基于正交試驗探究配方施肥對三葉木通春梢生長的影響

摘 要： 【目的】為了探究配方施肥對三葉木通春梢生長的影響，尋找最適合三葉木通春梢生長的肥料配比。【方法】以3年生三葉木通為試驗材料，采用有機肥、N、P、K四因素三水平正交試驗L9（34），分析不同肥料種類及施用量對三葉木通徑長度、徑粗度及生長量的影響。【結果】1）極差分析表明：尿素（N）對莖長度的影響最大，鈣鎂磷（P）對莖粗度及生長量的影響最大。對莖長度指標，最優的水平組合是J3N2P3K2，就莖粗度指標而言，最優水平組合為J3N3P3K1；在生長量指標方面，最優的水平組合為J2N2P3K1。2）方差分析表明：不同水平的尿素（N）和鈣鎂磷（P）對春梢生長性狀的影響均達到顯著差異，而有機肥（J）和硫酸鉀（K）的影響不顯著。3）多重比較表明：較高的尿素（N）和鈣鎂磷（P）施用量對三葉木通的莖長度、莖粗度和生長量具有顯著的促進作用。4）相關性分析表明：莖長度、莖粗度和生長量之間存在顯著的正相關關系。5）綜合評價表明：處理3（J1N3P3K3）的肥料配比，即有機肥0.150 kg· m-2、尿素0.090 kg· m-2、鈣鎂磷0.135 kg· m-2、硫酸鉀0.120 kg·m-2，是獲得最佳春梢生長效果的最優組合。【結論】合理的施肥可以顯著提高三葉木通的徑長度、粗度及生長量，該研究成果可為三葉木通快速生長提供參考依據。

關鍵詞： 三葉木通；配方施肥；生長效應；正交分析

Based on orthogonal test， the effect of formula fertilization on the growth of spring shoots of Akebia trifoliata was explored.

Chen Changsheng

（Datian County Qitao Forestry Workstation，Fujian Sanming 366108

Abstract： [ Objective ] In order to explore the effect of formula fertilization on the growth of spring shoots of Akebia trifoliata， and to find the most suitable fertilizer ratio for the growth of spring shoots of Akebia trifoliata. [ Method ] With 3-year-old Akebia trifoliate as the test material， the orthogonal test L9 （ 34 ） of four factors and three levels of organic fertilizer， N， P and K was used to analyze the effects of different fertilizer types and application rates on the diameter length， diameter roughness and growth of Akebia trifoliate. [ Results ] 1 ） Range analysis showed that urea （ N ） had the greatest effect on stem length， and calcium magnesium phosphorus （ P ） had the greatest effect on stem diameter and growth. For the stem length index， the optimal level combination is J3N2P3K2， and for the stem diameter index， the optimal level combination is J3N3P3K1 ; in terms of growth indicators， the optimal level combination is J2N2P3K1. 2 ） Variance analysis showed that the effects of different levels of urea （ N ） and calcium magnesium phosphate （ P ） on the growth traits of spring shoots were significantly different， while the effects of organic fertilizer （ J ） and potassium sulfate （ K ） were not significant. 3 ） Multiple comparisons showed that higher application rates of urea （ N ） and calcium magnesium phosphate （ P ） significantly promoted the stem length， stem diameter and growth of A.trifoliata. 4 ） Correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between stem length， stem diameter and growth. 5 ） The comprehensive evaluation showed that the fertilizer ratio of treatment 3 （ J1N3P3K3 ）， namely organic fertilizer 0.150 kg·m-2， urea 0.090 kg·m-2， calcium magnesium phosphorus 0.135 kg·m-2， potassium sulfate 0.120 kg·m-2， was the best combination to obtain the best spring shoot growth effect. [ Conclusion ] Reasonable fertilization can significantly improve the diameter length， roughness and growth of Akebia trifoliata. The research results can provide reference for the rapid growth of Akebia trifoliata.

