不同施肥方式對桑樹光合特性及產(chǎn)葉量的影響

于 翠 范 錦 鄧 文 李 勇 熊 超 葉楚華 胡興明 杜 寒

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，湖北武漢 430064）

不同施肥方式對桑樹光合特性及產(chǎn)葉量的影響

于 翠 范 錦 鄧 文 李 勇 熊 超 葉楚華 胡興明 杜 寒

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所，湖北武漢 430064）

為探求桑樹高效施肥技術(shù)，研究了每667 m2桑園全年施用有機—無機桑樹專用復(fù)混肥200 kg時，4種施肥方式，即1次雙側(cè)溝施、2次單側(cè)溝施、1次穴施、2次穴施對桑樹葉片光合參數(shù)、產(chǎn)葉量、品質(zhì)等的影響。結(jié)果顯示，1次雙側(cè)溝施的施肥方式，桑樹葉片凈光合速率（Pn）、1，5-二磷酸核酮糖（RUBP）最大再生速率、產(chǎn)葉量、相對葉綠素含量（SPAD）、全糖含量等均顯著高于2次單側(cè)溝施、2次穴施和1次穴施的施肥方式，但光合能力、羧化效率、表觀量子效率、蛋白質(zhì)含量與其它施肥方式相比差異不明顯（P＜0.05），表明全年1次雙側(cè)溝施有機—無機桑樹專用復(fù)混肥，可提高桑樹光合效率和產(chǎn)葉量，并能達到省工、省時的效果。

桑樹；施肥方式；雙測溝施；單測溝施；穴施；光合特性；產(chǎn)葉量

施肥方式是影響肥料使用效果的主要因素之一，探討不同施肥方式對桑樹生長的影響，對于提高肥料利用率、節(jié)約成本、促進桑樹高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)、提高生態(tài)效益具有重要的意義。關(guān)于施肥方式的研究已取得一些進展，焦蕊等［1］以紅富士蘋果為試驗材料研究表明，單從提高果實品質(zhì)而言，以溝施肥料效果最好，撒施效果次之。范藝寬等［2］試驗表明，追肥灌注處理的烤煙葉綠素含量最高，追肥穴施處理高于追肥側(cè)條施。王允喜等［3］對山楂和桃樹施肥試驗表明，穴施不僅能使有限的肥水得到最大程度的利用，并能促進果樹的生長，增加產(chǎn)量，尤其對幼齡果樹效果更好。付倩雯等［4］認為，采用輻射狀施肥的方式，棗樹的光能利用率較強，能明顯增加棗果產(chǎn)量和改善果實品質(zhì)，適宜在棗樹高效栽培技術(shù)中優(yōu)先推薦。

蠶桑生產(chǎn)中桑樹施肥主要有溝施、穴施、環(huán)狀施肥、撒施等方式，有關(guān)施肥對桑樹光合特性影響的研究已有報道，但主要是針對施肥種類及施肥配比方面的研究［5-9］，而對不同施肥方式對桑樹光合特性的影響未見研究報道。栽桑養(yǎng)蠶一年需要多次采葉，帶走大量的營養(yǎng)物質(zhì)，需要多次施肥補充土壤的養(yǎng)分，桑園管理勞動力成本高，而氮肥的大量撒施，造成桑園土壤的營養(yǎng)元素不均衡，肥料的利用率下降，桑葉產(chǎn)量低、質(zhì)量差［10-11］。為緩解農(nóng)村勞動力緊缺的壓力，降低生產(chǎn)成本，維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，桑園輕簡化合理施肥是未來發(fā)展的方向。為探求桑樹優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的施肥方式提供理論依據(jù)，我們研究了4種不同施肥方式對桑樹生長和光合特性的影響?，F(xiàn)將有關(guān)情況報告如下，供同仁參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試桑樹品種：農(nóng)桑14號，于2011年3月24日栽植于湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所桑樹種質(zhì)資源圃，每667 m2栽植980株，株行距為0.4 m× 1.7 m，低干樹型養(yǎng)成。

施肥品種：有機—無機桑樹專用復(fù)混肥（以下簡稱復(fù)混肥），是根據(jù)桑園土壤特點及桑樹對養(yǎng)分的基本需求研制而成的，由湖北有機生物肥料有限責(zé)任公司生產(chǎn)，其中N、P2O5、K2O的比例為15∶4∶6，有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為20%。

