全 文 ：Vol. 33 No.2
Jun. 2015
第 33卷 第 2期
2015年 6月
经 济 林 研 究
Nonwood Forest Research
Doi:10.14067/j.cnki.1003-8981.2015.02.003 http: //qks.csuft.edu.cn
收稿日期：2014-09-24
基金项目：国家林业局林业公益性行业科研专项（20130 4810）。
作者简介：袁晓慧，硕士研究生。 通讯作者：刘惠民，教授，博士。E-mail：hmliu@swfu.edu.cn
引文格式：袁晓慧 ,刘惠民 ,王连春 ,等 .不同施肥处理对牛角瓜营养生长和产量的影响 [J].经济林研究 ,2015,33(2):14－ 19.
牛角瓜 Calotropis gigantea L.属萝藦科牛角瓜
属常绿直立灌木，是山地棉类植物之一。牛角瓜
生于低海拔阳坡及空旷地，广泛分布于亚洲和非
洲的热带亚热带地区，我国主要分布于四川、广西、
广东、海南及云南的元江、巧家、建水、昆明、元阳、
西双版纳等地 [1-3]。
牛角瓜在干热河谷、盐碱地、沙滩等生态脆
弱环境下表现出较好的适应性，能起到保持水土
和防风固沙的作用 [4]；还具有广泛的药用价值，
其根、茎、叶和果等均可药用，具有消炎、抗菌、
化痰和解毒等功用，可用于麻风病、哮喘、咳嗽、
溃疡和肿瘤等疾病的治疗，牛角瓜的乳汁具有强
不同施肥处理对牛角瓜营养生长和产量的影响
袁晓慧，刘惠民，王连春，刘 鹏，叶维雁
（西南林业大学，云南 昆明 650224）
摘 要：为给牛角瓜经营技术的研究提供参考依据，以牛角瓜为试验材料，在云南省元江县的干热河谷地区，
就氮、磷、钾肥的不同用量水平对牛角瓜株高、地径、叶片数和冠幅生长等生理指标的影响情况开展了“3414”
的施肥试验。结果表明：施肥处理对其株高的影响极显著；对其东西冠幅的影响，由不显著变为显著，最后变
为极显著；对南北冠幅的影响，由极显著变为显著；对地径、萌蘖和叶片数的影 响均不显著；对花序数的影响，
由不显著变为显著，最后变为不显著。氮、磷、钾肥对牛角瓜产量的影响均达极显著水平。在目前的土壤肥力
条件下，配施尿素 65.22 g/ 株、过磷酸钙 37.50 g/株、硫酸钾 24.00 g/株所得牛角瓜的产量最大。
关键词：牛角瓜；施肥；氮、磷、钾肥；“3414”试验
中图分类号：S606＋ .2；S147.2 文献标志码：A 文章编号：1003—8981(2015)02—0014—06
Effect of different fertilization treatments on vegetative growth and yield in
Calotropis gigantea
YUAN Xiao-hui, LIU Hui-min, WANG Lian-chun, LIU Peng, YE Wei-yan
(Southwest Forestry University, Kunming 650224, Yunnan, China)
Abstract: In order to provide a reference for researching management technology in Calotropis gigantea, taking C.
gigantea as materials, effects of different application levels of N, P and K fertilizers on tree height, ground diameter,
leaf number and crown growth were researched by “3414” fertilizer experiment at dry-hot valley areas of Yuanjiang
County, Yunnan Province. The results showed that the fertilization treatments had very signifi cant effects on tree height,
and had no signifi cant effects on ground diameter, tillers and leaf number. Effects of the treatments on crown breadth
(east-west direction) were from insignifi cant to signifi cant, fi nally to very signifi cant, and the effects on crown breadth
(north-south direction) were from very signifi cant to signifi cant. The effects on infl orescences were from insignifi cant
to signifi cant, fi nally to insignifi cant. The effects of N, P and K fertilizers on yield in C. gigantea had all reached very
signifi cant level. Applying 65.22 g urea, 37.50 g calcium superphosphate and 24.00 g potassium sulfate per plant could
reach the maximum yield in C. gigantea under the current fertility conditions.
