水肥耦合對南疆滴灌核桃樹生長指標和產(chǎn)量的影響

王忠任，趙經(jīng)華，付秋萍，馬英杰

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，烏魯木齊 830052)

0 引 言

水肥是農(nóng)業(yè)的兩大影響因素，是可以人為調(diào)控的因素；水和肥對果樹的影響不是孤立的，而是相互作用、相互影響的[1]。核桃樹為多年生果樹，對養(yǎng)分需求量大，氮磷鉀肥要配合施用[2]；在果樹生育初期，如果果樹從土壤中吸收的養(yǎng)分不充足，就會影響果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)。我國很多學(xué)者對新疆四種特色果樹(香梨、蘋果、核桃、紅棗)的施肥效應(yīng)做了大量的研究[3-7]。王治國[8]等研究表明：根滲灌條件下，增加施肥量和追肥量均可提高核桃的坐果率和產(chǎn)量；程福厚[9]等的研究表明：灌水量和補充施鉀量是影響核桃出仁率的關(guān)鍵因子；核桃年純養(yǎng)分吸收量為907 g，氮磷鉀比例為1∶0.2∶1。通過對不同水肥處理下核桃樹生長、產(chǎn)量及核桃品質(zhì)分析，確定核桃適宜的水肥制度，為滴灌核桃施肥模式提供參考。

1 試驗區(qū)概況與試驗方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗于2014年6—9月在阿克蘇地區(qū)溫宿縣紅旗坡新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林果實驗基地內(nèi)進行(東經(jīng)79°03′～82°07′，北緯40°15′～42°31′)。溫宿縣地處天山南麓，塔里木盆地邊緣，地勢北高南低，由西北向東南傾斜。該地區(qū)屬于典型的溫帶干旱氣候，日照時間長，年日照時數(shù)2 800～3 831 h；晝夜溫差大，極端最高氣溫40.9 ℃，極端最低氣溫-27.4 ℃，年平均氣溫11.2 ℃；平均濕度為56%。年平均降水量63 mm，年蒸發(fā)量2 500 mm。試驗地地勢平緩，土壤為壤土，地下水埋深6 m以上。

1.2 試驗設(shè)計

采用供試作物為7年核桃樹，種植規(guī)格2 m×3 m。選一平整均勻度較好地塊，核桃長勢一致，試驗主要考慮灌水量和施肥量兩個因素，灌水定額設(shè)定3個梯度(225，300，375 m3/hm2)， 3次重復(fù)(3棵樹)；施肥設(shè)定3個梯度：(常規(guī)施肥量、常規(guī)施肥量0.5倍、常規(guī)施肥量一倍)3次重復(fù)，隨機排列，共計27棵樹(H-H高水高肥、H-M高水中肥、H-L高水低肥；M∶H中水高肥、M-M中水中肥、M-L中水低肥、L-H低水高肥、L-M低水中肥、L-L低水低肥)。整個試驗都是在水分監(jiān)測條件下進行滴灌，肥料隨水滴施。滴灌管采用補償式滴灌管，滴頭間距0.5 m，滴頭流量3.75 L/h；每行樹布置兩條滴灌管，兩條滴灌管分別位于樹行兩側(cè)，距樹0.5m。基礎(chǔ)土樣0～40 cm土層養(yǎng)分狀況和水肥試驗方案見表1、表2、表3。

表1 0～20 cm土層土壤養(yǎng)分狀況

表2 核桃微灌水分高效利用試驗設(shè)計

表3 核桃肥料方案

1.3 測定項目及方法

(1)葉綠素：葉綠素采用手持式葉綠素指數(shù)儀進行測定，每個處理選擇3棵樣樹，在樹體的東、西、南、北4個方向上各選擇1片固定葉片，進行葉綠素的測定，將測定的這三棵樹12個葉片的葉綠素值進行平均，得到該處理的葉綠素值。

(2)果實體積：果實體積的測定自座果后開始，在樣樹東南西北4個方向各選取一個果實，每個處理3次重復(fù)，共12個果實，對選定果實進行編號標記，用電子游標卡尺測量其縱徑a與橫徑b。將所測得的縱徑、橫徑分別求平均即為此處理果實的縱橫徑。體積計算按橢球形計算公式計算。

