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橡胶园施肥穴胶树营养根分布规律研究初报



全 文 :橡胶园施肥穴胶树营养根分布规律研究初报
刘俊良 1 刘建云 2 罗 微 1 林钊沐 1 茶正早 1* 林清火 1 陈守才 1
1
中 国 热 带 农 业 科 学 院 橡 胶 研 究 所
农业部热带作物栽培生理学重点开放实验室
海南 儋州 571737
2云 南 省 大 理 州 永 平 县 水 泄 乡 政 府 云南 大理 672605
摘 要 采用田间随机抽样法研究橡胶园施肥穴及其周边位置胶树营养根的空间分布规律,结果发现:未施
肥和施过肥的穴内营养根占总根量比例分别为 83.4%和 94.7%,穴外营养根分布较少,主要为输导根;营养根
密度大小在垂直方向以 50~60cm层为分界线,上层密集,高达 38条 /dm2,下层稀疏,平均为 3条 /dm2,表明挖
穴能够培育庞大的橡胶树营养根体系。
关键词 橡胶树 施肥穴 营养根 空间分布规律
中图分类号 S794.1 S714.8
我国植胶区位于高温多雨的热带亚热带地区,土壤为酸性的红壤、砖红壤,硅铝率一般为1.5~
1.8,富铝化作用强烈,盐基成分大量流失,土壤肥力偏低[1]。为了提高肥料的利用率,黄宗道、黎仕聪等
人通过挖肥穴施有机肥、覆盖等措施改良土壤、提高肥力和减少土壤对肥料的固定[2,3],何向东等施用橡
胶专用肥或其它化肥混施以提高有效性[4~6],刘崇禧选择合适的施肥位置进行局部施肥 **等等;目前生
产上,在局部施肥技术中最重要的是培养庞大的营养根系,因为根系在吸收养分和水分的过程中,以营
养根最重要。因此营养根越多,能够吸收养分和水分的几率就越大,橡胶树生长就越好,产量就越高。不
少研究人员进行过橡胶树根系在土壤中的分布测定试验,如马来西亚橡胶研究院进行的巴西橡胶的发
根习性研究[7],中国热带农业科学院进行的橡胶树根系研究 ***,使人们对橡胶树的发根习性和根系在土
壤中总体分布有了基础性的了解,但对于养分和水分吸收的主要通道——营养根在土壤中的具体分布
情况,特别是在施肥穴中的分布规律,至今较少见报道。笔者采用田间随机抽样法研究橡胶园施肥穴及
周边位置胶树营养根的空间分布规律,为现阶段天然橡胶种植区普遍采取的开沟挖穴进行局部施肥的
方式和施肥位置的确定以及营养根定向培育技术提供理论依据;对提高原有土壤养分的转化率和所施
肥料的利用率有着重要的指导意义。
1 材料与方法
1.1 采样区概况
1.1.1 采样地点 设置在中国热带农业科
学院试验场五队基地内,位于北纬 19°32′,
东经 109°14′,地处热带季风气候区;冬春
雨量稀少,夏秋雨水充沛,年平均降雨量为
1815mm;年平均气温23.2℃。采样地土壤
为片麻岩发育的砖红壤,土层深厚,基本性
质见表1。
表1 试验地土壤基本性质
土壤层次
/cm
pH
有机质
/g·kg-1
全氮
/g·kg-1
全磷
/g·kg-1
全钾
/g·kg-1
速效磷
/mg·kg-1
速效钾
/mg·kg-1
0~20 4.76 15.4 0.65 0.75 17.0 22.0 70.0
20~60 4.79 11.0 0.49 0.69 18.4 6.95 57.3
60~120 5.15 6.0 0.26 0.57 27.1 1.23 33.3
国家重大基础研究前期研究专项( 2004CCA00400)和海南省自然科学基金资助项目(30404)资助
刘俊良 男,1979年生,在读研究生。研究方向:植物营养。
*通讯作者,联系电话:0898-23300176
收稿日期:2005-08-23 修回日期:2006-03-15
**刘崇禧,席与烈,宋星科.应用磷—32测定幼龄橡胶树根部施肥最适宜部位的初步研究.1960和 1961年工作总结( 未刊稿)
***华南热作所.橡胶树根系研究,1959~1963年工作总结( 未刊稿)
热 带 作 物 学 报
CHINESEJOURNALOFTROPICAL CROPS
Vol.27No.3
Sep.2006
第 27卷 第 3期
2006年 9月
热 带 作 物 学 报 27卷
1.1.2 施肥穴大小 穴长2m,宽0.6m,深0.5m,在橡胶园中排布如图1所示。
1.2 采样设计
A、无施肥采样点:在胶园内随机抽取 4个当年没有施肥的穴进行测定作为对照;B、施肥采样点:
