油茶春梢發(fā)育期葉片和果實(shí)中氮磷鉀元素的動(dòng)態(tài)變化

嚴(yán)江勤，曹永慶 ，姚小華，任華東 ，束慶龍

（1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園林學(xué)院，安徽 合肥 230036；2.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400）

油茶春梢發(fā)育期葉片和果實(shí)中氮磷鉀元素的動(dòng)態(tài)變化

嚴(yán)江勤1，2，曹永慶2，姚小華2，任華東2，束慶龍1

（1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園林學(xué)院，安徽 合肥 230036；2.中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400）

以7年生長林4號、40號、53號普通油茶為試材，研究油茶春梢發(fā)育期葉片和果實(shí)中主要礦質(zhì)元素的變化規(guī)律。結(jié)果表明，不同品種的葉片和果實(shí)礦質(zhì)元素含量存在差異，同一品種的葉片（新葉、老葉）和果實(shí)中主要礦質(zhì)元素含量也顯著不同，總體趨勢為氮、鉀元素含量顯著高于磷元素，葉片中氮元素含量最高，果中鉀元素含量最高。在春梢發(fā)育期，新葉中氮、磷、鉀元素的含量高于老葉，并且隨著春梢的生長發(fā)育，新葉中氮、磷、鉀含量呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢。三種元素的含量變化表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系，老葉中氮磷鉀含量變化趨勢則不明顯，新葉與老葉中氮元素含量變化呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。與葉片中氮磷鉀元素含量的變化趨勢不同，果實(shí)氮元素含量總體呈下降趨勢，磷、鉀元素含量的變化不明顯。果實(shí)礦質(zhì)元素含量的變化與新葉礦質(zhì)元素含量變化呈現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性，而與老葉礦質(zhì)元素含量變化相關(guān)性較弱。

油茶；葉片；果實(shí)；礦質(zhì)元素

油茶Camellia oleiferaAbel.新梢的發(fā)育根據(jù)其發(fā)育季節(jié)可分為春梢、夏梢和秋梢，其中春梢不僅是幼樹建造樹冠的主要枝條，而且是主要的結(jié)果枝，春梢的生長質(zhì)量對油茶產(chǎn)量起到?jīng)Q定性的作用[1]。開展油茶春梢發(fā)育期葉片和果實(shí)的礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收利用規(guī)律研究，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)配方施肥的基礎(chǔ)，對于指導(dǎo)油茶冬春季節(jié)平衡施肥具有重要的意義。

早在20世紀(jì)七八十年代，國內(nèi)外學(xué)者就對果樹樹體內(nèi)營養(yǎng)元素的分布和年周期變化特性進(jìn)行了深入研究，礦質(zhì)元素在各器官中的含量和變化規(guī)律因品種、樹體營養(yǎng)狀況、生育期的不同而異[2-5]。對于油茶礦質(zhì)營養(yǎng)吸收和變化規(guī)律的研究則相對滯后，李青等[6]研究表明不同類型肥料對油茶春梢生長的影響不明顯，但對新葉（當(dāng)年新生葉片）的SPAD值有影響，且以配方施肥的效果最好。潘曉杰等研究發(fā)現(xiàn)礦質(zhì)營養(yǎng)元素對油茶的營養(yǎng)生長影響顯著[7]。另有研究表明，油茶春梢的生長與林地管理、土壤施肥密切相關(guān)[8]，且與冬季休眠期相比，抽梢期油茶葉片和新梢中氮、磷、鉀元素的積累量顯著升高[9]。然而，在新梢發(fā)育過程中，油茶營養(yǎng)器官葉片和果實(shí)的礦質(zhì)營養(yǎng)吸收利用規(guī)律仍不清楚。本研究以油茶長林系列3個(gè)品種為研究對象，通過定期對春梢發(fā)育期葉片與果實(shí)的礦質(zhì)元素含量分析，以期摸清葉片和果實(shí)礦質(zhì)養(yǎng)分需求特征及其相關(guān)性，為樹體營養(yǎng)科學(xué)調(diào)控、優(yōu)質(zhì)高效施肥提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年在浙江省金華市東方紅林場中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所油茶基地進(jìn)行。選取國家審定的普通油茶良種長林4號、40號、53號3個(gè)品種嫁接苗為試驗(yàn)材料，每個(gè)品種選取長勢一致、無病蟲害的3株樹進(jìn)行取樣，三次重復(fù)。試驗(yàn)基地土壤以第四紀(jì)土壤形成的紅壤為主，土層較深厚。有機(jī)質(zhì)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，速效鉀 104 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)方法

