油茶(Camellia oleifera)是我国特有和重要木本油料树种，主要产品茶油是一种高级食用油，其不饱和脂肪酸含量高达90%以上，远远高于其他食用油，被誉为“东方橄榄油”(何方等，2002)。至2013年底，我国有油茶林面积约400万hm²，年产茶油约1亿kg。虽然油茶是较耐干旱的树种，但在果实生长和油脂转化时期对土壤水分十分敏感，林谚上有“七月干果，八月干油”之说(徐光余等，2008； 乔迺妮等，2013)。油茶主产区长江流域多年平均降雨量1 400 mm左右，总降雨量虽然较大，但雨量多集中在雨季(3—6月)，一般占全年的60%～70%，而7—10月降雨量少，一般只占全年总雨量的20%左右。可见，7—10月是油茶主产区最容易发生干旱的时期，严重影响油茶的高产稳产(周寅杰等，2013)。

国内外许多学者就土壤水分对经济树木生长的影响进行了大量研究，研究对象在北方主要集中在苹果(Malus domestica)和梨(Pyrus)上(冉辛拓等，2001； 王延平等，2012； 孙继亮等，2012； Ro，2001； Celano et al.， 2011)，而在南方主要集中在柑橘类树种和油茶上(田日昌等，2008； 周静等，2009； 谢远玉等，2009； 廖健明等，2009； 左继林等，2012； 周裕新等，2013； 周长富等，2013； 杨恩聪等，2014； 王贝贝等，2014)。这些研究的内容主要涉及林地土壤水分动态、栽培措施和气象因子对果实生长和经济性状的影响等方面。目前，针对土壤干旱胁迫对油茶果实生长影响的研究很少，研究的滞后导致对油茶水分需求规律认识不足，缺少有效的水分管理措施，油茶林的经营仍然停留在“靠天吃饭”的粗放经营水平。

本项目选择7—10月为观测期，设置土壤水分梯度，定期观测油茶果径和果高的生长变化，揭示不同土壤水分梯度下油茶果实的生长规律。本研究可弥补我国在油茶水分生理研究方面的不足，为油茶林的密度调控、土壤水分管理和节水灌溉提供技术支撑。

试验地位于长沙市南郊的湖南省林业科学院实验中心， 113°01′E，28°06′N。年平均气温16.8～17.2 ℃，年降雨量为1 422.4 mm。为丘陵坡地，坡度20～25°，土壤为第四纪红壤，土层厚度60～70 cm，中等肥沃程度。

本试验选择‘湘林81’(C. oleifera ‘Xianglin 81’)无性系，树龄10年，已进入盛果期，‘湘林’系列无性系为目前生产上广泛推广的良种。所选植株生长正常，树冠丰满、不偏冠，株体大小、土壤和光照条件基本一致，参试样株地径7.0～8.5 cm，树高2.0～2.5 m，冠辐2.5～3.0 m。

设置无干旱胁迫、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫、严重干旱胁迫和自然状况5种处理，每处理3株重复。具体如下：

1)无干旱胁迫(T1)： 试验期间，经常在傍晚浇透水，晴天每天浇，阴天隔天浇，雨天不浇，确保土壤含水量达到田间持水量的90%~100%。

2)轻度干旱胁迫(T2)： 试验期间，确保土壤含水量等于田间持水量的80%～90%。在树冠线外围挖80 cm深的环形沟(如遇到油茶根系则将其切断)，得到以树干为中心的圆柱体，该圆柱体为油茶吸收根集中分布区。将圆柱体的四周用塑料薄膜严密包裹，上面用塑料薄膜覆盖(浇水时可掀开，降雨时水分基本上不会渗入圆柱体。根据已有的经验，此方法在坡地上能隔绝大部分外界水分，使土柱内的水分保持在目标含水量范围内)，根据圆柱体大小、土壤密度、土壤原有含水量和需要达到的含水量计算浇水量，指导浇水。

3)中度干旱胁迫(T3)： 确保土壤含水量等于田间持水量的60%～80%，方法同轻度干旱胁迫。

4)严重干旱胁迫(T4)： 确保土壤含水量等于田间持水量的40%～60%，方法同轻度干旱胁迫。

5)自然状况(T5)： 不对油茶植株进行人工浇水，使土壤水分处于自然状况。

在圆柱体半径位置埋设2个土壤水分传感器探头，分别埋于20 cm和50 cm土层。

观测时间为2013-07-04，2013-10-17，果径和果高每5天观测1次，土壤含水量每1 h自动记录1次。

1)果径、果高、果形指数和体积 在被测植株上选择树冠外围10～12个大小基本一致的果实作为观测对象(在整个观测期间可能会发生落果现象，最初的观测对象应不少于12个)，注意被选果实在冠面上分布较均匀，并标记。果径和果高用游标卡尺测定，用红油漆在果径位置标出4个点，使对应2点的连线垂直，确保每次观测的位置基本一致，以果径线垂直方向的2个观测数据的平均值为果径值。