在同一个胶园内随机抽取 4个当年施过肥的穴进行测定,这些穴在采样前6个月施入 750g橡胶专用
肥,质量比为N:P2O5:K2O=1:0.5:0.7,肥料撒施,以木薯杆覆盖。
1.2 测定项目及方法
1.2.1 营养根干重 采用壕沟挖掘法对施肥穴进行挖掘,在穴内中心点,穴外离穴边缘20cm处( 具体
采样位置见图 2)不同土层深度( 5~25cm、35~55cm、75~95cm)取 20cm×20cm×20cm的土柱,在筛子
上用水淋溶土柱,冲去土壤,留出根系,用游标卡尺测定根系直径,挑选 0.2cm以下( θ<0.2cm为营养
根)的根系进行干重测定。
1.2.2 营养根密度 在挖掘取土柱同时,对施肥穴沿挖掘方向修平剖面,掘露根系,横切面在穴中共取
5个( 见图3),每个横切面取 5个采样列( 见图 4),纵切面在穴中共取 3个( 见图 5),每个由穴中心→离
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3期 刘俊良等:橡胶园施肥穴胶树营养根分布规律研究初报
35~55 2.79 3.2 14.6 15.43/2.79=5.515.43
5~25 6.07 5.0 18.9 35.69/6.07=5.935.69
穴内 穴内/穴外 穴内 穴内/穴外
土层深
度/cm
未施肥处理 施肥处理
穴内施肥处理
/未施肥处理
表2 施肥对不同土层橡胶树营养根干重的影响 /g
0.86
1.21
穴外 总根重量
7.28
3.65 1.06
1.99
穴外
总根
重量
37.68
16.49
说明:表内数据为未施肥和施肥 2种处理的 4个穴相同位置土柱内营养根干重的
平均值。
75~95 1.26 2.6 8.4 1.26/0.49=2.62.780.49 1.75 0.33 3.11
合计 10.122.56 12.68 — 53.83.38 57.28 — —
穴边缘66.7cm处→穴边缘→穴外取 7个采样列( 见图 6),在 0到 100cm的土层里用线拉成 10cm高,
20cm长的小方格,用游标卡尺测定该范围内的根系直径,读取直径0.2cm以下的根系数量,密度用1dm2
内的营养根数量表示。
2 结果与分析
2.1 橡胶树施肥穴营养根重量的
空间分布
由表2可见,土壤上层(5~25cm)
未施肥和施过肥的穴内营养根干
重分别占总根重量的 83.4%和
94.7%,而穴外仅占 16.5%和
5.3%;在垂直方向上,土壤上层与
下层的根系生长量呈递减规律性
变化,施肥处理3个层次的营养根
干重分别占整列总根重量的 66.2%,28.6%和5.2%。
据抽样时观测,施肥穴中间近地面土层营养根数量大量增加且相互交织而成密而紧的根网,促使
紧靠在一起的胶根由于不断增粗长大发生自然“ 嫁接”,这与中国热带农业科学院橡胶研究所观察的结
果一致[3],其作用可以使水分和养分相互交换和转移。在施肥穴内部,施过肥的穴营养根比未施肥的显
著增多。从测定结果可以看到,未施肥的穴中央位置营养根重量与穴外等同位置重量之比为5.0:1,而
施过肥的比为 18.9:1,后者为前者的 3.8倍,而在中层( 35~55cm),后者是前者的 4.25倍,可见局部施
肥可明显促进营养根的生长发育,特别是增加了在施肥穴点周围的分布,但对于施肥穴外的等同位置,
由于外界土壤没有发生土层扰动,其致密性使养分在水平方向上的移动变弱,肥料对这部分的营养根
生长影响不大,这与根数测定结果大致相同。
2.2 橡胶树营养根在施肥穴剖面上的分布规律
2.2.1 橡胶树营养根在施肥穴横切面上的分布规律 由图7可以看出,在施肥穴中心位置横切面的营
养根密度由穴中心点往穴边缘到穴外呈递减趋势,递减幅度随深度增加而降低,在这一剖面上,施肥处
理和未进行施肥处理的差异明显,特别在中心位置,施过肥的营养根数量为未施肥的2倍,最突出的特
征是在垂直方向上50cm与60cm之间有一个明显的回落,其主要原因是施肥穴深度为50cm左右的
土壤有机质含量高,通透性好,水分充足,诱导生根能力强。下层土壤致密,对养分和水分起一定的阻隔
而抑制了根系的生长,就单个剖面而言,未进行施肥处理的营养根分差异不显著,从穴中心到穴边缘到
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热 带 作 物 学 报 27卷

