施用光合菌對4種油茶品種生長及養(yǎng)分含量的影響

蔡開朗 陳偉玉 姚海榮 麥志通 羅靜 洪文君

摘? 要：為給油茶的施肥管理提供科學(xué)依據(jù)，比較研究施用2種不同濃度的光合菌對不同品種油茶（‘海油1號‘海油2號‘海油3號‘海油4號）的生長、光合作用和葉片養(yǎng)分含量變化的影響。結(jié)果表明，除‘海油1號外，其他油茶品種的苗高凈生長量以光合菌稀釋30倍最高;‘海油3號的苗高和地徑凈生長量高于其他油茶品種。4個油茶品種的瞬時凈光合速率隨著光合菌濃度的增大呈先上升后下降趨勢，也以光合菌稀釋30倍最高;但4個油茶品種瞬時蒸騰速率在不同處理組間的變化存在差異?！Ｓ?號‘海油2號和‘海油4號葉片N、K含量均隨著光合菌濃度的增大呈上升趨勢，而P含量則隨著光合菌濃度的增大呈先上升后下降的趨勢。相關(guān)性分析結(jié)果顯示，苗高與瞬時凈光合速率、瞬時蒸騰速率呈極顯著相關(guān)，與葉片TP含量顯著相關(guān);葉片TN含量與TK含量極顯著相關(guān)?？梢?，施用光合菌能促進(jìn)油茶的生長和提高光合作用及葉片元素含量，其通過影響葉片三要素含量和光合作用而影響苗木生長。

關(guān)鍵詞：油茶;光合菌;生長;養(yǎng)分含量

中圖分類號：S794.4????? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Effects of Application of Photosynthetic Bacteria and Fertilizer on Growth and Nutrient Content in Camellia vietnamensis

CAI Kailang， CHEN Weiyu， YAO Hairong， MAI Zhitong， LUO Jing， HONG Wenjun*

Sanya Academy of Forestry， Sanya， Hainan 572000， China

Abstract： In order to provide scientific basis for fertilization and management of Camellia vietnamensis， the growth， photosynthesis and nutrient content effect of photosynthetic bacteria（PB） of two concentrations on Camellia vietnamensis （C. vietnamensis vs. ‘Haiyou 1， ‘Haiyou 2， ‘Haiyou 3 and ‘Haiyou 4） were studied. The net growth of most cultivars was the highest， except ‘Haiyou1 ， with the dilution 30 times. The height and diameter growth of ‘Haiyou 3 was higher than that of other varieties. The instantaneous net photosynthetic rate of the four varieties showed a trend of increase first then decrease under increasing the concentration of PB， and the performance of dilution 30 times was better than that of dilution 60 times. However， there were differences in the instantaneous transpiration rate of the four varieties under different treatment. The content of N and K in the leaves of ‘Haiyou 1， ‘Haiyou 2 and ‘Haiyou 4 showed an upward trend， and the content of P showed a trend of increase first then decrease under increasing the concentration of PB， respectively. The correlation analysis results showed that the height was extremely significantly related to the instantaneous net photosynthetic rate and the instantaneous transpiration rate， and was significantly related to the P content. The N content was extremely significantly related to the K content. It indicates that PB could significantly promote the seedling growth and increase photosynthesis， leaf element content on C. vietnamensis.

Keywords： Camellia vietnamensis; photosynthetic bacteria; growth; element content

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.09.023

山柚（Camellia vietnamensis）屬山茶科山茶屬，為常綠喬木，是油茶主要物種之一。油茶是我國特有的木本油料樹種，也是世界四大木本油料植物之一，主要分布廣東、湖南、江西、廣西、福建、浙江等南方18?。▍^(qū)）[1]。油茶對自然災(zāi)害有較強(qiáng)的抵抗能力，適宜在綠化荒山、水土保持等種植。此外，茶油具有很高的營養(yǎng)價值和保健功能，在工業(yè)、醫(yī)藥、化妝品上還有多種用途[2]。

油茶優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、高效與栽培技術(shù)和管理措施密切相關(guān)[3]。光合細(xì)菌（photosynthetic bacteria，PSB）是一類能進(jìn)行光合作用而不產(chǎn)氧的特殊生理類群的原核生物的總稱，能夠合成糖類、氨基酸類、維生素類及其他生物活性物質(zhì)，具有固氮、固碳及氧化分解硫化物和胺類物質(zhì)等多種有毒物質(zhì)的生理生態(tài)特性[4-5]。研究主要集中在油茶的肥料種類、施用量對生長、林地養(yǎng)分的影響[6-11]，植株營養(yǎng)的影響[12]，果實性狀、養(yǎng)分含量和產(chǎn)油量的影響[13]等方面，但光合菌對油茶生長效應(yīng)尚未見研究報道。本試驗通過比較施用光合菌對4種油茶品種的生長、光合和葉片元素含量的影響，以期為油茶科學(xué)施肥提供參考。

