全 文 ：第 51 卷 第 4 期
2 0 1 5 年 4 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51，No. 4
Apr．，2 0 1 5
doi:10．11707 / j．1001-7488．20150419
收稿日期: 2014 － 04 － 05; 修回日期: 2014 － 05 － 24。
基金项目: 国家自然科学基金项目(31260194) ;国家科技支撑项目(2012BAD14B14) ;江西省普通本科高校中青年教师发展计划访问学者
专项资金(赣财教字［2012］132 号)。
* 郭晓敏为通讯作者。
氮、磷、钾和灌水用量对油茶春梢生长的影响*
胡冬南 涂淑萍 刘亮英 张文元 郭晓敏
(江西农业大学园林与艺术学院 南昌 330045)
摘 要: 【目的】油茶产量与春梢的生长状态密切相关，探讨春梢生长与水肥之间的关系可为油茶水肥管理提供
科学依据。【方法】在测土配方的基础上针对氮、磷、钾和水 4 个因子的用量，分别设置 5 个梯度水平，并采用二次
回归通用旋转组合设计试验处理，在江西九江高产无性系油茶成林中开展了水肥试验，通过测定油茶春梢长度、梢
直径和叶面积，分析油茶春梢生长的水肥需求规律，筛选出最佳的水肥栽培方案。【结果】在试验用量范围内，适量
的氮和水的对油茶春梢伸长生长有明显的促进作用，而磷、钾影响较小。氮、磷、钾、水 4 个因子对梢直径和叶面积
的增加均有显著促进作用，但用量不宜过大。氮与磷、氮与钾、氮与水、磷与水互作对梢长有明显耦合效应; 当氮肥
水平较低时，适量增施磷肥促进春梢伸长，增施钾肥影响不明显，当氮肥用量较大时，增施磷肥表现为拮抗效应，适
量增施钾肥表现为正向耦合效应; 氮素或水对油茶春梢伸长生长的促进作用均存在阈值，在阈值范围内两者能产
生正向协同耦合效应; 水分不足时，磷肥能抵御干旱胁迫的伤害，促进春梢伸长生长，水分充足时，磷肥肥效难以发
挥，过量施用造成肥料浪费。一定用量范围内，氮与钾互作对梢直径有明显正向耦合效应，但用量过大则促进效果
不明显。【结论】氮、磷、钾、水 4 个因子均为变量时，以春梢长、梢直径和叶面积接近最大值为目标优化出的水肥方
案为: 全年每株油茶增施有效养分 N 160 g，P2 O5 60 g，K2O 252 g、灌水 25 kg。
关键词: 油茶; 氮; 磷; 钾; 水; 耦合; 春梢
中图分类号: S714. 8; S725. 5 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2015)04 － 0148 － 07
Effects of Nitrogen，Phosphorus，Potassium and
Irrigation on the Growth of Spring-shoots in Mature stands of
Camellia oleifera
Hu Dongnan Tu Shuping Liu Liangying Zhang Wenyuan Guo Xiaomin
(College of Landscape Architecture and Art，JAU Nanchang 330045)
Abstract: 【Objective】Camellia oleifera Abel is a China’s endemic species of woody edible oil，its production is
closely related to the growth of the spring shoots． Investigation of the relationship between the growth of spring shoots and
fertility and water can provide a scientific basis for the management of water and fertilizer of C． oleifera． 【Method】In
order to study the effects of water and fertilizers on the spring-shoots of C． oleifera，five levels of nitrogen，phosphorus，
potassium and irrigation were set by using quadratic general rotary unitized design and the length，diameter and leaf area
