不同配方肥對辣木土壤養(yǎng)分特征與植物性狀的影響

廖承飛 范建成 羅會英

摘要：為了研究不同配方肥對辣木生長土壤環(huán)境及植物性狀產(chǎn)生的影響，明確辣木對土壤養(yǎng)分的需求規(guī)律及為制定合理的辣木配方施肥方案提供理論基礎，以金沙江干熱河谷辣木為對象，通過室內(nèi)分析和田間調(diào)查數(shù)據(jù)對該干熱河谷地區(qū)的辣木土壤養(yǎng)分及植物性狀開展研究。結果發(fā)現(xiàn)，根據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，辣木配方施肥肥效試驗土壤養(yǎng)分含量處于中下水平，土壤呈微酸性。4種施肥處理對0～20 cm辣木土壤pH值以及有機質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量的影響無明顯差異，B處理與CK處理在5月的辣木鮮葉質(zhì)量、鮮葉柄質(zhì)量、鮮枝質(zhì)量均存在極顯著差異。通過回歸和通徑分析發(fā)現(xiàn)，pH值對辣木鮮葉質(zhì)量、辣木鮮枝質(zhì)量直接作用較大。合理的配方施肥能明顯促進辣木的生長及提高產(chǎn)量，結果可為今后辣木專用肥生產(chǎn)和施用提供理論指導。

關鍵詞：辣木;土壤養(yǎng)分;生物量;相關性;回歸分析;通徑分析

中圖分類號：S158.3;S718.43 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）11-0134-06

收稿日期：2019-04-28

基金項目：國家木薯產(chǎn)業(yè)技術體系“楚雄綜合試驗站”（編號：CARS-11-YNJJ）;農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱作項目（編號：151821301064072709）;農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種質(zhì)資源保護項目（編號：151721301354052003）;國家農(nóng)作物種質(zhì)資源共享服務平臺項目（編號：NICGR2018-74）。

作者簡介：廖承飛（1979—），男，云南元謀人，助理研究員，主要從事作物栽培與資源環(huán)境研究。E-mail：55665740@qq.com。

通信作者：金 杰，研究員，主要從事作物資源與利用研究。E-mail：276361917@qq.com。 ?近年來，隨著對辣木開發(fā)利用的不斷深入，辣木制品的需求量呈猛增趨勢，使辣木資源的人工培育研究成為大家關注的熱點。辣木因具有豐富的藥用價值、營養(yǎng)價值等功能而被譽為 “神奇之樹”[1]。辣木為多年速生喬木，屬于辣木科，辣木屬，具有耐貧瘠、生境范圍適應性廣等特點[2-6]，原產(chǎn)于非洲、印度等熱帶地區(qū)[7]。辣木具有非常高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益[8]。

目前，國內(nèi)外有關辣木土壤生長環(huán)境及植物性狀的研究報道較少。1997年，Makkar等對辣木不同部位營養(yǎng)成分進行測定分析發(fā)現(xiàn)，辣木葉片粗蛋白含量高于嫩梢和莖段[9];2003年，劉昌芬等發(fā)現(xiàn)，不同辣木品種其營養(yǎng)成分含量基本一致，但不同產(chǎn)地辣木的一些重要營養(yǎng)成分含量存在明顯差異[10];2015年，楊東順等通過對辣木不同部位主要營養(yǎng)成分、氨基酸含量進行比較分析，發(fā)現(xiàn)辣木不同部位元素含量差異顯著，辣木葉片的營養(yǎng)價值大于辣木莖、籽殼[11];2016年，初雅潔等研究云南不同產(chǎn)地的辣木葉營養(yǎng)成分時發(fā)現(xiàn)，德宏地區(qū)辣木葉中的蛋白質(zhì)、維生素C、總氨基酸含量均高于云南其他地區(qū)[12];2017年，高敏霞等研究發(fā)現(xiàn)，辣木葉中礦物質(zhì)元素含量存在明顯差異，其中最為豐富的是鈣和鉀元素[13];2018年，胡永亮等在云南省內(nèi)采集7 個辣木種植園土壤，通過對其營養(yǎng)成分進行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，pH 值在 4.59～6.84時，土壤中的金屬元素和氮素較豐富[14]。目前關于不同配方肥對辣木土壤養(yǎng)分特征與植物性狀影響的研究鮮見報道。為了明確辣木的養(yǎng)分需求規(guī)律，提高肥料利用率，實現(xiàn)辣木健康生長，提高產(chǎn)量與質(zhì)量，本研究從辣木養(yǎng)分需求規(guī)律出發(fā)，建立辣木養(yǎng)分的時空匹配參數(shù)，確立辣木營養(yǎng)診斷指標范圍以及辣木專用肥配方，并進行辣木動態(tài)優(yōu)化施肥肥效試驗，以期為今后辣木專用肥的生產(chǎn)和施用提供理論指導。