(3)產(chǎn)量和品質(zhì)：核桃成熟后，每個處理隨機選取三棵樣樹，數(shù)出果實個數(shù)，測定每棵樣樹的產(chǎn)量，并折算成畝產(chǎn)，每個處理并取出100顆核桃，去掉青皮測定單果重及果實品質(zhì)(蛋白質(zhì)和脂肪等)。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 不同水肥耦合對核桃生長指標的影響

2.1.1 不同水肥耦合對核桃葉綠素的影響(SPAD值)

葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，同時葉綠素含量的多少與植物的光合作用有密切關(guān)系，葉綠素含量高，葉片的生理活性高，促進光合作用，葉綠素含量低則造成葉片衰老，光合作用也隨之降低，光合作用的降低就會對有機物的累積產(chǎn)生影響。

圖1 核桃樹葉綠素變化

由圖1可以看出，核桃生育期內(nèi)葉綠素變化大致呈單峰變化，核桃樹葉綠素變化基本一致，都呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。在灌水量相同的條件下，隨著肥料施入量增大，葉片SPAD值的含量呈現(xiàn)單峰變化即：先增大后減小。說明中肥處理有利于葉片光合作用，而過度施用肥料反而不利于葉片進行光合作用，在同一個施處理下，增加灌水量葉片的SPAD值的變化呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，低水低肥處理葉片葉綠素含量提前減小，說明在水分和肥料供應(yīng)都不適宜的條件下，樹體光合作用受到抑制。綜上，當核桃樹體在一個適宜的水肥環(huán)境下，不論是再增加水或者增加肥，都不利于樹體進行光合作用，光合作用受到抑制，進而影響產(chǎn)量。

2.1.2 不同水肥處理對核桃果實體積的影響

不同肥料處理下核桃果實體積變化規(guī)律如圖2所示。由圖可知，不同水肥處理果實體積均表現(xiàn)相一致的增長規(guī)律。果實體積發(fā)育大致分兩個時期，為果實迅速膨大期和緩慢增長期。從坐果到6月上旬為果實迅速膨大期，這一時期是核桃果實體積發(fā)育快速膨大期，樹體光合作用產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)，向果實轉(zhuǎn)移，促使果實增大膨脹，是核桃產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時期；果實緩慢增長期為6月中旬以后，核桃果實進入緩慢增長期至果實成熟。在這時期內(nèi)，果實增長較緩慢。果實迅速膨大期積累的營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)換，促使核仁發(fā)生生理變化，是提高核桃果實品質(zhì)和商品率的重要時期。相同滴灌處理條件下，不同肥料處理對果實體積影響程度的大小為：中肥>高肥>低肥，果實進入膨大期和灌漿期后，增長速率有所減緩。灌漿期后(7月6號)果實體積基本趨于穩(wěn)定。核桃果實體積最大發(fā)生在M-M處理，最大體積為55.78 cm3；L-L處理核桃體積最小，最小體積為44.34 cm3。L-L處理由于水肥條件嚴重虧缺，所以其果實增長速度在5月27日之后就變得緩慢。

圖2 核桃果實體積變化規(guī)律

2.2 不同水肥處理對核桃產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.2.1 不同水肥處理對核桃產(chǎn)量的影響

由表4可以看出不同的水肥梯度設(shè)置對核桃干重、個數(shù)和產(chǎn)量均產(chǎn)生了一定的影響，核桃產(chǎn)量最大出現(xiàn)在H-H處理，最大產(chǎn)量為2 898.75 kg/hm2，最小產(chǎn)量出現(xiàn)在L-L處理，最小產(chǎn)量為1 784.25 kg/hm2；不同施肥梯度對核桃單株個數(shù)也產(chǎn)生了一定的影響，核桃單株個數(shù)隨著灌水量和施肥量的增加而增大。單株個數(shù)最大值出現(xiàn)在H-H處理，最大值為165 個/株，最小值出現(xiàn)在L-L處理，最小值為87 個/株；核桃干重最大值出現(xiàn)在M-M處理，最大單果重為13.69 g/個，最小單果重出現(xiàn)在L-L處理，最小值為10.55 g/個；核桃出仁率隨著灌水和施肥量的增加而增大，根據(jù)核桃堅果質(zhì)量分級指標，出仁率>53%的核桃堅果從物理指標上可達到特級果標準，各處理核桃出仁率指標均達到此標準[10]。

