施用氮磷鉀對(duì)密植梨棗生長與葉片養(yǎng)分季節(jié)動(dòng)態(tài)的影響

張彤彤，徐福利，*，汪有科，林 云

(1西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌712100;2中國科學(xué)院、水利部水土保持研究所，陜西楊凌712100)

陜北丘陵區(qū)紅棗栽植已有3000多年的悠久歷史，主要集中分布在黃河沿岸以及丘陵山地，目前栽植面積已經(jīng)達(dá)到14萬公頃，仍有不斷擴(kuò)大的趨勢。由于栽植面積的90%以上是在丘陵山地［1］，受到干旱、土壤貧瘠、品種單一，管理技術(shù)欠缺等因素制約，紅棗產(chǎn)量與品質(zhì)低，影響了紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要采用科學(xué)研究解決這些限制因素。進(jìn)行有效的紅棗施肥管理是影響紅棗產(chǎn)量與質(zhì)量的重要技術(shù)措施之一［2］。已有研究結(jié)果表明，施用氮肥能夠提高梨棗樹不同部位的氮素含量，其中葉片氮素含量增加較為明顯，反應(yīng)施氮的效應(yīng)指數(shù)最為明顯［3］。養(yǎng)分元素之間、養(yǎng)分元素與作物之間、養(yǎng)分元素與土壤之間的作用是復(fù)雜的，是相互聯(lián)系的［4－5］。通過葉片營養(yǎng)元素含量定量與動(dòng)態(tài)分析，可以探討植株在不同條件下，不同生長發(fā)育階段各營養(yǎng)元素含量的變化規(guī)律，是植物營養(yǎng)學(xué)和肥料學(xué)的重要研究方向［6］。研究樹木葉片營養(yǎng)元素含量的季節(jié)性變化，對(duì)于研究樹木對(duì)營養(yǎng)元素的需求動(dòng)態(tài)、吸收能力和養(yǎng)分調(diào)控具有重要意義［7］。這方面的研究已在蘋果、黃金梨、臍橙，葡萄、杏、獼猴桃等許多果樹上已有報(bào)道［8－19］，但在紅棗葉營養(yǎng)動(dòng)態(tài)變化缺乏系統(tǒng)研究，特別在梨棗上未見報(bào)道。探討梨棗葉營養(yǎng)含量變化與施用氮磷鉀對(duì)梨棗施肥管理與營養(yǎng)調(diào)控，改善梨棗營養(yǎng)環(huán)境，梨棗提質(zhì)增效具有理論與實(shí)踐意義。為此，本研究結(jié)合黃土高原丘陵區(qū)的山地生態(tài)條件和土壤肥力特征，以山地滴灌條件下梨棗為研究對(duì)象，2010年4月開始設(shè)置施肥試驗(yàn)，于2010年7月至10月期間梨棗果實(shí)生長期，對(duì)山地梨棗施肥效應(yīng)，葉片營養(yǎng)元素動(dòng)態(tài)變化與NPK施肥關(guān)系進(jìn)行研究，以期探討梨棗葉片礦質(zhì)元素的需求和分配規(guī)律，梨棗生長期間不同元素之間關(guān)系，進(jìn)而為梨棗合理施肥和養(yǎng)分調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地選在陜西省米脂縣銀州鎮(zhèn)孟岔村的山地棗園，是國家實(shí)施退耕還林工程實(shí)施后采用矮化密植技術(shù)建立的示范園，屬中溫帶半干旱性氣候，地勢以山坡地為主，坡度在15°左右，干旱少雨，年平均氣溫8.5℃，年平均降水量451.6 mm，多集中在7～9月份，4～6月份經(jīng)常出現(xiàn)干旱，造成紅棗落花落果，采用提水和節(jié)水灌溉技術(shù)，改善了紅棗的水分環(huán)境，使得紅棗產(chǎn)量快速提高，試驗(yàn)地已成為黃土高原紅棗產(chǎn)業(yè)的技術(shù)示范園。試驗(yàn)地土壤為黃綿土，土層深但肥力低，有機(jī)質(zhì)2.1 g/kg，土壤速效氮34.73 mg/kg，速效磷2.90 mg/kg，速效鉀101.9 mg/kg，pH為8.6，在陜北丘陵區(qū)具有代表性。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試品種為樹齡8年生的山地矮化密植梨棗(Zizyphus jujubaMill．cv．Lizao)，示范園區(qū)代表品種，樹勢基本一致，栽植密度(2 m×3 m)1650株/hm2。灌溉方式是山地滴灌，試驗(yàn)期間微灌水量60 mm，共灌水2次，分別在5月15日和7月15日，每次灌水量相同。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理。1)CK(不施肥);2)N 450 kg/hm2;3)P2O5225 kg/hm2;4)K2O 250 kg/hm2。氮肥用尿素(N 46%)，磷肥用過磷酸鈣(P2O512%);鉀肥用硫酸鉀(K2O 51%);全部磷肥、鉀肥和50%氮肥以基肥4月15日施入，剩余的50%氮肥在7月25日以追肥施入。不同處理之間相隔3米。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，每個(gè)小區(qū)3株梨棗(試驗(yàn)小區(qū)面積2 m×3 m)，3次重復(fù)。