of the spring-shoots were measured in a high yield mature clonal forest of C． oleifera． 【Ｒesults】The result showed that
in the range of the tested amounts，the appropriate amounts of nitrogen and irrigation significantly promoted elongation of
spring-shoots，but phosphorus and potassium had no obvious effects on the shoot length． Nitrogen， phosphorus，
potassium and irrigation were able to significantly improve the shoot diameter and leaf area，but the applied amount
should be controlled at a certain range． There were obvious coupling effects of nitrogen and phosphorus，nitrogen and
potassium，nitrogen and irrigation，phosphorus and irrigation on the shoot length． At low nitrogen levels，increasing
Phosphorus promoted the spring shoot to elongate，but further increase in Potassium over a given amount did not have
any obvious effect on the growth． At higher nitrogen levels，increasing Phosphorus exerted an antagonistic effect，but
more Potassium showed positive coupling effect． There were thresholds for the amount of Nitrogen or water in terms of
promotion of spring shoot elongation，and within the threshold， they were able to produce positive and synergistic
coupling effect． In water deficit，Phosphorus fertilizing could withstand the injury of drought stress，and promoted the
第 4 期 胡冬南等: 氮、磷、钾和灌水用量对油茶春梢生长的影响
growth of spring shoots elongation． However，when water was sufficient，the Phosphorus was hard to exert its influence，
and its excessive application resulted in waste． Within a certain amount of scope， the interactions of nitrogen and
potassium had significant positive coupling effects on the diameter growth of spring shoots，but when their amounts were
excessive，the effects were not obvious． 【Conclusion】When the four factors of nitrogen，phosphorus，potassium and
irrigation all were variables，an optimized program of water and fertilizers was made by using the values of shoot length，
shoot diameter and leaf area close to the greatest as the goal，that is，effective N 160 g，P2 O5 60 g，K2 O 252 g and
irrigation 25 kg to each plant annually．