主要儀器：LI-6400型便攜式光合作用測定系統(tǒng)，美國LI-COR公司生產(chǎn)；SPAD-502便攜式手持葉綠素測定儀，日本美能達有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)置與施肥方法 桑園施肥方式設(shè)2次單側(cè)溝施（FG）、1次雙側(cè)溝施（QG）、2次穴施（FX）和1次穴施（QX）4個處理區(qū)，每個小區(qū)面積66.7 m2，3次重復(fù)，試驗區(qū)隨機排列。每667 m2桑園全年施復(fù)混肥200 kg，1次性施肥的在3月15日進行，施入復(fù)混肥20 kg／區(qū)；全年分2次施肥的春季在3月15日施復(fù)混肥8 kg／區(qū)，夏伐后在6月4日施復(fù)混肥12 kg／區(qū)。2011—2014年連續(xù)3年，按4種施肥方式進行施肥，試驗期間不另行施肥與翻耕，統(tǒng)一進行桑園管理。

施肥方法：單側(cè)溝施是用旋耕機在桑樹一側(cè)50 cm處開溝，施肥后旋耕覆土；雙側(cè)溝施是用旋耕機在桑樹兩側(cè)50 cm處開溝，施肥后旋耕覆土；穴施是在2株桑樹中間挖深20 cm的穴，施肥后覆土。

1.2.2 桑葉凈光合速率的測定 每個處理區(qū)選擇3株長勢一致的桑樹，再從3株桑樹中選擇5根光照良好的頂部新梢，測定每個新梢的第7位葉片的凈光合速率，分別于2013年5月16日、9月16日，2014年5月23日、9月13日9：30—11：30，用LI-6400型便攜式光合作用測定系統(tǒng)進行測定。測定條件：環(huán)境溫度28.9～30.3℃，光照強度1 000μmol／（m2·s），大氣CO2濃度（Ca）400μmol／mol，相對濕度76%～80%。相同施肥處理區(qū)重復(fù)測定5片桑葉，同一時段不同施肥處理區(qū)葉片按一定的次序輪換測定，以消除由于測試時間的不同而帶來的誤差，最后求平均值。

1.2.3 桑葉氣體交換參數(shù)日變化的測定 測定桑樹的葉位和方法同1.2.2。于2013年8月13日6：00—18：00，每隔2 h測定1次，采用LI-6400型便攜式光合作用測定系統(tǒng)，進行凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）的日變化測定。

1.2.4 桑葉光合生理參數(shù)的測定 測定桑樹的葉位和方法同1.2.2。于2013年9月14日用LI-6400型便攜式光合作用測定系統(tǒng)，測定凈光合速率（Pn）-光合有效輻射（PAR）響應(yīng)曲線、凈光合速率（Pn）-胞間CO2濃度（Ci）響應(yīng)曲線。用直線回歸求得Pn-PAR響應(yīng)曲線的初始斜率d Pn／d PAR，即為表觀量子效率。用直線回歸求得Pn-Ci響應(yīng)曲線的初始斜率d Pn／d Ci，即為羧化效率。以胞間CO2濃度飽和時的凈光合速率為1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）最大再生速率；以沒有氣孔限制時的同化速率（即胞間CO2濃度為350μmol／mol的凈光合速率）代表光合能力。

1.2.5 桑葉相對葉綠素含量的測定 測定桑樹的葉位和方法同1.2.2。2013年（5月16日、9月16日）和2014年（5月23日、9月13日）在測定凈光合速率的同時，采用日本美能達有限公司生產(chǎn)的SPAD-502便攜式手持葉綠素儀，活體測定桑葉的相對葉綠素含量（SPAD）。

1.2.6 不同季節(jié)桑葉全糖和蛋白質(zhì)含量的測定 桑樹葉位的選擇同1.2.2。2013年4月27日（春季）、9月18日（秋季），2014年4月23日（春季）、9月11日（秋季），采用蒽酮比色法［12］測定桑葉全糖含量，采用凱氏定氮法［13］測定桑葉蛋白質(zhì)含量。