1.3 樣品采集與測定方法

試驗(yàn)期間定期采取梨棗葉片，分別于2010年7月6日(萌芽展葉期)，7月21日(開花坐果期)，8月10(果實(shí)膨大期)，8月30日(果實(shí)膨大期)，9月15日(果實(shí)成熟期)，9月29日(落葉期)取樣，共計(jì)6次。

取樣方法在梨棗樹冠東、西、南、北4個(gè)方位分別采集樹體外圍中上部的發(fā)育枝棗吊中部健康葉，每株30～35片，每小區(qū)組成混合樣。將新鮮樣品用蒸餾水迅速?zèng)_洗干凈，然后將樣品置于室內(nèi)通風(fēng)陰涼處自然風(fēng)干，帶回實(shí)驗(yàn)室，在70℃烘8 h，用不銹鋼粉碎機(jī)粉碎后置于密封袋中［20］，貼好標(biāo)簽，用于測定養(yǎng)分含量。

葉片中的全氮采用全自動(dòng)定氮儀－K9860測定，全磷采用鉬銻抗比色法測定，紫外－可見光光度計(jì)UV－2450/2550，全鉀采用M410火焰光度計(jì)測定，Ca、Mg、Fe、Mn、Zn 采用1 mol/L HCl浸泡法處理后，用原子吸收分光光度計(jì)－4530F進(jìn)行測定。室內(nèi)分析測試每個(gè)樣品做3個(gè)重復(fù)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析采用Microsoft Excel 2003和DPS 7.05軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)密植山地梨棗枝條生長和果實(shí)發(fā)育的影響

2.1.1 施肥對(duì)密植山地梨棗枝條生長的影響 山地滴灌條件下施肥對(duì)密植棗樹新枝生長的影響見圖1，從圖看出，施肥處理?xiàng)棙湫轮l長勢均高于對(duì)照。其中，施氮肥處理和施磷肥施顯著高于對(duì)照。氮、磷、鉀肥新枝生長量的大小順序?yàn)椋菏┑剩臼┾浄剩臼┝追?，施氮肥處理新枝增長量最大。整體來看，施氮肥處理?xiàng)棙湫轮﹂L勢最好。施氮肥可以明顯增加棗樹新枝生長量，加快棗樹新枝生長速度。

2.1.2 施肥對(duì)山地梨棗果實(shí)發(fā)育的影響 從表1結(jié)果中看出，施肥的棗果橫縱徑均高于對(duì)照。從橫徑來看，不同施肥處理，其棗果橫徑的增長量有顯著差異。其中，以施氮肥處理?xiàng)椆麢M徑增加最為顯著，平均比對(duì)照增加了13.1%。其次為施鉀肥處理，比對(duì)照增加了10.4%。然后是施磷肥處理，比對(duì)照增加了4.5%?？v徑的增長規(guī)律與橫徑基本一致。結(jié)果顯示，施肥能夠促進(jìn)紅棗棗果發(fā)育，提供了棗果發(fā)育需要的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝物質(zhì)，施氮肥可以增加梨棗果實(shí)體積。

圖1 不同施肥處理下新枝增長量Fig．1 Increased amount of new branches under different fertilization treatments

表1 不同施肥處理下棗果徑的增長變化Table 1 Change of pear-jujube fruit diameter under different fertilization treatments