Key words: Camellia oleifera; nitrogen; phosphorus; potassium; irrigation; coupling effect; spring-shoot
油茶(Camellia oleifera)是我国特有木本食用油
料树种，与油橄榄 ( Olea europaea )、油棕 ( Elaeis
guineensis)、椰子(Cocos nucifera)并称为世界四大木
本油料植物。我国油茶栽培历史悠久，但建国前
主要是农户自给自足的生产，大面积种植始于 20
世纪 60 年代，由于多方面的原因，油茶始终没能
形成较为成熟的产业。21 世纪初，能源危机突显，
油茶产业发展空前，油茶良种选育、栽培和采收加
工等方面的研究也得到加强并取得一定成效，特
别是油茶高产优良无性系品种和芽苗砧嫁接等技
术的大面积的推广和应用，使油茶高产成为可能。
但目前这些高产无性系油茶的水肥管理普遍较为
粗放，优良油茶品系的高产潜力得不到充分表达，
如何科学有效进行水肥管理成为油茶经营者关注
的问题。
油茶的春梢是指当年在树冠外层侧枝上发出的
嫩枝，春梢的生长状态不仅关系到当年花芽的分化，
而且还与翌年的油茶产量有关。研究表明，油茶春
梢生长状态与施肥用量(申巍等，2008; 刘晓翠等，
2013)、肥料类型(李青等，2012; 周裕新等，2012;
刘庆定等，2013)、养分配比(胡冬南等，2005)、稻
草覆盖量(王玉娟等，2009)、土壤含水量(胡娟娟，
2012)等关系密切，合理的水肥是油茶春梢良好生
长的保证。而已有研究针对养分、水分开展，将养分
和水分结合探讨水肥对油茶春梢生长影响的研究鲜
有报道。
大量研究表明，水分和养分对作物生长的作用
不是孤立的，而是相互作用相互影响 ( de Groot
et al．，2003; 高延军等，2004; Cabello et al．，2009;
张丽华等，2010; Ejieji et al．，2010)。本论文在测
土配方施肥的基础上，针对氮、磷、钾和水 4 个因子
设置不同梯度水平，在高产无性系油茶成林中开展
试验，探讨水肥因子及因子间耦合对成林油茶春梢
长度、梢直径和叶面积的影响，分析油茶生长的水肥
需求规律，筛选出最佳的水肥栽培方案，为油茶林高
效可持续发展提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况 试验地设在江西九江星子县，属
中亚 热 带 季 风 性 湿 润 气 候 区，年 平 均 降 水
1 635 mm; 林地土壤为第四纪红色黏土发育而成的
酸性红黄壤，地势平坦，土层深厚，土壤孔隙通透性状
况良好，基地前茬栽植茶树; 土壤 pH 4. 5 ～ 5. 1，土壤
中铵态氮为 38. 0 mg·L － 1，硝态氮为 23. 5 mg·L － 1，有
效磷为 6. 3 mg·L － 1，有效钾为 50. 4 mg·L － 1。养分
普遍缺乏，N，P，K，Ca，Mo，Mg，Cu，Zn 为油茶林地土
壤养分限制因子。
1. 2 试验材料 试验油茶为 2005 年春栽植的 25 个
赣无系列高产无性系，栽植密度为 2. 0 m × 2. 5 m，无
性系随机搭配，2008 年开始大量挂果，每年冬季统
一修剪，试验前每年 4 月份单株施尿素 100 g，不进
行灌溉。2010 年 4 月测定株高平均为 160 cm，地径
平均 39 mm，冠幅平均 158 cm。
1. 3 试验设计与样地设置 试验设 4 因素 ( N，
P2O5，K2O，水的用量)5 水平，采用二次回归通用旋
转组合设计，各因素水平编码及年单株用量见表 1，
经优化后共 30 个处理(表 2)。选择立地条件、长势
均较为一致油茶林布置试验，每处理 10 株，处理间
留保护株。试验实施起始时间为 2010 年 4 月。
表 1 试验因子用量水平编码
Tab. 1 Coding of levels and corresponding amount
of test factors g·plant － 1·year － 1
代码
因素
Factors
变化间距
Ｒange
水平编码 Code of levels
－ 2 － 1 0 1 2
X1 N 60 0 60 120 180 240
X2 P2 O5 30 0 30 60 90 120
X3 K2 O 90 0 90 180 270 360
X4 H2 O 10 000 0 10 000 20 000 30 000 40 000
3 种养分(N，P2O5，K2O)分别以市售的尿素、施
钙镁磷和氯化钾施入，各养分的 0 水平 (纯养分含
