南果梨养分吸收积累分配特征与施肥调控解析

孙铭泽

(鞍山市千山区现代农业水利事业发展中心,辽宁鞍山 114041)

梨是深受消费者喜爱的水果,我国梨栽培面积占世界总面积的68.46%。南果梨是部分地区农村经济重要来源,由于农民片面追求产量盲目投入化肥,导致品质下降产品滞销。南果梨生产中养分需求规律等方面的研究不多。南果梨为多年生木本植物,多年器官生物量在周年中增量呈动态变化,受上年贮藏营养影响难以确定树体养分吸收量。作物最佳养分管理是通过农民生产实践发挥最大生产潜力,实现最佳施肥量,适宜肥料种类的技术。需要根据南果梨养分吸收量,选择适宜南果梨生长肥料,实现南果梨高产优质。

1.1 实验材料方法

南果梨为秋子梨系统中优良品种资源,果实为椭圆形,果皮黄色果心小,肉质细腻甜酸度适宜[1]。中科院鉴定梨品种品质确定南果梨为极上品种,南果梨是优质的果品,目前栽培面积小,发展空间大,随着种植规模扩大生产问题日益突出。随着树龄增加,干物质量逐年增加,目前树龄与产量关系尚无相关研究报道,生产上缺乏南果梨施肥指导理论基础,需要研究南果梨树龄干物质积累与养分吸收关系。

实验在鞍山市千山区南果梨园进行,实验面积3 hm2,一年新植树未定型,树体解剖前一年梨树定植时施鸡粪10 kg/株,果实成熟期挑选树势力一致树龄的南果梨树三株,将树体连根挖出解体,取适量样品用清水去离子水顺序冲洗[2]。采用烘干法测定南果梨根茎叶等部位器官水分含量,采用UDK142+DK20型自动凯氏定氮仪测氮、火焰光度计测定钾,消煮液中钙镁品用ICP-OES测定。利用Excel2007对数据图表处理,运用SAS系统ANOVA进行数据方差分析。

1.2 实验结果分析

树体干物质是衡量梨树生长树龄的重要指标,通过树体解剖得出1、7、11年生南果梨树干物质为0.156、13.71、35.75 kg/株,叶片与树龄间呈显著线性正相关[3]。树龄不同影响南果梨不同器官NPK含量,5年生初结果果树,果实中N含量较高,南果梨新梢氮含量随树龄增加呈现先增后降趋势。多年主根氮含量以7年生树最高,当年生器官氮磷钾钙镁积累量与树龄呈非线性正相关。

南果梨结果果树生产以1 000 kg果实生长收养分量为施肥依据,与已有研究库尔勒香梨相比结果较低,由于研究仅计算11年南果梨树体当年生器官吸收养分量,当年积累量增量是南果梨当年贮藏在树体的养分,推算11年生南果梨生产1 000 kg果实贮藏在树体氮养分量占0.90 kg,认为果树当年吸收养分由32%~54%贮藏在根系。折算生长11年的果树夏季修剪带走氮养分量为1.45 kg。南果梨生产15年以上成龄树产量维持在30 t/hm2左右,树体作物地上部位枝干不断增粗,根茎比降低在20年后维持在较低水平[4]。实验中南果梨树为乔华高大树形,南果梨干物质养分与树龄关系模型可模拟到树龄20年。

2.1 实验材料方法

精确施肥量需要以南果梨干物质积累特征为理论基础,南果梨树体连年生长,使多年生器官生物量在周期中增量动态变化,有研究阐述梨树贮藏营养对氮素吸收的影响,南果梨树体从春季萌芽到秋季落叶休眠生育期中,对氮磷钾吸收率是实验探索问题[5]。以正常生长田间12年树龄南果梨为试材,对南果梨进行生物量动态研究,为南果梨园制定有效施肥提供依据。

实验在海城市王石镇果业公司梨园进行,实验果园面积为30 hm2,选出主枝数量相同的12年生南果梨为实验试材。实验前一年8月中旬,施生物有机肥,萌芽后10天,65天,130天等选取不同生育期三株树,分果实叶片等进行解体,取适量样品按清水1%盐酸顺序冲洗[6]。利用Excel2007进行数据图表处理,运用SAS系统ANOVA进行数据方差分析。12年树龄南果梨树进入正常结果期,萌芽到采收期当年净积累量为18.42 kg。

2.2 实验结果分析

南果梨各器官中新生器官氮含量高于多年生器官,多年枝干氮含量最低。南果梨新生器官叶片氮含量在萌芽30天左右最高,果实中氮含量在萌芽30天后迅速下降。新梢氮含量在生育期变化小,坐果后迅速下降[7]。各级枝条氮含量从萌芽开始逐渐下降,主干中的氮含量最低。各级枝条是主要营养贮藏器官,枝条中贮藏氮素营养逐渐向新生器官转移。

12年生南果梨周年生育期树体积累氮量在154.00~300.97 g,多年生器官磷积累量在154.00~194.77 g,萌芽后100天左右新生器官氮积累量达到最高,多年生器官萌芽后65天最低。南果梨新生器官中叶片氮积累量最高(表1),萌芽后70~155天时间内氮含量趋于平稳[8],南果梨多年生器官中侧枝积累量较高。12年生南果梨周年生育期内树体积累总氮量在17.10~37.16 g,多年生器官磷积累量在17.10~24.91 g,萌芽后1 130天左右最高。南果梨树体在落叶前积累氮磷钾养分为300.97 g/株、173.99 g/株。

