紅富士蘋果樹年周期器官營養(yǎng)動態(tài)變化研究

王亞莉，李俊莉，張考學(xué)，席瑞卿

(陜西省白水縣農(nóng)技中心，陜西白水　715600)

紅富士蘋果樹年周期器官營養(yǎng)動態(tài)變化研究

王亞莉，李俊莉，張考學(xué)，席瑞卿

(陜西省白水縣農(nóng)技中心，陜西白水715600)

摘要通過不同養(yǎng)分管理條件下的對比試驗，揭示不同氮肥用量對蘋果樹葉片、新梢、果實內(nèi)礦質(zhì)元素的影響。結(jié)果表明，高產(chǎn)園的營養(yǎng)水平普遍高于其他處理，不同器官的含磷量都在生長中期降到最低點。蘋果樹年生長初期高氮處理葉片中的氮高于低氮處理的10.5%，生長中后期葉片中鉀的質(zhì)量分數(shù)存在顯著差異，施氮量越大，葉片中鉀的質(zhì)量分數(shù)越低,低氮處理葉片中的鉀高于高氮處理15.3%， 氮素過高或過低都對蘋果的單果質(zhì)量及產(chǎn)量有影響,優(yōu)化處理比傳統(tǒng)處理每公頃產(chǎn)量提高26.5%。

關(guān)鍵詞蘋果樹；動態(tài)變化；養(yǎng)分管理；器官；白水縣

蘋果是中國主要果樹之一，渭北是中國最適宜種植蘋果樹的地區(qū)，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的戰(zhàn)略地位[1]。蘋果樹作為多年生植物，養(yǎng)分變化較1 a生作物復(fù)雜，過去也有許多關(guān)于蘋果樹養(yǎng)分變化的研究，但主要是對某個單一器官動態(tài)監(jiān)測的研究[2-5]，或者是對特定生育時期蘋果樹不同器官的研究[6]，對于將不同養(yǎng)分管理條件下不同器官的養(yǎng)分動態(tài)進行比較的研究并不多見。本試驗通過對不同養(yǎng)分條件下盛果期紅富士蘋果樹葉片、新梢和果實氮、磷、鉀的動態(tài)監(jiān)測，初步了解其不同器官年周期養(yǎng)分變化規(guī)律及其相互間聯(lián)系，同時進一步了解到果園中氮磷鉀不同施用時期和配比對蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[7-8]，為制定更加科學(xué)的蘋果樹施肥量、施肥時期提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地點、試材及土壤狀況

試驗地點選在陜西省白水縣縱目鄉(xiāng)群英村，樹齡11 a生，試材為紅富士，砧木為新疆野蘋果，株行距3 m×4 m。試驗果園土壤的基本狀況與調(diào)查的平均水平相近(表1)。

表1　試驗果園土壤基本性質(zhì)

1.2試驗設(shè)計

試驗于2012年9月-2013年10月進行，設(shè)5個處理：優(yōu)化，低氮，中氮，高氮和傳統(tǒng)(農(nóng)民習(xí)慣施肥)。每個處理5棵樹，重復(fù)3次，隨機區(qū)組設(shè)計，畜禽糞便腐熟堆制有機肥，施用量均為45 000 kg/hm2，氮、磷、鉀質(zhì)量分數(shù)分別為0.30%、0.25%、0.15%，化肥施用量不同[9-10](表2)，中氮處理是專家推薦的施氮水平，氮、磷、鉀的質(zhì)量比為2∶1∶2，低氮和高氮處理分別為減少和增加180 kg/hm2，傳統(tǒng)處理是根據(jù)白水縣中部及東南部、西北部和北部3個不同生態(tài)區(qū)域的3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、15個行政村、120戶果農(nóng)高、中、低不同施肥水平調(diào)查得到的施肥量平均值，優(yōu)化處理是在中氮處理的基礎(chǔ)上根據(jù)土壤養(yǎng)分測定的堿解氮結(jié)果利用Kenworthy[11]方法調(diào)整得到的。