1 試驗小區(qū)設計及供試作物肥料

1.1 試驗地概況

試驗于2018年1月至2019年1月在云南省金沙江干熱河谷元謀縣云南省農(nóng)業(yè)科學院熱區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所國家辣木試驗站基地進行。金沙江干熱河谷是我國西南地區(qū)最為干旱的區(qū)域之一，年均溫大于20 ℃，平均年蒸發(fā)量約為平均年降水量的6.0倍，多年平均降水量為 613.8 mm，年太陽總輻射量為641.8 kJ/cm2，日照率為62%[15]。土壤類型主要為燥紅土、變性土以及薄層土[16]。

1.2 供試材料

1.2.1 供試作物 多油辣木或PKM1辣木

1.2.2 肥料配比 辣木專用配方肥A（氮磷鉀配比為 25 ∶ 9∶ 11）、辣木專用配方肥B（氮磷鉀配比為25 ∶ 9 ∶ 15）、辣木專用配方肥C（氮磷鉀配比為 20 ∶ 11 ∶ 14）、常規(guī)復合肥CK（氮磷鉀配比15 ∶ 15 ∶ 15），其中以常規(guī)復合肥CK為空白對照。本試驗共設4個處理，每處理設置3個重復。

試驗區(qū)面積為240 m2，內(nèi)設12個4 m × 5 m試驗小區(qū)，每小區(qū)為一個肥料配比處理，每處理設3個重復，隨機區(qū)組排列，每個樣地之間有足夠的隔離帶（設置磚墻），以避免小區(qū)之間養(yǎng)分和水分的橫向運輸（圖1）。試驗地應選擇地塊平坦、整齊、肥料均勻的具有代表性的地塊。試驗地應避開道路、堆肥場所等特殊地塊，同時要設置保護行，盡量選擇中等肥力的地塊。

1.3 樣品采集、測定項目及分析

辣木土壤背景值測定用樣品于2018年1月采集，施肥后的辣木土壤于2018年10月取樣。采樣深度為0～20、20～40 cm，每種配方肥處理按“S”形布點采集 5 個點的樣品，充分混合后用四分法取舍保留1.0 kg 左右混合土樣，同時填寫采樣調(diào)查表，共采集土壤樣品 60個。將采集的土壤樣品帶回實驗室后處理，采用四分法取 500 g 左右土壤樣品，分別研磨過 1.00、0.25 mm 孔徑篩，裝袋，貼標簽備用。土壤養(yǎng)分測定項目參照《土壤農(nóng)化分析》[17]。

辣木植株樣品分別在2018年4月28日、5月26日、7月21日、8月29日、10月9日進行了5次采樣，每個施肥處理下隨機選取辣木15株，每個處理3次重復。辣木枝條長采用卷尺測量，辣木鮮葉質(zhì)量、鮮葉柄質(zhì)量、鮮枝質(zhì)量在樣品采集后立即帶回實驗室測定，并記錄其數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)用Excel 2003、SPSS 20.0進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 辣木配方施肥肥效試驗土壤養(yǎng)分描述性統(tǒng)計

從表1可以看出，辣木配方施肥肥效試驗土壤養(yǎng)分的背景值與全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準相比，該樣地背景值中的pH值為6.36～712，為微酸性土壤;土壤有機質(zhì)含量為6.64（五級），處于中下水平;全氮含量為0.50 g/kg（五級），處于中下水平; 全磷含量級別處于五級水平，為中下水平;全鉀含量級別處于五級水平，為中下水平;堿解氮含量級別處于五級水平，為中下水平;有效磷含量級別處于三級水平，為中等水平;速效鉀含量處于三級水平，為中等水平?？傮w上看，辣木試驗地土壤養(yǎng)分的背景值處于中等偏下水平，養(yǎng)分含量較低。