Keywords ： Akebia trifoliate ; formula fertilization ; growth effect ; orthogonal analysis

0 引 言

三葉木通［Akebia trifoliata （Thunb.） Koidz］是木通科木通屬的落葉木質藤本植物，俗稱“八月札”錯誤！未找到引用源。，是一種藥食油賞同源的植物而受到重視。因其葉通常為三小葉組成的復葉而得名。其在基礎理論研究、藥用價值、營養價值、園林綠化、生態與環境適應、經濟價值以及觀賞價值等方面的均顯示出其重要的研究價值。當前有關三葉木通的研究主要集中在藥理成分［2］、生物學特性［3］、種質資源調查［4］、引種馴化［5］、建園技術［6］等方面，但在三葉木通的人工種植的配方施肥報道較少，且還大都停留在傳統經驗施肥。

氮（N）、磷（P）、鉀（K）作為植物生長的必需營養元素，與各種生理代謝密切相關，在維持養分循環、能量流動和生態系統功能等方面都具有重要的作用[7]。氮素與光合作用密切相關，可以調節植物的生命活動[8]，對于促進細胞分裂和生長至關重要，三葉木通在生長旺盛期對氮的需求較高，氮肥可以促進其莖葉的生長；磷素主要參與光合、呼吸和能量代謝等生理過程[9]，對于植物的根系發展、花果形成以及能量轉換過程非常重要，三葉木通在生長初期和花芽分化期可能需要較多的磷肥；鉀素主要參與植物體內的穩態和代謝調控，以及對非生物和生物脅迫的響應[10]，鉀元素對于植物的抗逆性、提高果實品質和調節水分平衡具有重要作用，三葉木通在果實發育期可能需要更多的鉀。合理的配方施肥能夠為植物的生長補充營養，研究植物生長對配比施肥的響應，有利于揭示植物生長的養分需求狀況[11]。

筆者于2022年始進行了不同肥料種類及施用量試驗，旨在通過正交試驗方法，研究不同處理對三葉木通生長效應的影響，分析影響春梢徑長度、徑粗度及生長量的主要因素，確定最適合三葉木通春梢生長的肥料配比，以期為三葉木通配方施肥提供參考。

1 試驗地概況

試驗地位于福建三明林業學校教學林場三葉木通種植基地（117°27′56′′ E，26°12′09′′ N）。該區海拔182 m，屬亞熱帶濕潤氣候區，年均氣溫約為20℃，無霜期長，四季分明，降水充沛，平均年降雨量達1724.9mm。該區土質疏松肥沃、排水和灌溉條件優越，是理想的長期苗木培育區。

2 "試驗材料與方法

2.1 試驗材料

在三葉木通種植園中，選擇植株生長狀況良好，并且整體生長表現一致性的區域作為試驗樣地，參試苗木為3年生扦插苗、株行距為1.5 m×2 m。試驗地土壤肥力本底化學性質為：pH 值為 5.41，有機質為41.29 g·Kg-1，銨態氮 33.01 mg·Kg-1，速效磷為40.06 mg·Kg-1，有效鉀為 108.60 mg·Kg-1。

供試肥料：有機肥（肥力狀況為全氮2.48 %、全磷2.33 %、全鉀0.86 % ，pH 6.83，有機質31.18 %。）、氮肥（尿素，含總氮含量≥46%）、磷肥（鈣鎂磷，含P2O5≥12%）、鉀肥（硫酸鉀，含K2O≥45%）。

2.2 "試驗設計

基于土壤測試結果，結合三葉木通的營養需求，參考先前關于肥料效應的田間試驗和科學研究，選取在以往研究中顯示出對作物生長有積極影響的肥料水平，進行了三葉木通配方施肥試驗，試驗采用4因素3水平正交試驗L9（34），重復3次，各處理隨機排列，處理間設置隔離株。小區樣方面積為15m2（1.5 m×10 m），共計27個小區。采取區內株施配方肥處理，因素水平表見表1。

