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缺素对高州油茶幼苗生长的影响



全 文 :缺素对高州油茶幼苗生长的影响
朱 雯 1,2,丁晓纲 1,张应中 1,刘喻娟 1,蔡 坚 1,李永泉 1
(1广东省林业科学研究院,广州 510520;2华南农业大学林学院,广州 510642)
摘 要:试验设置全素(control)、缺氮(-N)、缺磷(-P)、缺钾(-K)、缺钙(-Ca)、缺镁(-Mg)、缺硫(-S)7个处理,对
高州油茶幼苗进行缺素施肥试验,通过测定苗高、地径、叶面积、叶片周长、叶片长宽比等指标,探究不同
缺素处理对高州油茶苗期生长的影响。结果表明:(1)除缺Mg处理各项指标与对照相当外,各缺素处
理下高州油茶幼苗的地径和苗高均低于对照,缺素抑制了高州油茶幼苗径高的生长,其中主要影响元素
为N、K、Ca。(2)对高州油茶幼苗叶片生长影响较大的元素为Ca和K,但各项指标差异不显著(P>0.05),
缺N、缺P、缺Mg、缺S处理下的高州油茶幼苗各项指标与对照无明显差异。缺素对高州油茶幼苗叶面
积、叶片周长、叶片长宽比和叶片干重的影响不显著,其原因有待进一步探讨。
关键词:缺素;高州油茶;地径;苗高;叶片
中图分类号:S723.7 文献标志码:A 论文编号:2014-0859
Effects of Nutrient Deficiencies on the Growth of Camellia gauchowensis Seedlings
Zhu Wen1,2, Ding Xiaogang1, Zhang Yingzhong1, Liu Yujuan1, Cai Jian1, Li Yongquan1
(1Guangdong Academy of Forestry, Guangzhou 510520;
2College of Forestry, South China Agriculture University, Guangzhou 510642)
Abstract: An nutrient deficiencies fertilization experiment was conducted with seven treatments (control
treatment, N, P, K, Ca, Mg and S deficient treatments). Growth indices (height growth, ground diameter, leaf
area, leaf perimeter and leaf length/width ratio) were measured to study the effects of different nutrient
deficiency on the growth of Camellia gauchowensis seedlings. It was indicated that: (1) height growth and
ground diameter of all deficient treatments except Mg deficient treatment were lower than that of the control,
deficiency inhibited the growth of height and ground diameter, the main factors were K, Ca and Mg. (2) The
elements which had greater impact on leaf growth of Camellia gauchowensis seedlings were Ca and Mg, but
there was no significant difference among the indicators. Indicators of N, P, Mg, S deficient treatments were not
significantly different from the control(P>0.05). Nutrient deficiencies had no significant effect on height
growth, ground diameter, leaf area, leaf perimeter and leaf length/width ratio of Camellia gauchowensis
seedlings.
Key words: nutrient deficiency; Camellia gauchowensis; ground diameter; height growth; leaf