從表2可以看出，4種施肥處理下的土壤養(yǎng)分含量基本表現(xiàn)為0～20 cm的土壤養(yǎng)分含量高于 20～40 cm。其中，4種施肥處理下的土壤均表現(xiàn)為微酸性，0～20 cm與20～40 cm土壤的pH值差異不大。0～20 cm土壤有機質(zhì)含量在C處理下高于其他施肥處理，比B、A、CK處理分別高4.14%、1155%、27.64%; C處理20～40 cm的土壤有機質(zhì)含量比CK處理高24.49%。A處理0～20 cm土壤全氮含量最高，比CK高15.87%;C處理20～40 cm的土壤全氮含量比CK處理高7.02%。 0～20 cm土層C處理的堿解氮含量最高， 較B、A、CK處理分別

高2.74%、4.18%、20.52%;B處理20～40 cm土層的土壤堿解氮含量最高，分別高于A、C、CK處理753%、14.82%、23.14%。 C處理0～20 cm土壤全磷含量比A、B、CK等3種施肥處理分別高1176%、15.15%、22.58%;C處理20～40 cm土壤全磷含量最高，分別比A、B、CK處理高7.14%、1538%、15.38%。 C處理0～20 cm的土壤有效磷含量最高，比CK處理高13.77%; B處理20～40 cm 土壤的有效磷含量最高，比CK處理高1349%。B處理0～20 cm的土壤速效鉀含量最高，比A、C、CK處理分別高1.59%、3.70%、1226%，B處理20～40 cm 土壤的速效鉀含量最高，比CK高5.65%。

從表3可以看出，4種施肥處理對辣木0～20 cm 土壤養(yǎng)分含量的影響存在一定的差異。其中，4種處理的pH值以及有機質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量差異不顯著;A處理0～20 cm辣木土壤的全氮含量與B處理存在顯著性差異。

從表4可以看出，4種施肥處理對于20～40 cm辣木土壤養(yǎng)分含量的影響不同。其中，4種施肥處理辣木土壤的pH值以及有機質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量無顯著性差異;C處理的土壤全氮含量與B處理存在顯著性差異。

從表5可以看出，對于0～20 cm辣木土壤，pH值與有機質(zhì)含量存在顯著正相關關系;堿解氮含量與有機質(zhì)含量、全氮含量存在顯著相關性;有效磷含量與堿解氮含量存在極顯著正相關性（P<001）。從表6可以看出，對于20～40 cm辣木土壤，全氮含量與有機質(zhì)含量存在顯著的正相關關系;有效磷含量與全氮含量、堿解氮含量存在顯著正相關性;有機質(zhì)含量與有效磷含量存在極顯著正相關性，相關性系數(shù)達0.760。

2.2 不同施肥處理對辣木植物性狀的影響

從表7可以看出，不同施肥處理對辣木的抽枝數(shù)和枝條長度產(chǎn)生了一定的影響。從取樣時間來看，辣木在4月的抽枝數(shù)總體最多，隨著時間的延長，枝條長度增大。

從表8可以看出，5月辣木的鮮葉質(zhì)量，A、B施肥處理與CK處理存在極顯著差異;5月辣木鮮葉柄質(zhì)量，A、B施肥處理與CK處理均存在極顯著差異; 5月的鮮枝質(zhì)量，A處理與CK處理存在顯著性差異，B處理與CK處理存在極顯著差異。對于10月的辣木，鮮葉質(zhì)量方面，A、B、CK處理均與C處理存在極顯著性差異;鮮葉柄質(zhì)量方面，A、B、CK處理均與C處理存在極顯著性差異;鮮枝質(zhì)量方面，A、CK處理均與C處理存在極顯著性差異。