量为 N120 P60K180)通过测定土配方试验确定，0 水平
灌水量(20 kg·株 － 1)根据当地历年气象条件凭经验
确定。每年施肥分 2 次(4 月和 10 月)进行，采用环
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林 业 科 学 51 卷
形沟施法沿树灌滴水线处施入; 灌水于 6—9 月份
进行，每 10 天浇灌 1 次，每次灌水量为设计总量的
1 /10，共灌水 10 次，如遇雨天则延迟到天晴实施。
为了减少其他养分限制因子对试验的影响，施肥时
根据测土配方试验结果添加适量的 Ca，Mg，Mo，Cu，
Zn 养分元素。
1. 4 试验指标测定方法 枝梢长度、粗度及其叶片
的大小是反应新梢生长状态的重要特征指标，新梢
较长较粗，往往表征其营养充足，利于花芽分化及果
实生长，而较大的叶片能提供更多光合反应面积，增
加树体能量积累。为了解水肥用量对油茶春梢生长
的影响，2010 年开始，每年 6 月上旬测定油茶春梢
梢长、梢直径和叶面积，其中梢长和梢直径用游标卡
尺测量，叶面积用叶面积仪测定。测定时每处理选
择长势较一致的 5 株油茶，在其中冠层东、南、西、北
4 个方位随机选择 2 个生长良好春梢测量梢长和梢
直径，同时采集顶端第 4 片成熟功能叶测定叶面积，
每个处理每个指标测得 40 个数据。
1. 5 试验数据处理与分析 试验数据采用 Design-
Expert 6. 0. 1 数据处理系统和 Excel 2003 等统计软
件进行分析处理。
2 结果与分析
2. 1 油茶春梢生长指标水肥模型的建立与检验
以 N(X1)，P2O5(X2)，K2O(X3 )，水(X4 )的用量共 4
个因素为决策变量，分别以春梢长度、梢直径、单叶
面积为目标函数，按二次回归通用旋转组合试验方
案设计试验处理。由于油茶生长与结实存在大小年
差异，本论文中的目标函数采用 2012 年和 2013 年 2
年测定结果的平均值(表 2)。
运用 Design-Expert 6. 0. 1 数据处理系统对试验
结果进行分析，在 α = 0. 10 显著水平下采用逐步回
归剔除不显著项后，分别得到关于油茶春梢长度、梢
直径、叶面积与试验因子之间的回归模型 ( Y1，Y2，
Y3)。同时，运用 Design-Expert 6. 0. 1 数据处理系统
对模型的拟合度和各试验因子的显著性进行检验，
结果见表 3。
Y1 = 164. 17 + 5. 08X1 － 0. 17X2 + 1. 00X3 +
0. 42X4 － 6. 21X1 ^ 2 － 5. 21X4 ^ 2 － 3. 12X1X2 +
3. 50X1X3 + 2. 62X1X4 － 3. 13X2X4┈┈┈┈┈┈┈
(梢长)
Y2 = 2. 47 + 0. 007 5X1 － 0. 012X2 + 0. 078 X3 +
0. 039X4 － 0. 035X1 ^2 － 0. 044X2 ^ 2 － 0. 061X3 ^ 2 －
0. 057X4 ^2 + 0. 039X1X3┈┈┈┈┈┈┈┈(梢直径)
Y3 = 12. 40 + 0. 59X1 + 0. 33X2 + 0. 40X3 +
0. 58X4 － 0. 41X2 ^2 － 0. 58X4 ^2┈┈┈┈┈(叶面积)
表 2 二次通用旋转试验方案及试验结果
Tab. 2 Quadratic general rotary unitized
design scheme and test results
No． X1 X2 X3 X4
梢长
Shoot
length /
mm
梢直径
Shoot
diameter /
mm
叶面积
Leaf
area /
cm2
1 1 1 1 1 154 ± 1. 6 2. 43 ± 0. 126 12. 37 ± 1. 03
2 1 1 1 － 1 155 ± 2. 3 2. 31 ± 0. 123 12. 63 ± 1. 35
3 1 1 － 1 1 149 ± 1. 8 2. 14 ± 0. 122 12. 13 ± 1. 23
4 1 1 － 1 － 1 141 ± 2. 2 2. 16 ± 0. 125 10. 83 ± 136
5 1 － 1 1 1 169 ± 2. 3 2. 49 ± 0. 119 13. 26 ± 1. 12
6 1 － 1 1 － 1 158 ± 1. 0 2. 34 ± 0. 125 10. 91 ± 1. 08
7 1 － 1 － 1 1 156 ± 1. 9 2. 19 ± 0. 125 11. 92 ± 1. 03
8 1 － 1 － 1 － 1 151 ± 2. 8 2. 02 ± 0. 115 10. 72 ± 1. 22
