關(guān)鍵詞：油茶；中微量元素；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S601 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1003—8981（2024）03—0272—09

油茶Camellia oleifera 作為我國重要的經(jīng)濟(jì)樹種之一，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價值[1]。在植物體中，中微量元素雖然含量低，但是其在植物生長發(fā)育過程中直接參與有機(jī)體內(nèi)眾多的生理生化反應(yīng)，發(fā)揮著不可替代的重要作用。當(dāng)植物缺乏某種中微量元素時，作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)會降低，中微量元素過多則會造成作物的肥害[2]。羅佳等[3]的研究結(jié)果顯示，土壤中Fe、Zn、Mn、Pb 與油茶各器官中相對應(yīng)的微量元素存在一定的耦合關(guān)系。劉偉等[4] 的研究結(jié)果顯示，土壤中Cu、Mn對油茶產(chǎn)量起一定的負(fù)面作用。但上述研究中偏重中微量元素之間的互作效應(yīng)或僅對單一元素的影響進(jìn)行了分析，中微量元素對油茶產(chǎn)量、果實(shí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其種仁營養(yǎng)品質(zhì)的直接與間接效應(yīng)鮮見報(bào)道。本研究中通過比較油茶高產(chǎn)林與低產(chǎn)林的土壤及葉片的中微量元素Ca、Mg、B、Fe、Mn、Zn 含量的差異，分析其與油茶產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)之間的相關(guān)性，旨在為油茶人工林的土壤改良及養(yǎng)分精準(zhǔn)管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地分別位于湖南省永州市冷水灘區(qū)仁灣鎮(zhèn)里灣村、邵陽市新邵縣陳家坊鎮(zhèn)、常德市臨澧縣四新崗鎮(zhèn)、長沙市望城區(qū)茶亭鎮(zhèn)等4 個主要油茶產(chǎn)區(qū)（111°4′ ～ 112°49′E，26°25′ ～ 29°18′N）（表1）。試驗(yàn)地的年平均氣溫16.1 ～ 18.6 ℃，年平均降水量1 200 ～ 1 900 mm，無霜期272 ～ 311 d。屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，光照充足，四季分明，雨水豐富。土壤多為黃壤、黃紅壤，呈微酸性。其土壤和氣候條件適宜油茶生長。

1.2 研究對象

油茶品種為湖南主栽品種‘華金’，試驗(yàn)林分為水肥管理一致的8 年生油茶林。根據(jù)試驗(yàn)地油茶結(jié)實(shí)狀況，設(shè)置株行距一致的5 個調(diào)查樣地（20 m×20 m）。在采樣地范圍內(nèi)進(jìn)行抽樣調(diào)查測產(chǎn)，并劃分高產(chǎn)林（＞ 12 000 kg/hm²）、中產(chǎn)林（7 500 ～12 000 kg/hm²）、低產(chǎn)林（＜7500 kg/hm²）。在每個樣地中選擇5 個最小間距為3 m 的代表性植株作為取樣株，要求生長良好、無病蟲害、長勢一致。在不同產(chǎn)量林分中各隨機(jī)設(shè)置3 個重復(fù)，對每個樣株進(jìn)行編號并詳細(xì)記錄樣點(diǎn)信息。

1.3 采樣方法

于2021年10 月底油茶果實(shí)成熟時，測量樣株的冠幅、胸徑、樹高、產(chǎn)量等指標(biāo)（見表2），并采用S 形采樣法進(jìn)行多點(diǎn)取樣。

用環(huán)刀采集土壤表層（0 ～ 20 cm）作為土壤樣品，先去除雜物，經(jīng)過風(fēng)干處理后，分別過2.000、1.000、0.149 mm 孔徑篩，用于各項(xiàng)理化指標(biāo)的測定。采集的葉片為上冠層外圍生長狀況一致的健康葉片，采集的果實(shí)為樣樹成長情況基本相同的樹冠外圍果實(shí)，將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)洗滌后置于45 ℃恒溫條件下烘至恒定質(zhì)量，粉碎過篩（孔徑0.25 mm），用于養(yǎng)分元素含量的測定。果實(shí)經(jīng)烘干處理后，用分析天平測果實(shí)鮮質(zhì)量、干籽質(zhì)量和種仁干質(zhì)量，種仁含油率采用索式提油法進(jìn)行測定[5]。

