施肥深度對高海拔區(qū)核桃產(chǎn)量及生長發(fā)育的影響

王平生 祁維紅 魯濤林 康夏明 王彩娟

摘要：在高海拔核桃集聚種植區(qū)，以8年生核桃品種清香為試驗(yàn)材料，研究了0～20、20～30、30～40、40～50 cm 4個施肥深度對核桃產(chǎn)量及生長發(fā)育的影響。結(jié)果表明，0～20 cm施肥核桃的產(chǎn)量最高，為1 400 kg/hm2，施肥效益最好，為26 500元/hm2，與其余處理相比較，分別提高了2.6%～6.1%、6.2%～23.8%，側(cè)枝直徑年增加量、相對含水量提高了17.7%～133.8%、5.0%～11.8%，葉面積、百葉重、葉片相對含水量分別提高了3.8%～26.0%、8.4%～16.9%、0.9%～2.6%，葉片氮磷鉀含量明顯提高，施肥深度越深其觀察值均有明顯降低，而樹體的周年胸徑增加量和樹高略有降低。高海拔河谷核桃種植區(qū)，0～20 cm施肥對核桃樹體當(dāng)季綜合表征響應(yīng)最優(yōu)，且產(chǎn)量和施肥效益最高，應(yīng)大面積示范推廣。

關(guān)鍵詞：核桃;施肥深度;胸徑;標(biāo)準(zhǔn)枝;產(chǎn)量

中圖分類號：S664 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2020）06-0045-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.06.012

Characteristics of Cold and Dry Agriculture and Cultivation Measures Cold and Dry Resistance in Winter Wheat of East Gansu

ZHAO Gang 1， FAN Tinglu 2， DANG Yi 1， LI Shangzhong 1， ZHANG Jianjun 1， LI Xingmao 1， WANG Lei 1， WANG Shuying 1， CHENG Wanli 1， NI Shengli 1

（1. Institute of Dryland， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Science and Technology Management Department，Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：East Gansu province is located in the northwest loess plateau hinterland， for typical rainfed agricultural region， winter wheat production occupies an important position in grain production in this area. Precipitation in East Gansu province is concentrated in Jul-Sept， and seasonal drought occurs frequently. The precipitation satisfaction rate of winter wheat during the maximum water demand period was only 29.31%. The overall temperature was warm of winter wheat growth， but the temperature changed dramatically from Dec. to Feb. and Apr. of the following year， under the condition that the growth period of winter wheat is advanced， frost damage is formed. On the basis of analyzing the characteristics of cold and drought and the causes of winter wheat disaster in East Gansu province， according to the local climate and precipitation characteristics， puts forward the technical model of biological active drought-resistant and cold-resistant technology， that is， breeding new drought-resistant and cold-resistant winter wheat varieties and supporting drought-resistant and cold-resistant cultivation technology， so as to ensure the safety of regional winter wheat production.

Key words：Characteristics of cold and dry agriculture;East Gansu;Winter wheat;Cultivation cold and dry resistance

果樹科學(xué)合理的施肥是使其樹體正常生長及生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品的重要措施[1 ]，礦質(zhì)營養(yǎng)是核桃樹生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)提高的基礎(chǔ)[2 ]。平衡施肥技術(shù)是提高單產(chǎn)、改善品質(zhì)、降低種植成本、培肥土壤地力、減少肥料污染和降低不可再生資源消耗速度的重要措施[3 ]，是提高肥料利用率的途徑。實(shí)現(xiàn)根層養(yǎng)分供應(yīng)與高產(chǎn)作物需求在數(shù)量上匹配、時間上同步、空間上一致，同時提高作物產(chǎn)量和養(yǎng)分利用效率，協(xié)調(diào)作物高產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)是農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境科學(xué)工作者的奮斗目 標(biāo)[4 ]。目前，國內(nèi)果樹施肥技術(shù)研究，多集中于施肥養(yǎng)分的種類、數(shù)量、比例及次數(shù)等對產(chǎn)量及其生長發(fā)育的影響[5 - 8 ]，對施肥深度鮮有報(bào)道。高海拔區(qū)甘肅積石山縣大河家鎮(zhèn)生產(chǎn)的雞蛋皮核桃產(chǎn)品，榮獲“甘肅名牌產(chǎn)品”和“國家地理標(biāo)志保護(hù)”產(chǎn)品[9 ]，是甘肅傳統(tǒng)核桃生產(chǎn)的重點(diǎn)集聚區(qū)域，近年來，隨著種植面積逐年擴(kuò)大，已成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，也是群眾的主要經(jīng)濟(jì)來源之一。核桃樹體高大，年干物質(zhì)累積量較多，需要的養(yǎng)分較多，而當(dāng)?shù)睾颂疑a(chǎn)中養(yǎng)分管理粗放，導(dǎo)致樹體早衰，嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和種植效益，同時，也造成施肥引起的農(nóng)業(yè)面源污染，為此，我們在開展相關(guān)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究了不同施肥深度對核桃生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，以期為核桃的合理施肥提供參考依據(jù)。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年設(shè)在甘肅省積石山縣大河家鎮(zhèn)（102° 45.994 E，35° 49.937 N），距縣城27 km，屬典型的大陸性季風(fēng)氣候，冬春季干燥，夏秋季濕潤，海拔1 816 m，年日照時數(shù)2 323.4 h，年平均氣溫8.0 ℃，≥0 ℃積溫2 552.5 ℃，≥10 ℃積溫1 760. 3≥ ℃，年降水量660.2 mm，無霜期153 d。試驗(yàn)地有灌溉條件，土壤為川谷地麻紅土，質(zhì)地中壤，耕層容重1.18 g/cm3，耕層土壤含有機(jī)質(zhì)10.5 g/kg、全氮0.636 g/kg、全磷0.707 g/kg、緩效鉀0.872 g/kg、堿解氮31.85 mg/kg、有效磷14.7 mg/kg、速效鉀188.36 mg/kg，pH 8.39。