葉片取樣：在春梢發(fā)育期，分別于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日對當(dāng)年生新葉和兩年生老葉分別取樣，每個(gè)品種每次于樹冠中部外層取30片葉，3次重復(fù)。

果實(shí)取樣：分別于5月23日、6月1日、6月20日、6月30日進(jìn)行果實(shí)取樣，每個(gè)品種每次取10～12個(gè)果實(shí)，三次重復(fù)。

礦質(zhì)元素測定：葉片和果實(shí)于取樣后立即在105℃條件下殺青15 min，65℃烘干至恒重，干樣用于礦質(zhì)元素分析。用FOSS凱氏定氮儀測定樹體全氮含量，用鉬銻抗比色法測定全磷含量，火焰分光光度計(jì)法測定鉀元素含量[10]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 油茶春梢發(fā)育期葉片氮、磷、鉀含量的變化

2.1.1 葉片氮含量變化

與老葉相比，在油茶春梢發(fā)育期新葉中氮元素含量較高，且不同品種新葉氮含量有明顯的差異，如4月8日長林4號、長林53號、長林40號油茶新葉中氮元素的含量分別為22.35 g·kg-1、21.25 g·kg-1、19.40 g·kg-1，老葉中氮元素含量分別為 10.40 g·kg-1、9.89 g·kg-1、10.25 g·kg-1。 隨 著 春梢的生長發(fā)育，新葉中氮含量呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢，至5月6日后就開始趨于平穩(wěn)，與老葉中氮元素的含量差異變小。在整個(gè)春梢發(fā)育過程中，長林4號新葉中氮元素變化幅度最大，含量下降了57.07%，而長林40號和長林53號分別下降了52.82%、47.43%。與新葉不同，在整個(gè)春梢發(fā)育期中，油茶老葉中氮元素含量變化趨勢不明顯,且長林4號波動(dòng)相對較大（見圖1）。

2.1.2 葉片磷含量變化

在油茶春梢發(fā)育期新葉中磷元素含量也高于老葉，但與氮元素不同的是磷元素含量以長林53號最高，長林4號其次，長林40號仍然是最低，如3月30日長林53號、長林4號，長林40號油茶的新葉中磷元素的含量分別為3.73 g·kg-1、3.64 g·kg-1、3.20 g·kg-1，而老葉中磷元素含量分別為 0.65 g·kg-1、0.61 g·kg-1、0.55 g·kg-1。 隨 著 春 梢的生長發(fā)育，新葉中磷元素含量呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢，進(jìn)入5月中旬，新梢停止生長后，新葉中磷元素的含量趨于平穩(wěn)，接近于老葉，如5月14日長林53號、長林4號、長林40號油茶的新葉中磷元素的含量分別為 0.73 g·kg-1、0.67 g·kg-1、0.58 g·kg-1，與春梢發(fā)育初期相比下降了80.50%、81.51%、81.74%。在整個(gè)春梢發(fā)育期中，老葉中磷元素含量幾乎無變化，且三個(gè)油茶品種磷元素含量十分接近（見圖2）。

2.1.3 葉片鉀含量變化

鉀元素含量的變化趨勢與氮、磷元素基本類似。但新葉中鉀元素含量以4號最高，53號最低，而老葉中以40號最高、4號最低，如3月30日長林4號、長林53號、長林40號油茶的新葉中鉀元素的含量分別為 8.48 g·kg-1、7.37 g·kg-1、7.99 g·kg-1，而老葉中鉀元素含量為 2.44 g·kg-1、2.89 g·kg-1、3.96 g·kg-1。5 月 23 日后，新葉中鉀元素的含量稍有波動(dòng)，但各品種趨勢不一致，且不明顯，與老葉中鉀元素的含量差異變小。長林4號新葉中鉀元素變化趨勢最大，含量下降了57.25%，而長林53號、長林40號分別下降了45.42%、44.02%。此外，各品種老葉中的鉀元素含量差異較氮、磷元素大（圖3）。

