幾種不同品種油茶林鉀素的分配規(guī)律

施曉云，張文元，張 慧，李 青，龔麗娜，胡冬南

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與藝術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045）

油茶Camellia oleifera又名茶子樹，是一類含有較高的油脂且有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的木本植物的總稱，是我國(guó)南方特有的食用油料樹種，茶油因其優(yōu)良的油質(zhì)和良好的保健作用足以與橄欖油媲美，故被譽(yù)為“東方的橄欖油”[1-4]。長(zhǎng)林系列油茶是由中國(guó)中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目協(xié)作組經(jīng)多年努力選育出的10多個(gè)油茶無(wú)性系優(yōu)良品種，具有豐產(chǎn)性好、含油率高、果實(shí)碩大、適應(yīng)性強(qiáng)和抗病力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)[5]。其中，長(zhǎng)林53號(hào)枝粗葉大，葉子濃密，枝條硬；長(zhǎng)林27號(hào)長(zhǎng)勢(shì)中等，枝條直立而粗壯，分枝較少，枝條較為稀疏，葉片寬大；長(zhǎng)林40號(hào)主要表現(xiàn)為長(zhǎng)勢(shì)旺，抗性強(qiáng)，光合效率高。已經(jīng)有大量學(xué)者對(duì)長(zhǎng)林系列油茶開展了研究，內(nèi)容包括施肥對(duì)生長(zhǎng)指標(biāo)及產(chǎn)量的影響，激素對(duì)生長(zhǎng)過(guò)程的調(diào)節(jié)機(jī)制、生物量和光合的影響，自然低溫脅迫對(duì)生理生化特性的影響等[6-9]。文中試驗(yàn)以上述3個(gè)長(zhǎng)林系列油茶為研究對(duì)象，對(duì)油茶林地土壤、油茶葉片和果實(shí)中的鉀素含量進(jìn)行了測(cè)定，根據(jù)鉀素含量的變化情況來(lái)探索鉀素的分配規(guī)律，旨在為油茶的可持續(xù)發(fā)展和平衡施肥提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在江西省吉安市永豐縣藤田綠海公司油茶基地內(nèi)。該基地位于江西省中部, 整個(gè)縣域地處吉泰盆地東沿，地貌以低山和丘陵為主，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛，日照充足，年平均氣溫為18.0 ℃，1月平均氣溫8.0～9.0 ℃，7月平均氣溫28.0～29.0 ℃，年平均降水量為1 577.4 mm，年平均無(wú)霜期為279 d，年平均日照時(shí)間1 762.3 h，平均相對(duì)濕度為81%。林地地勢(shì)平緩，為花崗巖母質(zhì)發(fā)育而成的紅壤，土層厚度大于40 cm，土壤pH值為 4.4～5.7。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所培育的 長(zhǎng)林53號(hào)、長(zhǎng)林40號(hào)、長(zhǎng)林27號(hào)優(yōu)良無(wú)性系油茶，油茶林齡為7 a。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2010年4月開始，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)品系設(shè)置5個(gè)單株，重復(fù)3次。試驗(yàn)時(shí)對(duì)3個(gè)同齡品種進(jìn)行相同的施肥處理，所有試驗(yàn)單株都采用溝施法施用配方肥，分別于4月和11月施入。

1.4 樣品的采集與測(cè)定

在每次施肥之前即每年的4月初和11月初采集土樣，每處理多點(diǎn)選取混合土樣（0～40 cm），裝入干凈的塑料袋中帶回實(shí)驗(yàn)室。待土樣風(fēng)干后研磨，過(guò)60、80目篩后待測(cè)；6月進(jìn)行葉片采樣，分別從3個(gè)品種的各株樣樹的東、南、西、北四個(gè)方向各取6～8片健康的當(dāng)年生葉作為新葉，并從四個(gè)方向各取6～8片的非當(dāng)年生葉片作為老葉，11月再?gòu)乃膫€(gè)方向各采取6～8片葉片以待測(cè)；在每年霜降期前采摘果實(shí)，風(fēng)干后取仁粉碎以待測(cè)。

用火焰分光光度計(jì)法測(cè)定各樣品中的鉀元素含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種油茶林地土壤中的速效鉀含量

速效鉀包括水溶性鉀和交換性鉀，只占土壤全鉀的1%左右，但這部分鉀卻能很快地被植物吸收利用。為了解不同品種油茶林對(duì)土壤中速效鉀的吸收規(guī)律，分別于2011年11月和2012年4月對(duì)3個(gè)品種油茶樣地土壤中的速效鉀含量進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見表1。從表1中可以看出，3個(gè)品種油茶林地土壤中的速效鉀含量有較大的差別，其中，2011年11月測(cè)定的長(zhǎng)林53號(hào)林地的速效鉀含量最高，2012年4月測(cè)定的長(zhǎng)林27號(hào)林地的速效鉀含量最高，而且不同時(shí)間測(cè)定的土壤速效鉀含量也有較大的差別，11月測(cè)定的速效鉀含量總體上要比4月測(cè)定的高。