2.2 施肥對(duì)山地梨棗產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

2.2.1 施肥對(duì)山地梨棗產(chǎn)量的影響 從圖2看出，滴灌條件下施肥對(duì)梨棗產(chǎn)量的影響，施肥各處理產(chǎn)量均高于對(duì)照，其中磷肥處理梨棗產(chǎn)量最高，達(dá)到33210 kg/hm2，氮肥次之，鉀肥無顯著差異。

2.2.2 施肥對(duì)梨棗品質(zhì)的影響 評(píng)價(jià)紅棗果實(shí)品質(zhì)，把硬度，水分，可溶性固形物，總糖，可滴定酸的含量作為重要指標(biāo)。從表2中可以看出，施肥在不同程度上提高梨棗果實(shí)的品質(zhì)。施磷肥降低棗果的硬度，施氮肥提高棗果的水分含量，施磷肥增加棗果中可溶性固形物含量，降低棗果中酸的含量，施鉀肥可以提高棗果中的總糖含量，施鉀肥可以提高棗果中的糖酸比。

2.3 各處理山地梨棗葉片主要營養(yǎng)元素含量的動(dòng)態(tài)的變化

2.3.1 各處理梨棗葉片氮磷鉀含量動(dòng)態(tài)的變化

圖2 不同施肥處理下梨棗的產(chǎn)量Fig．2 The yields of pear-jujube under different fertilization treatments

結(jié)果如圖3所示，梨棗葉片全N含量表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，前期葉片含量高，隨著棗果發(fā)育，含量逐漸降低，在果實(shí)成熟期，N含量快速減低。不同施肥處理葉片全N含量在發(fā)芽—開花期差異較大，施用氮肥明顯增加葉片全氮含量;施用磷肥也能夠提高葉片的氮素含量，這與氮磷耦合作用有關(guān)，施用磷肥刺激根系對(duì)氮的吸收;施用鉀肥葉片對(duì)氮素含量影響不明顯。 在7月21日之前，施氮肥和施磷肥的N含量處于較高水平，施鉀肥處理和CK處理則處于較低水平。從7月6日開始，隨著棗果生長，葉片中的N素向棗果轉(zhuǎn)移，葉片N含量迅速減少，直到果實(shí)膨大期。在梨棗葉片前期施氮、磷肥能夠提高葉片N素含量，施鉀肥作用不明顯。在中后期，葉片中的N含量相對(duì)穩(wěn)定。在9月中下旬，棗果需N增多，葉片中的N含量明顯下降，葉片N素含量變化最明顯的時(shí)期在棗樹開花期，即7月21日之前，這一時(shí)期的葉片N素含量可作為診斷紅棗N素營養(yǎng)的敏感期。

梨棗葉片全P含量隨著紅棗生長呈先降低后升高再降低的“S”型變化趨勢(圖3)。不同施肥處理的葉片P素含量變化趨勢相近，即均以7月初期P含量較高，之后下降，到8月上旬最低，之后又有一個(gè)緩慢上升再降低的趨勢。施用磷肥有助于新葉形成，但對(duì)葉片P素含量影響不明顯。施用鉀肥在梨棗生長前期有利于梨棗葉片P素的吸收，隨后影響減少，其機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。

表2 不同施肥處理下梨棗果實(shí)品質(zhì)Table 2 The fruit quality of pear-jujube under different fertilization treatments

梨棗葉片全K含量隨著紅棗生長呈不斷降低的趨勢(圖3)。施鉀肥葉片K素含量高于其他處理，施用氮、磷對(duì)葉片K含量沒有明顯影響。葉片中K素含量在果實(shí)發(fā)育期(7月中下旬到8月底)下降較快，表明果實(shí)發(fā)育需消耗較多的K素，施用鉀肥有利于梨棗果實(shí)的生長。

圖3 梨棗葉片氮磷鉀養(yǎng)分含量的動(dòng)態(tài)變化Fig．3 Dynamics of N，P and K content in leaves of the pear-jujube

