您好, 访客   登录/注册

水肥耦合对金花茶幼苗生长响应及综合评价分析

来源:用户上传      作者:蒋峰 亢亚超 韦洁 李茹 王凌晖 滕维超

  摘要:以金花茶(Camellia nitidissima)幼苗为材料,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,研究金花茶幼苗对水肥耦合的生长响应,旨在找出金花茶幼苗生长最为优良的水肥条件,为金花茶幼苗的栽培及应用提供科学依据。结果表明:10—12月间,金花茶幼苗株高、地径长势最佳,且根冠比最高的水肥条件为土壤含水量13.80%,单株施肥量氮(N)5.43 g、磷(P2O5)2.40 g;生物量最大的水肥条件为土壤含水量13.80%,单株施肥量氮(N)10.87 g、磷(P2O5)2.40 g。主效应及耦合效应分析表明,水、氮、磷三因素对金花茶幼苗株高与地径相对增长量的影响极显著,而对生物量无显著影响,水氮交互对株高相对增长量影响极显著;不同水肥耦合条件下,金花茶幼苗各生长指标均呈显著性差异(P<0.05)。通过苗木综合评价得出,最适宜金花茶幼苗生长的水肥条件为土壤含水量13.80%,单株施肥量氮(N)10.87 g、磷(P2O5)2.40 g。
  關键词:金花茶;水肥耦合;栽培;生物量
  中图分类号:S567.901:S567.906.2文献标识号:A文章编号:1001-4942(2020)03-0072-06
  AbstractIn order to find out the best water and fertilizer conditions for Camellia nitidissima seedling growth and provide scientific base for its fertilizer application and cultivation,the growth response to water and fertilizer coupling was studied by three-factor and five-level quadratic regression combination design. The results showed that from October to December, the growth trends of plant height and ground diameter were optimum. When the soil water content was 13.80% and the application amount of nitrogen was 5.43 g and phosphorus was 2.40 g per plant, the root-shoot ratio was the highest. But the biomass was the most in the conditions of soil moisture content as 13.80% and nitrogen and phosphorus application amounts per plant as 10.87 g and 2.40 g respectively. The results of main effect and couple effect analyses showed that water, nitrogen and phosphorus extremely significantly affected the relative increments of plant height and ground diameter of Camellia nitidissima seedlings, but had no significant effect on biomass. The water - nitrogen interaction extremely significantly affected the relative increment of plant height. Under different coupling conditions of water and fertilizer, the growth indexes of Camellia aureus seedlings were significantly different(P<0.05). The optimum water and fertilizer conditions for the growth of Camellia aureus seedlings were soil water content as 13.80% and nitrogen and phosphorus application amounts per plant as 10.87 g and 2.40 g respectively by comprehensive evaluation.