1.4 測定方法

分別采用HCL-HNO溶浸法、硫酸- 高氯酸消化法，制備土壤樣品和葉片待測液，然后均使用ICP-MS 測定待測液的中微量元素含量[6-7]。使用酶標(biāo)儀，采用李合生硫酸蒽酮比色法測定果實(shí)中可溶性糖含量[8]，采用考馬斯亮藍(lán)法測定可溶性蛋白質(zhì)含量[9]，采用Solarbio 檢測試劑盒測定可溶性淀粉含量。茶油（油茶籽油）經(jīng)使用正庚烷提取后，采用氣象色譜測定其脂肪酸組成[10]。所有試驗(yàn)均設(shè)3 個對照。指標(biāo)計(jì)算公式：

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；采用SPSS Statistics26.0 軟件對油茶林土壤與葉片養(yǎng)分及果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)進(jìn)行獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)和差異顯著性檢驗(yàn)，并進(jìn)行Pearson 相關(guān)分析；使用Origin 軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 油茶林土壤的中微量元素含量

由表3 可知，不同產(chǎn)量油茶林土壤的中微量元素含量無統(tǒng)一的規(guī)律。在永州地區(qū)的不同產(chǎn)量油茶林分中，土壤中Ca、B、Fe 含量的差異達(dá)到了顯著水平，其高產(chǎn)林土壤的Ca 含量、B 含量顯著高于低產(chǎn)林，高產(chǎn)林土壤的Fe 含量明顯低于低產(chǎn)林。在長沙地區(qū)的2 種油茶林分中，土壤的B、Mg、Mn 含量存在顯著差異，高產(chǎn)林土壤Mg、Mn 含量顯著低于低產(chǎn)林。中微量養(yǎng)分含量存在著顯著的地域性差異。如邵陽高產(chǎn)林的土壤Mg 含量為常德的1.61 倍；長沙與永州高產(chǎn)林土壤B 含量差異顯著，其含量僅占永州高產(chǎn)林的15.43%。

2.2 油茶葉片的中微量元素含量

油茶葉片的中微量元素測定結(jié)果見表4，永州、邵陽、長沙高產(chǎn)林葉片Ca 含量顯著高于低產(chǎn)林；永州高產(chǎn)林葉片Mg 含量顯著低于低產(chǎn)林，常德高產(chǎn)林葉片Mg 含量則顯著高于低產(chǎn)林；常德、長沙高產(chǎn)林葉片F(xiàn)e 元素含量顯著高于低產(chǎn)林；永州、常德高產(chǎn)林葉片Mn 含量顯著低于低產(chǎn)林；邵陽、常德高產(chǎn)林葉片Zn 含量則顯著低于低產(chǎn)林。葉片中微量元素含量在不同樣地間差異也達(dá)到了顯著水平，如邵陽與長沙高產(chǎn)林葉片F(xiàn)e 含量差異顯著，其含量為長沙高產(chǎn)林的1.57 倍；邵陽高產(chǎn)林葉片Mn 含量與永州、常德、長沙高產(chǎn)林含量差異顯著，僅占含量最高的常德高產(chǎn)林的11.41%。

2.3 油茶果實(shí)的經(jīng)濟(jì)性狀及脂肪酸組成

4 個地區(qū)不同產(chǎn)量樣地的果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)與脂肪酸組成的測定結(jié)果分別見表5、圖1。各經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)無統(tǒng)一規(guī)律，在永州、邵陽，不同產(chǎn)量水平的油茶林分中果實(shí)干出仁率均存在顯著差異，其高產(chǎn)林果實(shí)干出仁率顯著大于低產(chǎn)林。在永州、常德、長沙，不同產(chǎn)量水平下種仁含油率和果實(shí)種仁中淀粉含量差異也具有顯著差異，其高產(chǎn)林果實(shí)種仁含油率均顯著大于低產(chǎn)林，常德、長沙高產(chǎn)林果實(shí)種仁中淀粉含量顯著高于低產(chǎn)林，而永州高產(chǎn)林果實(shí)種仁中淀粉含量顯著低于低產(chǎn)林。邵陽與長沙2 種油茶林分中的果實(shí)種仁蛋白質(zhì)含量差異也達(dá)到了顯著水平，邵陽高產(chǎn)林果實(shí)種仁蛋白質(zhì)含量顯著低于低產(chǎn)林，而長沙高產(chǎn)林果實(shí)種仁中蛋白質(zhì)含量顯著較高。此外，除長沙油茶林茶油中的硬脂酸含量外，不同產(chǎn)量水平下茶油的脂肪酸組成均無顯著差異。