Key words: Calotropis gigantea; fertilization; N, P and K fertilizers; “3414” experiment
15第 33卷 经 济 林 研 究
心、保肝、镇痛消炎等功效 [5-8]；牛角瓜热值较高，
可用以提炼生物柴油，其燃烧后的残渣和硫氧污
染少 [9]；此外，牛角瓜纤维还可用作纺织面料或
纤维增强复合材料的替代原料 [10-11]。
虽然牛角瓜植株利用率高，其经济价值和生
态效益突出，但目前大部分牛角瓜仍处于野生状
态，国内外有关牛角瓜的研究也仍处于空白状态，
还没有总结出有效的丰产栽培技术。为了提高单
位面积内牛角瓜的经济产量，本研究进行了牛角
瓜田间肥效小区试验，探讨了土壤供肥性能及不
同施肥量对其产量的影响问题，并建立了牛 角瓜
的施肥模型，以期为今后牛角瓜栽培技术的研究
提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地点元江县位于云南省中南部，属北热带
干热河谷气候类型，位于东经 101°39′～ 102°22′、
北纬 23°19′～ 23°55′，海拔 390～ 420 m，年平均
温度 23.7 ℃，1月日均温 16.8 ℃，最热月（6月）
日均温 28.8 ℃，≥ 10 ℃的年积温 4 000～ 8 700 ℃，
无霜期 200～ 364 d[12]，年均降水量 787 mm，年
均相对湿度 68%。
1.2 供试土壤
试验地土壤为砂红壤，呈微酸性，石砾含量多，
其肥力状况如表 1。
表 1 试验地土壤肥力状况
Table 1 Fertility status of soil in the test plot
土壤类型
Agrotype pH
全氮
Total N
/(g·kg－ 1)
全磷
Total P
/(g·kg－ 1)
水解氮
Hydrolyzable N
/(mg ·kg－ 1)
速效磷
Rapid available P
/(mg·kg－ 1)
速效钾
Rapid available K
/(mg·kg－ 1)
有机质
Organic matter
/(g·kg－ 1)
燥红土 Dry red soil 6.21 1.02 0.6 77.84 1.55 288.31 24.3
1.3 供试作物
供试种子采自元江河谷野生牛角瓜。2013年
5月 16日播种育苗，7月 4日移栽。试验期间，
在牛角瓜整个营养生长期采用的灌溉、除草及病
虫害防治等田间管理措施与大面积生产的相同。
1.4 供试肥料
尿素（N≥ 46.0%），云南云天化股份有限
公司生产；过磷酸钙（P2O5 ≥ 16.0%），云南
省玉溪化肥厂有限责任公司生产；红牛硫酸钾
（K2O≥ 50%），德国钾盐公司生产，中国化工
建设总公司代理进口。
1.5 试验设计
王建友等人采用“3414”试验方案中的部分设
计为南疆巴旦木的合理施肥提供了科学依据 [15]。
本研究也选用了“3414”的试验设计 [13]，本试验
设定的三因素即氮、磷、钾这三个因素，四水平
即 0、1、2、3这四个施肥水平，详见表 2。试验
共设 14个处理，每个处理设 3次重复，共 42个
试验小区，每个小区的面积有 54 m2，区组间随机
排列。四周设有保护行，保护行不施任何肥料。
施肥方法采用环状施肥法。
根据表 2的各种肥料养分含量计算出每株
各种肥料的实际用量，然后将肥料分 3次分别于
2013年的 9月 10日、10月 10日、11月 10日施入，
肥料总用量如表 3。
1.6 测定项目及测定方法
试验主要观察和测定的项目有牛角瓜的株高
表 2 牛角瓜试验的因素和水平
Table 2 Factor and level of C. gigantea experiment g/株
试验水平
Test level
试验因素 Test factors
尿素 (A)
Urea N
过磷酸钙 (B)
Calcium superphosphate
P2O5
硫酸钾 (C)
Potassium sulphate
K2O
0 0.0 0.0 0.0
1 5.0 2.0 2.0
2 10.0 4.0 4.0
3 15.0 6.0 6.0
表 3 “3414”施肥试验的实施方案
Table 3 Implementation plant of “3414” experiment
处理编号
Treatment
No.