基金项目:广东省林业科技创新专项资金项目“油茶良种选育、无公害栽培技术研究与示范”(2013KJCX009-01);广东省林业科技创新专项资金项目
“油茶、八角等良种选育及高效栽培技术研究与示范”(2009KJCX009-03);广东省林业科技创新专项资金项目“油茶良种选育、无公害栽培技术研究与
示范”(2012KJCX011-01);广东省林业科技创新专项资金项目“油茶良种选育、无公害栽培及精深加工技术研究与示范”(2010KJCX008-02);广东省林
业科技创新专项资金项目“油茶、八角良种选育及高效栽培技术研究与示范”(2008KJCX007-02);广东省林业科技创新专项资金项目“油茶良种选育、
无公害栽培技术研究与示范”(2011KJCX014-04)。
第一作者简介:朱雯,女,1992年出生,浙江衢州人,在读硕士,研究方向:森林培育。通信地址:510520广东省广州市天河区广汕一路233号广东省
林科院,Tel:020-87071272,E-mail:zhuwen0715@sina.com。
通讯作者:丁晓纲,男,1978年出生,内蒙古包头人,高级工程师,博士,研究方向:森林培育。通信地址:510520广东省广州市天河区广汕一路233号
广东省林科院,Tel:020-87071272,E-mail:dxgblue@hotmail.com。
收稿日期:2014-03-27,修回日期:2014-06-09。
中国农学通报 2014,30(25):61-65
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
0 引言
高 州 油 茶 (Camellia gauchowensis) 是 山 茶 科
(Theaceae)山茶属(Camellia)常绿木本油料树种,树形
高大,果大,单位面积产量高,果实出籽率和含油率也
较高,是山茶属中一个较优良的物种[1]。油茶是中国
特有的南方木本油料树种,分布广泛,已有 2300多年
的栽培历史,在林业产业中占有十分重要的地位[2]。
油茶在中国的栽培历史悠久,但管理较为粗放,油
茶生产产量低、效率低的问题仍未根本解决。随着农
业科学的发展和油茶经营理念的更新,油茶的经营逐
渐向高效益经营管理发展,施肥技术是必需的手段之
一[3]。N、P、K等大量元素、其他中量和微量元素营养
对油茶的生长发育都是必不可少的。油茶大都分布在
南方红壤地区,酸度大,氮、磷、钾的供应不足,容易出
现各种缺素症状[4]。配方施肥是根据作物需肥规律、
肥料效应与土壤供肥性能,综合运用现代农业科技成
果,在以有机肥为基础的条件下,提出N、P、K和微量
元素肥料的适宜用量比例,以及相应的施肥技术[5-8]。
过去有关油茶施肥的研究主要集中在幼树或低产林改
造方面[9-11],研究油茶缺素施肥对于油茶产业的发展具
有重要意义。
目前,对高州油茶的研究多在选育与丰产、优良无
性系和果实方面[12-15],而对高州油茶幼苗的施肥研究还
未见报道。笔者通过生长调查、叶片的各项指标的分
析,研究缺素对高州油茶幼苗的生长的影响,以期为高
州油茶幼苗施肥等栽培技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
2012年 11月,选取生长正常、均匀一致的高州油
茶实生苗[地径(2.5±0.5)mm,苗高(23.5±0.5) cm],于广
东省林业科学研究院培养温室内(平均温度25~27℃、
湿度为75%~85%)进行砂培缺素试验。培养基质为纯
净石英砂(先用自来水多次洗去杂质,再用去离子水冲
洗石英砂,晒干后备用)。在每个12 cm×10 cm规格的
营养杯内装入1.65 kg基质。为防止水肥流失,在盆底
套2层蓝色塑料袋。
1.2 试验方法
1.2.1 试验设计与育苗措施
(1)本试验共设置 7 个处理,分别为:全素
(control)、缺氮(-N)、缺磷(-P)、缺钾(-K)、缺钙(-Ca)、缺
镁(-Mg)、缺硫(-S)。每个处理 2个苗盘,每盘 24株,合
计 336株。试验周期为 12周,移苗第 2周开始缺素处
理,每周施肥 1次,每次使用 80 mL营养液(见表 1[16])
浇灌每株苗根部,计划进行12次,其中前6周施用的营
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
化学药品
1 mol/LKNO3
1 mol/LCa(NO3)2· 4H2O
1 mol/LMgSO4
1 mol/LKH2PO4
0.5 mol/LK2SO4
0.5 mol/LCaCl2
1 mol/LNaH2PO4· 2H2O
0.01 mol/LCaSO4· 2H2O
1 mol/LMg(NO3)2· 6H2O
0.05 mol/LFe-EDTA
阿农微量元素混合液
control
5
5
2
1





