、6.2 mg/L硼酸、4930 mg/L硫酸镁、2.78 mg/L七水硫酸亚铁和0.25 mg/L四水钼酸铵。