2.3 不同施肥處理對辣木鮮葉、鮮葉柄、鮮枝質(zhì)量的回歸分析和通徑分析

前述分析表明，不同處理下土壤養(yǎng)分含量發(fā)生變化，從而對辣木鮮葉質(zhì)量存在一定的影響。那么哪種養(yǎng)分指標對辣木鮮葉、鮮葉柄、鮮枝質(zhì)量的貢獻最大？以pH值（x1）、土壤有機質(zhì)含量（x2）、全氮含量（x3）、堿解氮含量（x4）、全磷含量（x5）、有效磷含量（x6）、速效鉀含量（x7）為自變量，分別以辣木鮮葉質(zhì)量（y1）、辣木鮮葉柄質(zhì)量（y2）、辣木鮮枝質(zhì)量（y3）為因變量進行逐步回歸分析，并根據(jù)方程的顯著性，再進行通徑分析，以找到對產(chǎn)量貢獻最大的直接作用因子和間接作用因子。通過逐步回歸方程得到辣木鮮葉質(zhì)量（y1）、辣木鮮葉柄質(zhì)量（y2）、辣木鮮枝質(zhì)量（y3）的最優(yōu)回歸方程如下：y1=3 661.93-414.94x1-655.18x3（R2=0.999 9，P=0.017 0）;y2=2927.64-37490x1-632.65x5（R2=0.999 2，P=0.040 2）;y3= 6241.76-849.15x1-263.67x3（R2=1.000，P=0002 8）。從表9至表11可以看出，pH值對辣木鮮葉質(zhì)量、辣木鮮枝質(zhì)量直接作用較大，其中pH值對辣木鮮葉質(zhì)量的直接作用系數(shù)為0.877 8，對辣木鮮枝質(zhì)量的直接作用系數(shù)為0.982 0。全氮、速效鉀含量對辣木鮮葉質(zhì)量的間接作用系數(shù)分別為-0.191 2、-0.070 6。pH值、全氮含量對辣木鮮枝質(zhì)量的間接系數(shù)值為-0.2139、-0.015 5。全氮、全磷含量對辣木鮮葉柄質(zhì)量直接作用的系數(shù)值分別為0.279 9、0.962 5，全氮、速效鉀含量對辣木鮮葉柄質(zhì)量的間接作用系數(shù)分別為-0.020 8、0.071 4。

3 結論

辣木配方施肥肥效試驗土壤的pH值為6.36～7.12，參考全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，試驗土壤為微酸性土壤，土壤養(yǎng)分含量較低，處于中下水平。A、C施肥處理下的土壤養(yǎng)分含量均表現(xiàn)為 0～20 cm 高于20～40 cm。4種施肥處理對辣木 0～20 cm 土壤養(yǎng)分含量的影響不同，其中，對pH值以及有機質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量的影響無顯著性差異;A處理下0～20 cm辣木土壤全氮含量與B處理存在顯著性差異。4種施肥處理對20～40 cm辣木土壤的pH值以及有機質(zhì)、堿解氮、全磷、有效磷、速效鉀含量的影響無顯著性差異;C處理的土壤全氮含量與B處理存在顯著性差異。0～20 cm 辣木土壤養(yǎng)分之間存在一定的相關性，其中pH值與有機質(zhì)含量存在顯著的正相關性;堿解氮含量與有機質(zhì)含量、全氮含量存在顯著正相關性;有效磷含量與堿解氮含量存在極顯著正相關性。

辣木在4月的抽枝個數(shù)總體最多，隨著時間的推移枝條長度增大。對于5月辣木鮮葉質(zhì)量、鮮葉柄質(zhì)量、鮮枝質(zhì)量，B處理與CK處理存在極顯著差異。通過回歸和通徑分析發(fā)現(xiàn)，pH值對辣木鮮葉質(zhì)量、辣木鮮枝質(zhì)量直接作用較大。

采取培肥地力的措施是辣木高產(chǎn)的關鍵，合理的配方施肥能夠促進林木的生長，有著明顯的增產(chǎn)、增益效果[18]。辣木土壤肥力高低不僅受土壤養(yǎng)分和植物吸收能力的影響，更取決于土壤各養(yǎng)分之間的協(xié)同作用。土壤中合理的氮磷鉀比例是辣木高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)的重要條件。本研究結果將有助于評價辣木的生態(tài)環(huán)境，為辣木優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供基礎數(shù)據(jù)。

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