不同施肥方式對棗園土壤及葉片養(yǎng)分含量的影響

付倩雯，宋鋒惠 ，史彥江，，吳正保，馬合木提·阿不來提

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆林科院經(jīng)濟(jì)林研究所，烏魯木齊 830000)

0 引 言

【研究意義】棗為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(ZiziphusMill.)植物，在中國已有3000多年的栽培歷史[1]。全疆紅棗面積達(dá)50×104hm2(750萬畝)，棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展已成為南疆農(nóng)民增收的主要來源。由于新疆多數(shù)棗園田間管理粗放，對傳統(tǒng)施肥方式(溝施、環(huán)狀施肥、輻射狀施肥、撒施、葉片噴肥等)的基礎(chǔ)研究較少。有關(guān)研究報道，不同施肥方式對土壤養(yǎng)分及吸收利用有較大的影響[2-3]。合理的施肥方式是果樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，通過土壤養(yǎng)分分析、葉片養(yǎng)分分析等途徑可對果樹的營養(yǎng)水平進(jìn)行科學(xué)的判斷，對果樹的合理施肥有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近幾十年，通過營養(yǎng)診斷研究來指導(dǎo)果樹施肥，國外進(jìn)展迅速[4-5]。不同施肥方式、施肥量以及肥料類型對有機(jī)質(zhì)、全量氮、磷、鉀以及速效氮、磷、鉀等土壤養(yǎng)分含量有著不同程度的影響。氮、磷、鉀合理配施可以明顯提高棗園土壤養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)含量，而且效果好于氮、磷、鉀肥單施與兩兩配施[6]。范玉貞等[7]研究表明，施入復(fù)合肥與對照相比，可增加河北長嶺小棗土壤養(yǎng)分含量，且隨施肥量的增加而升高，有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量增幅為3.7%～9.61%、20.79%～48.55%，土壤肥力提升顯著。王偉軍等[8]通過杏樹施肥試驗研究表明，施肥可提高葉片和果實的全量養(yǎng)分，滴灌施肥的杏樹葉片濃度比不施肥提高了9.1%?！颈狙芯壳腥朦c】目前新疆地區(qū)關(guān)于果樹施肥研究已有報道，但主要是針對施肥種類及施肥配比方面的研究[9-11]。研究不同的施肥方式對棗園土壤養(yǎng)分和根系吸收利用的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】通過設(shè)置不同的追施肥方式，測定對棗園土壤養(yǎng)分及吸收利用變化的影響。篩選出適宜的施肥方法，為生產(chǎn)上合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

2014年試驗在阿克蘇地區(qū)溫宿縣新疆林科院佳木試驗站進(jìn)行，地理坐標(biāo)為N41"15'，E80"32'，海拔1 103.8 m。以5年生駿棗為研究對象，株行距為1×2 (m)，南北行向，樹勢基本一致，沙壤土，0～20 cm土層的pH 8.6，有機(jī)質(zhì)含量20.16 mg/kg；20～80 cm土層的pH 8.52，有機(jī)質(zhì)含量19 mg/kg。供試肥料氮肥為尿素(N 46%)，磷肥為重過磷酸鈣(P2O546%)，鉀肥為硫酸鉀(K2O 51%)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，4個處理，4個重復(fù)。每個處理設(shè)置3～4行，選取10株代表性固定樣株調(diào)查。分別于2013年花期(5月14日)和初果期(7月15日)施入，花期施肥量：氮肥100 g/株，磷肥150 g/株，鉀肥50 g/株；初果期施肥量為氮肥100 g/株，鉀肥80 g/株。對照不施肥。田間管理保持一致。表1

表1 試驗設(shè)計
Table 1 The design of field experiment

處理Treatment名稱Name操作方法OperationalmethodCK對照不施肥Ⅰ溝施沿樹冠外圍順行開寬25cm、深10cm、長50cm的施肥溝,將肥料與表土混勻填入。Ⅱ穴施于樹冠外圍處,東、西、南、北四個方向分別挖4個直徑10cm、深10cm的施肥穴,將肥料與表土混勻填入。Ⅲ輻射狀施肥距主干10cm處,東、南、西、北四個方向分別挖4條長25cm、寬5cm、深10cm的施肥溝,將肥料與表土混勻后填入。Ⅳ撒施以試驗株為中心、半徑為25cm的圓內(nèi),將肥料撒施后,立即灌水。

