不同施氮水平下橡膠樹產量效應及膠乳礦質養分變化

王大鵬 吳敏 韋家少 薛欣欣 馬照娜 王桂花 茶正早

摘? 要：采用田間試驗，研究4種施氮水平下（不施氮;低氮100 kg/hm2;中氮230 kg/hm2;高氮400 kg/hm2）橡膠樹產量效應及膠乳礦質養分變化。結果表明，配施磷鉀肥條件下，不同氮處理干膠產量介于4.65～6.37 kg，其中高施氮量顯著地提高了干膠產量（P<0.05）。隨著施氮量的增加，干膠產量呈增加趨勢;干膠含量（30.84%～33.96%）和總固形物含量（34.80%～37.92%）呈下降趨勢，但不同處理之間差異不顯著;膠乳N（7.77～8.49 g/kg）和K（6.42～7.24 g/kg）含量呈增加趨勢，而施用氮肥對膠乳P（3.35～3.51 g/kg）和Mg（1.99～2.23 g/kg）含量影響不大。施氮條件下，膠乳N、P、K含量與干膠產量均具有較好的正相關關系。施氮加大了割膠帶走N、K和Mg量，且隨著施氮的增加呈增加趨勢。綜上，施用氮肥有助于提升橡膠樹干膠產量，高株產是以養分大量損失為代價。

關鍵詞：橡膠樹;施氮量;干膠產量;膠乳礦質養分

中圖分類號：S794.1????? 文獻標識碼：A

Rubber Yield and Latex Mineral Nutrients Variation under Different Nitrogen Application Rates

WANG Dapeng1， WU Min1， WEI Jiashao， XUE Xinxin1， MA Zhaoma WANG Guihua1， CHA Zhengzao

1. Rubber Research Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Rubber Tree Biology， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Haikou， Hainan 571101， China; 2. College of Resources and Environmental Sciences， China Agricultural University， Beijing 100193， China

Abstract： A field experiment was conducted to study the rubber yield and latex mineral nutrients variation under 4 nitrogen （N） levels（0; Low N 100 kg/hm2; Medium N 230 kg/hm2; High N 400 kg/hm2）. Together with phosphate and potash fertilizer， the dry rubber yield of different N treatments was 4.65–6.37 kg， and the dry rubber yield was significantly increased by high N application（P<0.05）. With the increase of N application rate， the dry rubber yield increased. The dry rubber content（30.84%–33.96%） and total solids（34.80%–37.92%） both tended to decrease， but no significant difference was found among different treatments. The contents of N（7.77–8.49 g/kg） and K（6.42–7.24 g/kg） in latex tended to increase， while little effect occurred on the contents of P（3.35–3.51 g/kg） and Mg（1.99–2.23 g/kg）. With the presence of N application， the content of N， P and K in latex was positively correlated with the dry rubber yield. N application increased the amount of N， K and Mg removed by latex tapping， and tended to be enlarged with the increase of N application. In conclusion， application of N fertilizer contributes to the dry rubber yield increase which is also at the expense of nutrient loss in latex.

Keywords： Rubber tree; nitrogen fertilizer rate; dry rubber yield; latex mineral nutrients

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.09.015

合理施用氮肥對于作物獲得高產優質、提高氮利用率、維持土壤氮肥力和減少氮損失具有重要意義[1-2]。確定合理的施氮量、施氮時期、施氮方法和氮肥品種是合理施用氮肥的重要措施[3-5]。大量研究表明，當施氮量較低時，所施入的氮肥不能滿足作物對氮素的需求，作物產量較低，沒有發揮作物品種的產量潛力，同時增加了對土壤氮庫的消耗[6-7];當施氮過量時，所施入氮肥遠遠超過作物對氮素的吸收能力，此時作物產量不會進一步增加，肥料氮除在土壤中大量累積外同時會發生嚴重的環境損失[8-9];當施氮量合理時，施入氮肥能夠較好地滿足作物對氮素的需求，實現較高的產量目標和經濟效益，維持了土壤氮肥力，同時環境損失較低[9-10]。從上述研究中可以看出，合理施氮量的確定是合理施用氮肥的重要基礎和關鍵，對于作物高產和氮高效利用具有重要意義。