9 － 1 1 1 1 134 ± 2. 1 2. 28 ± 0. 118 12. 93 ± 1. 26
10 － 1 1 1 － 1 152 ± 2. 0 2. 21 ± 0. 130 10. 06 ± 1. 31
11 － 1 1 － 1 1 149 ± 1. 2 2. 18 ± 0. 124 11. 91 ± 1. 35
12 － 1 1 － 1 － 1 161 ± 1. 9 2. 06 ± 0. 128 10. 21 ± 1. 21
13 － 1 － 1 1 1 145 ± 2. 4 2. 23 ± 0. 117 10. 83 ± 1. 33
14 － 1 － 1 1 － 1 149 ± 1. 7 2. 37 ± 0. 121 9. 42 ± 1. 36
15 － 1 － 1 － 1 1 151 ± 2. 0 2. 26 ± 0. 116 10. 51 ± 1. 06
16 － 1 － 1 － 1 － 1 136 ± 1. 1 2. 15 ± 0. 112 9. 02 ± 0. 09
17 － 2 0 0 0 122 ± 1. 6 2. 45 ± 0. 118 9. 91 ± 1. 28
18 2 0 0 0 155 ± 1. 3 2. 37 ± 0. 121 12. 04 ± 1. 19
19 0 － 2 0 0 156 ± 2. 2 2. 38 ± 0. 128 9. 91 ± 1. 05
20 0 2 0 0 164 ± 1. 9 2. 37 ± 0. 122 10. 62 ± 1. 03
21 0 0 － 2 0 156 ± 1. 5 2. 21 ± 0. 126 9. 97 ± 1. 29
22 0 0 2 0 157 ± 2. 0 2. 40 ± 0. 117 12. 24 ± 1. 30
23 0 0 0 － 2 141 ± 2. 6 2. 23 ± 0. 123 9. 11 ± 1. 11
24 0 0 0 2 144 ± 1. 5 2. 41 ± 0. 114 10. 00 ± 1. 04
25 0 0 0 0 159 ± 2. 6 2. 52 ± 0. 118 13. 01 ± 1. 36
26 0 0 0 0 162 ± 1. 7 2. 47 ± 0. 127 12. 29 ± 1. 05
27 0 0 0 0 167 ± 2. 3 2. 48 ± 0. 124 12. 87 ± 1. 38
28 0 0 0 0 158 ± 1. 5 2. 42 ± 0. 121 11. 21 ± 1. 26
29 0 0 0 0 171 ± 1. 5 2. 40 ± 0. 123 12. 26 ± 1. 27
30 0 0 0 0 168 ± 1. 8 2. 55 ± 0. 116 12. 74 ± 1. 07
从表 3 可知，油茶春梢 3 个指标的模型 ρ 值均
小于 0. 01，说明试验条件下这 3 个指标的模型理论
值与实际测得值的拟合程度达到了极显著水平，而
失拟项的 ρ 值均大于 0. 1，则说明这 4 个因子的模
型失拟项不显著，表明在该条件下，试验重复性较
好，试验因子之外的未控制因素对这 3 个指标的影
响不显著，误差能够控制在较小范围内，可以用该模
型进行优化分析。
2. 2 油茶春梢生长指标影响因子分析 1) 单因子
效应分析 由回归模型显著性检验结果 (表 3)可
知，油茶春梢长度模型的 X1 的一次项系数和二次项
系数及 X4 的二次项系数均达到极显著水平，而 X2，
X3 的则没有达到显著水平，可见，在该试验条件下，
N 肥用量和灌水量对油茶春梢长度有着极显著影
051
第 4 期 胡冬南等: 氮、磷、钾和灌水用量对油茶春梢生长的影响
响，而 P，K 的用量则对其影响不大。春梢直径回归
模型中，X3 的一次项系数和所有因子的二次项系数
均达到显著水平，说明氮、磷、钾的施用量和灌水量
对油茶春梢直径均有显著影响。油茶叶面积模型的
X1，X2，X3，X4 系数和 X2、X4 的二次项系数均达显著
水平，说明这 4 个因子对油茶叶面积也均有显著
影响。
表 3 回归系数显著性检验结果(ρ 值) ①
Tab. 3 Significant inspection result of
regression coefficient(ρ Value)
方差来源
Source
梢长
Shoot
length /
mm
梢直径
Shoot
diameter /
mm
叶面积
Leaf
area /
cm2
模型 Mode 0. 000 1 0. 000 5 ＜ 0. 000 1
失拟项
Lack of fit
0. 335 5 0. 128 8 0. 344 8
X1 0. 000 8 0. 680 3 0. 001 1