各种肥料的施用量
Application levels of the fertilizers /(g·株－ 1)
尿素
Urea
过磷酸钙
Calcium superphosphate
硫酸钾
Potassium sul phate
1 0.00 0.0 0
2 0.00 75.0 24
3 32.61 75.0 24
4 65.22 0.0 24
5 65.22 37.5 24
6 65.22 75.0 24
7 65.22 112.5 24
8 65.22 75.0 0
9 65.22 75.0 12
10 65.22 75.0 36
11 97.83 75.0 24
12 32.61 37.5 24
13 32.61 75.0 12
14 65.22 37.5 12
16 第 2期袁晓慧，等：不同施肥处理对牛角瓜营养生长和产量的影响
增长量、地径增长量、冠幅增长量、叶片数增长
量及萌蘖数和花序数增长量。分别于 2013年的 9、
10、11和 12月对牛角瓜的株高、地径、冠幅、叶
片数及萌蘖数和花序数这几个生长指标进行观测。
产量结果的测定： 2014年 5月 10日于各小
区开始摘拾，单收并标号，称重并记录；将果实
剥开，取果皮内的种子和种毛，置于牛皮纸袋内，
称重并记录；将装有种子和种毛的牛皮纸袋置于
烘箱内，于 65～ 70 ℃下烘至恒重，称重。
采用 Excel和 SPSS13.0软件对试验数据进行
计算与处理。
2 结果与分析
2.1 植株性状
2013年 5月 16日在育苗袋内播种育苗，7月
4日移栽至大田中。根据田间观察记载，现蕾期出现
在 10月 7日，处理 3、5的现蕾最早，处理 2、8、
9、12的现蕾较早；盛花期出现在 11月 8日至次年
的 3月 20日，周年开花。初果期出现在 11月 13日，
处理 3、5的结果最早；盛果期出现在 2014年的 4月
6日至5月25日，周年结果。平均单果鲜质量12.920 g，
平均单果干质量4.276 g，平均单果纤维干质量0.887 g。
2.2 不同配方施肥处理对牛角瓜生长的影响
施肥是影响牛角瓜苗木生长的重要因素之一，
不同配方施肥处理对牛角瓜株高生长的影响存在
差异。对各施肥处理的牛角瓜各生长指标值进行
了方差分析，结果见表 4。表 4表明：施肥处理对
株高的影响极显著；对东西冠幅的影响由不显著
变为显著；对南北冠幅的影响由极显著变为显著；
对地径、萌蘖和叶片数的影响都不显著；对花序
数的影响由不显著变为显著，最后变成不显著。
方差分析结果的 F值表明：施肥处理对牛角瓜株
高的影响逐渐增大；对东西冠幅的影响逐渐增大，
而对南北冠幅的影响逐渐减小，10月 10日对南北
冠幅的影响最大；对花序数的影响先增大后减小，
11月 10日花序数达到最大值。
表 4 不同施肥处理的牛角瓜各生长指标测定值的方差分析结果
Table 4 Variance analysis of the growth indexes in C. gigantea in different treatments
测量日期
Measurement
date
变异来源
Source of
variation
自由度
Degree of
freedom
不同生长指标的 F值 F values of different growth indexes
株高
Tree height
地径
Ground diameter
东西冠幅
East-west crown
南北冠幅
North-south crown
10月 10日
重复 2 3.265 1.572 4.899 4.44
处理 13 2.941** 0.656 1.71 2.5**
11月 10日
重复 2 2.546 1.759 6.93 6.12
处理 13 3.528** 0.691 1.159* 1.41*
12月 10日 重复 2 2.078 4.392 0.936 2.09
处理 13 4.401** 0.96 1.466* 1.25*
测量日期
Measurement
date
变异来源
Source of
variation
自由度
Degree of
freedom
不同生长指标的 F值 F values of different growth indexes
萌蘖
Sprouting tillers
花序数
Number of infl orescences
叶片数
Number of leaves
10月 10日
重复 2 1.176 7.991 3.614
处理 13 0.894 1.178 1.033
11月 10日
重复 2 1.226 2.092 0.679
处理 13 0.697 2.322* 1.025
12月 10日
重复 2 2.213 4.301 0.952
处理 13 0.649 1.378 1.235
2.3 氮、磷、钾肥对产量的影响