果形指数通过计算求出：果形指数=果高/果径。

油茶果实大致为纺锤形，其体积可按下列公式计算：V=4/3πa²b，式中：V为果实体积(cm³)， a为果径(cm)，b为果高(cm)。

2)土壤含水量 采用ECH2O土壤水分传感器测定。

从图 1可以看出，果径的初始值(07-04)基本相同，而最终值(10-17)相差很大，果径最终值排序为T2(35.66 mm)＞T5(31.69 mm)＞T3(30.85 mm)＞T1(29.96 mm)＞T4(29.63 mm)，T2果径是T5的112.5%、T3的115.6%、T1的119.0%、T4的120.4%。由此可见，土壤水分对油茶果实果径生长产生明显的影响，但油茶是较耐旱的树种，并不需要过多的水分。在无干旱胁迫的情况下，可能使油茶的营养生长旺盛，但抑制了生殖生长，同时，由于土壤水分过多，还可能导致土壤通气不良，影响根系生长。在T2条件下，土壤水分能够满足油茶生长的需要，且土壤通气良好，使油茶的果径能够得到充分的生长。在T3和T4情况下，土壤水分显然满足不了油茶生长的需要，限制了果实的生长。在T5条件下，由于2013年夏秋季湖南长期干旱少雨，土壤水分也不能满足油茶生长的需要。

	图 1 不同土壤水分处理油茶果径生长进程 Fig. 1 The growth process of fruit diameter in the different grades of water

从图 2可以看出，果高的初始值(07-04)基本相同，而最终值(10-17)相差很大，果高最终值排序为T2(40.03 mm)＞T1(38.78 mm)＞T5(37.55 mm)＞T3(36.88 mm)＞T4(36.22 mm)，T2果高值是T1的103.2%、T5的106.6%、T3的108.5%、T4的110.5%。可见，土壤水分对果高生长的影响与对果径生长的影响类似，最终果高也是T2最大、T4最小，但其他水分处理的排序不尽相同。同时可以看出，土壤水分对果高生长的影响要小于对果径生长的影响，不同土壤水分处理下果径最大值与最小值相差约20%，而果高只相差约10%。

	图 2 不同土壤水分处理油茶果高生长进程 Fig. 2 The growth process of fruit height in the different grades of water

图 3为观测期油茶果形指数变化过程。从图 3可以看出，在试验开始时，各处理果形指数相差不大，都在1.25～1.27之间，至试验结束时出现分化，果形指数从大到小排序为： T1(1.29)＞T4(1.22)＞T3(1.20)＞T5(1.19)＞T2(1.12)；T2的果形指数呈持续下降趋势，说明良好的土壤水分状况有利于种子内含物的积累，而种子的生长发育促使果径不断膨胀，使果实呈现较宽的纺锤形；与T2相反，T1的果形指数呈上升趋势，说明土壤水分过多使得油茶营养生长旺盛，不利于种子的生长发育，使果实呈现较窄的纺锤形。

	图 3 不同土壤水分处理油茶果形指数变化进程 Fig. 3 The fruit shape index in the different grades of water

果实体积是最能反映果实大小的指标，图 4是不同土壤水分处理油茶果实体积随时间的变化规律。从图 4可以看出，油茶果实体积的初始值(07-04)基本相同，而最终值(10-17)相差很大，体积最终值排序为T2(26.6 cm³)＞T5(19.7 cm³)＞T3(18.4 cm³)＞T1(18.2 cm³)＞T4(16.6 cm³)，T2果实体积是T5的135.0%、T3的144.6%、T1的146.2%、T4的160.2%。试验结束后采下果实，经干燥后称质量，平均单株果实质量排序为T2(1 382 g)＞T5(1 012 g)＞T3(952 g)＞T1(943 g)＞T4(858 g)，T2的平均单株果实质量是T5的136.6%、T3的145.2%、T1的146.6%、T4的161.1%。由此可见，土壤水分对果实体积和平均单株果实质量的影响是基本一致的，也就是说，在密度相同的情况下，土壤水分亏缺可导致油茶果实减产35%～60%。

	图 4 不同土壤水分处理油茶果实体积生长进程 Fig. 4 The growth process of fruit volume in the different grades of water

以油茶果实累积生长量为因变量，观测期(从7月4日—10月17日，每5天为1个测期，依次计为1，2，3，…，22)为自变量，置信度为95%，分别用线性函数型、二次多项式型、复合模型、生长模型、对数模型、三次多项式型、S形曲线型、指数模型、双曲线型、幂指函数型和逻辑模型11种曲线模型拟合，择其决定系数R²达显著水平，且R²值最大者为最佳模型，结果见表 1。