X2 0. 896 9 0. 493 9 0. 049 0
X3 0. 440 4 0. 000 3 0. 017 8
X4 0. 746 3 0. 041 1 0. 001 4
X1 ^2 ＜ 0. 000 1 0. 051 2 ＞ 0. 1
X2 ^2 ＞ 0. 1 0. 017 3 0. 023 2
X3 ^2 ＞ 0. 1 0. 001 6 ＞ 0. 1
X4 ^2 0. 000 5 0. 002 7 0. 001 3
X1 X2 0. 058 8 ＞ 0. 1 ＞ 0. 1
X1 X3 0. 036 4 0. 093 0 ＞ 0. 1
X1 X4 0. 098 1 ＞ 0. 1 ＞ 0. 1
X2 X3 ＞ 0. 1 ＞ 0. 1 ＞ 0. 1
X2 X4 0. 058 8 ＞ 0. 1 ＞ 0. 1
X3 X4 ＞ 0. 1 ＞ 0. 1 ＞ 0. 1
① P ＜ 0. 1 为准显著; P ＜ 0. 05 为显著; P ＜ 0. 01 为极显著。
P ＜ 0. 1 means close to significant; P ＜ 0. 05 means significant;
P ＜ 0. 01 means highly significant．
另从回归模型中可知，3 个模型的二次项系数
均为负值，表明这些试验因子都具有最佳值，用量过
多或不足都会影响油茶春梢长。根据二次回归通用
旋转组合设计原理，对二次模型采用“降维法”处
理，可分别得出影响油茶春梢各指标的单因子效应
方程及效应图(图 1 ～ 3)。
由于磷、钾用量对春梢长度影响不明显，因此图
1 只列出了梢长对氮素和水的响应变化。由图 1 可
知，在试验因子编码取值为 － 2 ＜ X ＜ 2 范围内，油茶
春梢长度随着 N 素或灌水量的增加呈现抛物线变
化趋势。当其他 3 个因子水平取值为 0 时，氮素水
平值为 0. 43，油茶春梢长度达到最大值162. 72 mm，
此时再增加氮素用量，春梢长度不再增大。同样，当
灌水量水平值增加到 0. 04 时，油茶春梢长度达到最
大值 161. 63 mm，在此基础上再增加灌水量，不利于
春梢伸长生长。这说明，油茶林地充足的氮素养分
图 1 春梢长度单因子效应
Fig. 1 Single factor effects of the shoot length
和水分是油茶春梢伸长生长的保证，但过量的 N 肥
或土壤水分过多均不利于油茶春梢伸长生长。
图 2 春梢直径单因子效应
Fig. 2 Single factor effects of the shoot diameter
油茶春梢直径单因子效应图(图 2)表明，4 个因
子对春梢直径的影响规律基本相同，均表现为随着其
用量水平的增加，梢直径呈先增大后平稳下降趋势，
即在其他 3 个因子水平值为 0 的情况下，在一定范围
内，增加氮、磷、钾的用量和灌水量中任一因子用量，
对油茶春梢直径增粗均有促进作用，而用量过多则不
利于春梢增粗。4 个因子相比较，氮和磷的效果比较
接近，钾和水的影响效果更为明显。对于氮肥而言，
当其用量水平值为 0. 10 时，春梢直径达到最大值
0. 47 mm; 而对于磷肥，春梢直径达到最大值0. 47 mm
的用量水平值为 － 0. 14; 钾肥用量水平值为 0. 64 时，
春梢直径达到最大值 2. 50 mm，当灌水量的水平值为
0. 34，春梢直径可达到 2. 48 mm。
春梢叶面积的单因子效应图(图 3)表明，当其
他 3 个因子水平值为 0 时，油茶单叶面积随着氮肥
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林 业 科 学 51 卷
或钾肥用量的增加逐渐加大，到试验设置的最高用
量时达到最大，说明油茶春梢叶片的生长对氮肥和
钾肥的需求量较大; 磷肥用量对油茶单叶面积的影
响与灌水量的影响规律较为类似，表现为随磷肥或
灌水量的增加叶面积大小呈抛物线趋势变化，表明
这 2 个因子在试验用量范围内有最大值，当磷肥用
量在水平值为 0. 47 时，油茶单叶面积达到最大值
12. 05 cm2，灌水量的水平值为 0. 54 时，油茶单叶面
积达到最大值 12. 13 cm2。
图 3 叶面积单因子效应
Fig. 3 Single factor effects of the leaf area
2) 因子间耦合效应分析 由表 3 还可知，油茶
春梢梢长模型中 X1X3 的系数达到显著水平，X1X2，
X1X4，X2X4 的系数达准显著水平，春梢直径回归模
型中 X1X3 的系数达准显著，表明在该试验条件下，
养分元素氮与磷、钾、水之间的交互作用及磷与水之
间的交互作用均对油茶春梢长有较大影响，氮与钾