  KeywordsCamellia nitidissima;Water and fertilizer coupling;Cultivation;Biomass
  金花茶为山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)金花茶组植物[1],常绿灌木或小乔木,花金黄色,具有很高的观赏和经济价值[2]。1960年金花茶首次发现于广西[3,4]。金花茶具有抗癌、抗菌等药理价值[5-7]。
  为了改善植物的生长环境和提高肥料利用率,水肥耦合技术得到越来越多的应用,其通过调控植株灌溉、施肥时间和方式来为植物创造最佳生长条件,这十分有利于植物生长发育[8]。目前,关于水肥耦合对植物影响的研究,主要集中在生长生理特性、光合作用和蒸腾作用等方面[9-11]。刘宇朝[12]、唐海龙[13]、吴现兵[14]、蒋静静等[15]对枸杞、竹叶花椒及蔬菜进行了水肥耦合研究,结果表明,适宜的水肥耦合条件有利于植物的生长以及提高光合效率。   近年来关于金花茶的研究较多,但主要集中于对其分类、繁殖栽培、化学成分及药理分析等方面[16-19]。目前,关于水肥耦合对金花茶幼苗生长特性的研究鲜见报道。因此,本试验以金花茶幼苗为材料,研究不同水肥耦合条件对金花茶幼苗生长的影响,从而筛选出最适宜金花茶幼苗生长的水肥条件,为金花茶幼苗栽培及应用提供科学依据。
  1材料与方法
  1.1试验地概况
  试验地位于广西大学林学院苗圃基地(东经108°17′,北纬 22°51′),属亚热带季风气候区,雨量充沛,无霜期长,年平均气温 21.6℃,非常适宜金花茶幼苗生长。土壤全氮、全磷、全钾含量分别为0.79、0.17、1.03 g/kg,pH值5,土壤偏酸性。
  1.2试验材料
  金花茶幼苗由广西国有六万林场提供,为长势均匀且无病虫害的2年生嫁接苗。2015年1月将砂土与苗圃熟土以1∶2比例充分混匀消毒处理后作栽培基质,将金花茶幼苗装入每盆土重约9 kg的有孔塑料袋盆中,统一栽培管理。经约1个月缓苗后,进行试验处理。氮肥为尿素(含氮量46.4%),磷肥为过磷酸钙(含磷量16%),钾肥为硫酸钾(含钾量60%)。
  1.3试验方法
  试验采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计,如表1、表2所示。共设20个处理组,每个处理组设5个重复,共栽培100株金花茶幼苗。
  采用穴施法施肥[20]。2015年2月25日分别施入氮肥、磷肥总量的1/3、1/2,钾肥每株施入0.75 g;5月25日施入氮肥总量的1/3,钾肥每株施入0.75 g;8月25日分别施入氮肥、磷肥总量的1/3、1/2。
  1.4指标测定
  株高、地径:分别于2月25日、5月10日、7月25日、10月10日、12月25日
  使用钢卷尺和游标卡尺进行测量,重复5次。
  生物量:2015年12月试验结束后,采用烘干称重法进行测定[21]。每组选取3株金花茶幼苗,用蒸馏水清洗干净,并用吸水纸吸干水分,然后放入105℃烘箱内杀青30 min,之后温度调至75℃烘干至恒重,测定根、茎、叶的干物质量。
  株高相对增长量=(试验结束后株高-试验处理前株高)/试验处理前株高;
  地径相对增长量=(试验结束后地径-试验处理前地径)/试验处理前地径;
  根冠比=根生物量/(茎生物量+叶生物量);
  苗木质量指数[22]=苗木总干重/(苗高/地径+茎生物量/根系生物量) 。
  1.5数据分析
  试验数据采用Microsoft Excel 2016软件进行整理、作图,采用SPSS 19.0软件进行相关性分析,用LSD法进行多重比较。
  2结果与分析
  2.1不同水肥耦合处理对盆栽金花茶株高生长的影响
  由图1看出,金花茶在整个试验周期中,2—5月株高生长较慢,5—7月缓慢加快,7—10月生长较快,10—12月生长最快,不同水肥处理的金花茶株高的相对增长量在3.30%~52.80%之間。处理4、6、8生长较慢,增长量最小的是处理10,其净高增长0.51 cm,生长较快的处理为13、19、18和20,其中以处理20增长量最大,其净高增长11.81 cm。处理5~8以及处理10属重度干旱胁迫,土壤含水量分别为10.04%和7.53%,处理5株高增长量高于处理6、7。由此可知,在干旱胁迫环境下,通过增施磷肥和氮肥的方式可缓解胁迫,有助于金花茶植株生长。
  