1? 材料與方法

1.1? 材料

供試苗木為4個海南省認(rèn)定良種的2年生嫁接苗，分別為‘海油1號（HY1）、‘海油2號（HY2）、‘海油3號（HY3）和‘海油4號（HY4），均來自澄邁樂香種苗管理有限公司。苗木的基本信息見表 栽培基質(zhì)配比V（黃心土）∶V（河沙）∶V（泥炭基質(zhì)）=2∶1∶ 移栽于15 cm× 18 cm的營養(yǎng)杯。

1.2? 方法

試驗采用光合菌肥料，光合菌購自佛岡縣天壤生物工程技術(shù)有限公司，菌劑母液濃度為8×109 CFU/mL。設(shè)置光合菌濃度稀釋30倍和60倍處理（處理組編號G30、G60）和不施肥對照（CK組），每個處理和CK各30株，分別從中隨機(jī)取3株，單株小區(qū)。每隔15 d施菌肥一次，共施菌肥6次。每次施菌肥在油茶周圍挖半月形溝，施完菌肥后再在表面蓋上土。

1.3? 指標(biāo)測定

苗木生長：苗高（基徑）凈生長量=收獲植株的生長量–基礎(chǔ)生長量葉片元素含量測定：植物樣品全N用硫酸-雙氧水消煮-蒸餾滴定法測定;全P用硫酸-雙氧水消煮-鉬銻抗比色法測定;全K用硫酸-雙氧水消煮-火焰原子吸收分光光度法測定。具體實驗步驟參見魯如坤[14]報道的方法，所有植物樣品做3個平行，取平均值作為樣品的最終測定結(jié)果。

光合指標(biāo)測定：選擇晴朗無風(fēng)、光照充足的天氣，測定其瞬時光合速率和葉綠素?zé)晒鈪?shù)3 d。采用便攜式光合儀（Li-COR，USA）測定各處理組的油茶苗木的瞬時光合速率。測定時選取長勢及顏色基本一致的油茶葉片，每個處理組測定3株，每株測3枚成熟、健康葉片。測定時間為9：00—11：00。測定的光合指標(biāo)包括凈光合速率（Pn）和蒸騰速率（Tr）參數(shù)。

1.4? 數(shù)據(jù)處理

方差分析和相關(guān)性分析等采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行處理。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 生長量比較

由表2可知，不同濃度的光合菌對不同油茶品種的苗高凈生長量存在差異。‘海油1號苗高凈生長量以G60處理組最高，且顯著高于CK組;‘海油2號各處理組間的苗高凈生長量未達(dá)到顯著差異;‘海油3號和‘海油4號苗高凈生長量均以G30、G60組較大，顯著高于CK組。無論是G30、G60組還是CK組，‘海油3號的苗高凈生長量最高，顯著高于其他品種，‘海油2號和‘海油4號次之，‘海油1號的凈生長量最低。經(jīng)方差分析結(jié)果顯示，不同油茶品種、處理組和交互作用對苗高凈生長量的影響均達(dá)極顯著水平（表3）。

從地徑凈生長量來看，‘海油1號生長量均以G30、G60組生長量較大，顯著高于CK組;‘海油2號生長量以G60組最大，為3.58 mm，顯著高于G30組和CK組;‘海油3號地徑凈生長量在各處理組間的差異較小;‘海油4號以G30組最大，也顯著高于G60和CK組。與苗高的凈生長量相近，‘海油3號的地徑生長量最大，‘海油2號和‘海油4號次之，‘海油1號生長量最?。ū?）。經(jīng)方差分析結(jié)果顯示，不同油茶品種和交互作用對地徑凈生長量的影響均達(dá)極顯著水平，處理組間對地徑凈生長量達(dá)到顯著水平（表3）。

2.2? 光合作用比較

由圖1可知，4個油茶品種的瞬時凈光合速率隨著光合菌濃度的增大呈先上升后下降趨勢，G30組時瞬時凈光合速率最高。方差分析結(jié)果顯示，4個油茶品種的G30和G60處理組的瞬時凈光合速率顯著高于CK組。不施加菌肥時，4個油茶品種的瞬時凈光合速率在3.15～ 4.29 mmol/（m2·s），‘海油1號‘海油2號和‘海油3號的瞬時凈光合速率顯著高于‘海油4號;在G30和G60處理組中，‘海油3號的瞬時凈光合速率最高，分別為6.48 mmol/（m2·s）和6.50 mmol/（m2·s），‘海油2號和‘海油4號次之，‘海油1號最低。由表5可知，不同油茶品種和交互作用對凈光合速率的影響均達(dá)極顯著水平，處理組間對凈光合速率達(dá)到顯著水平。