具體方法是計算養(yǎng)分平衡指數(shù)B，B相差10，施肥量增加或減少10%。

P=x/s×100

I= (100-P) ×v/100

B=P+I

其中s為某種養(yǎng)分的標(biāo)準(zhǔn)值，v為標(biāo)準(zhǔn)值變異系數(shù)，x為某種養(yǎng)分的實測值，P為標(biāo)準(zhǔn)百分比，I是校正指數(shù)，B為平衡指數(shù),這里使用所有調(diào)查果園養(yǎng)分的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值來衡量試驗果園的養(yǎng)分狀況。

表2　不同試驗處理施肥量

傳統(tǒng)處理化肥3月中旬一次性施用，其他處理的施肥時期和比例見表3。有機肥統(tǒng)一在9月中旬施入?；什捎梅派錉钍┓史?，追肥穴施。試驗果園在8月中旬灌水1次，灌水量1 350 m3/hm2。

同時選取白水縣優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)園作為參照高產(chǎn)處理，該果園品種、土壤類型和試驗果園相同，在試驗果園采集葉片、新梢、果實和土壤樣品時，高產(chǎn)園同樣采樣。高產(chǎn)園秋季施用有機肥，條狀溝施肥，45 000 kg/hm2。

表3　施肥的時期及比例

1.3測定項目及方法

1.3.1樣品采集及測定從開花開始每15 d分別采集葉、新梢、果實，不同處理分別取樣。葉片選取短枝展開葉，每處理20～50片；新梢選取當(dāng)年正常生長的營養(yǎng)枝，每處理2～5個；初期果實小，每處理4～5個，后期每處理2個。獲得的植物樣測定其中全氮、全磷、全鉀質(zhì)量分數(shù)。

1.3.2數(shù)據(jù)分析采用統(tǒng)計軟件SAS 8.0進行數(shù)據(jù)分析，不同字母表示檢驗差異性顯著，沒有標(biāo)記表示差異不顯著(LSD=0.05)，高產(chǎn)處理未參加檢驗。

2結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理葉片中養(yǎng)分動態(tài)變化

不同處理葉片中氮的質(zhì)量分數(shù)變化具有相似性[12-13]，由開花萌芽期的高質(zhì)量分數(shù)迅速下降，5月中旬后逐漸穩(wěn)定。4月初優(yōu)化處理葉片中氮質(zhì)量分數(shù)顯著高于傳統(tǒng)處理，并且高氮處理葉片中的氮高于低氮處理的10.5%。這時葉片中的養(yǎng)分主要來源于樹體貯藏養(yǎng)分，說明傳統(tǒng)處理的貯藏營養(yǎng)低于優(yōu)化處理。7月中旬是葉片養(yǎng)分最穩(wěn)定的時期，而此時高施氮量處理葉片中的氮質(zhì)量分數(shù)顯著高于低施氮量處理(圖1)，表明多施氮肥可以提高葉片中氮質(zhì)量分數(shù)。

葉片中的磷總體上呈下降趨勢，處理間沒有顯著性差異，但是葉片磷質(zhì)量分數(shù)的最低點出現(xiàn)在8月中旬，此后又有所回升(圖2)。

葉片中鉀質(zhì)量分數(shù)變化趨勢是初期和后期都在迅速下降，前期的下降由于葉片生長帶來的稀釋效應(yīng)，后期是養(yǎng)分的轉(zhuǎn)移和回流造成的。生長季中期葉片中鉀質(zhì)量分數(shù)比較穩(wěn)定，低氮處理葉片中的鉀高于高氮處理15.3%，高氮和低氮處理有顯著性差異，高產(chǎn)園年周期內(nèi)葉片中鉀質(zhì)量分數(shù)均明顯高于其他處理，表明高產(chǎn)園的鉀營養(yǎng)狀況強于試驗園(圖3)。

2.2不同施肥處理新梢中養(yǎng)分動態(tài)變化

不同處理新梢中氮質(zhì)量分數(shù)僅在生長初期迅速下降，春梢停長后氮的質(zhì)量分數(shù)也趨于平穩(wěn)，且各個處理之間并沒有顯著差異(圖4)。與氮的平穩(wěn)變化不同，新梢中磷質(zhì)量分數(shù)迅速下降并在生長中期達到最低點，后期又逐漸回升，呈現(xiàn)“V”字形變化(圖5)。因為這個時期花芽分化需要大量的磷。鉀的變化與氮相似，急速下降后趨于穩(wěn)定，前期和中期高產(chǎn)園處理新梢中鉀質(zhì)量分數(shù)均高于其他處理(圖6)。