  2.2不同水肥耦合处理对盆栽金花茶地径生长的影响
  如图2所示,在整个试验周期中,7—10月金花茶地径生长最快,不同处理金花茶地径相对增长量为4.40%~53.70%,生长较为缓慢的是处理10、12、8和6,处理2、1、9、11、20和17长势较好。其中,处理10地径增长量最小,仅为0.13 mm,而处理2地径增长量为2.04 mm。处理15地径增长量较处理14大,表明在同等水氮条件下施加磷肥有助于金花茶幼苗地径的生长。综上分析可知,当土壤含水量为17.57%、单株氮、磷施加量分别为8.70、0.96 g时更有助于金花茶幼苗地径生长。
  2.3不同水肥耦合处理对盆栽金花茶根冠比的影响
  如图3所示,处理11根冠比最低,为0.31,处理15最高,为0.64。
  总体来看,当氮磷水平相同时,土壤含水量较低处理的根冠比较高,当土壤含水量为17.57%时,根冠比随磷肥用量的增加而增加,进而促进了金花茶根系生长。干旱协迫下,施少量磷肥能明显促进根系生长。处理11和处理12相比,不施氮肥的处理12根冠比较高,可能是由于氮肥浓度过高对根系生长产生了抑制作用。
  2.4不同水肥耦合处理对盆栽金花茶生物量的影响
  如图4所示,处理1~8的生物量呈逐渐下降趋势,之后除处理10单株生物量最低,仅为3.50 g外,其它处理单株生物量均在8 g以上。其中,处理11生物量最大,单株高达13.27 g,处理9次之。说明适宜金花茶生物量积累的最佳水分条件为13.80%,而单株施氮5.43~10.87 g和磷2.40 g能够较好增加金花茶生物量积累,有利于苗木生长。
  2.5金花茶生长指标的主效应及耦合效应分析
  由表3可知,水氮磷三个主效应同金花茶幼苗的株高增量、地径增量、根冠比呈现极显著相关,与生物量相关性不显著;水氮交互作用与金花茶幼苗的株高增量呈极显著相关,与地径增量、生物量呈显著相关,与根冠比相关不显著;水磷交互作用同株高增量、地径增量、根冠比、生物量均呈显著相关;氮磷的交互作用对金花茶幼苗地径增量、根冠比、生物量作用相关影响不显著。综上所述,水肥交互作用对株高增量、地径增量和生物量的影响呈显著或极显著相关,表明适当的水肥条件能促进金花茶幼苗生长。   
  2.6不同水肥处理下金花茶苗木质量综合评价分析
  如图5所示,苗木质量排序为T11>T9>T14>T1>T13>T2>T4>T17>T15>T20>T18>T12>T16>T19>T3>T5>T6>T8>T7>T10。其中处理11排名第一,说明金花茶幼苗在土壤含水量为13.80%,单株施氮10.87 g、磷2.40 g时生长状况最佳,有利于植株生长;而处理10排序最后,苗木质量最差,说明水分和氮肥的缺失不利于金花茶幼苗生长,导致苗木质量不佳。
  
  3讨论与结论
  本研究结果显示,在金花茶幼苗生长中,株高、地径生长量在10—12月份长势最佳,这与穆瑞禄[23]对金花茶生物学研究结果基本一致。在主效应分析中,水氮磷三因素对金花茶幼苗株高、地径增量及根冠比有极显著影响。在耦合效应分析中,水氮交互对株高增量影响极显著,这与董雯怡等[24]对毛白杨和烟亚萍等[25]对楸树的研究结果相似。本研究结果表明,适当水肥条件下能够显著促进金花茶幼苗株高、地径等生长,这与王景燕等[26]对汉源花椒的研究结果相似。本研究发现磷的影响因子大于水和氮,这与吕殿青等[27]的研究结果不同。这可能与植物自身的遗传因子差异有关,不同植物对水肥的需求量存在差异,金花茶幼苗可能对磷的需求更高。本研究发现当土壤含水量较高时,会显著促进金花茶幼苗株高生长,而过量施肥则会抑制其生长,这与金子铭[28]的研究结果基本一致。
  本研究结果表明,当土壤含水量为13.80%,单株施氮、磷量分别为5.43 g和4.81 g时对金花茶幼苗株高增长有显著促进作用;当土壤含水量为17.57%;单株施氮、磷量分别为8.70、0.96 g时更有助于金花茶幼苗地径生长;当土壤含水量为13.80%,单株施氮、磷量分别为5.43、2.40 g时更有利于金花茶幼苗根系生长;当土壤含水量达13.80%,氮水平达到最大值10.87 g、磷水平为2.40 g时金花茶幼苗生物量最大。
  综上所述,适宜金花茶幼苗生长的最佳水肥条件为土壤含水量13.80%,单株施氮10.87 g、磷2.40 g。本研究结果可为金花茶幼苗栽培及推广应用提供科学依据。
  参考文献:
  [1]张武君,黄颖桢,赵云青,等. 干旱胁迫对金花茶幼树生理特性的影响[J]. 福建农业学报,2018,33(6):614-620.
  [2]赵鸿杰,罗昭润,陈杰. 金花茶林下栽培技术[J]. 防护林科技,2017 (4):113-114.
  [3]曹芬,樊兰兰. 金花茶研究进展[J]. 中国药业,2013,22(4):95-96.