在整個(gè)春梢發(fā)育過程中，新葉中磷元素的變化幅度最大，氮和鉀元素的變化幅度相對較小，如長林4號春梢發(fā)育初期新葉中磷元素含量為3.64 g.kg-1，新梢發(fā)育末期磷元素的含量為0.78 g·kg-1，下降了78.57%，而氮、鉀元素的含量分別下降了57.07%和57.25%。供試3個(gè)品種新葉和老葉中氮磷鉀元素含量的變化趨勢雖然類似，但各品種的含量和變化幅度存在一定的差異。

圖1 春梢發(fā)育期油茶葉片中氮元素含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Changes of nitrogen contents in leaves of Oil-tea Camellia at the spring shoots development periods

圖2 春梢發(fā)育期油茶葉片中磷元素含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Changes of phosphorous contents in leaves of Oil-tea Camellia at the spring shoots development periods

2.2 油茶春梢發(fā)育期果實(shí)氮、磷、鉀含量的變化

如圖4所示，果實(shí)中鉀元素含量最高，其次為氮元素，磷元素含量最低。隨著果實(shí)的發(fā)育，氮元素含量總體呈下降趨勢，磷、鉀元素含量的變化不明顯。此外，不同品種果實(shí)的氮、磷元素的含量顯著不同，長林53號果實(shí)中氮、磷元素含量最高，長林4號其次，長林40號最低。與氮磷元素不同，鉀元素含量在各個(gè)品種果實(shí)間差異較小，如5月23日，長林4號、長林53號、長林40號果實(shí)中氮元素的含量分別為7.07 g·kg-1、8.20 g·kg-1、5.75 g·kg-1，磷元素的含量分別為 0.77 g·kg-1、0.99 g·kg-1、0.53 g·kg-1，鉀元素的含量分別為 6.22 g·kg-1、5.68 g·kg-1、5.53 g·kg-1。

圖3 春梢發(fā)育期油茶葉片中鉀元素含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Changes of potassium contents in leaves of Oil-tea Camellia at the spring shoots development periods

圖4 春梢發(fā)育期油茶果實(shí)中氮磷鉀含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Changes of nitrogen, phosphorous, potassium contents in fruit of Oil-tea Camellia at the spring shoots development periods

2.3 油茶春梢發(fā)育期葉片氮磷鉀含量的相關(guān)性分析

油茶春梢發(fā)育期氮、磷、鉀三種元素在新葉中的含量呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)關(guān)系。與新葉相比，老葉中氮磷鉀元素的含量的相關(guān)性較差，僅在長林53號和長林40號老葉中，氮、鉀元素的含量表現(xiàn)出了顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.434

和0.436。此外，新葉和老葉中的氮元素含量呈現(xiàn)出極顯著相關(guān)性，如長林4號、長林40號和長林53號新葉和老葉中的氮元素的相關(guān)系數(shù)分別為0.610、0.593、0.812。與長林4號、長林53號不同，長林40號新葉與老葉中鉀元素含量存在顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.441，且新葉中的氮、磷元素與老葉中的鉀元素呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.570、0.494（詳見表1）。

2.4 油茶春梢發(fā)育期葉片與果實(shí)氮磷鉀含量的相關(guān)性分析

供試3個(gè)品種葉片和果實(shí)間表現(xiàn)出不同的相關(guān)性，長林53號新葉與果實(shí)中的氮元素呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.732，長林4號和長林53號新葉與果實(shí)中的磷元素呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.716、-0.785，長林4號、長林53號和長林40號新葉和果實(shí)中的鉀元素的相關(guān)系數(shù)分別為0.624、-0.865、0.630。長林4號和長林53號新葉中的磷元素與果實(shí)中的鉀元素表現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.753、-0.756，而長林40號新葉中的磷元素與果實(shí)中的鉀元素呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.637。與新葉相比，老葉與果實(shí)中氮磷鉀元素的相關(guān)性相對較弱，但長林4號老葉與果實(shí)中的氮元素呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.820。長林40號老葉與果實(shí)中的氮元素呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.665。僅長林4號老葉中的氮元素與果實(shí)中的磷元素呈現(xiàn)出極顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.794，僅長林53號老葉中的氮元素與果實(shí)中的鉀元素表現(xiàn)出極顯著的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.770（見表2）。