2
1
-N


2

5
10
10
20

2
1
-P
6
4
2






2
1
-K

5
2


10
10


2
1
-Ca
5

2
1





2
1
-Mg
6
4

1
3




2
1
-S
6
4

1




2
2
1
表1 各缺素营养液配方
注:用1 mol/L的NaOH或HCl调节营养液至pH 6.0,表中数字单位为mL,表示1 L营养液中添加的母液体积。阿农微量元素混合液配比为每升
溶液含H3BO3 3.05 g、MnCl2· 4H2O 1.98 g、ZnCl2 0.11 g、CuCl2· 2H2O 0.055 g、H2MoO4 (85%~90%MoO3) 0.015 g。
养液浓度减半,之后施用全浓度营养液。
(2)幼苗移栽前测定其初始浇水量 [16],幼苗移栽
时,先使用去离子水将其冲洗净,再移植到营养杯内,
每 2天浇水 1次,根据苗木生长状况和天气状况进行
适当调整浇水量。试验期间每隔2周移动1次苗盘以
减小边际效应。
1.2.2 生长调查测定
(1)地径、苗高的测定。分别在移苗14、35、56、77
天后,调查全部幼苗的地径、苗高。
(2)叶片测定。试验结束后(移苗12周后)每个小
··62
区随机抽取3株,分别对3株苗木进行叶片扫描,应用
(Microtek) ScanMaker i800 Plus获取叶片图像,运用
(万深)LA-S植物叶面积分析系统算出叶片的各项
指标。
1.2.3 数据分析 整理测得的与生长量相关的数据如苗
高、地径等,运用Microsoft Excel 2007软件绘制各种图
表,并运用SPSS 17.0进行方差分析和Duncan多重比较。
2 结果与分析
2.1 缺素对高州油茶幼苗径高生长的影响
如表 2所示,在移苗第 2周和第 5周,除-Mg处理
苗木苗高和地径略大于对照外,其余处理的苗高和地
径均低于对照。移苗后第2周,-K和-Ca的苗高和地径
显著低于对照,-K和-Ca处理的苗高分别是对照的
90.64%、91.27%,地径分别对照的89.16%、88.25%。移
苗后第5周,-N、-K和-Ca处理的苗高和地径显著低于
对照,苗高分别是对照的 96.73%、92.50%、93.02%,地
径分别对照的 94.30%、91.17%、96.58%。试验结束时
(即移苗 12周后),除了-Mg幼苗的苗高略高于对照
外,其他缺素处理的生长指标均低于对照。试验结束
时,各缺素处理对苗木苗高的影响大小为:-K>-Ca>
-N>-S>-P>-Mg;对苗木地径的影响大小为:-K>-Ca>
-N>-Mg>-P>-S。
表2 不同缺素处理对高州油茶幼苗径高生长指标的影响
生长指标
苗高/cm
地径/mm
移植天数
14 d
35 d
56 d
77 d
14 d
35 d
56 d
77 d
control
24.76ab
(3.78)
25.07a
(3.61)
25.07ab
(3.76)
25.36ab
(3.84)
3.32a
(0.62)
3.51a
(0.81)
3.66a
(0.73)
3.68a
(0.81)
-N
24.35bc
(2.74)
24.25ab
(2.66)
24.16abc
(2.75)
24.32abc
(2.93)
3.30a
(0.57)
3.31ab
(0.59)
3.52a
(0.63)
3.60a
(0.75)
-P
24.75abc
(3.53)
24.52ab
(3.72)
25.00ab
(3.77)
24.91ab
(3.53)
3.18ab
(0.89)
3.45bc
(0.73)
3.50a
(0.79)
3.64a
(0.81)
-K
23.35c
(3.53)
23.19b
(3.34)
23.20c
(3.36)
22.87c
(3.71)
2.96b
(0.66)
3.20c
(0.57)
3.14b
(0.55)
3.33a
(0.69)
-Ca
23.51c
(2.69)
23.32b
(4.3)
23.74bc
(2.76)
23.73bc
(3.01)
2.93b
(0.39)
3.39bc
(0.53)
3.15b
(0.55)
3.58a
(0.66)
-Mg
25.94a
(4.3)
25.59a
(3.91)