圖1　不同施肥處理葉片中氮質(zhì)量分數(shù)

圖2　不同施肥處理葉片中磷質(zhì)量分數(shù)

圖3　不同施肥處理葉片中鉀質(zhì)量分數(shù)

2.3不同施肥處理果實中養(yǎng)分動態(tài)變化

由于稀釋作用，不同處理果實中氮、磷、鉀都是隨著果實增大質(zhì)量分數(shù)不斷降低，氮質(zhì)量分數(shù)下降到0.5%左右漸漸穩(wěn)定，磷與新梢中的變化相似。盡管6、7月是果實膨大期，但是鉀的質(zhì)量分數(shù)沒有發(fā)生劇烈變化，這說明此時果實的吸鉀量也隨著果實的增大而呈線形增加(圖7～9)。

圖4　不同施肥處理新梢中氮質(zhì)量分數(shù)

圖5　不同施肥處理新梢中磷質(zhì)量分數(shù)

圖6　不同施肥處理新梢中鉀質(zhì)量分數(shù)

2.4不同施肥處理果實單果質(zhì)量變化

從單果質(zhì)量看，不同處理之間有所差異，中氮處理平均單果質(zhì)量最大，顯著高于低氮、高氮、傳統(tǒng)處理(表4)。優(yōu)化處理的單果質(zhì)量較低氮、高氮、傳統(tǒng)處理要高，但未達到顯著差異。高產(chǎn)園的單果質(zhì)量高于試驗園的各個處理，這也是造成總產(chǎn)量高的一個原因。另一個影響產(chǎn)量的原因就是掛果量，由于試驗園2012年是小年，花量有限，最終的掛果量也有限，是試驗園產(chǎn)量低的主要原因。不同處理單果質(zhì)量有顯著性差異，而產(chǎn)量沒有顯著性差異，其主要原因也是掛果量不同，即目前的養(yǎng)分狀況和管理措施還沒有使掛果量和單果質(zhì)量都達到最優(yōu)。

果實硬度以高氮處理為最高，而且與傳統(tǒng)和中氮有顯著差異，高產(chǎn)園硬度最低(表4)。硬度和果實大小有關(guān)，高氮單果質(zhì)量低，果個小，硬度高于其他處理。硬度受許多因素的影響，Ca質(zhì)量分數(shù)與硬度有很大關(guān)系，一般果實內(nèi)鈣質(zhì)量分數(shù)增加可以提高硬度，果實中Ca/(K+Mg)和Ca/N能更好地反映Ca對果實硬度的影響，葉片中氮質(zhì)量分數(shù)與硬度也呈負相關(guān)[14]，高產(chǎn)園葉片中氮質(zhì)量分數(shù)要高于其他試驗處理，硬度低可能與此有關(guān)。

圖7　不同施肥處理果實中氮質(zhì)量分數(shù)

圖8　不同施肥處理果實中磷質(zhì)量分數(shù)

圖9　不同施肥處理果實中鉀質(zhì)量分數(shù)

不同施肥處理果形指數(shù)、果實可滴定酸、可溶性固形物之間都沒有顯著差異(表4)，果形指數(shù)在0.87～0.90,外觀上已經(jīng)達到優(yōu)質(zhì)果的標(biāo)準(zhǔn)。高產(chǎn)園的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)比試驗處理低，一是由于高產(chǎn)園地理位置偏南，晝夜溫差相對較??；另外可能是由于產(chǎn)量過高導(dǎo)致可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)下降。

蘋果采用套袋技術(shù)，所有果實的著色面積都在2/3 以上，果色指數(shù)都為1，不同處理之間沒有顯著差異。

表4　不同處理下蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)

注：同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著性。

Note:Different lowercase letters in same column indicate significant difference at 0.05 level.