以产量为因变量进行方差齐性检验，结果见
表 5。由表 5可知：P值＞显著性水平 0.05，说明
能满足方差分析的前提条件。
表 5 方差齐性检验结果
Table 5 Homogeneity test of variance
统计量 F
Statistic F
自由度 1
Degree of freedom 1
自由度 2
Degree of freedom 2
P值
P value
1.161 13 70 0.326
以产量为因变量进行主体间效应的检验结果
分析，结果见表 6。由表 6可知：F值对应的概率
P值均小于极显著性水平 0.01，这说明氮、磷、钾
肥对产量的影响极显著，氮磷、磷钾、氮钾肥的
交互作用对产量的影响也极显著。
2.4 不同施肥处理对牛角瓜产量的影响
不同施肥处理对牛角瓜产量的影响情况如表
7。从表 7中可以看出，不同水平的氮、磷、钾肥
对牛角瓜产量的影响达极显著差异水平。其中，
17第 33卷 经 济 林 研 究
处理 5的产量最高，处理 3的次之，再次依次是
处理 9、处理 10、处理 2、处理 12。处理 5的产
量与其他处理间的差异均达到极显著水平。
表 7 不同施肥处理对牛角瓜产量的影响
Table 7 Effect of different fertilization treatments on yield
in C. gigantea
处理编号
Treatment No.
平均纤维干质量
Average dry mass of fi ber
/(g·株－ 1)
显著性
Signifi cance
5% 1%
5 43.170 a A
3 38.141 b B
9 31.932 c C
10 27.497 de D
2 27.204 d D
12 26.167 e D
6 26.121 e D
11 23.062 f E
13 22.619 f E
8 22.175 f E
4 19.514 g F
14 15.230 h G
1 14.787 h G
7 14.485 h G
各施肥处理的方差分析结果见表 8。由表 8可
知，P值＜ 0.01，说明各施肥处理间的差异达到极
显著水平。
2.5 不同施肥处理对土壤养分水平的影响
将“3414”试验方案中缺素区处理 2、4、8
的产量分别与全肥区处理 6的产量进行比较，用
缺素区产量占全肥区产量的百分数即相对产量的
高低来反映土壤 N、P、K养分的丰缺情况，将相
对产量低于 50%、50%～ 75%、75%～ 95%、大
于 95%的土壤养分水平依次划分为极低水平、低
水平、中等水平、高水平 [14]。试验区土壤养分的
丰缺情况如表 9。由表 9可知，试验区域土壤 N
处于高水平，P处于低水平，K处于中水平。
表 9 试验区土壤养分的丰缺情况†
Table 9 Conditions of nutrient abundance and deficiency
in soil of the test plot
养分种类
Nutrient kind
相对产量
Relative yield /%
土壤养分水平
Nutrient level in soil
N 104.15 高
P 74.71 低
K 84.89 中
† 相对产量 (%)＝缺素区产量 /全肥区产量×100。Relative yield＝
Yield at defi ciency areas/Yield at the fertilization areas×100.
2.6 一元二次肥料效应模型的拟合
该试验拟合的一元二次肥料效应模型见表
10。表 10中所拟合的氮、磷、钾模型都属于典型
的一元二次肥料效应模型，其中氮肥可解释产量
变差的 60.7 5%；磷肥可解释产量变差的 77.34%；
而钾肥只能解释产量变差的 19.96%。
表 10 一元二次氮磷钾肥料效应模型†
Table 10 The quadratic models of N, P and K fertilizer
effects with one unknown
肥料种类
Fertilizer kind
一元二次肥料效应模型
quadratic fertilizer effect model R
2
氮 N y＝－ 0.140 0x12＋ 1.610 5x1＋ 28.800 0.607 5
磷 P2O5 y＝－ 2.205 8x22＋ 11.628 0x2＋ 21.820 0.773 4
钾 K2O y＝－ 0.030 6x32＋ 0.877 6x3＋ 24.726 0.199 6
† y代表平均纤维产量，x1代表 N，x2代表 P2O5，x3代表 K2O。下同。
y represents average fiber yield, x1 rep resents N, x2 represents P2O5, x3
represents K2O. The same as below.