表1 不同時(shí)間測(cè)定的不同品種油茶林地土壤中的速效鉀含量Table 1 Available K contents in soils at different determination time in Camellia oleifera forests

油茶生長(zhǎng)在4月施肥之前主要是抽生春梢需要養(yǎng)分，而油茶在4月到11月主要是花生長(zhǎng)和果生長(zhǎng)需要養(yǎng)分。分別對(duì)2個(gè)測(cè)定時(shí)期和3個(gè)品種油茶林地土壤中的速效鉀含量進(jìn)行了多重比較，結(jié)果見表2和表3。從表2中可以看出，11月測(cè)定的土壤速效鉀含量與4月測(cè)定的速效鉀含量存在極顯著差異，且11月測(cè)定的速效鉀含量比4月份的高很多，這說(shuō)明，對(duì)于7年生的長(zhǎng)林無(wú)性系油茶來(lái)說(shuō)，春梢生長(zhǎng)所需要的鉀素比用于生殖生長(zhǎng)所需的鉀素更多。表3比較了3個(gè)品種的速效鉀含量，可以看出，3個(gè)品種油茶林地土壤中的速效鉀含量存在顯著的差別，速效鉀含量的大小順序?yàn)殚L(zhǎng)林53號(hào) ＞長(zhǎng)林27號(hào)＞長(zhǎng)林40號(hào)，即這3個(gè)品種油茶中長(zhǎng)林40號(hào)對(duì)鉀素的需求量最大。因此，在施肥時(shí)，對(duì)長(zhǎng)林40號(hào)應(yīng)該施用更多的鉀肥。

2.2 不同品種油茶葉片中的全鉀含量

采集油茶樹2011年6月份的新、老葉和11月份的老葉并進(jìn)行了全鉀含量的測(cè)定，結(jié)果見表4。從表4中可以看出，對(duì)于同一品種的油茶而言，6月份測(cè)定的新、老葉和11月份測(cè)定的老葉中的全鉀含量存在著明顯的差別，其中6月測(cè)定的新葉中的全鉀含量在5～8 g·kg-1之間，11月份測(cè)定的老葉中的全鉀含量在3～6 g·kg-1之間，6月份測(cè)定的老葉中的全鉀含量在2～4 g·kg-1之間。從不同品種的葉片來(lái)看，2011年6月測(cè)定的老葉中的全鉀含量從大到小依次是長(zhǎng)林53號(hào)＞長(zhǎng)林27號(hào)＞長(zhǎng)林40號(hào)；2011年6月測(cè)定的新葉中的全鉀含量從大到小依次是長(zhǎng)林27號(hào)＞長(zhǎng)林53號(hào)＞長(zhǎng)林40號(hào)；2011年11月測(cè)定的老葉中的全鉀含量其大小順序是長(zhǎng)林53號(hào)＞長(zhǎng)林40號(hào)＞長(zhǎng)林27號(hào)。從整體來(lái)看，3個(gè)品種中長(zhǎng)林53號(hào)和長(zhǎng)林40號(hào)葉片的全鉀含量相當(dāng)，其與長(zhǎng)林27號(hào)葉片全鉀含量間有較大的差異。

表2 不同時(shí)間測(cè)定的土壤速效鉀含量的多重比較結(jié)果Table 2 LSD multiple comparison of soil available K contents at different determination time

表3 3個(gè)品種油茶林地土壤速效鉀含量的多重比較結(jié)果Table 3 LSD multiple comparison of soil available K contents in three varieties of Camellia oleifera forest

表4 2011年測(cè)定的油茶葉片中的全鉀含量Table 4 Total K content in Camellia oleifera leaves in 2011 g·kg-1

對(duì)同處于中齡期的油茶樹來(lái)說(shuō)，2年間同一生長(zhǎng)時(shí)期葉片全鉀的含量水平是相似的，即2011年6月測(cè)定的老葉全鉀含量與2012年6月測(cè)定的老葉全鉀含量相似，由此用2011年6月份老葉的全鉀含量代替2012年6月份老葉的全鉀含量，可以推測(cè)出葉片全鉀含量的年周期變化規(guī)律如圖1所示。從圖1中可以看出，不同品種油茶的葉片從新葉到老葉的全鉀含量都會(huì)越來(lái)越低，但是其含量變化規(guī)律是不同的，其中長(zhǎng)林53號(hào)和長(zhǎng)林40號(hào)從6月到11月全鉀含量變化不大，而從11月到次年6月，葉片的全鉀含量呈明顯的降低趨勢(shì)；而對(duì)于長(zhǎng)林27號(hào)，從6月到次年6月葉片的全鉀含量呈現(xiàn)明顯的降低趨勢(shì)。從表4和圖1可以看出，對(duì)于不同品種的油茶，在年周期內(nèi)葉片中全鉀含量的變化規(guī)律會(huì)因?yàn)槠贩N的不同而有所不同，但是從11月到到次年6月其含量都會(huì)降低，這主要是由于該期間葉片逐漸衰老，維持生命活動(dòng)消耗葉片全鉀的速度快于儲(chǔ)存全鉀的速度所致。比較3個(gè)品種葉片全鉀含量的變化，長(zhǎng)林27號(hào)在6月新葉全鉀含量最高，但是次年6月老葉的全鉀含量最低，長(zhǎng)林27號(hào)葉片全鉀含量的變化范圍最大，說(shuō)明其葉片對(duì)鉀素的利用較其他2個(gè)品種更加充分。