表4 不同水肥處理下核桃產(chǎn)量

2.2.2 不同水肥耦合對核桃品質(zhì)的影響

由圖3和圖4可以看出，核桃果實蛋白質(zhì)和脂肪的含量均呈現(xiàn)雙峰變化趨勢，蛋白質(zhì)含量分別為M-M含量最高；即隨著水肥的增加，果實品質(zhì)也隨著相應(yīng)的增加，但超過一定用量后，品質(zhì)反而降低，說明施肥可以改善核桃品質(zhì)，但如果肥料施入過多反而不利于提高核桃的品質(zhì)和商品率。

圖3 不同水肥處理下核桃蛋白質(zhì)含量

圖4 不同水肥處理下核桃脂肪含量

根據(jù)核桃堅果質(zhì)量分級指標 ，蛋白質(zhì)含量>14%、脂肪含量>65%的核桃堅果均可以達到特級果的標準[10]。蛋白質(zhì)的含量在19%～21.2%之間，最大含量出現(xiàn)在M-M處理；脂肪含量在65%～66.8%之間，最大含量出現(xiàn)在M-M處理。各處理的平均脂肪含量、蛋白質(zhì)含量均達到核桃堅果特級別要求。

3 結(jié) 論

(1) 在灌水處理相同的條件下，核桃葉綠素含量隨著施肥量的增加而增大；果實體積在生育期內(nèi)的變化規(guī)律大致為：先迅速膨大，然后膨大速度變緩，進入7月份果實體積增長趨于平緩。

(2) 施肥和灌水可以明顯的改善果實的品質(zhì)和商品率，增加產(chǎn)量；蛋白質(zhì)和脂肪含量都是M-M處理含量最高，高水肥處理較中水肥處理，施肥量增加了一倍，品質(zhì)并沒有提高，說明過量的施肥反而不利于提高果實的品質(zhì)和商品率；高水肥處理較中水肥處理，施肥量增加了一倍，產(chǎn)量提升的不明顯，說明過度施用肥料造成的肥料和水的浪費，不利于節(jié)約水肥。綜上建議選擇中水中肥處理。

[1] 柴仲平. 滴灌條件下紅棗水肥耦合效應(yīng)研究[D].烏魯木齊：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.

[2] 柴仲平,蔣平安,王雪梅,等. 新疆幾種主要特色果樹施肥現(xiàn)狀調(diào)查研究[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2008,(11):231-234.

[3] 冀愛青,朱 超,彭功波,等. 不同早實核桃品種葉片礦質(zhì)元素含量變化及其與產(chǎn)量的關(guān)系[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報,2013,19(5):1 234-1 240.

[4] 洪 明,張 麗,趙經(jīng)華,等. 滴灌施肥條件下核桃樹早衰葉片礦質(zhì)元素含量分析[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2011, 4(29):153-156.

[5] 王新亮,徐 穎,相 昆,等. 核桃氮、磷、鉀營養(yǎng)研究進展[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,45(10):145-148.

[6] 張計峰,梁 智,朱 敏,等. 核桃樹的養(yǎng)分積累、分布及葉綠素含量的變化[J]. 北方果樹,2009,9(5):9-11.

[7] 阿迪力江·艾麥爾,馬英杰,趙經(jīng)華,等.不同微灌灌水技術(shù)對幼齡核桃果實生長發(fā)育,產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究[J]. 節(jié)水灌溉,2014,(6):19-21,25.

[8] 王治國,饒曉娟,劉少杰,等.根滲灌條件下施肥對核桃產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,51(3):449-454.

[9] 程福厚,苑春華,張紀英,等. 施肥和灌水對核桃產(chǎn)量和生長的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報,2012,28(1):269-272.

[10] 鄭 冰,馬英杰,洪 明,等. 軟管灌條件下核桃樹光合作用日變化及果實品質(zhì)初步研究[J]. 節(jié)水灌溉, 2010,(10):8-11,15.