表1 油茶春梢發(fā)育期葉片氮（N）、磷（P）、鉀（K）元素含量的相關(guān)性?Table 1 The correlation of nitrogen, phosphorous, potassium contents in leaf during spring shoots development stage of Oil-tea Camellia

表2 油茶春梢發(fā)育期葉片與果實(shí)中氮（N）、磷（P）、鉀（K）元素含量的相關(guān)性Table 2 The correlation of nitrogen, phosphorous, potassium contents between leaf and fruit during spring shoots development stage of Oil-tea Camellia

3 結(jié)論與討論

（1）葉片是植物制造養(yǎng)分供果實(shí)生長發(fā)育的主要器官[11]，是營養(yǎng)反應(yīng)最敏感的器官，其營養(yǎng)動(dòng)態(tài)變化可實(shí)時(shí)反饋樹體和土壤養(yǎng)分的豐缺狀況[12]。隨著春梢的生長發(fā)育，新葉中氮、磷、鉀含量呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢，可能由于該時(shí)期構(gòu)建樹冠、葉面積增大消耗大量礦質(zhì)元素，導(dǎo)致樹體內(nèi)營養(yǎng)的稀釋[13]。春梢停止生長后，新葉與老葉中氮磷鉀含量的差異變小，都趨于穩(wěn)定，該時(shí)期油茶樹體的生長中心將轉(zhuǎn)移到果實(shí)。供試3個(gè)品種葉片中氮磷鉀含量顯著不同，可能與品種類型的差異有關(guān)，這種差異是否影響其營養(yǎng)需求特征，還需要進(jìn)一步研究。

（2）油茶年發(fā)育周期內(nèi)，新梢生長與果實(shí)生長交替進(jìn)行，春梢發(fā)育末期，果實(shí)開始迅速增長。袁軍等[14]研究發(fā)現(xiàn)油茶果實(shí)氮含量在5月份至7月份呈下降趨勢，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。與葉片相比，鉀在果實(shí)中含量最高，氮在葉片中含量最高，因?yàn)榈侨~綠素的組成成分，鉀總是分布在代謝最活躍的組織和器官中[15]。與葉片中一致，不同品種果實(shí)礦質(zhì)元素含量存在差異，同一品種果實(shí)中主要礦質(zhì)元素含量也顯著不同，總體趨勢為氮、鉀元素含量顯著高于磷元素。

（3）油茶春梢發(fā)育期新葉中氮、磷、鉀三種元素含量呈極顯著正相關(guān)，即新葉中各元素間存在明顯的協(xié)同作用，這也構(gòu)成了油茶應(yīng)注重平衡施肥的理論基礎(chǔ)。新葉和老葉中的氮元素含量呈極顯著正相關(guān)，說明新葉和老葉對氮元素的吸收有相互促進(jìn)的作用，供試3個(gè)品種葉片和果實(shí)間呈現(xiàn)出不同的相關(guān)性，新葉與果實(shí)間的相關(guān)性較強(qiáng)，而老葉與果實(shí)間的相關(guān)性較弱，新葉與果實(shí)中元素大多呈極顯著負(fù)相關(guān)，如長林53號新葉與果實(shí)中氮、磷、鉀三種元素均呈現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明新葉和果實(shí)中對氮、磷、鉀元素的吸收存在明顯的競爭作用，因此，該發(fā)育期內(nèi)保證營養(yǎng)的供應(yīng)充足和養(yǎng)分平衡是影響春梢和果實(shí)發(fā)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

浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2011R50030）

嚴(yán)江勤，碩士研究生

束慶龍，教授，博導(dǎo)；E-mail:qinglongshu@sina.com

嚴(yán)江勤，曹永慶，姚小華，等. 油茶春梢發(fā)育期葉片和果實(shí)中氮磷鉀元素的動(dòng)態(tài)變化[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016,36(2): 50-55.

[本文編校：吳 彬]