圖1 不同時(shí)間測(cè)定的3個(gè)品種油茶葉片年周期全鉀含量的變化Fig.1 Annual changes of total K contents in leaves of three varieties of Camellia oleifera

2.3 不同品種油茶果實(shí)中的全鉀含量

有關(guān)研究結(jié)果表明，油茶新生器官的全鉀含量高于其他組織器官，隨著果實(shí)發(fā)育、膨大，果實(shí)中鉀元素的積累量迅速上升[10]。而在積累油脂的過(guò)程中，果實(shí)中的鉀素會(huì)慢慢轉(zhuǎn)移到其他組織中。在霜降期之前，采摘3個(gè)品種的油茶果實(shí)，風(fēng)干后進(jìn)行果實(shí)全鉀含量的測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表5。由表5可知，3個(gè)品種油茶果實(shí)中的全鉀含量在6～8 g·kg-1之間，各品種油茶果實(shí)中的全鉀含量無(wú)明顯差別，可見，成熟油茶果實(shí)中的鉀含量達(dá)到了積累的穩(wěn)定值。

表5 3個(gè)不同品種油茶果實(shí)中的全鉀含量Table 5 Total K contents in fruits of three varieties of Camellia oleifera g·kg-1

3 結(jié)論與討論

1）研究結(jié)果表明，油茶的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期與生殖生長(zhǎng)期對(duì)鉀素的需求量是不同的，抽生春梢等營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)對(duì)鉀素的需求量更大。

2）從3個(gè)品種對(duì)土壤速效鉀的吸收情況來(lái)看，長(zhǎng)林40號(hào)生長(zhǎng)所需的鉀素量要高于長(zhǎng)林53號(hào)和長(zhǎng)林27號(hào)，這可能與長(zhǎng)林40號(hào)長(zhǎng)勢(shì)旺盛有關(guān)。

3）新生油茶葉片的鉀素含量要高于老葉，說(shuō)明新葉會(huì)積累大量的鉀素，然后慢慢地轉(zhuǎn)移、分配到其他組織和器官中。葉片中鉀素含量的變化規(guī)律會(huì)因品種不同而有所差別，其中長(zhǎng)林53號(hào)和長(zhǎng)林40號(hào)的變化規(guī)律相似，11月測(cè)定的葉片與6月測(cè)定的新葉其鉀含量的差別不明顯，到了次年6月，鉀含量明顯下降；而長(zhǎng)林27號(hào)11月測(cè)定的葉片含鉀量比6月測(cè)定的新葉中的鉀含量已降低許多。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是枝條和葉片濃密，因?yàn)槿~片作為生產(chǎn)者，會(huì)為其他器官提供養(yǎng)分，長(zhǎng)林27號(hào)是3個(gè)品種中枝條葉片密度最低的，因此每個(gè)葉片就需要轉(zhuǎn)移更多的鉀素。而從11月到次年6月，3個(gè)品種的葉片都開始衰老，儲(chǔ)存養(yǎng)分的能力下降，而且本身新陳代謝也需要消耗養(yǎng)分，使得該時(shí)期葉片的鉀素含量明顯降低。

4）3個(gè)品種油茶成熟果實(shí)中的全鉀含量無(wú)顯著差異，且其全鉀含量與新生葉片的含量相近。而油茶生殖生長(zhǎng)需要大量的鉀素，這說(shuō)明鉀元素對(duì)油茶果實(shí)的生長(zhǎng)很重要，也證明了鉀是油茶的品質(zhì)元素這一說(shuō)法。在施用鉀肥時(shí)，施肥量應(yīng)據(jù)每年采摘的果實(shí)量而定，注意多采多施。

5）植株從土壤中吸收養(yǎng)分，通過(guò)葉片的光合作用合成養(yǎng)分，再將養(yǎng)分轉(zhuǎn)移到其他器官。文中試驗(yàn)結(jié)果表明，林地土壤和油茶葉片、果實(shí)這三者的鉀素也是密切相關(guān)的，土壤為油茶葉片和果實(shí)的生長(zhǎng)直接或間接地提供了鉀素，葉片中的部分鉀素也會(huì)轉(zhuǎn)移到果實(shí)中。

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