  [4]莫杰姝,曾进,甘春雁,等. 金花茶遗传多样性研究进展[J]. 安徽农业科学,2015,43(10):34-37.
  [5]邹登峰,谢爱泽,赵理云,等. 金花茶化学成分研究[J]. 湖北农业科学,2017,56(21):4124-4126.
  [6]林炳慧. 三种金花茶叶挥发性成分及东兴金花茶叶化学成分研究[D]. 南宁:广西大学,2018.
  [7]赛璇. 金花茶花提取物的肺癌防治作用及其机理初探[D]. 大连:大连理工大学,2018.
  [8]张赛,王龙昌,石超,等. 水肥耦合对玉米化学计量学特征及其生长性状的影响[J]. 水土保持学报,2018,32(5):252-261.
  [9]阳彬,郭碧芝,郭荣发. 水肥耦合调控对水稻光合特性的影响[J]. 热带作物学报,2018,39(7):1311-1317.
  [10]王虎兵,曹红霞,郝舒雪,等. 水肥耦合对温室番茄生长和叶绿素荧光参数的影響[J]. 排灌机械工程学报,2018,36(10):1047-1052.
  [11]韦翔华,付旋旋,刘晓永,等. 水肥氮镉耦合下土壤酶活性及玉米生长与镉吸收响应的初步研究[J]. 浙江农业科学,2018,59(9):1669-1671.
  [12]刘宇朝,尹娟,耿浩杰,等. 水肥耦合对枸杞生长特性及光合作用的影响[J]. 节水灌溉,2019(3):34-37.
  [13]唐海龙,龚伟,王景燕,等. 水肥耦合处理对竹叶花椒生长和土壤酶活性的影响[J]. 甘肃农业大学学报,2019,54(1):150-157.
  [14]吴现兵,白美健,李益农,等. 蔬菜水肥一体化研究进展分析[J]. 节水灌溉,2019(2):121-124.
  [15]蒋静静,屈锋,苏春杰,等. 不同肥水耦合对黄瓜产量品质及肥料偏生产力的影响[J]. 中国农业科学,2019,52(1):86-97.
  [16]张佩霞,于波,邹春萍,等. 金花茶黄酮类化合物的生物学功能及提取分离测定方法研究进展[J]. 广东农业科学,2019,46(1):13-20.
  [17]王欣晨,李文兰,阎新佳,等. 金花茶化学成分及药理活性研究[J]. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版) ,2018,34(5):522-527.
  [18]刘云,付羚,张颖君,等. 金花茶组植物的化学成分及保健功效研究进展[J]. 食品工业科技,2019,40(3):321-326.
  [19]张晓声,黄甫克,宁光明,等.高寒山区野生金花茶种植繁育技术探讨[J]. 南方农业,2018,12(36):49-51.
  [20]李桃祯. 氮磷钾配方施肥对刨花润楠幼林生长生理和土壤性质的影响研究[D]. 南宁:广西大学,2017.
  [21]赵磊,智颖飙,李红丽,等. 初始克隆分株数对大米草表型可塑性及生物量分配的影响[J]. 植物生态学报,2007,31(4):607-612.
  [22]Dickson A, Leak A L,Hosner J F. Seedling quality-soil fertility relationships of white spruce,and red and white pine in nurseries[J]. Forest Chron.,1960,36(3):237-241.
  [23]穆瑞禄. 金花茶的生物学特性以及快速繁育技术[J]. 广东茶业,2012(5):27-29.
  [24]董雯怡. 毛白杨苗期水肥耦合效应研宄[D]. 北京:北京林业大学,2011.
  [25]烟亚萍,刘勇,贺国鑫,等. 水肥耦合对楸树苗木生长和养分状况的影响[J]. 北京林业大学学报,2018,40(2):58-67.
  [26]王景燕,唐海龙,龚伟,等. 水肥耦合对汉源花椒幼苗生长、养分吸收和肥料利用的影响[J].南京林业大学学报(自然科学版),2016,40(3):33-40.
  [27]吕殿青,刘军,李瑛,等. 旱地水肥交互效应与耦合模型研究[J]. 西北农业学报,1995,4(3):72-76.
  [28]金子茗. 黑土稻作不同控灌水平的水、磷、钾耦合效应试验研究[D]. 哈尔滨:东北农业大学,2015.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15264456.htm