以此模型绘制的氮、磷、钾肥效应曲线分别
如图 1～ 3所示。
2.7 三元二次肥料效应模型的拟合
经统计分析，该施肥试验的三元二次肥料效
表 6 主体间效应的检验结果†
Table 6 Test result of effects between subjects
来源
So urce
III型平方和
III Type Sum
of Squares
自由度
Degree of
freedom
均方
Me an
square
F分布观测值
Observed value
of F distribution
P值
P value
Corrected
Model 5 620.750(a) 13 432.365 927.698 0.000
Intercept 8 531.150 1 8 531.150 18 304.73 0.000
N 1 361.495 3 453.832 973.756 0.000
P 3 123.403 3 1 041.134 2 233.893 0.000
K 3 096.660 3 1 032.220 2 214.766 0.000
N * P 1 291.016 1 1 291.016 2 770.047 0.000
P * K 1 763.903 1 1 763.903 3 784.691 0.000
N * K 718.687 1 718.687 1 542.039 0.000
Error 32.624 70 0.466
Total 58 961.580 84
Corrected
Total 5 653.375 83
† 离差平方和＝ 0.994( 调整后的离差平方和＝ 0.993)。Sum of
deviation sq uare＝ 0.994 (Adjusted sum of dev iation square＝ 0.993).
表 8 各施肥处理的方差分析结果
Table 8 Variance analysis result of each fertilization
treatments
方差来源
Source of
variation
偏差平方和
Sum of
squares
自由度
Degree of
freedom
均方
Mean
square
F分布观测值
Observed
value of F
distribution
P值
P value
组间
Between
groups
5 620.750 13 432.365 927.698 0.000
组内
Within
Groups
32.624 70 0.466
总计 Total 5 653.375 83
18 第 2期袁晓慧，等：不同施肥处理对牛角瓜营养生长和产量的影响
应函数模型为：
y ＝ 12.993 － 1.431x1 － 0.060x12 ＋ 10.924x2 －
1.462x2
2 ＋ 4.337x3 － 0.179x32 ＋ 0.207x1x2 ＋
0.338x1x3－ 1.290x2x3。
对该三元二次肥效效应模型进行极值判别分
析，可判定该“3414”试验不能拟合出典型的三
元肥效模型。进一步对模型进行 F值检验和 R2值
检验，结果发现，F值和 R2值均未达到显著水平，
说明该三元二次方程估测的可靠程度不高。
2.8 氮磷钾肥的产量效应
氮磷钾各肥料因素对牛角瓜产量的影响情况
如表 11。表 11表明，不同施氮水平处理的产量间
差异显著。在等量磷钾肥的基础上施入 5.0 g/株的
氮肥时产量最高，其与无氮处理相比差异极显著，
增产 10.937 g/株，增产率 40.20%。在等量氮钾肥
的基础上施入 2.0 g/株的P2O5时，牛角瓜产量最高，
与无磷及高磷处理相比，其差异极显著；与无磷
处理相比，磷肥处理的最大增产量为 23.656 g/株，
增产率达 121.23%。中钾水平处理与低钾水平处理
的产量间差异达到极显著水平，而其与高钾水平
处理的产量间差异不显著。
表 11 氮、磷、钾各肥料因素对牛角瓜产量的影响†
Table 11 Effect of N, P and K fertilizers on yield in C.
gigantea
肥料种类
Fertilizer
kind
处理编号
Treatment
No.
施肥量
Fertilization
dosage
/(g·株－ 1)
平均产量
Average
yield
/(g·株－ 1)
增产量
Increased
yield
/(g·株－ 1)
增产率
Increased
rate /%
N
2 0.0 27.204 dD
3 5.0 38.141 bB 10.937 40.20
6 10.0 26.121 eD － 1.083 － 3.98
11 15.0 23.062 fE － 4.142 － 15.23
P2O5
4 0.0 19.514 gE
5 2.0 43.170 aA 23.656 121.23
6 4.0 26.121 eD 6.607 33.86
7 6.0 14.485 hG － 5.029 － 25.77
K2O
8 0.0 22.175 fE
9 2.0 31.932 cC 9.757 44.00
6 4.0 26.121 eD 3.946 17.79
10 6.0 27.497 deD 5.322 24.00
† 施肥量分别是指 N、P2O5、K2O的用量；用最小显著差数法（LSD）
对产量结果进行显著性检验。
Fertilization dosage refers to the application dosage of N, P2O5, K2O,
respectively; yield result were tested by the least signifi cant difference
(LSD).