表 1 油茶果实生长模型 Tab.1 Model of fruit growth

表 1 油茶果实生长模型 Tab.1 Model of fruit growth 观测指标Index 土壤水分处理Condition of soil water 模型Model R 2 果径Fruit diameter T1 y=21.165+0.936x-0.025x 2 0.985 T2 y=22.058-0.113x+0.143x 2-0.005x 3 0.982 T3 y=23.395-0.614x+0.129x 2-0.004x 3 0.987 T4 y=22.801-0.415x+0.107x 2-0.003x 3 0.966 T5 y=23.648-0.697x+0.143x 2-0.004x 3 0.950 果高Fruit height T1 y=26.467+1.192x-0.029x 2 0.975 T2 y=27.084+0.235x+0.097x 2-0.004x 3 0.973 T3 y=29.129-0.687x+0.132x 2-0.004x 3 0.988 T4 y=28.624-0.286x+0.097x 2-0.003x 3 0.973 T5 y=29.790-0.637x+0.132x 2-0.004x 3 0.944 体积Fruit volume T1 y=5.928+0.978x-0.004x 2-0.001x 3 0.981 T2 y=7.795-0.828x+0.268x 2-0.009x 3 0.978 T3 y=9.003-1.044x+0.183x 2-0.005x 3 0.986 T4 y=8.215-0.671x+0.146x 2-0.005x 3 0.965 T5 y=9.509-1.203x+0.212x 2-0.006x 3 0.947

从表 1可以看出，除果径和果高T1生长模型为二次多项式外，其他模型均为三次多项式，R²均在0.944以上，拟合效果非常理想。通过果实生长模型可以预测不同土壤水分条件下的果实生长量，随时掌握油茶果实生长动态。

从图 4可以看出，油茶果实的体积生长大致可分为4个时期，7月14日以前为生长前期，7月14日—8月13日为快速生长Ⅰ期，8月14日—9月7日为快速生长Ⅱ期，9月7日以后为生长后期，果实的大小基本保持不变。图 5为各生长时期果实体积生长量，从图 5可以看出，在生长前期果实体积增长缓慢，油茶在每年的10月底至11日初开花，幼果形成时，直径约为1 cm，至翌年6月底，缓慢增长至2.5 cm左右。在快速生长Ⅰ期内，油茶果实体积生长量占观测期体积总生长量的百分比T1，T2，T3，T4和T5分别为42.8%，32.3%，17.7%，19.1%，12.3%；在快速生长Ⅱ期，这一比值为37.9%，61.1%，66.5%，72.1%，76.7%，在7月14日—9月7日的整个快速生长期，这一比值为80.7%，93.4%，84.2%，91.3%，89.0%。由此可见，除T1外，油茶果实体积生长量快速生长Ⅱ期远大于快速生长Ⅰ期，而整个快速生长期的体积生长量占体积总生长量的80%以上，说明在正常的水分供应条件下，7月中旬至9月上旬特别是8月中旬至9月上旬是油茶果实生长的关键时期。在此时期，油茶果实生长对土壤水分十分敏感，水分过多或过少都不利于果实体积膨大。T2最有利于油茶果实体积的增长，在整个快速生长期，果实体积增长量T1，T3，T4，T5与T2的比值分别为0.48，0.51，0.47，0.60，说明在果实快速生长期如果土壤水分出现中度以上亏缺或水分过多，果实体积增长量只能达到土壤水分良好(T2)时的50%～60%。

	图 5 果实不同生长时期体积生长量 Fig. 5 The amount of growth of fruit volume in the different period

研究表明：油茶的果实生长对土壤水分敏感，在5种土壤水分处理下，果径、果高和体积增长量均为轻度干旱胁迫最大，果形指数轻度干旱胁迫最小，说明维持土壤含水量为田间持水量的80%～90%时最有利于油茶果实生长。此时土壤水气协调，虽然存在轻度干旱，但不影响油茶根系对土壤水分的吸收。无干旱胁迫时，土壤含水量达到田间持水量的90%～100%，土壤水分经常处于饱和状况，水分过多导致油茶的营养生长旺盛，抑制了果实生长。从试验结果看，在自然状况下果实生长量明显低于轻度干旱胁迫，说明自然状况下存在干旱胁迫的现象。2013年湖南遇上了夏季高温干旱，7—8月连续50多天未下雨，且日最高气温达35～40 ℃。据设在试验地附近的自动气象站观测，整个试验期(2013年7月4日—2013年10月17日)，降雨量为190.8 mm，果实快速生长期(2013年7月14日—2013年9月7日)降雨量为130.6 mm，明显低于常年同期降雨量，达到重度干旱程度，从而影响果实生长。周静等(2009)研究了温州蜜柑(Citrus unshiu)果实膨胀期土壤水分的影响，结果发现红壤相对含水量30%增加到90%时，柑橘果实纵径和横径均递增，而纵径/横径比值(果形指数)则递减，果实产量构成因子在相对含水量75%时达到最大值，此时最利于柑橘果实生长及高产。可见土壤水分对温州蜜柑果实生长的影响与对油茶果实生长的影响类似，只是温州蜜柑果实生长的最适土壤水分含量比油茶略低。