1.2.7 桑樹產(chǎn)葉量和公斤葉片數(shù)調(diào)查 分別于2013年的春季（5月21日）、秋季（8月29日）及2014年的秋季（9月11日）進行桑樹產(chǎn)葉量和公斤葉片數(shù)的調(diào)查，每個施肥處理區(qū)調(diào)查5株桑樹，4次重復(fù)（2014年春季因試驗區(qū)桑葉被養(yǎng)蠶工人采摘，所以缺少春季產(chǎn)葉量數(shù)據(jù)）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析（LSD法），用Excel軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方式對桑葉氣體交換參數(shù)日變化的影響

從圖1-A看不同施肥方式桑葉凈光合速率日變化均呈單峰曲線，但峰值出現(xiàn)的時間不同。2次穴施和1次穴施處理凈光合速率在12：00時達峰值，而2次單側(cè)溝施和1次雙側(cè)溝施處理凈光合速率在14：00時達峰值。各處理葉片氣孔導(dǎo)度（圖1-B）和胞間CO2濃度（圖1-C）總體來說均呈逐漸下降的趨勢，且于18：00左右時降至最低值。1次雙側(cè)溝施、1次穴施及2次單側(cè)溝施處理區(qū)的蒸騰速率在14：00時達最大值，之后呈下降趨勢（圖1-D）。處理間比較而言，不同施肥處理區(qū)桑葉凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率差異不顯著。溝施和穴施凈光合速率峰值出現(xiàn)的時間不同，可能是與測定的時間間隔及施肥方式不同有關(guān)。

圖1 不同施肥方式對桑葉氣體交換參數(shù)日變化的影響（2013－08－13）

2.2 不同施肥方式對桑葉光合生理參數(shù)的影響

從不同施肥方式對桑葉光合生理參數(shù)的影響（表1）可以看出，4種不同施肥方式桑葉的表觀量子效率、羧化效率、光合能力差異不顯著，但RUBP最大再生速率1次雙側(cè)溝施［46.70±2.36μmol／（m2·s）］處理區(qū)高于其他施肥處理區(qū)，且與2次單側(cè)溝施、2次穴施處理間差異達到顯著水平（P＜0.05），說明全年1次雙側(cè)溝施的施肥方式與其他施肥方式相比桑樹葉片同化CO2的能力有增加的趨勢。

表1 不同施肥方式對桑葉光合生理參數(shù)的影響（2013－09－14）

2.3 不同施肥方式對桑葉凈光合速率的影響

2013年和2014年秋季（9月16日和9月13日）桑葉的凈光合速率均高于春季（5月16日和5月23日）（圖2）。2013年5月16日各處理凈光合速率差異不顯著，2013年9月16日1次雙側(cè)溝施處理區(qū)的桑葉凈光合速率高于其他處理區(qū)，且差異達顯著水平（P＜0.05）。2014年5月23日和9月13日，1次雙側(cè)溝施處理區(qū)的桑葉凈光合速率均高?速率與2次穴施處理區(qū)見差異達顯著水平 （P＜0.05）

圖2 不同施肥方式對桑葉凈光合速率的影響

2.4 不同施肥方式對桑葉相對葉綠素含量的影響

從不同施肥方式對桑葉相對葉綠素含量的影響（圖3）可以看出，2013和2014年各測定日期1次雙側(cè)溝施和1次穴施處理區(qū)的桑葉相對葉綠素含量，均高于2次單側(cè)溝施和2次穴施處理區(qū)；2013年5月16日和9月16日1次雙側(cè)溝施和1次穴施處理區(qū)與2次單側(cè)溝施和2次穴施處理區(qū)的相對葉綠素含量差異，均達顯著水平（P＜0.05）；2014年5月23日和9月13日1次雙側(cè)溝施、1次穴施和2次穴施處理區(qū)間相對葉綠素含量差異不顯著，但與2次單側(cè)溝施處理區(qū)的差異均達顯著水平（P＜0.05）。

圖3 不同施肥方式對桑葉相對葉綠素含量的影響

2.5 不同施肥方式對不同季節(jié)桑葉全糖和蛋白質(zhì)含量的影響

2013年和2014年，不同季節(jié)均是1次雙側(cè)溝施處理區(qū)的桑葉全糖含量高于其他施肥處理區(qū)，且與2次單側(cè)溝施和2次穴施處理區(qū)相比，差異達顯著水平（P＜0.05）；不同季節(jié)相比，秋季各處理區(qū)的桑葉全糖含量高于春季（圖4-A）。2013年，不同季節(jié)均是1次雙側(cè)溝施處理區(qū)的桑葉蛋白質(zhì)含量高于其他處理區(qū)，2014年不同季節(jié)均是1次穴施處理區(qū)的桑葉蛋白質(zhì)含量高于其他處理區(qū)，但處理區(qū)間差異不顯著（P＜0.05）；不同季節(jié)相比，秋季桑葉蛋白質(zhì)含量低于春季（圖4-B）。