的交互作用对梢直径有较大影响，其影响过程见图
4 ～ 8。
图 4 N 与 P 交互对春梢长度的影响
Fig. 4 Interaction effects of N and P on the shoot length
图 4 直观地反映出氮肥用量与磷肥用量之间的
交互作用对于春梢长度的影响，当 2 种肥料用量水
平较低时，两者对春梢伸长生长表现为正向耦合效
应，梢长随着氮肥和磷肥的用量增加而加大，但此时
肥效并没有达到最大。磷肥的肥效与氮肥用量水平
密切相关，当氮肥用量水平较低时，春梢长度随着磷
肥用量的增加逐渐增大; 而当氮肥供应水平较高
时，增施磷肥对梢长明显不利，两者表现为拮抗效
应，说明氮、磷有很强的互补性，施肥时需要合理搭
配才能显著促进油茶生长。氮肥水平对春梢长度起
着决定作用，在钾肥和灌水量水平均为 0 水平的前
提下，N 肥水平为 0. 96 时，不施磷肥，春梢最长为
167. 41 mm。
图 5 显示的是磷肥和灌水量为 0 水平值时的氮
肥与钾肥的交互效应。两者的交互效应因其施用量
大小不同而表现出不同规律。当氮肥水平较低时，
增施钾肥对油茶春梢长度的影响不明显; 随着氮肥
用量的增加，钾肥对春梢长度的促进作用加强，两者
表现出明显的耦合效应。当氮肥用量水平为 1. 03
时，钾肥的效果最明显，在其最大用量时春梢长度最
长，为 169. 82 mm，此时若再增加氮肥用量，春梢伸
长生长受到抑制，钾肥的效果也呈下降趋势。
图 5 N 与 K 交互对春梢长度的影响
Fig. 5 Interaction effects of N and K on the shoot length
图 6 N 与 H2O 交互对春梢长度的影响
Fig. 6 Interaction effects of N and H2 O on the shoot length
251
第 4 期 胡冬南等: 氮、磷、钾和灌水用量对油茶春梢生长的影响
由图 6 可知，在磷、钾用量为 0 水平的条件下，
氮肥用量与灌水量对油茶春梢伸长生长的交互效应
呈现抛物线的变化趋势。当氮肥和供水不足时，油
茶春梢长度明显最低，随着氮肥用量或灌水量的增
加，梢长先增加后减小，当同时增加氮肥用量或灌水
量，梢长也呈先增加后减小趋势，且此时增加和减小
的幅度明显大于氮肥或灌水量单个因素引起的变
化。说明氮素或水对油茶春梢伸长生长具有同等重
要的地位，且两者的促进作用均存在阈值，在阈值范
围内两者能产生正向协同耦合效应，油茶春梢长度
最大可达到 162. 85 mm。
图 7 是关于磷肥与水的交互作用对春梢长的影
响，在氮、钾用量的水平值为 0 的情况下，磷肥对油
茶春梢伸长生长的影响与灌水量密切关系。当灌水
量为中下水平值时，梢长随着磷肥用量的增加呈直
线上升趋势，两者耦合效应明显，梢长最大可达到
164. 23 mm; 而当灌水量超过一定值(水平值 0. 68)
后，磷肥效应明显下降。说明水分不足时，磷肥能抵
御干旱胁迫的伤害，促进春梢伸长生长，而当水分供
应充足时，磷肥肥效难以发挥，过量施用造成肥料
浪费。
图 7 P 与 H2O 交互对春梢长度的影响
Fig. 7 Interaction effects of P and H2 O on the shoot Length
从图 8 中可知，氮肥用量对春梢直径的影响与
钾肥用量水平密切相关，当钾肥用量水平较低时，尽
管氮肥用量达到最大值，油茶春梢直径仍然较小，随
着钾肥用量水平的提高，氮肥对春梢直径的促进作
用加大，两者耦合效应明显; 当钾肥用量水平值为
0. 82 时，氮肥对春梢直径的影响效果最为明显，且
在其用量水平值为 0. 56 时达到量大值，为 2. 51
mm，而此时若再增加钾肥或氮肥用量，则促进效果
不明显。
3) 油茶春梢生长水肥用量的优化 植物利用
的养分和水分主要来自于土壤，而土壤是一个复合
图 8 N 与 K 交互对春梢直径的影响
Fig8 Interaction effects of N and K on the shoot diameter
体系，水和养分往往是同时影响着油茶春梢的生长，
因此，有必要分析氮、磷、钾和灌水 4 个因子均为变
量时的耦合效应。根据回归模型，可分析出油茶春
梢各指标最大值时的水肥用量，由于氮、磷、钾和灌
水四因子间存在互作，所以各指标对应的水肥用量
优化方案不只一个; 而实际上春梢梢长、梢直径和
叶片是一个整体，且几乎是同步生长，因此可本着各
指标水肥用量方案尽量一致的原则以接近指标最大
值为目标进行筛选，结果见表 4。
从表 4 可知，当氮肥用量水平取值 0. 67 左右、
磷肥用量水平取值接近 0、钾肥用量水平接近 0. 8、
灌水量水平值接近 0. 5 时，即全年每株油茶增施有