3結(jié) 論

蘋果不同器官內(nèi)營養(yǎng)元素質(zhì)量分數(shù)的年周期變化是不一樣的，不同研究者對同一蘋果品種同一器官中營養(yǎng)元素質(zhì)量分數(shù)的年周期變化趨勢研究結(jié)果存在差異，主要是由于果樹的營養(yǎng)狀況和立地條件不同及取樣部位不同造成的,研究發(fā)現(xiàn)豐產(chǎn)樹根系中銨態(tài)氮的質(zhì)量分數(shù)在生長前期高而穩(wěn)，旺長樹和弱樹變異幅度較大。不同施肥處理蘋果樹葉片、新梢、果實年周期養(yǎng)分動態(tài)變化顯示，高產(chǎn)園的氮、磷、鉀營養(yǎng)水平普遍高于試驗處理，說明蘋果樹的營養(yǎng)狀態(tài)是多年調(diào)整的結(jié)果，短期內(nèi)大量施肥并不能很快地改變果樹的樹勢。不同器官磷質(zhì)量分數(shù)的變化存在相似之處，都在生長中期降到最低點，之后又有所提高，可能與花芽分化需要大量磷有關(guān)。不同氮水平葉片中鉀的質(zhì)量分數(shù)在果樹生長中期存在顯著差異，施氮量越大，葉片中鉀的質(zhì)量分數(shù)越低。不同氮水平中單果質(zhì)量有差異，氮素過高或過低都對蘋果的單果質(zhì)量及產(chǎn)量有影響。

參考文獻Reference：

[1]楊文杰,吳發(fā)啟,方麗.陜西省渭北黃土高原蘋果發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2004,13(3):158-161.

YANG W J,WU F Q,FANG L.Study on the development strategy of Shaanxi province in Weibei Loess plateau [J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2004,13(3):158-161(in Chinese with English abstract).

[2]鄧繼堯.金冠蘋果果實生長發(fā)育過程中理化性狀變化及各性狀間相關(guān)性[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1995,13(1):71-72.

DENG J Y.The process of growth and development of golden delicious apple fiuit type physicochemical properties changes and the correlation between the traits[J].JournalofSichuanAgriculturalUnivesity,1995,13(1):71-72(in Chinese with English abstract).

[3]王麗琴,魏欽平,唐芳,等.蘋果新根周年發(fā)生動態(tài)研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1997,28(2):102-108.

WANG L Q,WEI Q P,TANG F,etal.Dynamic study on the new root of apple[J].JournalofShandongAgriculturalUnivesity,1997,28(2):102-108(in Chinese with English abstract).

[4]梁俊,楊朝選.西北黃土高原蘋果施肥技術(shù) [J].西北園藝,2006(4):39-40.

LIANG J,YANG ZH X.Apple fertilization technology in the Loess Plateau of Northwest China[J].NorthwestHorticulture,2006(4):39-40(in Chinese with English abstract).

[5]樊紅柱,同延安,呂世華,等.蘋果樹體鉀含量與鉀累積量的年周期變化[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2007,35(5):169-172.

FAN H ZH,TONG Y A,Lü SH H,etal.Annual change of potasstum content and accumulation in apple tree [J].JournalofNorthwestA&FUniversity(NaturalScienceEdition),2007,35(5):169-172(in Chinese with English abstract).

[6]樊紅柱,同延安,呂世華.休眠期蘋果樹體不同器官氮素的分布[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,36(1):153-157.

FAN H ZH,TONG Y A,LV SH H.Study on nitrogen distribution in different organs of apple tree at dormancy [J].JournalofNorthwestA&FUniversity(NaturalScienceEdition),2008,36(1):153-157(in Chinese with English abstract).

[7]王圣瑞,馬文奇,徐文華,等.陜西省蘋果施肥狀況與評價[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2004,22(3):146-150.

WANG SH R,MA W Q,XU W H,etal.Status and evaluation of fertilization in apple in shaanxi province[J].AgriculturalResearchintheAridAreas,2004,22(3):146-150(in Chinese with English abstract).

[8]馮煥德,李丙智,張林森,等.不同施氮量對紅富士蘋果品質(zhì)、光合作用和葉片元素含量的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2008,17(1):229-232.

FENG H D,LI B ZH,ZHANG L S,etal.Influences of different of nitrogenon fruit quality,photosyntheis and element contentsin leaves of red Fuji apples[J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2008,17(1):229-232(in Chinese with English abstract).

[9]呂殿青,同延安,孫本華.氮肥施用對環(huán)境污染影響的研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,1998,4(1):8-15.

