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油茶(Camellia oleifera Abel.)是我国南方重要的木本油料树种,具有综合利用价值高、生态效益好的优点[1-2],目前全国种植面积已达420多万hm2,在脱贫攻坚、乡村振兴等国家战略中发挥着重要作用。油茶适生分布区多为pH值4.5~6.5的红壤、黄壤或黄棕壤,在固定、淋溶等作用下,土壤矿质养分亏缺的现象普遍存在[3-5],开展营养管理研究对推动产业提质增效具有重要意义。
前期已对油茶主要矿质的需求和积累特征进行了分析[6-7],并在配方施肥方面作了大量的试验研究[8-13],提出了不同的施肥策略,但要实现科学精准营养管理,还应根据叶片具体营养状态进行配方施肥。袁军[14]、周裕新[15]基于综合营养诊断施肥法(DRIS)或矢量分析法提出了高产林分的主要矿质营养参考标准;然而,不同区域油茶林地土壤养分状态存在一定的差异[3],且不同品系的营养需求特征也不同[16],这给营养评估诊断和施肥管理带来极大的不确定性。需要探索建立不依赖区域立地条件和品种、既稳定又可靠的营养诊断和评估技术。
基于离子平衡的等角对数比(ILR)数据处理分析方法,充分考虑了矿质离子间的相互作用关系,被认为是目前最适用于植物离子组学数据的描述方法[17],与基于单比率的DRIS分析方法相比,在数据去冗降噪等方面具有显著优势,如Parent等[18]利用ILR离子组特征分析方法,对175个芒果(Mangifera indica L.)园的营养状态进行评估,并提出导致其低产的潜在影响因子。本文以广泛栽培的油茶‘长林4号’和‘长林53号’为研究对象,利用ILR分析方法对矿质离子数据进行处理,并研究分析油茶叶片氮、磷、钾矿质元素含量与产量、种仁含油率等经济性状的相关性,以期为油茶树体营养状态科学评估和营养管理提供参考。
油茶叶片氮磷钾含量与经济性状的关联分析
Analysis on the Correlations between Nitrogen, Phosphorus, Potassium Content in Leaves and the Economic Characters of Camellia oleifera
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摘要:
目的 解析油茶叶片矿质养分含量与其经济性状的相关性,为油茶树体营养状态科学评估和营养管理提供参考。 方法 以广泛栽培的国家油茶良种‘长林4号’和‘长林53号’为研究对象,利用等角对数比(ILR)方法对矿质养分含量多元数据进行处理,分析油茶叶片氮、磷、钾含量与产量、种仁含油率、花芽数量等性状的相关性。 结果 ‘长林53号’叶片氮、磷、钾平均含量分别为12.72、0.89、3.65 g·kg−1,显著高于‘长林4号’叶片氮、磷、钾含量(分别为11.40、0.80、3.11 g·kg−1),且3种矿质元素含量间存在显著的正相关(P < 0.01);‘长林4号’和‘长林53号’叶片ILR[N, P|K]值与产量呈显著正相关,R2值分别为0.4056和0.7136;‘长林4号’和‘长林53号’叶片ILR[N, P|K]值与花芽/叶比值呈显著正相关,R2值分别为0.9437和0.9887;‘长林4号’和‘长林53号’叶片ILR[N, P|K]值与种仁含油率则呈显著负相关,R2值分别为0.807 4和0.857 3。 结论 不同油茶品种叶片的氮、磷、钾含量差异显著且存在显著正相关,以ILR[N, P|K]值为参考指标在评估不同品种的单位面积冠幅产量和种仁含油率时较单一元素指标更稳定可靠,油茶林分的叶片ILR[N, P|K]值宜控制在0.40~0.43之间。本研究为油茶营养状态的诊断和评估提供了一种新的思路和方法。 Abstract:Objective To analyze the correlation between mineral elements content in leaves and the economic characters of Camellia oleifera in order to provide references for nutritional status evaluation and nutrition management of C. oleifera. Method Two elite varieties ‘Changlin 4’ and ‘Changlin 53’ were selected to analyze the correlations between nitrogen, phosphorus, potassium contents in leaves and the yield, oil content in kernel and flower bud number using isometric log-ratio (ILR) transformation. Result The results showed that the contents of nitrogen, phosphorus, potassium in leaves of ‘Changlin 53’ were 12.72, 0.89 and 3.65 g·kg−1, respectively. It was significantly higher than that of ‘Changlin 4’, which were 11.40, 0.80 and 3.11 g·kg−1, respectively. And a significant positive correlation was found among the three elements (P < 0.01). The ILR[N, P|K] values of ‘Changlin 4’ and ‘Changlin 53’ were positively correlated with the yield, the R2 value were 0.405 6 and 0.713 6, respectively. The ILR[N, P|K] values of ‘Changlin 4’ and ‘Changlin 53’ were positively correlated with the flower bud/leaves ratio as well, and the R2 value were 0.943 7 and 0.988 7, respectively. While a negatively correlation was found between ILR[N, P|K] value and oil content in kernel, the R2 values of ‘Changlin 4’ and ‘Changlin 53’ were 0.807 4 and 0.857 3, respectively. Conclusion The contents of nitrogen, phosphorus and potassium in leaves are significantly different among cultivars and are positively correlated with each other. Taking ILR[N, P|K] values as reference indexes is more reliable and stable than taking the value of a single element as an index when evaluating the yield per crown area and oil content in kernel of varieties. The ILR[N, P|K] value should be controlled at the level of 0.40-0.43. -
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