試驗于2022年2月20日進行，在離樹頭約50cm處挖長條溝，溝深15～20 cm、溝寬約20 cm，配方肥按試驗設計稱取并均勻混合后撒施于溝內，與土壤

拌勻后回填。試驗區采取相同的病蟲害管理，以保證試驗條件的一致性。

2.3 調查方法

每處理選擇10株作為調查株，觀察其春梢的生長情況，于2022年6月20日進行，用鋼卷尺測量莖長度，用游標卡尺測量其莖粗，并計算平均值。

生長量計算方法如下：選取長度和直徑均適中的一根藤莖作為樣本，將該藤莖進行干燥處理，稱量干燥后的藤莖重量，計數單株三葉木通的所有藤莖數量，用單根藤莖的重量乘以藤莖的總數，得到生長量（單位為克）。這種方法是植物生長研究中常用的一種簡便測量方式，可以用于估算植物的生長情況。它考慮了藤莖的數量和單根藤莖的生物量，從而得出整個植株的生長量。

2.4 數據分析。將整理好的試驗數據錄入至Excel中，用SPSS27統計軟件進行直觀分析及綜合評價。并用SPSSAU數據科學分析平臺（https：//spssau.com/index.html）進行多因素方差分析、LSD多重比較及Pearson相關分析。

3 試驗結果與分析

3.1 肥料各因素不同水平對春梢生長性狀的影響

極差分析是一種簡單的方法，用于評估不同因素對實驗結果的影響程度。在正交試驗中，極差是指在不同水平下，某個因素對響應變量影響的最大值與最小值之差。通過比較各個因素的極差，可以確定哪些因素對響應變量的影響更為顯著。對莖長度、莖粗度和生長量這三個響應變量進行極差分析，以確定有機肥（J）、尿素（N）、鈣鎂磷（P）和硫酸鉀（K）這四個因素對每個響應變量影響的大小，并確定它們之間的主次關系。根據表2所展示，4個因素在莖長度上的極差值分別為8.933、40.413、37.320、17.064，其中尿素（N）的極差值最大，對莖長度的影響起主導作用，表明尿素對莖長度的影響最為顯著，其影響莖長度的主次關系為：尿素gt; 鈣鎂磷gt; 有機肥gt; 硫酸鉀，即N gt; P gt; J gt; K；在莖粗度上的極差值分別為0.057、0.116、0.153、0.070，其中鈣鎂磷（P）的極差值最大，為0.153，對莖粗度的影響起主導作用，表明鈣鎂磷（P）對莖粗度的影響最為顯著，其次是尿素（N），硫酸鉀（K）和有機肥（J）的影響相對較小。影響莖粗度的主次關系為：鈣鎂磷gt; 尿素gt; 硫酸鉀gt; 有機肥，即P gt; N gt; K gt; J；就生長量而言，極差值分別為19.893、56.610、69.937、2.054，其中鈣鎂磷（P）的影響最為顯著，其次是尿素（N），再次是有機肥（J），硫酸鉀（K）的影響最小。根據極差值的大小，影響生長量的主次關系為：鈣鎂磷gt; 尿素gt; 有機肥gt; 硫酸鉀，即P gt; N gt; J gt; K。

因此，有機肥（J）、尿素（N）、鈣鎂磷（P）和硫酸鉀（K）這四個因素不同水平對三葉木通春梢生長性狀（莖長度、莖粗度和生長量）的影響中，尿素（N）對莖長度的影響較大，起主導作用，而鈣鎂磷（P）對莖粗度及生長量的影響較大，起主導作用。

在表2中，通過對比K值以便挑選出最優的水平組合，有助于優化施肥方案，以期達到最佳的春梢生長效果。對莖長度指標，最優的水平組合是J3N2P3K2，這意味著以有機肥0.450 kg· m-2、尿素0.060kg· m-2、鈣鎂磷0.135 kg·m-2、硫酸鉀0.075kg·m-2是獲得最大莖長的最優組合；就莖粗度指標而言，能促進三葉木通春梢增粗的最優水平組合均為J3N3P3K1；在生長量指標方面，對生長量增加效果最優的水平組合為J2N2P3K1。