橡膠（Hevea brasiliensis）是熱帶地區典型的經濟作物，是重要的戰略物資。與泰國、印度尼西亞和馬來西亞等主要產膠國相比，我國植膠區的自然條件較差，土壤較為貧瘠，施肥一直都是我國橡膠樹生產管理中的一個重要措施[11-12]。如通過研究海南橡膠樹營養狀況、植膠區土壤肥力特性及肥料效應，何向東等[11]制定了4種橡膠樹專用復合肥，并取得了較好的生產效果。然而經過多年來的植膠生產，我國植膠區土壤養分大面積下降、橡膠單產提升困難等問題凸顯[13-15]。在當前我國植膠區土壤肥力大面積下降的背景下，橡膠樹施肥技術的改進和進一步提升對于我國天然橡膠的增產和穩產顯得尤為重要。氮肥在作物產量和品質形成中發揮關鍵作用[4-5]，因此明確氮肥對膠乳產量和質量的調控作用，有助于進一步認識橡膠樹的高產機理，而該方面的研究卻鮮見

報道。本研究采用田間試驗，研究了不同施氮水平下橡膠樹產量效應及膠乳礦質養分變化，以期為高產、優質橡膠樹施肥技術提供參考依據。

1? 材料與方法

1.1? 研究區概況

田間試驗位于海南省儋州市中國熱帶農業科學院試驗場五隊（地理坐標109°29′8.4″ E，19°29′8.4″ N）。該區屬熱帶季風氣候，年平均氣溫23.8 ℃，年平均降雨1 650 mm，其熱帶季風氣候特征顯著，旱季雨季交替明顯。試驗期間降雨量與氣溫變化見圖1。試驗區栽培橡膠樹品種為‘熱研7-33-97，1997年定植，2003年開割，行距6 m，株距3.5 m。試驗膠樹采用S/2 d3 1.5% ET割制（即1/2樹圍、3天1刀、1.5%乙烯利刺激）。試驗區土壤類型為花崗片麻巖發育磚紅壤，表層土壤（0～20 cm）基本理化性質為pH 4.80（水土比2.5∶1）、全氮0.59 g/kg、有機質10.91 g/kg、速效鉀41.17 mg/kg和有效磷19.65 g/kg。

1.2? 田間試驗

參考文獻[16]，試驗共設置4個氮肥處理：1）不施氮，作為試驗對照，N0;2）低氮處理，100 kg/hm2（每棵樹施氮0.21 kg），N100;3）中氮處理，230 kg/hm2（每棵樹施氮0.48 kg），N230;4）高氮處理，400 kg/hm2（每棵樹施氮0.84 kg），N400。根據觀測資料計算，樹齡16～20年的橡膠樹當年生長和產膠每棵樹施氮約需0.42 kg。采用氮素平衡計算公式：施氮量≈需氮量，則施氮量約為200 kg/hm2。鑒于目前海南植膠區土壤氮肥力很低的現狀，施氮量上調30 kg/hm2，以培育土壤氮庫，提高土壤肥力。因此在試驗中，將中氮處理N230作為一個較為適宜的施氮處理。試驗為隨機區組，3次重復，共12個小區，每小區膠樹10株。田間試驗于2016年進行。氮肥選用尿素（含N 46%），分別于4月上旬、7月上旬和9月上旬分3次均勻施入，肥料穴施。為更好地反映氮肥的肥效，4個處理均要保證磷鉀肥等養分的充足供應。磷肥選用鈣鎂磷肥（含P2O5 18%），施用量為75 kg/hm2（每棵樹施P2O5 0.158 kg）。鉀肥選用氯化鉀（含K2O 60%），施用量為150 kg/hm2（每棵樹施K2O 0.315 kg）。磷鉀肥均于1月下旬一次性集中施入，肥料穴施。試驗期間記錄試驗區每刀次的單株膠乳產量，并測定其干膠含量（DRC）和總固含量，單株干膠產量（kg）=膠乳產量（kg）×DRC（%）。干膠中礦質養分中全氮采用H2SO4-H2O2消煮-靛酚藍比色法測定[17]、磷采用H2SO4-H2O2消煮-鉬銻抗比色法測定[17]、鉀采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度法測定[17]、鎂采用H2SO4-H2O2消煮-原子吸收分光光度法測定[17]。