2.4 油茶林土壤與葉片中微量元素含量的相關(guān)性

油茶林土壤與葉片的中微量養(yǎng)分含量間的相關(guān)性分析結(jié)果（圖2）表明：葉片中Ca 含量與土壤Mg 含量顯著負(fù)相關(guān)，與土壤B 含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.731 和0.748。土壤Mg含量與葉片中Mg、B、Mn 含量均顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.719、0.754、0.891；土壤Zn 含量與葉片中Mg、B、Mn 含量均顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.784、0.883、0.917。表明葉片對某些養(yǎng)分的吸收受土壤中多種養(yǎng)分的影響，土壤與葉片養(yǎng)分之間關(guān)系復(fù)雜[11]。

2.5 油茶林地的中微量養(yǎng)分含量、果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的相關(guān)性

2.5.1 土壤及葉片的中微量養(yǎng)分含量與果實(shí)產(chǎn)量的相關(guān)性

由表6 可以看出：油茶果實(shí)產(chǎn)量與土壤及葉片Ca 含量間分別呈現(xiàn)顯著或極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.543、0.508；油茶果實(shí)產(chǎn)量與葉片Zn 含量呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)為-0.454。表明林地土壤與葉片Ca含量的增加可以促進(jìn)產(chǎn)量的提高。

2.5.2 土壤的中微量養(yǎng)分含量與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性

土壤的中微量養(yǎng)分含量與果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果見圖3。土壤Ca 含量與干出籽率顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.482；土壤Mg 含量與干出仁率、茶油花生酸含量均存在顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.480、0.468；土壤Fe 含量與種仁含油率、干籽出仁率、種仁蛋白質(zhì)含量均存在顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.547，-0.446，-0.426；土壤Mn 含量與單果質(zhì)量、干籽出仁率以及茶油的花生酸、棕櫚酸含量均呈現(xiàn)顯著或極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.406，0.418，0.542，0.586，與茶油油酸含量為顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.461；土壤Zn 含量與干籽出仁率呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.457。

2.5.3 葉片中微量養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析

葉片中微量養(yǎng)分與果實(shí)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果（見圖4）顯示：葉片Mg 含量與種仁含油率存在顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.483；葉片F(xiàn)e含量與種仁中可溶性糖含量呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)，與淀粉含量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到-0.523，0.533；葉片Mn 含量與干籽出仁率呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.415；葉片Zn 含量與單果質(zhì)量、種仁含油率均存在極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.533，-0.680。

結(jié)果表明：葉片Ca 含量與產(chǎn)量為顯著正相關(guān)，與葉片Zn 含量存在一定的負(fù)相關(guān)，按照相關(guān)性由大到小排列依次為Ca、Zn。葉片中Fe、Zn 含量的增加分別會對單果質(zhì)量、種仁含油率、種仁可溶性糖含量產(chǎn)生一定的負(fù)向影響，Mn 含量則對干出仁率產(chǎn)生明顯的正效應(yīng)；葉片中Mg 含量的增加對種仁含油率具有顯著的促進(jìn)作用，Zn 含量的增加則對其產(chǎn)生一定的負(fù)效應(yīng)。葉片F(xiàn)e 含量的增加對可溶性糖和淀粉的積累具有一定的負(fù)向或促進(jìn)作用。

3 結(jié)論與討論

本研究中選擇湖南永州市、邵陽市、常德市、長沙市等地的油茶及土壤為對象，運(yùn)用相關(guān)性分析、逐步回歸分析等數(shù)學(xué)方法，在產(chǎn)量劃分的基礎(chǔ)上，分析油茶林地土壤中微量養(yǎng)分現(xiàn)狀和油茶營養(yǎng)特性，及其對果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀的影響。主要結(jié)論：不同產(chǎn)量下油茶土壤與葉片中微量礦質(zhì)營養(yǎng)及果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀的差異均達(dá)到顯著水平；土壤與葉片Ca 含量的增加可顯著促進(jìn)果實(shí)產(chǎn)量的提升；土壤B、Zn 含量增加有利于葉片對Ca、Mn 的吸收；葉片Mg 含量與土壤Fe 含量是種仁含油率的主控因子；葉片Mn 含量增加可顯著促進(jìn)干出仁率的增加，茶油中脂肪酸組成主要受土壤Mn 含量影響。