由圖2可知，‘海油1號和‘海油2號的瞬時蒸騰速率隨著光合菌的濃度增大呈先上升后下降趨勢，‘海油3號和‘海油4號隨著光合菌的濃度增大呈上升趨勢。方差分析結(jié)果顯示，‘海油1號在各處理組間的瞬時蒸騰速率差異不顯著，‘海油2號G30組的瞬時蒸騰速率顯著高于G60組和CK組，‘海油3號G30和G60處理組顯著高于CK組，‘海油4號G60組顯著高于G30組和CK組。

從同一處理組來看，未施加菌時，4個油茶品種的瞬時蒸騰速率在0.46～0.83 mmoL/（m2·s），且各品種間的差異不顯著;在G30處理組中，‘海油2號和‘海油3號的瞬時蒸騰速率顯著高于‘海油1號和‘海油4號;在G60組中，‘海油3號和‘海油4號的瞬時蒸騰速率顯著高于‘海油1號和‘海油2號。方差分析結(jié)果表明，不同油茶品種和交互作用對蒸騰速率均達(dá)極顯著水平，處理組間對蒸騰速率達(dá)到顯著水平。

2.3? 葉片元素含量比較

葉片是植物代謝活動最活躍的器官，其化學(xué)元素含量可反映植物對元素的吸收和累積的特點。結(jié)果顯示，施用光合菌葉片N、P和K含量均高于CK組?！Ｓ?號‘海油2號和‘海油4號N、K含量均隨著光合菌濃度的增大呈上升趨勢，而P含量則隨著光合菌濃度的增大呈先上升后下降的趨勢。從同一處理組來看，未施加菌時，4個油茶品種的TN含量在12.39～14.16 g/kg之間，以‘海油3號含量最多;TP含量在0.96～1.77 g/kg，以‘海油2號含量最多;TK含量在10.74～11.41 g/kg之間，也以‘海油2號含量最多。在G30處理組中，TN、TP、TK含量均以‘海油3號最多，分別為25.18、2.55和16.47 g/kg，‘海油4號次之，‘海油1號含量最低;在G60處理組中，TN、TP、TK含量也均以‘海油3號最多，分別為26.47、2.62和16.97 g/kg（表6）。

方差分析結(jié)果分析，不同處理組對葉片N元素含量達(dá)顯著水平，不同油茶品種對P元素含量達(dá)極顯著水平，但不同油茶品種、處理組和交互作用對K元素含量均未達(dá)到顯著水平（表7）。

2.4? 相關(guān)性分析

對4個油茶品種的苗高、地徑、瞬時凈光合速率、蒸騰速率和植物葉片TN、TP、TK含量的相關(guān)性如表8所示。從表8可以看出，苗高與瞬時凈光合速率和蒸騰速率呈極顯著相關(guān)，瞬時凈光合速率與瞬時蒸騰速率呈極顯著相關(guān)，與葉片TP含量呈顯著相關(guān);葉片TN含量與TK含量呈極顯著相關(guān)，其它指標(biāo)間未達(dá)到顯著相關(guān)性。經(jīng)相關(guān)性分析結(jié)果表明，植物的生長與光合作用之間存在密切關(guān)系。

3? 討論

光合菌是一種新型的微生物肥料，能提高植物地上部的功能性狀，也可促進(jìn)其光合作用效率及顯著提高作物的產(chǎn)量[15]。圓葉烏桕（Triadica rotundifolia）、火力楠（Michelia maudiae）、山核桃（Carya cathayensis）、喜樹（Camptotheca acuminata）等樹種在施用微生物菌肥之后，植株生長量均有顯著提高[5，16-17]。本試驗取得與此相似的研究結(jié)果，且以光合菌稀釋30倍處理最佳，說明稀釋30倍的光合菌肥能促進(jìn)油茶苗木生長。本研究結(jié)果顯示，施用光合菌提高葉片N、P和K含量，每個油茶品種的葉片元素表現(xiàn)為N>K>P。然而，潘曉杰等[12]研究肥料對油茶幼林營養(yǎng)生長的影響規(guī)律結(jié)果顯示，油茶幼林的營養(yǎng)生長作用由大到小為N>P>K>B>Zn。本研究結(jié)果顯示，施用光合菌促進(jìn)油茶品種的光合效率，瞬時凈光合速率在4.92～6.48 mmol/（m2·s）之間和蒸騰速率0.90～1.74 mmol/（m2·s）之間。由此可見，通過施用光合菌顯著提高油茶生長和光合作用。

前人研究結(jié)果指出，有益微生物能促進(jìn)植物營養(yǎng)的吸收，增強(qiáng)植物的生長勢，且生長量與營養(yǎng)吸收呈密切關(guān)系[16-17]。本文相關(guān)性分析結(jié)果也表明，油茶的苗高與瞬時凈光合速率、蒸騰速率、葉片元素含量存在一定的相關(guān)性，取得了相似的研究結(jié)果。同時，本文結(jié)果還表明，施用光合菌肥能提高各品種的光合效率。因此，本研究結(jié)果說明，光合菌肥通過影響葉片三要素營養(yǎng)含量和光合作用而影響苗木生長。

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