25.60a
(3.81)
25.70a
(4.17)
3.13ab
(0.55)
3.61ab
(0.62)
3.67a
(0.65)
3.60a
(0.66)
-S
24.66abc
(3.69)
24.59ab
(3.84)
24.30abc
(3.86)
24.68ab
(3.89)
3.31a
(0.72)
3.45b
(0.6)
3.60a
(0.71)
3.67a
(0.72)
注:表中字母为 Duncan多重比较结果,每行中处理间含不相同字母表示差异显著(P<0.05),括号中数据表示标准差,下同。
2.2 缺素对高州油茶幼苗叶片生长的影响
如表3所示,移苗后第5周,-Mg的叶面积、叶片周
长,-S的叶片周长,及-N和-P的叶片长宽比大于对照,
其余缺素处理的各项指标均小于对照。移苗后第 8
周,-N和-Ca的叶面积和叶片周长均小于对照;-P和
-Mg的叶面积和叶片周长均大于对照;-K和-S的苗木
叶面积大于对照,叶片周长均小于对照。除了-Mg的
苗木叶片长宽比等于对照,其余缺素处理的苗木叶片
长宽比均大于对照。试验结束时,各缺素处理的叶面
积与对照无显著差异(P>0.05),除了-N、-P、-Mg和-S
的叶面积大于对照外,-K和-Ca处理的苗木叶面积均
小于对照,分别是对照的86.82%、83.08%。
试验结束时,在叶片周长方面,各缺素处理的叶面
积与对照无显著差异(P>0.05),-P和-S的苗木叶片周
长大于对照,但差异不大,其他各处理的苗木叶片周长
均小于对照。叶片长宽比上,各缺素处理的叶片长宽
比与对照无显著差异(P>0.05),除了-Ca的苗木叶片
长宽比小于对照外,其余缺素处理的叶片长宽比均大
于对照。而叶片干重方面,-N、-K、-Mg的苗木叶片干
重小于对照,其余缺素处理的叶片干重均大于对照。
由此可知,各缺素处理对高州油茶幼苗叶面积影
响大小为:-Ca>-K>-Mg>-S>-N>-P;对叶片周长
的影响大小为:-K>-Ca>-Mg>-N>-P>-S;对叶片
长宽比的影响大小为:-S>-Mg>-N>-K>-P>-Ca;
朱 雯等:缺素对高州油茶幼苗生长的影响 ··63
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对叶片干重的影响大小为:-K>-N>-Mg>-S>-Ca>-P。
3 结论与讨论
3.1 缺素对高州油茶幼苗径高生长的影响
植物生长需要各种必需的营养元素,不同元素对
植物有不同的生理功能[16]。研究结果表明,缺乏必需
的营养元素时,植物会表现出不同的缺素症状,生长将
受到不同程度的影响[18-20]。本研究表明,各缺素处理对
高州油茶幼苗径高生长有影响,其中主要影响元素为
N、K、Ca,氮素是植物生长所需的大量营养元素之一[21-22],
在植物的生命活动中具有首要地位,是植物蛋白质、核
酸、氨基酸等物质的组成元素[23]。因此,缺N时高州油
茶幼苗的地径和苗高生长均受到抑制。K是许多酶的
活化剂,在植物体内碳水化合物代谢,蛋白质代谢及呼
吸代谢中发挥重要功能[24]。高州油茶幼苗在缺K的环
境中生长,代谢受阻,因而苗高和地径显著低于对照
(P<0.05)。Ca是细胞分裂必需的元素,参与了植物的
生长发育过程,缺钙使植物的生长发育受到抑制。由
此可知,缺素在一定程度上抑制了高州油茶幼苗径高
生长,与贾晓红等[25]对柚木幼苗生长和生理特性的研
究一致。
3.2 缺素对高州油茶幼苗叶片生长的影响
试验结束时(即移苗12周后),各缺素处理的叶面
积、叶片周长、叶片长宽比和叶片干重均与对照均无显
著差异(P>0.05)。由试验结果可知,缺素对油茶幼苗
叶面积、叶片周长、叶片长宽比和叶片干重的影响不显
著(P>0.05)。相对而言,试验中对高州油茶幼苗叶片
生长影响较大的元素为Ca和K。缺Ca使植株的叶绿
素含量降低,幼嫩组织受害严重[26],因此叶片生长收到
抑制。低K会使叶片的净光合速率、气孔导度和叶绿
素含量降低[27],这使得植株的干物质积累减少,叶面积
也减少。缺N、缺P、缺Mg和缺S对叶片生长均影响不
大(未考虑叶片黄化等形态特征)。在试验过程中甚至
出现生长量大于对照的情况,究其原因,有以下几种可
能:(1)试验土壤中含有多种营养元素,对试验造成干