效果养分 N 160 g(46%尿素 348 g)、P2O5 60 g(12%
的钙镁磷 500 g)、K2O 252 g(60%的氯化钾 420 g)、
灌水25 kg左右，油茶春梢梢长、梢直径和叶面积都
能达到较大值，可在整体上促进油茶春梢良好生长。
表 4 油茶春梢各指标水肥用量优化方案
Tab. 4 Optimizations of the amount of water and
fertilizer for indicators of spring-shoot
测定指标
Measurement
indicators
试验因子水平值 Levels of factor
N P2 O5 K20 H2 O
指标值
Index
value /mm
可信度
Credibility
(% )
梢长 Shoot
length
0. 54 0 0. 8 0. 5 164. 65 100
梢直径 Shoot
diameter
0. 56 0 0. 8 0. 5 2. 51 100
叶面积
Leaf area
0. 79 0 0. 8 0. 5 12. 92 100
3 结论与讨论
春梢是油茶的挂果枝，同时也是油茶最主要的
营养器官，其生长状态与油茶生产能力密切相关。
春梢的伸长与增粗以及叶片的生长均离不开养分供
应与水分运输，本试验表明，磷肥和钾肥用量对油茶
351
林 业 科 学 51 卷
春梢长度影响不明显，氮肥和水的影响达到显著水
平，且在试验用量水平范围内有最大值; 4 个因子
的用量对油茶直径和叶面积的影响均达到显著水
平，叶面积随氮、钾用量的增加而变大，其他均存在
阈值。适量施肥和合理灌水可使油茶春梢生长更
健壮。
但氮、磷、钾和水并不是单独起作用，它们之间
可能存在交互作用，这些交互作用对植物生长起着
正向或负向作用。水曲柳 ( Fraxinus mandschurica)
幼苗在氮磷供给失衡的条件下，不能调整氮磷营养
资源，单株总生物量显著下降(吴楚等，2005)。胡
芳名等(1992)在对枣树(Zizyphus jujuba)的施肥效
应研究中表明，钾肥具有促进氮肥的增产效应，但
氮、磷之间存在负交互效应; de Groot 等 (2003)在
对番茄( Solanum lycopersicum) 的氮、磷肥效研究中
也得到类似的结论( de Groot et al．，2003)。本试验
也表明，当氮肥用量达到一定值后，对于油茶春梢长
度而言，氮、钾之间存在明显的正向耦合效应，但氮、
磷之间却存在拮抗效应。另外，水分与氮、磷之间的
互作效应对春梢长度的影响也很明显，在阈值范围
内水与氮、水与磷均能产生正向协同耦合效应，用量
不足或超过一定水平时，因子间互作效应不明显。
这与水肥各自的功能有关，水分是植物各种生理生
化反应的介质，水分不足会影响营养物质的输送和
传递，而肥力不足影响到根系对水分的吸收和利用，
而合理施肥具有一定的调水作用，适量灌溉也可起
到调肥作用。这些规律在茶树 ( Camellia sinensis)
(丁明来等，2013)、苹果 (Malus pumila) (王进鑫
等，2004)、脐橙(Citrus sinensis)(汪瑞清等，2009)、
杨树(Populus × euramericana)(王梓等，2011)、咖啡
(Ｒubi coffee) (Nazareno et al．，2003)等多年木本植
物中都曾得到证实。因此，在油茶林地水肥管理中，
不仅要考虑肥料或灌水的效果，还应注意氮、磷、钾
养分的合理配比及水分的均衡供应。本试验综合考
虑单因子效应及因子之间的互作效应，优化得到春
梢生长水肥栽培方案为: 全年每株油茶增施有效果
养分 N 160 g，P2O5 60 g，K2O 252 g，灌水 25 kg。
本试验中氮、磷、钾 0 水平值的用量是根据前期
测土配方试验结果确定的最优组合，该试验没有考
虑水分因素的影响。本试验在考虑氮、磷、钾肥用量
的同时，增加了灌水量作为试验因素，得到的最佳氮
肥和钾肥用量水平值均大于 0，说明在充足的水分
状态下，可适量加大氮肥和钾肥的用量，促进油茶春
梢生长。
本试验所建立的油茶春梢生长指标水肥模型以
及由此优化出的最佳水肥方案，都是在本试验栽培
管理条件与环境下获得，除了这 4 个试验因子外，它
们还受土壤、气候、林龄等诸多因子的制约，为了获
得更准确的水肥用量与春梢生长之间的数学关系，
还须进行多点、多年的田间试验。
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(责任编辑 王艳娜)
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