圖4 不同施肥方式對不同季節(jié)桑葉全糖（A）和蛋白質(zhì)含量（B）的影響

2.6 不同施肥方式對桑樹產(chǎn)葉量和公斤葉片數(shù)的影響

2013年春季（5月21日）不同施肥處理區(qū)的產(chǎn)葉量和公斤葉片數(shù)差異不顯著，秋季（8月29日）各施肥處理區(qū)的桑樹產(chǎn)葉量，1次雙側(cè)溝施（1 000 g／株＞1次穴施（886 g／株）＞2次單側(cè)溝施（802 g／株）＞2次穴施（776 g／株）（圖5-A），且1次雙側(cè)溝施與2次單側(cè)溝施、2次穴施處理區(qū)間差異達顯著水平（P＜0.05）。2014年秋季（9月11日）各施肥處理區(qū)的桑樹產(chǎn)葉量，1次雙側(cè)溝施（1 441 g／株）＞1次穴施（1 376 g／株）＞2次單側(cè)溝施（1 298 g／株）＞2次穴施（1 200 g／株），且1次雙側(cè)溝施與2次穴施處理區(qū)間差異達顯著水平（P＜0.05）。2013年和2014年秋季1次雙側(cè)溝施處理桑樹公斤葉片數(shù)少于其他施肥處理區(qū)（圖5-B）。從初步試驗結(jié)果來看，1次雙側(cè)溝施桑樹產(chǎn)葉量有高于其他施肥處理的趨勢。

圖5 不同施肥方式對桑樹產(chǎn)葉量（A）和公斤葉片數(shù)（B）的影響

3 小結(jié)與討論

施肥可以提供桑樹不同生長階段所需要的各種營養(yǎng)，并且提高土壤肥力，從而促進桑樹的生長。本研究表明，在同等條件下，1次雙側(cè)溝施的凈光合速率、RUBP最大再生速率、相對葉綠素含量、全糖含量及產(chǎn)葉量均顯著高于其他施肥方式。分析葉片凈光合速率提高的原因，除葉綠素含量增加外，主要是雙側(cè)溝施的施肥方式能改善土壤結(jié)構(gòu)，為桑樹生長創(chuàng)造良好的土壤肥力條件，從而提高了桑樹對養(yǎng)分的吸收效率，改善了桑樹葉片的光合性能，提高了產(chǎn)葉量。雙測溝施將等量的肥料均勻分散在桑樹兩側(cè)，在空間上形成了一種“分散相對集中，集中相對分散”的分布優(yōu)勢，充分滿足根系所接觸空間的養(yǎng)分供給［14］，使根系分布的更廣，吸收根的數(shù)量增多，從而更高效地利用土壤中的水肥［4］。另外，肥料通過機械開溝旋耕施入后，土壤被打碎，可以增強土壤對養(yǎng)分中化學(xué)離子的吸附作用，特別是對銨離子的吸附，減少硝化作用和反硝化作用造成的氮素損失［15］，還可以減少肥料與空氣的接觸面，降低氨的揮發(fā)，使肥效緩、穩(wěn)、長。此外，本復(fù)混肥是采用造粒工藝制成，在土壤中具有緩釋效果，既能促進桑樹前期快速生長，又能為后期生長奠定基礎(chǔ)。

綜上所述，1次雙側(cè)溝施復(fù)混肥不僅能提高光合效率、增加桑葉產(chǎn)量、改善桑葉品質(zhì)；而且相比較而言，還具有省工、省時的效果，值得推薦。

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S888.5

A

1007-0982（2015）03-0019-05

2015-04-22；接受日期:2015-06-24

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（編號CARS-22）。

于翠（1980—），女，黑龍江大慶，博士，副研究員。Tel：027-87106003，E?mail：mrsyu888＠hotmail.com

胡興明，研究員，碩士生導(dǎo)師。Tel：027-87380366，E?mail：hxm＠hbaas.com