表3 不同缺素处理对高州油茶幼苗叶片生长指标的影响
叶片指标
叶面积/mm2
叶片周长/mm
叶片长宽比
叶片干重/g
移植天数
35 d
56 d
77 d
35 d
56 d
77 d
35 d
56 d
77 d
35 d
56 d
77 d
control
2246.54a
(311.1)
2160.35ab
(648.13)
2212.15a
(521.92)
151.64a
(44.89)
179.72a
(69.32)
181.98a
(24.98)
1.74ab
(0.11)
1.52bc
(0.26)
1.65a
(0.26)
0.78a
(0.63)
0.79ab
(0.25)
0.92a
(0.46)
-N
1822.01a
(454.07)
1818.59b
(523.9)
2509.89a
(661)
147.93a
(19.38)
153.54a
(26.55)
176.87a
(22.91)
2.04a
(0.32)
2.01a
(0.17)
1.90a
(0.38)
0.37a
(0.21)
0.49b
(0.26)
0.73a
(0.22)
-P
2143.61a
(396.46)
2621.02ab
(627.25)
3016.49a
(1733.02)
147.08a
(37.71)
189.02a
(37.34)
182.99a
(62.68)
1.90ab
(0.3)
1.83abc
(0.33)
1.69a
(0.14)
0.59a
(0.31)
0.67ab
(0.31)
1.02a
(0.55)
-K
1867.52a
(149.93)
2300.43ab
(117.44)
1920.62a
(176.19)
140.40a
(6.81)
160.65a
(5.49)
151.19a
(12.52)
1.74ab
(0.25)
1.72abc
(0.17)
1.87a
(0.18)
0.51a
(0.16)
0.82a
(0.31)
0.72a
(0.10)
-Ca
1753.61a
(129.82)
1606.70b
(255.68)
1837.80a
(148.69)
131.82a
(16.88)
133.55a
(14.15)
161.35a
(39.23)
1.67ab
(0.25)
1.95ab
(0.2)
1.63a
(0.2)
0.79a
(0.18)
0.53b
(0.12)
0.95a
(0.78)
-Mg
2942.62a
(666.58)
2942.97a
(804.11)
2326.72a
(650.71)
176.71a
(34.59)
213.99a
(67.24)
162.24a
(27.82)
1.52b
(0.3)
1.52c
(0.24)
1.91a
(0.34)
0.76a
(0.32)
0.83a
(0.29)
0.83a
(0.29)
-S
2236.71a
(286.35)
2172.91ab
(458.5)
2676.04a
(842.28)
164.09a
(12.61)
158.88a
(14.11)
190.51a
(66.85)
1.74a
(0.27)
1.89abc
(0.13)
2.04a
(0.69)
0.70a
(0.37)
0.75ab
(0.42)
0.93a
(0.66)
··64
扰。(2)高州油茶苗期生长对P和S的要求较高,对其
他营养元素要求不高。(3)在植物生长过程中,一种元
素的缺失可能会促进植物吸收另一种元素,隋方功等[28]
在缺素培养对夏谷幼苗吸收磷钾钙镁的影响研究中,
发现缺钾培养的幼苗叶片中出现镁的积累现象。(4)袁
军等[29]研究发现缺素对普通油茶幼苗根系影响显著,
因此,高州油茶幼苗在缺素试验时,可能通过改变其他
的理化性状(如根系、酶活性等)来保证正常生长,从而
减小了对叶片生长的影响。其原因有待进一步研究。
参考文献
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致谢:嘉应学院刘配瑜在本试验结束后进行了部分数
据处理,在此深表感谢!感谢广东省林业科学研究院
张应中研究员、丁晓纲博士为本文提出了许多宝贵意
见!
朱 雯等:缺素对高州油茶幼苗生长的影响 ··65