與大量元素相比，植物組織內(nèi)中微量元素的濃度相對較低，但是作物需求卻較為嚴(yán)格，供應(yīng)不足或過量會嚴(yán)重影響產(chǎn)量和品質(zhì)。胡玉玲等[12]和嚴(yán)江勤等[13] 報(bào)道鉬和鎂等微量元素對花器官發(fā)育有積極影響，在開花時施用硼肥則可提高坐果率。馮名開等[14] 和Tai 等[15] 的研究結(jié)果表明在油茶生長發(fā)育過程中微量元素不僅影響腋芽與果實(shí)的內(nèi)源激素含量，同時還影響氮、磷、鉀、鈣、鎂、硼、鋅7 種礦質(zhì)養(yǎng)分在葉片、花芽與果實(shí)中的含量。

中微量元素Ca 參與光合的放氧過程，參與了葉綠素合成[16]。Mg 則是組成葉綠素的重要元素，在植物的光合作用中起到重要作用[17]。果實(shí)膨大期油茶葉中光合產(chǎn)物在合成后的24 h 內(nèi)會向各庫器官快速運(yùn)輸[18]。此次調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，永州高產(chǎn)林土壤與葉片中Ca 含量顯著高于低產(chǎn)林，永州、常德高產(chǎn)林葉片Mg 含量均顯著高于低產(chǎn)林。有研究結(jié)果顯示，高產(chǎn)油茶林葉片Mg、Ca 含量顯著高于中產(chǎn)林和低產(chǎn)林[19-20]。這與上述研究結(jié)果基本一致。逐步回歸分析結(jié)果表明土壤與葉片Ca 含量是油茶產(chǎn)量的主控因子，土壤Mg 含量增加可促進(jìn)果實(shí)干出仁率的提高。相關(guān)性分析結(jié)果表明土壤B 含量與葉片中Ca 含量存在顯著正相關(guān)。因此，可通過適當(dāng)提高低產(chǎn)林土壤B 的含量促進(jìn)葉片對Ca 的吸收，以提高油茶果實(shí)產(chǎn)量。

微量元素Fe、Mn、B、Zn 是植物體多數(shù)酶的主要組成成分，影響酶促反應(yīng)和酶的活性[21]。Fe元素參與合成葉綠素，B 對花芽分化、花粉管伸長、授粉受精有顯著促進(jìn)作用，處于成長過程的油茶根系中存貯的Fe 元素會向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)[22-23]。永州高產(chǎn)林土壤Fe 含量與常德、長沙高產(chǎn)林葉片F(xiàn)e 含量顯著低于低產(chǎn)林，而其高產(chǎn)林果實(shí)種仁含油率均顯著大于低產(chǎn)林。永州、常德高產(chǎn)林葉片Mn 含量顯著高于低產(chǎn)林。逐步回歸分析結(jié)果顯示，葉片Mg 含量的增加可顯著促進(jìn)種仁含油率的提升，土壤Fe 含量的增加則對其存在顯著抑制作用。葉片Mn 含量與干出仁率存在顯著正相關(guān)，土壤Zn 含量對葉片中Mn 的積累具有顯著促進(jìn)作用。這表明當(dāng)?shù)氐彤a(chǎn)林果實(shí)種仁含油率與干出仁率較低的原因可能是Fe 元素的過量與葉片Mn 元素的缺乏。此外，回歸分析結(jié)果顯示土壤Mn 含量增加可顯著促進(jìn)單果質(zhì)量以及茶油中棕櫚酸、花生酸含量的增加，但對茶油中油酸含量存在一定負(fù)向效應(yīng)，葉片Zn 含量的增加也對種仁含油率具有一定抑制作用。因此可根據(jù)這一研究結(jié)果在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)對油茶林中微量元素進(jìn)行補(bǔ)充或調(diào)節(jié)。合理調(diào)控土壤Ca、Mg、Fe、Mn、Zn 的有效性，對維持油茶良好生長和穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)非常重要。本研究中僅在油茶果實(shí)成熟期開展，若要明確油茶各個生長時期最適宜的養(yǎng)分濃度范圍與養(yǎng)分互作機(jī)制，還需要進(jìn)一步展開施肥試驗(yàn)進(jìn)行深入研究。