1.2.2 土樣采集與測定

時期：分別于第一次施肥前、果實膨大期(第二次施肥前)和果實成熟期3個時期，采集0～20 cm、20～80 cm土層的土樣。

取樣：每處理隨機(jī)選取樣本3株，距主干40 cm處、東南西北四個方向取樣，將相同土層混合，四分法收集500 g濕土樣。

指標(biāo)：有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀-硫酸氧化法測定；全氮用凱氏定氮儀測定；速效氮用堿解擴(kuò)散法測定；全磷用HClO4-HF·H2O-HNO3消煮-火焰光度法測定；速效磷用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；全鉀HClO4-HF·H2O-HNO3消煮-火焰光度法測定；速效鉀用醋酸銨浸提-火焰光度法測定；測定方法均參照《土壤農(nóng)化分析》[12]和《土壤肥料學(xué)實驗》[13]進(jìn)行。

1.2.3 葉樣采集與測定

時期：分別于果實膨大期(第二次施肥前)和果實成熟期兩個時期采集。

取樣：樣株樹冠中部、東西南北四個方向摘取100個功能性完全葉，用清水和蒸餾水洗干凈，吸水紙將葉片表面水分吸干，裝入信封，置于干燥箱中。在105℃下殺青30 min，再以80℃烘干至恒重后取出，用粉碎機(jī)粉碎，放入自封袋中保存。

指標(biāo)：全氮用凱氏定氮儀測定；全磷用HClO4-HF·H2O-HNO3消煮-火焰光度法測定；全鉀HClO4-HF·H2O-HNO3消煮-火焰光度法測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥方式對土壤養(yǎng)分含量的影響

2.1.1 對土壤有機(jī)質(zhì)的影響

研究表明，不同施肥方式對土壤有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生不同影響?？傮w而言，各施肥處理的不同土層有機(jī)質(zhì)含量均大于CK，且0～20 cm土層的有機(jī)質(zhì)含量和增長量均大于20～80 cm土層。第1次施肥后，0～20 cm土層，不同處理有機(jī)質(zhì)含量均高于CK(17.41)，有機(jī)質(zhì)含量存在顯著性差異，其中溝施、穴施、輻射狀施肥處理顯著高于CK，以輻射狀施肥含量最高。20～80 cm土層，不同處理有機(jī)質(zhì)含量均高于CK(15.25)，處理間差異不顯著，其中輻射狀施肥的有機(jī)質(zhì)含量最高。經(jīng)兩次施肥后，0～20 cm土層，不同施肥方式對有機(jī)質(zhì)含量均存在顯著性差異，輻射狀施肥顯著高于其它處理，穴施次之，分別較CK提高41.11%、26.39%；20～80 cm土層，輻射狀施肥的有機(jī)質(zhì)含量亦顯著高于其它處理，較CK提高20.23%。從整個生長周期看來，采用輻射狀施肥對提高土壤有機(jī)質(zhì)含量效果最好，穴施次之。表2

表2 不同施肥方式下土壤有機(jī)質(zhì)變化
Table 2 Effect of different fertilizing methods on soil organic matter

物候期PhonologicalPhase土層SoilLayers(cm)土壤有機(jī)質(zhì)(mg/kg) SoilOrganicMatterCKⅠⅡⅢⅣ果實膨大期TheFruitSwellingPeriod0～2018.16±1.53c23.02±1.87ab24.38±1.14ab24.98±3.71a21.27±1.23bc20～8015.84±1.37a16.06±1.21a16.87±1.55a17.16±0.71a16.21±0.48a果實成熟期TheFruitMaturityPeriod0～2019.02±1.53d23.01±0.74bc24.04±0.73b26.84±1.62a21.42±2.04c20～8015.03±0.86c16.06±0.61bc16.76±0.94b18.07±0.81a16.02±0.7bc

注：數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同行不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著，下同

Note: Data are mean±standard error．The different lowercase letters in the same line differ significantly at the 0.05 level， The same as below