2.9 推荐施肥量的确定
该试验建立的三元二次肥效模型不典型，所
以其推荐的施肥量不能适用于施肥实践。而氮、
磷、钾肥的一元二次肥效模型所推荐的施肥量（见
表 12）能够反映试验的实际情况，可用于生产实
践的施肥指导。最终确定的能使牛角瓜获得最高
产量的氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）肥的
施用量分别为 5.8、2.6和 14.3 g/株，按此配方
施肥处理的牛角瓜的最高产量范围为 31.018～
37.144 g/株。
3 讨 论
施肥处理对牛角瓜株高的影响极显著；对其
东西冠幅的影响由不显著变为显著，影响逐渐增
大；而对其南北冠幅的影响由极显著变为显著，
影响逐渐减小；对花序数的影响由不显著变为显
著，最后变成不显著；对地径、萌蘖和叶片数的
图 1 氮肥效应曲线
Fig. 1 The curve of N fertilizer effect
图 2 磷肥效应曲线
Fig. 2 The curve of P fertilizer effect
图 3 钾肥效应曲线
Fig. 3 The curve of K fertilizer effect
19第 33卷 经 济 林 研 究
影响均不显著。
本研究结果表明，对牛角瓜进行合理施肥具有
极显著的增产增收效果。但是，当施肥量超过一定
范围值后，牛角瓜的产量不但不能提高，反而呈下
降趋势。例如，氮肥和磷肥的水平 2和水平 3（过
量施肥水平）处理的产量均低于水平 1处理的产量，
这可能因为过量的氮肥抑制了磷、钾和微量元素的
吸收，导致果实成熟慢，颜色不正，会出现花芽分
化率降低、不坐果或畸形果、空洞果等问题。磷肥
过量则会使作物从土壤中吸收过多的磷素营养，促
使其呼吸作用大大增强，从而使无效分蘖增加，叶
片缩短，提早成熟，引起减产。另外，牛角瓜吸收
过多的氮素，叶片会过于肥大，降低了群体的光能
利用率，呼吸作用旺盛，从而增加光合产物的消耗，
减少干物质的积累，结果会减产。
在等量磷钾肥的基础上，施氮量为水平 1时
其产量最高；施氮量为水平 2时其产量开始呈现
负增长趋势，施氮量为水平 3时其产量亦呈负增
长趋势。这与试验区域土壤氮水平高的试验结果
一致。试验土壤含氮量高，植物从土壤中获得的
氮素多，施肥时可以少施氮肥。在等量氮钾肥的
基础上，施磷量为水平 1时，牛角瓜的产量最高，
与无磷及高磷处理相比，其产量间的差异极显著。
施磷量为水平 2时，其产量增长率减小；施磷量
为水平 2时，其产量呈负增长趋势。这与试验区
域土壤磷水平低的试验结果一致。试验地土壤含
磷量低，施肥时可以多施磷肥。在等量氮磷肥的
基础上，施入不同用量的钾肥均能使其产量增收，
虽然试验地土壤钾素水平为中等，但亦不能满足牛
角瓜对钾的需求，施肥时应加大钾肥的施用量。
有关研究结果 [13]表明，三元二次肥效模型在
对“3414”试验进行拟合并计算推荐施肥量时可能
存在不能拟合或拟合的可靠程度不高的问题。本
试验研究结果表明，当三元二次肥效模型不能对
“3414”试验结果进行拟合时，采用一元二次肥效
模型拟合，可以较好地反映牛角瓜种毛产量与施肥
量之间的关系，可以计算出最高产量与施肥量。
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[本文编校：伍敏涛 ]
表 12 一元二次肥效模型的拟合结果
Table 12 The fitting result of the quadratic model of
fertilizer effects with one unknown g/株
肥料种类
Fertilizer
kind
可能达到最高产量的施肥量
Fertilization dosage with the
possible maximum yield
可能达到的最高产量
The possible yield peak
氮 N 5.8 33.432
磷 P2O5 2.6 37.144
钾 K2O 14.3 31.018