2.3.2 各處理梨棗葉片鈣鎂含量的動(dòng)態(tài)變化 結(jié)果如圖4所示，梨棗葉片Ca含量隨著紅棗生長處于不斷增加的趨勢。開花—坐果期，施用鉀肥增加了梨棗葉片鈣含量，施用磷肥降低了梨棗葉片Ca含量。而在果實(shí)膨大期，施肥處理的梨棗葉片Ca含量都低于對(duì)照，其中施氮肥的處理最明顯，這可能與施用N肥促進(jìn)了葉片生長，導(dǎo)致葉片中Ca含量的下降，與圖1中施用氮肥明顯增加了紅棗新梢長度結(jié)果相一致。

梨棗葉片Mg含量隨著紅棗生長呈先增加又降低的拋物形變化趨勢(圖4)。不同處理的梨棗葉片中Mg含量變化差異明顯。施用氮、磷、鉀肥都不同程度地提高梨棗葉片Mg含量，以施氮肥處理最為明顯，其次是施用磷肥處理。

圖4 梨棗葉片鈣鎂含量的動(dòng)態(tài)變化Fig．4 Dynamics of Ca and Mg content in leaves of the pear-jujube

2.3.3 各處理梨棗葉片鐵錳鋅含量的動(dòng)態(tài)變化

從圖5可看出，梨棗葉片F(xiàn)e含量隨著紅棗生長呈不斷增加的趨勢。施肥對(duì)葉片F(xiàn)e含量有影響，但是影響較小，可能影響較為復(fù)雜。施用磷肥和鉀肥均增加了梨棗葉片F(xiàn)e含量，施用氮肥在梨棗生長后期降低了梨棗葉片的Fe含量，因?yàn)槭┯玫蚀龠M(jìn)了梨棗葉片的生長，對(duì)梨棗葉片的Fe含量有稀釋作用。所以，施用氮肥要防止棗樹出現(xiàn)缺Fe現(xiàn)象。

梨棗葉片Mn含量隨著紅棗生長處于增加的趨勢(圖5)。施磷對(duì)葉片Mn含量有明顯的影響，施氮肥對(duì)Mn含量的影響規(guī)律性不強(qiáng);施用磷肥提高了葉片Mn含量，在梨棗果實(shí)膨大期提高M(jìn)n含量特別明顯，是施氮磷鉀肥對(duì)Mn含量的影響最大。在紅棗生長前期，Mn含量較高，對(duì)促進(jìn)葉片內(nèi)葉綠素形成、提高光合速率有作用。生長后期葉內(nèi)較高的錳含量還可促進(jìn)葉綠素更新、糖分積累、蛋白質(zhì)合成，提高樹體的貯藏養(yǎng)分。

梨棗葉片Zn含量在梨棗生長周期中是相對(duì)穩(wěn)定且緩慢下降的過程(圖5)，施磷、鉀肥處理梨棗葉片內(nèi)Zn含量在開花坐果期開始下降，說明在該時(shí)期施磷、鉀肥促進(jìn)了梨棗對(duì)葉面中Zn的吸收。所有處理在果實(shí)膨大期均出現(xiàn)小幅上升趨勢，之后均呈現(xiàn)出下降趨勢，以施氮肥葉片中 Zn含量下降最為顯著。

圖5 梨棗葉片鐵錳鋅含量的動(dòng)態(tài)變化Fig．5 Dynamics of Fe，Mn and Zn content in leaves of the pear-jujube

2.4 梨棗葉片不同營養(yǎng)元素間的相關(guān)性分析

梨棗葉片8種不同營養(yǎng)元素間都表現(xiàn)出不同程度的相關(guān)性(表3)。葉片N與葉片P、K、Zn含量呈正相關(guān)，葉片N與P、K達(dá)到極顯著相關(guān)，葉片N與葉片Ca、Mg、Fe、Mn含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。葉片P與K呈顯著正相關(guān)，葉片P與Ca、Fe、Mn呈極顯著負(fù)相關(guān)。葉片K與Zn呈顯著正相關(guān)，葉片K與Ca、Fe、Mn呈極顯著負(fù)相關(guān)。施肥不僅影響自身養(yǎng)分含量變化，也同時(shí)影響其他元素的吸收，梨棗葉片營養(yǎng)元素之間的平衡是診斷棗樹營養(yǎng)并調(diào)控的重要理論。

