油茶(Camellia oleifera Abel)为山茶科山茶属常绿小乔木或灌木,广泛分布于我国南方红壤地区,其中以湖南、江西、广西三地面积最大。油茶是我国重要的木本油料树种,具有极高的经济价值和生态价值,与油橄榄、油棕、椰子并称为世界四大木本油料植物。磷是植物必需的大量元素之一,在生物遗传信息和能量传递中起着极其重要的作用。对于生长在酸性土壤中的植物来说,受到酸性土壤理化性质的限制,植物要吸收到足够的磷十分不容易,因此这些植物进化出适应酸性土壤低磷环境的生理生化特征。
叶片磷组分与植物的生活史策略密切相关,因为它们在功能上与生长繁殖和耐受胁迫的程度有关,存在磷限制时,植物会通过优化叶片中磷组分的分配来维持其生产力和生长,并减少对磷的需求以适应磷贫瘠的土壤。为满足油茶生长需求,生产上投入大量的磷肥,造成了磷素的浪费和水体富营养化。因此,对油茶林精准施肥以及筛选出耐低磷且产量高的油茶品种尤其重要,叶片磷组分与植物的生活史策略密切相关,在一定程度上能反映出胁迫耐受程度。
试验以8年生油茶长林23、长林55、赣无2、赣无12 为研究对象,采用完全随机试验设计。单株施氮150 g,施钾200 g,每个处理氮钾肥添加按照同一水平,磷肥单株年施用量设置P0(0 g)、P1(34.55 g)、P2(69.11 g)和 P3(103.66 g)4个处理,进行 3次重复,每个重复 3株。将设置好的氮磷钾肥溶于 3 L水,混合均匀后撒施在每株树树冠投影范围内的土壤上。
在油茶果实成熟期(霜降前后)取样,叶片取当年生枝上第 3~4片叶,每株树分 4个方向各取 2片,每处理取 36片左右。将取回的新鲜叶片带回实验室置于 105 ℃条件下杀青 15 min后于65 ℃下烘干至恒重,用粉碎机粉碎,过筛,测定磷组分。
第一步,称取研磨后干燥的样品0.4 g于50 mL离心管中,用25 mL 0.3 mol/L冷TCA浸提1 h(在4 ℃冰箱中操作,期间每10 min摇晃1次),离心后取上清液,一部分用于无机磷组分的测定,另一部分吸取部分滤液进行蒸发干燥后,在360 ℃下用H2SO4-H2O2消煮,用于测定糖磷组分。
第二步,将第一步所剩余的残渣用25 mL 0.15 mol/L的热TCA浸提 1 h(在90℃水浴锅中浸提1 h,期间每10 min摇晃 1 次),吸取部分滤液蒸发干燥后,在360℃下用H2SO4-H2O2消煮,用于测定核酸磷组分,后续的测定方法同全磷方法。残余磷组分为叶片全磷含量与各磷组分的差值。
3. 磷添加对不同品种油茶叶片磷组分的影响
在果实成熟期,磷添加对 4个品种油茶的叶片磷组分有显著影响,且不同品种之间有显著差异(P<0.05),见下表。P0处理下长林23的无机磷含量显著高于其他处理,长林55与赣无12的无机磷含量随磷水平升高呈现先上升后下降的规律,而磷添加对赣无2的无机磷含量无显著影响。长林23的糖磷含量随磷素水平的升高呈现“V”型变化,赣无2的糖磷含量在P3处理下最高,显著高于P0和P2处理,但磷添加对长林55和赣无12的糖磷含量无显著影响。磷添加对长林23、长林55和赣无2的叶片核酸磷无显著影响,但赣无12的核酸磷含量随磷素水平的升高呈现先上升后下降的规律。长林23的残余磷含量随磷素水平的升高呈现先上升后下降的规律,P3处理下赣无12的残余磷含量显著高于P0和P2处理,而磷添加对长林55与赣无2的残余磷含量无显著影响。总体来说,磷添加会促进叶片中无机磷和糖磷的累积,但对核酸磷的影响较小。
不同品种之间比较,P0处理下,长林 23的无机磷显著高于长林 55、赣无 2和赣无 12,但添加磷素之后,赣无12的无机磷含量显著高于其他3个品种,赣无2的糖磷含量显著高于其他3个品种,而长林23的糖磷含量最低。P0和P1处理下,4个品种的核酸磷含量无显著差异;在P2处理下,赣无12的核酸磷含量显著高于长林55和赣无2,与长林23之间无显著差异;P3处理下,赣无2的核酸磷含量显著高于赣无12,与长林 55、长林 23之间无显著差异。P0处理下,长林 55和赣无 2显著高于长林 23和赣无 12,P1、P2和P3处理下,长林23的残余磷含量显著高于其他3个品种。该结果说明不同品种油茶的叶片磷组分的分配不同。
总之,在合理添加氮肥和钾肥的基础上,适宜的磷添加会增加无机磷、糖磷和残余磷的含量,对核酸磷的含量影响不显著,但不同品种的磷组分分配也存在差异。因此在油茶施肥和养分管理过程中,应根据不同油茶品种调整施肥比例,科学合理增施磷肥,以克服土壤磷素缺乏的养分限制因子的不利影响,提高油茶产量。