 
 
 
 
                  

   6 6 .7 c m
 


 
 
 
 
                  

   6 6 .7 c m
 

离地面距离 /cm 离地面距离 /cm
挖穴未施肥处理 挖穴并施肥处理
图中数据为 4个穴,每穴 3个剖面对应位置的平均值,而穴边缘和穴外位置的数据又为左右采样列对称位置的再平均值,当年施
肥的穴内部比地面低 10cm,故无数据
图9 橡胶树营养根在施肥穴纵切面上的分布


/

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dm
-
2


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·
dm
-
2








 


左穴外 穴左边缘 穴中心 穴右边缘 右穴外
图中数据为施肥处理的 4个穴的中心切面
对应位置平均值
图8 施肥穴中心横切面营养根分布


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dm
-
2

 
 
 
 
                  

 

离地面距离 /cm 离地面距离 /cm
a.挖穴未施肥处理 b.挖穴并施肥处理
图中数据为 4个穴,每穴 5个剖面对应位置的平均值,而穴边缘和穴外位置的数据又为左右采样列对称位置的再平均值
图7 橡胶树营养根在施肥穴横切面上的分布


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dm
-
2

 
 
 
 
                  

 



/

·
dm
-
2
穴外的弧形较为平缓,在垂直方向上降幅同样随着
土层深度增加而降低,70cm以后没有表现出由穴
中心往穴外逐渐递减的规律性,而是边缘略高于中
心和穴外;但施过肥的差异明显,从水平方向看,完
整切面上的营养根数量从左边穴外位置起到左穴
边缘经过穴中心点到右穴边缘最后达右边穴外的具
体分布如下:上层( 10~20cm)4、5、38、13、5条/dm2,中
层( 50~60cm)2、5、14、5、2条/dm2,下层( 90~100cm)
1、1、3、1、0条 /dm2(见图 8),施肥穴中间位置在不
同深度根系密度都为最大,向两侧递减,只是减幅
随深度增加而减少。施肥穴外分布穴右边缘的根略
多于左边缘,这主要是由于靠近树干的位置较粗的输导根分布较多,而细小的营养根则较少,也有可能
是其位置处于 2棵橡胶树中间,根系交错叠生使营养根成倍增加。总体看来,以施肥穴中央( 0~30cm
层)的根系数量为最高点,往水平方向和垂直方向递减。
2.2.2 橡胶树营养根在施肥穴纵切面上的分布规律 从图 9可以看到,在施肥处理半年以后,尽管穴
内比地面低10cm左右,但在20~40cm的层次范围内,营养根的数量明显高于穴外同等位置,其原因是
随着施肥土壤体积的增大,橡胶树根系分级数增多,分级角度增大,增加了具有较强吸收活性的侧根根
量,根长及根密度均随之增加,橡胶树的总根量大幅度增加。而在垂直方向上,穴内3列随着土层深度
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3期 刘俊良等:橡胶园施肥穴胶树营养根分布规律研究初报

 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
未施肥处理距地面 20cm层的俯视图 施肥处理距地面 20cm层的俯视图
图10 橡胶树营养根在施肥穴离地面 20cm层的分布