葉片Ca與 Mg、Fe，Mn呈極顯著正相關(guān)，與Zn相關(guān)性不顯著。Mg與Fe、Mn呈顯著正相關(guān)，與Zn相關(guān)性不顯著。Fe與Mn、Zn呈極顯著正相關(guān)。Mn與 Zn相關(guān)性不明顯。N、P、K、Zn 及 Ca、Mg、Fe、Mn之間分別呈正相關(guān)，而 N、P、K 與 Ca、Mg、Fe、Mn 之間呈負(fù)相關(guān)，山地梨棗葉片礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收與積累相互間存在一種協(xié)同與拮抗的代謝關(guān)系，施用N、P、K肥要重視元素的平衡關(guān)系。

表3 梨棗葉片不同營養(yǎng)元素的相關(guān)性Table 3 The correlation between the different elements in leaves of the pear-jujube

3 討論與結(jié)論

養(yǎng)分是植物生長的主要因素，也是可以調(diào)控的重要技術(shù)措施之一［13］，對(duì)提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)有著極其重要的作用。本研究在滴灌條件下，設(shè)置不同的施肥處理，研究了梨棗生長過程中梨棗葉片營養(yǎng)元素的動(dòng)態(tài)變化以及施肥對(duì)葉片營養(yǎng)動(dòng)態(tài)變化的影響，為梨棗養(yǎng)分調(diào)控與養(yǎng)分診斷提高理論依據(jù)，基于試驗(yàn)結(jié)果及分析得出以下結(jié)論：

1)梨棗葉片的營養(yǎng)元素含量隨紅棗生長的變化而呈現(xiàn)有規(guī)律的變化。梨棗展葉開花期葉片N、P、K、Zn含量很高，自果實(shí)膨大期開始呈現(xiàn)下降趨勢。梨棗展葉開花期葉片Ca、Fe、Mn含量很低，坐果期—果實(shí)膨大期明顯上高。梨棗展葉開花期葉片Mg含量低，隨后坐果期—果實(shí)膨大增加，到果實(shí)成熟—落葉前期又下降，開花—坐果期(7月6日至7月21日)是棗樹營養(yǎng)調(diào)控與診斷的適宜時(shí)期。

2)施肥對(duì)梨棗前期的營養(yǎng)含量影響最明顯，隨著梨棗生長過程氮、磷、鉀養(yǎng)分向果實(shí)的運(yùn)輸，葉片養(yǎng)分減少，施用氮、磷、鉀肥對(duì)葉片養(yǎng)分提高主要是在梨棗開花—棗果坐果期。施用氮磷鉀對(duì)梨棗葉片Ca、Mg、Fe、Mn、Zn 有不同程度的影響，施氮、磷肥葉片Ca含量均呈逐漸升高的趨勢;施氮肥明顯提高了Mg含量;施磷和鉀肥提高了葉片的Fe含量，施用磷肥提高了葉片Mn含量;施氮葉片Zn含量在梨棗果實(shí)成熟期處于下降的趨勢。

3)施用氮肥對(duì)果徑的增長影響明顯;施磷肥對(duì)棗樹產(chǎn)量影響明顯，并與生長期的坐花坐果及后期的落花落果有關(guān);施鉀肥對(duì)提高棗果品質(zhì)影響較大。

4)梨棗期葉片N、P、K含量之間均呈顯著正相關(guān)，其中N、P之間的關(guān)系最密切。山地梨棗生長期葉片中Ca、Mg、Fe和Mn之間均為正相關(guān)。Zn與其他元素之間無相關(guān)性，與 Ca呈負(fù)相關(guān)，與 Fe正相關(guān)。

在植物生長期間，要綜合土壤性質(zhì)和植物葉片元素間平衡關(guān)系，實(shí)現(xiàn)更大的提質(zhì)增效作用［5，10，21，22］，棗樹樹體內(nèi)較高的營養(yǎng)水平，保證棗樹正常的花芽分化和開花結(jié)果，對(duì)樹體的抗逆性，提高梨棗樹產(chǎn)量和品質(zhì)也有重要作用。但是植物葉片元素含量與梨棗產(chǎn)量和品質(zhì)之間的關(guān)系，還有待于進(jìn)一步研究。在梨棗果實(shí)成熟期(9月初至10月初)，N、P、K素都是迅速下降，除了養(yǎng)分供應(yīng)果實(shí)需求外，還有養(yǎng)分再吸收［23］，有關(guān)紅棗的養(yǎng)分再吸收還需要有進(jìn)步研究。

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