2.1.2 對土壤氮素的影響

2.1.2.1 對土壤全氮的影響

氮是植物體內(nèi)多種重要有機(jī)化合物的組成成分，是限制植物生長和產(chǎn)量形成的重要因素。研究表明，與CK相比，不同處理的全氮含量均有所增長，其中0～20 cm土層>20～80 cm土層；0～80 cm土層的平均值為輻射狀施肥>穴施>溝施>撒施>CK，以輻射狀施肥對土壤全氮含量增加效果最明顯，增長0.18 g/kg。0～20 cm土層，輻射狀施肥對土壤全氮含量影響最為顯著，但與其它施肥處理間無顯著差異。20～80 cm土層，輻射狀施肥的全氮含量顯著高于CK，溝施次之。說明采用輻射狀施肥和溝施有利于氮素在深層土壤的積累。其它施肥處理與CK相比差異不顯著。表3

表3 不同施肥方式下土壤全氮變化
Table 3 Effect of different fertilizing methods on soil total N

項目Project土層SoilLayers(cm)處理TreatmentCKⅠⅡⅢⅣ全氮TotalN(g/kg)0～200.50b0.66±0.02a0.68±0.04a0.72±0.07a0.62±0.15ab20～800.26±0.02b0.33±0.02ab0.32±0.02b0.4±0.07a0.29±0.04b0～800.38±0.01c0.49±0.02ab0.5±0.01ab0.56±0.07a0.45±0.08bc

2.1.2.2 對土壤堿解氮的影響

土壤堿解氮亦稱為土壤有效性氮，被植物根系直接吸收利用，反映土壤近期的氮素供應(yīng)狀況，與作物的生長和產(chǎn)量有著一定相關(guān)性[14]。研究表明，與CK相比，不同處理各土層堿解氮含量均有增長，其中0～20 cm>20～80 cm。各處理0～80 cm堿解氮含量大小為：輻射狀施肥>溝施>穴施>撒施>CK，其中溝施、穴施和輻射狀施肥增加效果顯著，三者間無顯著差異。0～20 cm土層，溝施、穴施、輻射狀施肥處理的堿解氮含量顯著高于CK，分別較CK提高53.3%、54.25%、93.18%，以輻射狀施肥最為顯著。20～80 cm土層，各施肥處理間無顯著差異。表4

表4 不同施肥方式下土壤堿解氮變化
Table 4 Effect of different fertilizing methods on soil available N

項目Project土層SoilLayers(cm)處理TreatmentCKⅠⅡⅢⅣ堿解氮AvailableN(mg/kg)0～2023.02±2.1b35.75±3.81a35.51±8.34a44.47±4.94a25.86±3.45b20～8013.79±1.46b17.37±1.26a17.04±1.68a17.66±2.24a15.58±1.17ab0～8018.41±1.7b26.56±1.37a26.28±4.61a31.07±2.73a20.72±2.14b

2.1.3 對土壤速效磷的影響

磷在土壤中以無機(jī)形式存在，對植物的光合作用、結(jié)實等重大生命過程中發(fā)揮重要作用。土壤速效磷含量可反映土壤磷的供應(yīng)狀況及作物的產(chǎn)量水平和增產(chǎn)效果[15]。研究表明，0～80 cm土層中，與CK相比，不同處理速效磷含量大小順序：穴施>輻射狀施肥>溝施>撒施>CK，其中溝施、穴施和輻射狀施肥對速效磷含量有顯著影響，三者間無顯著差異，撒施處理差異不顯著。0～20 cm土層，溝施、穴施、輻射狀施肥的速效磷含量顯著高于CK，含量分別提高57.95%、98.6%、99.2%，以輻射狀施肥和穴施對土壤速效磷的增長效果最佳。20～80 cm土層，各處理土壤速效磷含量較CK有顯著提高，且溝施、穴施、輻射狀施肥的含量顯著高于CK，其中CK處理與撒施處理的平均值一致，可能是與磷肥移動性差、不易被深層土壤直接吸收利用有關(guān)。整體而言，采用溝施、穴施、輻射狀施肥均可顯著增加土壤速效磷含量，以穴施效果最為顯著，輻射狀施肥次之，溝施對土壤磷素積累效果最好。表5

表5 不同施肥方式下土壤速效磷變化
Table 5 Effect of different fertilizing methods on soil available P