/

·
dm
-
2


/

·
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-
2
的增加而急剧下降,由上层( 20~40cm)的471条降到下层( 80~100cm)的 35条,穴外 2列的降幅较为平
缓,仅从39条下降到9条。可见,胶根主要分布在0~40cm层内,这与中国热带科学院橡胶研究所观察
的结果大体相同。当年没有施肥的穴总营养根量相对较少但分布平衡,营养根并没有在穴中心点大量
密集,而是在离穴边缘 66.7cm处( 离穴中心点 33.3cm)达到生长高峰,这主要是由于前次所施肥料养
分已随时间的增长,逐渐分布到施肥穴地各点,养分迁移的时间和空间的差异性使其对穴内不同点的
营养根生长促进作用也有一定的次序;另外根据马来西亚橡胶研究所观测的结果,橡胶侧根具有逐级
生长的发根习性[7],所以在穴边缘被切断以后,侧根要大量生长到穴中心位置需要较长的时间,由此造
成了中心点营养根密度略小于周围的情况,但总体上看,营养根仍然是在以穴中心为圆心,30cm为半
径的范围内大量集中。而在穴边缘,由于挖穴切断了根系,但断根的生理修复激素的刺激同样使营养根
大量的生长,由此使得上层营养根密集,其数量为下层的十倍到几十倍。穴外的营养根分布接近自然状
态,施肥和未施肥的无明显差异。
2.2.3 橡胶树营养根在施肥穴离地20cm层的分布规律 将对称列数据补全,把 2种处理的横切面和
纵切面的中心点、穴边缘、穴外位置进行交错组合,取其离地面20cm层营养根密度进行分析( 见图10)。
由这个俯视图可以明显地看出施肥穴营养根在离地面 20cm层呈金字塔型分布,中心点营养根密度最
大,往穴边缘至穴外顺次降低,施过肥的从58.8降到 16.86再到 8.68,未施过肥的从 38.8降到 14.47再
到7.84。由此可见,施肥对穴边缘和穴外营养根生长影响不大,密度才分别增加了 2.39和 0.84,但中心
点施过肥的营养根密度比没有施肥增加了20个单位。说明以穴中心点作为施肥位置可以成倍的增加
营养根的生长量,从而提高根系对养分和水分的吸收效率。
3 讨 论
( 1)橡胶树施肥穴覆盖杂草残体和落叶,通气性好,有机质含量高,保水保肥能力强,对引导营养根
定向生长非常有利,而旺盛生长起来的营养根对所施进的肥料养分的吸收效率大大提高,因此通过挖
穴培养营养根进行局部施肥在现阶段是一种可行的施肥措施。
( 2)橡胶树既有健壮的主根,又有发育良好的侧根,对土壤养分有较强的吸收能力,而穴施肥料是
一种局部施肥,主要利用的是橡胶树根系的趋肥特性培养起来的庞大营养根系。一般认为被吸收的肥
料利用率是与养分通过的根表面面积大小有关[8]。因为根系是橡胶树吸收养分的器官,它分布情况很大
程度上决定着胶树吸收养分的数量[9]。而根系的生长过程并不是静止的,它的分级数,分级角度在不断
的变化,未来应加强对橡胶树根系生长动态研究以及根系分布和分层结构的动态与功能研究。
( 3)橡胶树断根的生理修复激素的刺激使营养根大量的生长,未来研究方向可以转到分离生理修
复激素进行刺激作用的机理探讨,并将其应用到建立庞大营养根系统的培养工作上来,从而大大提高
根系的吸肥能力。
9
热 带 作 物 学 报 27卷
4 结 论
( 1)在橡胶树施肥穴横切面上,没有施肥处理的,营养根分布以穴中心为圆心,30cm为半径的范围
内相对集中;施肥处理后营养根密度由穴中心点往穴边缘到穴外位置呈递减趋势,减幅随土层深度增
加而降低;
( 2)在橡胶树施肥穴纵切面上,没有施肥处理的在水平方向上离施肥点30cm处出现生长高峰;施
肥处理后,营养根在50cm土层以上密集,占总根量的94.1%,为穴外同等位置的13.5倍。
( 3)施肥穴内胶树营养根在离地20cm层上呈金字塔型分布。
( 4)橡胶树营养根在施肥穴剖面垂直方向上总体表现出随土层深度增加而递减的特征。
参 考 文 献
1华南农业大学主编.土壤学[M].北京:农业出版社( 第 2版).1986,169~188
2黄宗道,黎仕聪.海南岛西部植胶区亩产干胶 150-200公斤的橡胶丰产栽培技术研究[J].热带作物学报,1982,3( 1):1~14
3华南热带作物研究所.橡胶树根系研究[J].热带作物学报,1986( 1):20~23
4何向东,陆行正,罗伯业,等.海南橡胶树专用复合肥养分配比的研究[J].热带作物研究,1992( 1):14~25
5钟敬义,黎仕聪,林钊沐等.橡胶高产专用复合肥的研制应用效果[J].热带作物研究,1992( 3):12~25
6史吉平,张夫道,林 葆.长期施用氮磷钾和有机肥对土壤氮磷钾养分的影响[J].土壤肥料,1998( 1):7~10
7RRIM.巴西橡胶的发根习性.( 李良政译).热带作物译报,1959( 1):1~6
8扬志福,王景宏,钱 正.肥料施用[M].北京:中国农业出版社,2001.12
9汪德水主编,作物生理导轮[M].北京:农业大学出版社,1992.15~18
DistributionofNutrientRootsofRubberTreesClose
toManureHoleinRubberPlantation
LiuJunliang1 LiuJianyun2 LuoWei1 LinZhaomu1 ChaZhengzao1 LinQinghuo1 ChenShoucai1
1RubberResearchInstitute/MinistryofAgriculturekeyLaboratoryforTropicalCropsPhysiology,
CATAS Danzhou Hainan571737
2ShuixieTownGovernment,YongpingCounty,DaliPrefecture,YunnanProvince Dali Yunnan 672605
Abstract Afieldrandomsamplingmethodwasusedtostudythespatialdistributionofthenutrientrootsaround
themanurehole.Resultsshowedthatthenutrientrootsmadeup83.4%and94.7%ofthetotalrootsrespectively
inthemanureholeswithandwithoutmanure,andwereseldomdistributedoutsideofthemanureholesbutcon-
ductingroots.Thedensityofnutrientrootswasobservedverticaly50~60deepandfoundhigherintheupperlayer,
38roots/100cm2andlowinthelowerlayer,3roots/100cm2.Thisindicatedthatholediggingwasconduciveto
establishmentofahugenutrientrootsystemforrubbertrees.
Keywords naturalrubber manurehole nutrientroots spatialdistribution
10