1.3? 數據處理

試驗數據處理采用Microsoft Excel 2003軟件進行。方差分析和相關性分析采用SAS 8.1（SAS Institute Inc.，Cary，NC，USA）軟件進行，各處理平均值的比較采用最小顯著差異法（LSD）。

2? 結果與分析

2.1? 不同施氮水平下干膠含量、總固形物和干膠產量

不同施氮處理干膠含量年內變化規律大體一致（圖2A）。4月下旬開割后先迅速下降，6月份后逐漸趨于平穩（期間略有波動），年內變化整體呈現下降趨勢。不同施氮水平年平均干膠含量介于30.84%～33.96%之間，隨著施氮量的增加，干膠含量呈降低趨勢，但統計上無顯著性差異（表1）。各處理總固形物年內變化規律與干膠含量變化趨勢相似（圖2B），開割后先迅速下降后逐漸趨向平穩，年內變化基本呈現下降趨勢。不同施氮水平年平均總固形物含量介于34.80%～37.92%之間，隨著施氮量的增加，總固形物含量呈降低趨勢，但統計上也沒有表現出顯著性差異（表1）。各處理每刀次單刀產量年內變化規律也基本相似（圖2C），但波動較大。在當年的試驗條件下，各處理在7月份、11月份和12月份表現出較高的單刀產量優勢。從整年的單株干膠產量來看（表1），不同施氮水平干膠產量介于4.65～6.37 kg。與不施氮N0相比，高施氮量N400顯著提高了單株干膠產量（P<0.05），而低施氮量N100和中施氮量N230雖然對單株干膠產量具有一定的促進作用，但并沒有達到顯著水平。

2.2? 不同施氮水平下膠乳礦質養分

不同施氮處理膠乳N、P、K和Mg含量年內變化規律大體一致（圖3）。各處理膠乳N含量呈現先迅速上升后波動下降，隨后逐漸趨向平穩，年內膠乳N含量整體變化表現為略有增加趨勢（圖3A）。不同施氮水平下膠乳N含量介于7.77～8.49 g/kg（圖4），因割膠膠乳帶走N量36.23～54.19 g（圖5）。與不施氮N0相比，高施氮量N400顯著提高了膠乳N含量和顯著增加了割膠膠乳帶走N量（P<0.05），而低施氮量N100和中施氮量N230并沒有顯著差異。從膠乳N含量與干膠產量的相關關系來看，二者呈極顯著相關關系（R2=0.525 4**，P<0.01）。各處理膠乳P含量呈現先下降后持續波動上升，年內膠乳P含量整體變化表現為增加趨勢（圖3B）。不同施氮水平下膠乳P含量介于3.35～3.51 g/kg（圖4），因割膠膠乳帶走P量16.38～22.48 g（圖5）。與不施氮N0相比，其他施氮處理對膠乳P含量影響不大，雖然施氮增加了因割膠膠乳帶走P量，但之間也無顯著性差異。從膠乳P含量與干膠產量的相關關系來看，二者呈顯著相關關系（R2= 0.350 8*，P<0.05）。

各處理膠乳K含量呈現波動上升趨勢，至7月下旬突然下降后持續波動上升，年內膠乳K含量整體變化表現為增加趨勢（圖3C）。不同施氮水平下膠乳K含量介于6.42～7.24 g/kg（圖4），因割膠膠乳帶走K量29.93～46.41 g（圖5）。與不施氮N0相比，高施氮量N400顯著提高了膠乳K含量和顯著增加了割膠膠乳帶走K量（P<0.05），低施氮量N100和中施氮量N230雖在一定程度上提高了膠乳K含量和增加了割膠膠乳帶走K量，但統計上并無顯著差異。從膠乳K含量與干膠產量的相關關系來看，二者呈顯著相關關系（R2= 0.435 8*，P<0.05）。各處理膠乳Mg含量呈現先下降后上升，在6月上旬和9月上旬形成兩個峰值，年內膠乳Mg含量整體變化表現為增加趨勢（圖3D）。不同施氮水平下膠乳Mg含量介于1.99～2.23 g/kg（圖4），因割膠膠乳帶走Mg量9.25～14.13 g（圖5）。與不施氮N0相比，其他3個施氮處理對膠乳Mg含量影響不大。隨著施氮量的增加，割膠膠乳帶走Mg量呈增加趨勢，高施氮量N400水平下割膠帶走Mg量最高。從膠乳Mg含量與干膠產量的相關關系來看，二者不存在顯著相關關系（R2=0.044 5，P>0.05）。