1.2 ? 供試材料

供試核桃樹選用當(dāng)?shù)刂髟云贩N清香，樹齡為8 a。供試肥料為有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥（含N 9%、P2O5 ?6%、K2O 3%，有機(jī)質(zhì)25%）、氮肥為尿素（含N 46%）、磷肥為普通過磷酸鈣（含P2O5 ?12%），鉀肥為硫酸鉀（含K2O ?51%）。氮素組成為40%有機(jī)氮素肥與60%無機(jī)氮素。

1.3 ? 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)前在園中選取品種、樹齡、樹干粗度、樹高、栽植密度等相同，小區(qū)土壤肥力、水分等條件相近，立地條件一致，歷年產(chǎn)量接近的核桃樹掛牌標(biāo)記。試驗(yàn)每株施N 0.6 kg、P2O5 0.4 kg、K2O 0.3 kg相同條件下，設(shè)4個不同施肥深度的處理，分別為處理A深度為0～20 cm，處理B深度為20～30 cm，處理C深度為30～40 cm，處理D深度為40～50 cm。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理為1株樹，重復(fù)3次，共12株樹。株行距5.0 m×4.5 m，栽植密度400株/hm2。氮肥的60%與磷肥和鉀肥在核桃樹萌芽前施入，剩余氮40%在膨果前期追施，施肥方式為條狀施肥，在樹的兩側(cè)挖2條溝（長40 cm×寬40 cm）施入。其他田間管理與當(dāng)?shù)叵嗤?/p>

1.4 ? 測試項(xiàng)目與方法

1.4.1 ? ?胸徑年增加量 ? ?春季（4月19日）與秋季（10月21日）距地面1 m處用測樹鋼圍尺測量樹干周長值之差。

1.4.2 ? ?標(biāo)準(zhǔn)枝直徑增加量 ? ?每處理選擇3棵標(biāo)準(zhǔn)枝，在距主枝5 cm處用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量其直徑。

1.4.3 ? ?樹高增加量 ? ? 用克萊期頓測高儀測量樹高。

1.4.4 ? ?葉片的測定 ? ?葉片樣本于果實(shí)緩慢生長期（8月7日）采集，每個處理每株采樣樹的東、西、南、北4個方向各取發(fā)育枝中部成熟健康的葉片（含葉柄）20片，每處理60個葉為一個樣品。鮮葉經(jīng)1/1 000天平稱取葉片重量;葉面積選用干凈紙繪制成單位網(wǎng)格，用重量與面積換算為線形模型方程，再將紙與葉片重疊并剪呈葉片形狀，稱其葉片狀的紙片重量，用模擬方程測算其葉片面積;葉片干重經(jīng)烘干至恒重后稱取其重量;葉片營養(yǎng)成份測定，烘干后的葉片樣研磨后用H2SO4-H2O2 消解，全氮用全自動凱氏定氮儀測定，全磷采用釩鉬黃比色法測定，全鉀用火焰光度法測定。

1.5 ? 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為3株樹的平均值，采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 不同施肥深度對核桃產(chǎn)量及施肥效益的影響

從表1可看出，在施肥水平相同的條件下，各施肥深度處理的折合產(chǎn)量以處理A最高，為1 400 kg/hm2，比其余處理增產(chǎn)2.6%～6.1%;處理D最低，為1 320 kg/hm2，但處理間產(chǎn)量差異均不顯著。相對產(chǎn)量以處理D最低，為94.3%，其余處理均在97%以上。隨著施肥深度的增加其產(chǎn)量隨之降低，說明春季0～20 cm施肥處理更有利于核桃當(dāng)季吸收利用。隨著施肥深度的增加，其施肥投入的人工費(fèi)用也隨之增加。處理A產(chǎn)值28 000元/hm2，施肥投入1 500元/hm2，施肥效益最高，為26 500元/hm2，較處理D 增加23.8%，較其余處理增加6.2%～9.1%。表明，在高海拔河谷區(qū)域，春季核桃高產(chǎn)高效適宜的施肥深度為0～40 cm，最佳施肥深度0～20 cm。