3.2 不同肥料配比處理對春梢生長性狀的影響

3.2.1 有機肥對春梢生長性狀的影響

從表3可知，利用方差分析去研究有機肥對于莖長度、莖粗度、生長量共3項的差異性，從表上可以看出：不同有機肥水平（J1、J2、J3）對于莖長度、 莖粗度、 生長量的影響均不會表現出顯著性（pgt;0.05），意味著不同有機肥施用量對于莖長度、莖粗度、生長量的影響均表現出一致性，并沒有差異性。

方差分析顯示沒有顯著性差異（pgt;0.05），則不需要進行事后檢驗（也稱多重比較），對比兩兩組別的差異。

3.2.2 尿素對春梢生長性狀的影響

從表4可知，利用方差分析去研究尿素對于莖長度、莖粗度、生長量共3項的差異性，從表上可以看出：不同尿素水平（N1、N2、N3）對于莖長度、莖粗度、生長量的影響均呈現出顯著性（plt;0.05），尿素對于莖長度呈現出0.01水平顯著性（F=13.971，p=0.000），尿素對于莖粗度呈現出0.05水平顯著性（F=4.464，p=0.022），尿素對于生長量呈現出0.01水平顯著性（F=8.280，p=0.002）。意味著不同尿素施用量對于莖長度、莖粗度、生長量的影響均有著差異性，需要進行事后檢驗分析，通過多重比較對比具體兩兩組別的差異性[12]。

進行LSD多重比較分析得出：尿素對莖長度的影響顯著，N1與N2、N3之間均存在極顯著差異，N2與N3之間沒有差異性，有著較為明顯差異的組別平均值得分對比結果為N2（0.060）gt;N1（0.030），N3（0.090）gt;N1（0.030）；尿素對莖粗度的影響顯著，N1與N3之間存在極顯著差異，N1與N2、N2與N3之間沒有差異性，有著較為明顯差異的組別平均值得分對比結果為N3（0.090）gt;N1（0.030）；尿素對生長量的影響顯著，N1與N2、N3之間均存在極顯著差異，N2與N3之間沒有差異性，有著較為明顯差異的組別平均值得分對比結果為N2（0.060）gt;N1（0.030），N3（0.090）gt;N1（0.030）。結果見表5。

3.2.3 鈣鎂磷對春梢生長性狀的影響

由表6可知，利用方差分析去研究鈣鎂磷對于莖長度、莖粗度、生長量共3項的差異性，從表上可以看出：不同鈣鎂磷水平（P1、P2、P3）對于莖長度、莖粗度、生長量影響均呈現出顯著性（plt;0.05），意味著不同鈣鎂磷施用量對于莖長度、莖粗度、生長量的影響均有著差異性。具體分析可知：鈣鎂磷對于莖長度呈現出0.01水平顯著性（F=6.734，p=0.005），鈣鎂磷對于莖粗度呈現出0.01水平顯著性（F=11.419，p=0.000），鈣鎂磷對于生長量呈現出0.01水平顯著性（F=13.504，p=0.000）。

進行LSD多重比較分析得出：鈣鎂磷對莖長度的影響顯著，P1與P3之間存在極顯著差異，P2與P3之間存在顯著差異，P1與P2之間沒有差異性，有著較為明顯差異的組別平均值得分對比結果為P3（0.135）gt;P1（0.045），P3（0.135）gt;P2（0.090）；鈣鎂磷對莖粗度的影響顯著，P1與P3之間存在極顯著差異，P2與P3之間存在極顯著差異，P1與P2之間沒有差異性，有著較為明顯差異的組別平均值得分對比結果為P3（0.135）gt;P1（0.045），P3（0.135）gt;P2（0.090）；鈣鎂磷對生長量的影響顯著，P1與P2之間存在顯著差異，P1與P3之間存在極顯著差異，P2與P3之間存在顯著差異，有著較為明顯差異的組別平均值得分對比結果為P2（0.090）gt;P1（0.045），P3（0.135）gt;P1（0.045），P3（0.135）gt;P2（0.090）。結果見表7。