7月4日—10月17日，油茶果径、果高和体积的生长服从多项式模型，除果径和果高在无干旱胁迫时生长模型为二次多项式外，其他均为三次多项式，R²均在0.944以上，拟合效果非常理想。薄颖生等(2012)观测了5年生‘西林3号’核桃(Juglans regia)5月初至成熟阶段果实生长动态，发现核桃果实横径、纵径和线径生长模型用Logistic曲线拟合效果最好。之所以与本研究的模型不同，可能与观测时段不同有关。通过果实生长模型可以随时掌握油茶果实生长进程，有利于根据果实生长动态确定相应的管理措施。

研究结果显示，油茶的果实生长可分为4个时期，7月14日以前为生长前期，果实生长缓慢，7月14日—8月13日为快速生长Ⅰ期，8月14日—9月7日为快速生长Ⅱ期，快速生长Ⅱ期的果实体积增长量大于快速生长Ⅰ期，9月7日以后为生长后期，果实的大小基本保持不变，与陈永忠等(2006)和彭邵锋等(2007)的研究结果类似。因此，7月中旬至9月上旬是油茶果实生长的关键时期，其中8月中旬至9月上旬是油茶果实生长至关重要的时期。在此期间，油茶果实生长对土壤水分十分敏感，广大林农在长期的生产实践中总结出“七月干果，八月干油”的林谚，意思是如果七月干旱，则影响果实生长，当年果实产量降低，如果八月干旱则影响油脂转化，当年的产油量降低，林谚上的“七月”是按农历计算的，农历七月大致相当于8月中旬至9月上旬，因此，本次试验结果证明，该林谚的“七月干果”的说法是正确的。

油茶主产区长江流域多年平均降雨量1 400 mm左右，雨量多集中在雨季(3—6月)，一般占全年的60%～70%，而7—9月降雨量少，一般只占全年总雨量的20%左右。可见，7—10月是油茶主产区最容易发生干旱的时期。气象专家对近30年的统计表明：干旱发生的频率为67%，即三年两旱。随着全球变暖趋势的发展，发生干旱的几率越来越大，对油茶的高产稳产构成威胁。如2009年湖南7月降雨52.6 mm，为常年平均的36%，8月降雨仅36 mm，为常年平均的30%，形成夏秋连旱，对油茶林生长造成很大影响。据湖南浏阳淳口镇油茶高产示范林的观测，在进行2次灌溉的情况下，当年平均产油907.5 kg·hm^-2，而夏秋没有明显干旱的2008年为1 162.5 kg·hm^-2，2009年比2008年减产22％，估计湖南全省茶油产量2009年比2008年减产30％以上。王贝贝等(2014)研究了红壤丘陵区油茶林需水关键期土壤水分变化特征，发现7—9月油茶林地0～10 cm土壤含水量受环境因素影响波动幅度比较大，较长时间含水量处于植物凋萎点以下。在油茶吸水根分布密集的30～100 cm土层土壤含水量波动幅度小，但个别时段土壤含水量低于凋萎点，有可能导致油茶挂果率、出油率等降低。

在试验中发现，在7—9月高温时期，只要连续1周晴天，土壤含水量就会下降到田间持水量的80%以下，形成中度干旱胁迫； 如果持续2周晴天，土壤含水量就会下降到田间持水量的60%以下，形成重度干旱胁迫。因此，为了不影响果实的生长，在此时期如果连续高温干旱超过1周，就应考虑进行人工灌溉。当前，国家对油茶产业十分重视，加大了政策支持力度，油茶主产区逐步放弃了传统的广种薄收的经营模式，正在进行大规模基地化建设。一定要纠正“南方不缺水，油茶很耐旱”的错误观点，在油茶基地建设过程中充分考虑灌溉排水问题，以确保油茶林的高产稳产。对于不具备灌溉条件的油茶林，也应根据当地的降雨量和土壤水分承载力，确定合理的经营密度，采用林地覆盖或林农间作等手段加强林地水分管理(李纪元等，2008)。