2.2 ? 不同施肥深度對核桃樹體生長的影響

不同施肥深度影響根系對肥料營養(yǎng)養(yǎng)分元素的吸收、利用與分配，進(jìn)而影響樹體的生長。從表2可知，不同施肥深度處理的樹體胸徑周年增加量為4.27～5.60 cm， 其中以處理B增量最大，為5.60 cm;處理C次之，為5.17 cm;處理A 增量最小，為4.27 cm。說明在20～40 cm土層施肥有利于樹干的干物質(zhì)累積。除處理D外，樹高周年增長量隨著施肥深度的增加而增加，在0～40 cm土層，施肥深度的增加有利于樹干向上生長。標(biāo)準(zhǔn)枝的直徑周年增加量隨著施肥深度的增加其逐漸降低，以處理A增量最大，為1.73 mm，較其余處理分別提高了17.7%、88.0%和133.8%。標(biāo)準(zhǔn)枝相對含水量變化與直徑周年增加量一致，以處理A增量最大，為484 g/kg，較其余處理分別提高了5.0%、10.3%和11.8%。說明在0～20 cm土層施肥能提高樹體側(cè)枝的物質(zhì)累積量，促進(jìn)樹體側(cè)枝生長;20～50 cm土層施肥，隨著施肥深度其增量隨之降低，特別是40～50 cm土層施肥其側(cè)枝直徑增量較0～20 cm土層降低0.99 mm。表明0～20 cm土層施肥能明顯促進(jìn)側(cè)枝生長，20～40 cm土層施肥能促進(jìn)樹體主干枝的高度和物質(zhì)累積量。綜合評估認(rèn)為，最佳施肥深度為0～30 cm，此施肥深度既可滿足樹干的生長需求，又能促進(jìn)側(cè)枝的正常發(fā)育。

2.3 ? 不同施肥深度對核桃葉片生長的影響

不同施肥深度對葉片生長及其營養(yǎng)元素含量影響較大。從表3可以看出，處理A葉面積為82.8 cm2、百葉干重為37.3 g、葉片相對含水量為711 g/kg，均達(dá)到最高，與最低的處理D相比，葉面積提高了26.0%、百葉干重提高了10.7%、葉片相對含水量提高了18 g/kg，說明施肥深度0～20 cm能有效促進(jìn)葉片的生長發(fā)育。

不同施肥深度處理的葉片養(yǎng)分含量隨著施肥深度的增加呈“波浪式”下降趨勢。葉片中氮、磷元素含量均以處理A最高，分別為18.07、4.56 g/kg;處理C和處理D次之;處理B最低。不同處理的葉片鉀元素含量與氮磷含量變化相反。說明不同施肥深度對葉片營養(yǎng)元素含量影響較大，0～20 cm土層施肥能最大限度滿足葉片生長發(fā)育所需的營養(yǎng)元素含量。

3 ? 結(jié)果與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在高海拔核桃種植集聚種植區(qū)，在施肥水平相同的條件，核桃最佳施肥深度為0～20 cm，其產(chǎn)量為1 400 kg/hm2，較其余處理增產(chǎn)2.6%～6.1%，施肥效益26 500元/hm2，較其余處理提高 ? ? ? 1 550～5 100元/hm2;能協(xié)調(diào)樹體營養(yǎng)分配，側(cè)枝直徑年增加量提高了17.7%～133.8%;能明顯提高葉面積和百葉重，改善葉片營養(yǎng)元素供應(yīng)條件，促進(jìn)光合效率和維持核桃健壯樹勢、提高產(chǎn)量和產(chǎn)值，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。

根層施肥可有效提高氮肥利用率，與根系密度和肥料對根系活力的提高有關(guān)[10 ]。汪新穎等[11 ]研究結(jié)果表明，20 cm施肥深度處理的紅地球葡萄產(chǎn)量和成熟期15N-尿素的利用率，與40 cm施肥處理相比較，分別提高了17.9%和10.92百分點(diǎn)。丁寧等[12 ]對5年生煙富3/M26/平邑甜茶研究結(jié)果表明，在果實(shí)成熟期，20 cm施肥處理15N肥料利用率為24.0%，顯著高于0 cm（14.1%）和40 cm 施肥處理（7.6%），而貯藏器官的15N分配率顯著低于0和40 cm 施肥處理。本研究結(jié)果表明，施肥深度0～20 cm處理的產(chǎn)量明顯高于40～50 cm處理，略高于20～30 cm、30～40 cm處理，產(chǎn)值因施肥相對省工而提高施肥效益。試驗(yàn)位于高海拔的河谷區(qū)域，土層不深（約100 cm），40～50 cm土層內(nèi)吸收根系分布較少，影響核桃春季的吸收利用，其產(chǎn)量和產(chǎn)值相對較低，而20～30 cm和30～40 cm兩土層處理內(nèi)雖然吸收根分布相對較多，但施肥后前期由于養(yǎng)分深度過高，化肥在土壤中水解造成鹽濃度增加導(dǎo)致“燒根”等原因[13 ]，隨著時間的推移，鹽濃度降低和植物根系的再生，樹體吸收營養(yǎng)元素的時間相對滯后，利于樹干等貯藏器官的發(fā)育，不利于葉片、果枝及果實(shí)的生殖生長，此結(jié)論與前人研究成果基本一致。

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（本文責(zé)編：楊 ? 杰）