Lü D Q,TONG Y A,SUN B H.Study on the effect of different nitrogen fertilizer application environmental pollution[J] .PlantNutritonandFertilizerScience,1998,4(1):8-15(in Chinese with English abstract).

[10]王斌,梁金戰(zhàn),范曉玲.隴東黃土高塬蘋果樹配方施肥技術(shù)研究[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2000(5):26-30.

WANG B,LIANG J ZH,FAN X L.Study on fertilization technology of apple trees in the Loess Plateau of Longdong[J].GansuAgriculturalScienceandTechnology,2000(5):26-30(in Chinese).

[11]KENWORTHY A L.Leaf Analyses as an Aid in Fertilizing Orchards.In Soil Testing and Plant Analysis[M]//WALSH L M,BEATON J D.Soil Science Society of America,1973:381-392.

[12]顧曼如,束懷瑞,曲桂敏,等.紅星果實的礦質(zhì)元素含量與品質(zhì)的關(guān)系[J].園藝學(xué)報,1992,19(4):301-306.

GU M R,SHU H R,QU G M,etal.Relationship between mineral elements content and quality of red star fruit[J] .ActaHorticulturaeSinica,1992,19(4):301-306(in Chinese with English abstract).

[13]顧曼如,束懷瑞.蘋果氮素營養(yǎng)研究初報-植株中氮素營養(yǎng)的年周期變化特性[J].園藝學(xué)報,1981,8(4):21-28.

GU M R,SHU H R.Preliminary study on nitrogen nutrition of apple-annual cycle change of nitrogen nutrition in plant[J].ActaHorticulturaeSinica,1981,8(4):21-28(in Chinese with English abstract).

[14]姜遠茂.紅富士蘋果礦質(zhì)營養(yǎng)特性及營養(yǎng)診斷與施肥研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2001.

JIANG Y M.Study on mineral nutrtion characteristics and fertilization of red Fuji apple[D].Beijing:China Agricutural University,2001(in Chinese with English abstract).

[15]耿增超,張立新,趙二龍.陜西紅富士蘋果礦質(zhì)營養(yǎng)DRIS標(biāo)準(zhǔn)研究[J].西北植物學(xué)報,2003,23(8):1422-1428.

GENG Z CH,ZHANG L X,ZHAO E L.Study on DRIS standard of mineral nutrition of Fuji apple Shaanxi [J].ActaBotanicaBoreali-occidentaliaSinica,2003,23(8):1422-1428(in Chinese with English abstract).

Received 2015-05-28Returned2015-08-09

First authorWANG Yali, female,senior agronomist.Research area:apple and technology extension.E-mail:wangyali2008_8@126.com

(責(zé)任編輯：潘學(xué)燕Responsible editor:PAN Xueyan)

Study on Annual Change of Nutrient in Different Organs in Fuji Apple Tree

WANG Yali,LI Junli,ZHANG Kaoxue and XI Ruiqing

(Baishui Agricultural Technical Extension Center,Baishui Shaanxi715600,China)

AbstractA field experiment was conducted to study the annual change of nutrient in different organs of the Fuji apple under different treatments of nitrogen fertilizer rates.The results showed that the level of nutrient in high yield orchards was higher than that of one under others different treatments, the mass fraction of P in the different organs reached the lowest point during it grew.Mass fraction of nitrogen in leaves under high nitrogen treament was 10.5% higher than that under low nitrogen treatment at the early growth stage of apple trees.The mass fraction of K in the leaves were significantly different at the late growth stage, the more K was applied, the lower the mass fraction of K was.The mass fraction of K in leaves under high nitrogen fertilizer treatment were 15.3% higher that that under treatment of low nitrogen fertilizer at the late stage.Both high and low nitrogen treatments will have effect on apple fruit mass and yield optimized treatment can increase the yield by 26.5% per hectare comparing with traditional treatments.

Key wordsApple tree;Dynamic;Nutreint management;Organ;Baishui county

收稿日期：2015-05-28修回日期：2015-08-09

中圖分類號S661.1

文獻標(biāo)志碼A

文章編號1004-1389(2016)06-0868-07

網(wǎng)絡(luò)出版日期：2016-06-01

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160601.0919.024.html

第一作者：王亞莉，女，高級農(nóng)藝師，從事蘋果土肥技術(shù)推廣工作。 E-mail：wangyali2008_8@126.com