3? 討論

氮肥在作物產量和品質形成中發揮了關鍵作用[4-5]。王月福等[18]的研究表明，在一定范圍內，增施氮肥對小麥提高籽粒產量和蛋白質含量具有重要意義。對水稻[19]和玉米[20]等作物施氮量的研究也得到相似的結論。對蘋果施氮量的研究發現[21]，不同施氮水平下蘋果樹單株產量和單果質量等均以中氮水平（200 kg/hm2）最高，顯著地高于低氮處理（100 kg/hm2）和高氮處理（300 kg/hm2）。可見，氮肥對作物產量或質量的促進作用，均需在一定施氮量范圍內。超過最佳經濟產量施氮量或最高產量施氮量后，不僅不會增加產量，反而在一定程度上會降低產量[4-5]。本研究結果表明，與不施氮相比，高施氮量（400 kg/hm2）顯著提高了單株干膠產量（P<0.05），而低施氮量（100 kg/hm2）和中施氮量（230 kg/hm2）并沒有顯著提高干膠產量（表1），這與前人研究結果不同[18-21]。究其原因：1）橡膠樹為多年生高大喬木，樹體儲藏營養對短期內干膠產量（次生代謝產物）的影響可能很大，對氮肥效應的響應較為滯后。因此在試驗中，僅有高施氮量顯著提高了單株干膠產量，低施氮量和中施氮量對橡膠樹產量的促進效應并沒有表現出顯著水平。但值得說明的是，較低的施氮水平對橡膠樹產量仍表現出一定的促進效應，增施氮肥有助于提升橡膠樹干膠產量。2）我們前期研究表明，在高溫、高濕和強降雨的熱帶季風氣候條件下，氮肥施入橡膠林酸性磚紅壤后具有較高的損失率[22]和較低的殘留率[23]。推測，在本研究中的氣候、土壤和施肥（穴施）條件下橡膠樹對氮肥的吸收率可能較低，由此可能在一定程度上掩蓋了試驗中的氮肥效應。因此，迫切地需要進一步改進施肥方式，增加橡膠樹對氮肥吸收和降低氮肥損失，這值得深入研究。

從施氮后膠乳養分變化的結果來看（圖4），與不施氮相比，施用氮肥提高了膠乳中N和K含量，隨著施氮量的增加膠乳中N和K含量呈增加趨勢，而施用氮肥對膠乳P和Mg含量的影響不大。前人研究結果表明[24-25]，與不施肥相比，單施氮肥或與磷鉀肥的配合施用能夠提高膠乳中N、K含量。本研究結果與前人結果一致。同時前人研究還發現[24]，單施氮肥提高了膠乳Mg的含量，而降低了P的含量。這與本研究結果不同。研究表明[26]，海南植膠區土壤普遍缺鎂，橡膠樹常發生缺鎂癥狀，而施用鉀肥會加劇葉片缺鎂癥狀的發生，同時可能會引起膠乳Mg含量的下降。在本研究中由于鉀肥的施用，可能降低了氮肥提高膠乳Mg含量的作用，同時由于磷肥配合施用可能導致膠乳P含量并沒有下降。除對膠乳礦質養分含量影響外，施氮量的增加，提高了橡膠樹干膠產量，因此隨著施氮量的增加，加大了割膠膠乳帶走礦質養分量（圖5）。另外本研究表明，干膠產量與膠乳N、P、K含量均具有較好的正相關關系（圖6）。這些數據較好地證實了此前高株產是以養分大量損失為代價的結論[27-28]。

4? 結論

（1）配施磷鉀肥的條件下，施用氮肥有助于提升橡膠樹干膠產量。

（2）隨著施氮量的增加，膠乳N和K含量呈增加趨勢，施用氮肥對膠乳P和Mg含量的影響不大。

（3）施用氮肥提高了割膠帶走礦質養分量，高株產是以養分大量損失為代價。

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責任編輯：白? 凈