3.2.4 硫酸鉀對春梢生長性狀的影響

由表8可知，利用方差分析去研究硫酸鉀對于莖長度、莖粗度、生長量共3項的差異性，從表上可以看出：不同硫酸鉀水平（K1、K2、K3）對于莖長度、莖粗度、生長量影響均不會表現出顯著性（pgt;0.05），意味著不同硫酸鉀施用量對于莖長度、莖粗度、生長量的影響均表現出一致性，并沒有差異性。

方差分析顯示沒有顯著性差異（pgt;0.05），則不需要進行事后檢驗，對比兩兩組別的差異。

3.3 各指標間的相關性分析

從表9可知，利用相關分析去研究莖長度、莖粗度、生長量之間的相關關系，使用Pearson相關系數去表示相關關系的強弱情況。具體分析可知：莖長度和莖粗度之間的相關系數值為0.862，并且呈現出0.01水平的顯著性，因而說明莖長度和莖粗度之間有著顯著的正相關關系；莖長度和生長量之間的相關系數值為0.906，并且呈現出0.01水平的顯著性，因而說明莖長度和生長量之間有著顯著的正相關關系；莖粗度和生長量之間的相關系數值為0.867，并且呈現出0.01水平的顯著性，因而說明莖粗度和生長量之間有著顯著的正相關關系。

3.4 不同肥料配比處理對春梢生長性狀的綜合評價

由于在不同處理組合中，三葉木通春梢生長性狀優劣表現并非完全一致，單一性狀的排序結果無法客觀地評定多因素對春梢生長的綜合效果，所以采用模糊數學中隸屬函數的方法［13］，對不同肥料配比處理下的春梢生長性狀（莖長度、莖粗度、生長量）進行隸屬函數值計算并按均值大小進行排名。該處理的隸屬函數值排名越高，表示該處理效果越好。

隸屬函數值的計算公式為R（Xj）=（Xj﹣Xmin）/（Xmax﹣Xmin）式中，Xj 為測定的指標值，Xmin、Xmax分別為該指標所有測定值中的最小值和最大值[14]。

由表10可知，處理3（J1N3P3K3）其隸屬函數值最大（0.5421），即以有機肥0.150 kg·m-2、尿素0.090 kg·m-2、鈣鎂磷0.135 kg·m-2、硫酸鉀0.120 kg·m-2混合配比是獲得最優春梢生長效果的最優組合。

4 結論與探討

本研究通過正交試驗方法L9（34），探究了不同肥料配比對三葉木通春梢生長的影響。研究結果表明，合理的配方施肥可以顯著提高三葉木通春梢的徑長度、粗度及生長量。極差分析、方差分析和多重比較分析揭示了尿素（N）和鈣鎂磷（P）是影響三葉木通春梢生長的關鍵因素，其中尿素（N）對莖長度的增加具有顯著促進作用，而鈣鎂磷（P）對莖粗度和生長量的增加效果最為明顯。對莖長度指標，最優的水平組合是J3N2P3K2，就莖粗度指標而言，最優水平組合為J3N3P3K1，在生長量指標方面，最優的水平組合為J2N2P3K1。相關性分析證實了莖長度、莖粗度和生長量之間存在顯著的正相關關系。綜合評價表明，以有機肥0.150 kg·m-2、尿素0.090 kg·m-2、鈣鎂磷0.135 kg·m-2、硫酸鉀0.120 kg·m-2混合配比為最優施肥方案，能夠最大程度地促進三葉木通春梢的生長。本研究結果為三葉木通的合理施肥提供了科學依據，對于提高三葉木通的生長質量和產量具有重要的實踐意義。