3.1 实验材料方法

南果梨树体当季养分吸收量对氮磷钾吸收比例为准确施肥量提供参考,化肥投入可促进南果梨树体生长,动物粪肥是农业生产的重要养分资源,长期使用可改善土壤理化性质。动物粪肥养分大多为有机形态形式,养分当季有效性较低,新鲜动物粪肥中氮素有效当量为54%,肥料以动物粪肥形式投入会引起作物养分亏缺。优化有机肥与氮肥投入比例,设置不同鸡粪与化肥配比,明确南果梨优化有机无机比例。

实验设在鞍山千山区大狐山镇果园,年均降雨量为708 mm。实验园位于山坡,20~40 cm中、重土壤,果园无灌溉,开花前蔬花,6月初修剪新生枝条,果实发育期根据需要15~20天/次喷洒杀虫剂(表2)。供试作物为15年生南果梨,株行距4m×5m,实验前产量为40 kg/株,6月下旬~7月中旬进行夏季修剪。冬季树体休眠后进行修剪,喷洒农药5次/年,防止病虫害发生。叶绿素用手持SPAD仪测定,Vc用抗坏血酸还原法。研究利用Excel2007进行数据图表分析,产量数据采用Sigma Plot箱式图进行相关分析。

3.2 实验结果分析

南果梨产量有无机配比施肥与单施有机肥处理有明显变化,有机无机配施处理产量高于单施花费处理。叶片鲜亮反映树体养分供应水平,不施肥处理南果梨树体叶片鲜重低于施肥处理树体。单施有机肥处理高于单施花费处理。化肥处理中添加有机肥可促使叶片干物质积累。有机无机配比施肥对叶片颜色有明显影响,单施化肥可促进叶片叶绿素形成,有无机配比施肥处理高于不施肥处理。

肥料农学利用率顺序为F6M4>F0M10,钾农学利用率为14.2~70.3 mg/kg。有无机配比施肥对果实维生素C含量影响小,果树固形物顺序为F0M10>F6M4,不施肥处理果树可溶性固形物最低,整体高于单施化肥处理,研究树体当年养分吸收量困难。12年生南果梨树体单株树体积累N总量为301 g,研究通过养分带走量计算树体对养分需求量,落叶带走养分量为90.9 g,冬季修剪中贮藏养分占37.9%。研究证实有无机配比施肥对5年积累产量积极影响,由于大小年结果现象等因素影响,年际间产量差异比较普遍。果农改变南果梨树体修剪模式,缩小处理间坐果率。

多年生树体生物当年养分吸收量包括器官积累增量与修剪带走养分量,树体当年吸收氮素不完全用于新生器官,大约32%~70%的氮素积累在树干中贮藏,上一年贮存氮有50%左右用于下一年新生器官生长,果实成熟期50%氮来自贮藏氮库,当年果蔬树体吸收氮素通过蛋白质贮藏在树体,仅部分来自根系吸收氮。次年梨树对氮的利用率达27%,氮在树体贮藏氮素研究大部分利用树体分解法,部分学者通过测定树体木质部汁液氮形态。

果树施肥量确定要根据肥料在土壤中氮肥利用效率,对果树氮素供应量不同引起对氮素利用不同,树体对氮素利用率为56.6%,树体对氮素利用率下降至40.3%。施用氮肥显著增加植株生物量,施氮75 kg/hm2氮肥利用率为31.28%,我国果园中氮肥投入量较高,果园中氮肥养分盈余较高,国外养分投入量仅为果蔬养分吸收量的2倍左右。研究根据南果梨对氮素养分吸收量进行投入量调控,施肥处理出现氮磷钾养分盈余现象。随着有机肥比例增加,土壤中磷盈余增量较多。有无机配比施肥处理南果梨产量品质较高,有无机肥料配比调控下施肥量应优化。

氮肥施入土壤后发生系列复杂过程,尿素在土壤中分解转化加快,硫酸铵施入土壤后立即转化,不同有机肥在土壤中矿化分解速率不同,鸡粪堆肥10天后矿化率上升。动物粪肥矿化率可表明有效氮素持续时间,施肥当年与连续施肥多年后动物粪肥相当于化肥同效当量,不考虑动物粪肥中氮素长短期有效性。作物对部分动物粪肥替代化肥响应优于同等氮量投入化肥,饼肥与化肥结合施用后化学氮肥促进有机氮肥矿化。合理的有无机配比可有效调控氮素向作物需要方向转化,有机肥同效当量有机,是优化肥料投入量的依据。

南果梨树干物质与不同树龄呈非线性正相关,12年树龄南果梨树干物质积累量为38.13 kg,南果梨枝干积累干物质量随树龄增加。南果梨树体养分积累与树龄存在非线性相关,5年生初结果梨树1 000 kg果实养分吸收氮量为2.7 kg,10年生果实养分吸收氮量为3.5 kg,17年生果实养分吸收氮量为3.2 kg。单施有机肥提高果实中柠檬酸含量。单施化肥土壤pH值降低,化肥有利于提高南果梨叶片SPAD值,单施有机肥降低0~40 cm土壤容量。随着有机肥替代化肥氮比例增高,土壤脲酶与过氧化氢酶活性增强。

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