研究顯示尿素（N）和鈣鎂磷（P）是影響三葉木通春梢生長的關鍵因素。具體影響機制可能涉及以下幾個方面：氮素是植物生長的主要限制因素之一，特別是在生長旺盛期。尿素作為氮源，可以迅速被植物吸收，促進細胞分裂和生長，從而增加莖長度、莖粗度及生長量。隨著氮肥施用量增加，三葉木通春梢各項生長指標均有顯著增長，但莖長度及生長量隨著氮肥施用量的增加，呈現出先上升后下降的趨勢，這與周琴[15]的研究結論相一致；磷素對于植物的根系發展、能量轉換和光合作用至關重要。鈣鎂磷作為一種緩釋磷肥，能夠持續提供磷素，促進植物莖粗度的增加和生物量的積累。在一定的范圍內，隨著磷肥施用量的增加，三葉木通春梢各項生長指標均有顯著增長，并且呈現上升趨勢，這與王東光[16]的研究結論相悖。說明在一定的范圍內，磷肥對三葉木通春梢的各項生長指標有促進作用；朱玲[17]的研究表明，合理施用鉀肥可促進植株生長。但在此次實驗中，鉀肥未顯示出顯著的生長促進效果，表現為鉀肥對三葉木通春梢莖長度、莖粗度及生長量的影響均不顯著，這可能與鉀素的流動性強、不易被吸收、土壤背景值較高或植物對鉀素的需求閾值有關。鉀素對于植物的抗逆性和品質形成有重要作用，但其對生長的影響可能需要更長時間的觀察；有機肥提供了豐富的有機質和微量元素，可以改善土壤結構，增加土壤的保水保肥能力[18]。有機肥的肥效較慢，在本試驗中未能有效促進三葉木通春梢生長，這與粟芳等[19]的研究結論不相一致。但其長期施用對于維持土壤肥力和促進植物持續生長具有重要意義，長期施用有機肥存在一個累積效應，一般在4～5年后這種效應才會顯現出來［20］；基于本研究結果，建議在三葉木通的栽培管理中，采用平衡施肥策略，重視氮磷鉀肥的合理配比，并考慮有機肥的配合使用。

供試肥料包括氮肥（尿素）、磷肥（鈣鎂磷肥）、鉀肥（硫酸鉀）以及有機肥。有機肥是一種完全肥料，它通常含有多種植物生長所需的營養素，包括氮（N）、磷（P）、鉀（K）等元素，以及有機質和其他微量元素。在實際的農業應用中，有機肥的使用可以提供土壤有機質，改善土壤結構，增加土壤的保水保肥能力，同時也能緩慢釋放其中的養分。在進行肥料效果對比的試驗設計時，通常需要考慮肥料之間的可比性。如果有機肥和單一元素肥料（如氮肥、磷肥、鉀肥）直接進行比較，雖然存在一定的不平衡性，因為有機肥提供的是綜合營養，而單一元素肥料提供的是特定營養元素。然而，農業實踐中經常會同時使用有機肥和化學肥料，以利用它們之間的互補效應。有機肥可以改善土壤環境，化學肥料則可以快速提供植物所需的營養。在研究中，為了評估不同肥料對三葉木通春梢生長的具體影響，設計了包含有機肥和化學肥料的組合試驗，以模擬實際的田間施肥情況。試驗的目的是為了評估不同肥料組合對三葉木通春梢生長的綜合效應，而不僅僅是單一肥料的影響。

本研究的發現對于實際生產中三葉木通的栽培管理具有重要的指導意義。通過優化肥料配比，不僅可以提高三葉木通的生長速度和質量，還可以提高肥料的利用效率，減少農業生產成本。未來的研究可以進一步探索不同生長階段三葉木通對肥料需求的變化，以及不同土壤類型對肥料效應的影響。此外，考慮到有機肥在本研究中未顯示出顯著的生長促進效果，后續研究可以探討有機肥與其他化肥配合使用的最佳比例，以及有機肥對土壤長期肥力和生態環境的積極作用。

本研究的局限性在于，試驗僅考慮了單一季節內三葉木通春梢的生長情況，而未涉及整個生長周期的長期影響。因此，未來的研究可以擴展到對三葉木通整個生長周期的肥料效應進行長期跟蹤，以獲得更全面的數據支持。同時，本研究未涉及肥料施用對三葉木通果實產量和品質的影響，這也是未來研究的一個重要方向。

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