項目Project土層SoilLayers(cm)處理TreatmentCKⅠⅡⅢⅣ速效磷AvailableP(mg/kg)0～2033.53±1.25c52.96±6.06ab66.59±13.38a66.78±7.16a46.72±2.79bc20～8033.50±1.54b53.86±12.28a53.22±6.01a50.20±4.48a33.5±2.15b0～8033.52±0.71b53.41±6.52a59.9±9.22a58.49±5.82a40.11±2.47b

2.1.4 對土壤速效鉀的影響

土壤速效鉀是指可直接被作物吸收利用的鉀素，速效鉀僅占土壤全鉀含量的極小部分，但對作物的鉀素吸收利用有著直接的影響[16]。研究表明，0～80 cm土層各處理平均速效鉀含量大小為：輻射狀施肥>溝施>穴施>撒施>CK，其中輻射狀施肥與撒施處理間差異顯著，其它處理間無顯著性差異，輻射狀施肥的土壤速效鉀含量最高，較CK增長81 mg/kg，增幅達(dá)48.5%。0～20 cm土層，輻射狀施肥的速效鉀含量明顯高于其它處理，其它處理間無顯著差異。20～80 cm土層，各處理的土壤速效鉀含量較CK大幅提高，其中穴施對土壤速效鉀含量的增幅最大，溝施次之。輻射狀施肥低于CK處理的速效鉀含量，可能與根系對肥料的吸收利用有關(guān)。整體而言，采用溝施和穴施更有利于深層土壤速效鉀含量的增加。表6

2.2 不同施肥方式對紅棗養(yǎng)分吸收的影響

2.2.1 對葉片氮含量的影響

氮是植物體內(nèi)多種酶、葉綠素等的重要組成部分，對植株葉片的光合作用有著重要影響[17]。研究表明，各施肥處理的氮含量均高于CK，說明不同施肥方式均促進(jìn)了樹體對氮素的吸收利用。在果實膨大期，各施肥處理葉片氮含量大小順序為：輻射狀施肥>穴施>溝施>撒施。說明穴施和輻射狀施肥有效地促進(jìn)了樹體對土壤中氮素的吸收與利用。在果實成熟期，隨著養(yǎng)分向果實的轉(zhuǎn)移，葉片氮含量大幅降低，各處理間差異無顯著差異。研究表明，果實膨大期，各處理間氮含量差異顯著，不同施肥方式對樹體氮素的吸收利用影響較大，可作為葉片氮素營養(yǎng)的診斷時期。表7

表6 不同施肥方式下土壤速效鉀變化
Table 6 Effect of different fertilizing methods on soil available K

項目Project土層SoilLayers(cm)處理TreatmentCKⅠⅡⅢⅣ速效鉀AvailableK(mg/kg)0～20209±19.31b264±17b247.3±13.5b379±16a229±1.8b20～80125.33±3.21a154.67±30.73a161±12.29a117.33±18.23a138.7±9.41a0～80167.17±8.33b209.33±20.26ab204.17±14ab248.17±7.42a183.8±6.42b

表7 不同施肥方式下葉片氮、磷、鉀含量變化
Table 7 Effect of different fertilizing methods on leaf total N、P、K

2.2.2 對葉片磷含量的影響

磷的吸收利用可加速植物的新陳代謝和促進(jìn)果樹開花結(jié)果、果實與種子成熟、改善果實品質(zhì)。研究表明，不同施肥方式對紅棗葉片磷含量的影響，各施肥處理的葉片磷含量均顯著高于CK，說明不同施肥方式均顯著提高了樹體對磷素的吸收利用。與果實膨大期相比，果實成熟期各處理葉片磷含量均有所下降，且各處理下降幅度均大于CK，說明樹體對磷的吸收利用所占比例較大。在果實膨大期，各施肥處理磷含量大小順序為：輻射狀施肥>穴施>溝施>撒施，與CK相比，分別提高97.17%、90.1%、82.98%、71.51%。在果實成熟期，隨著棗果生長消耗的大量的營養(yǎng)，葉片氮含量明顯降低，各處理間差異顯著，葉片磷含量大小排序為：穴施>溝施>輻射狀施肥>撒施，以穴施葉片磷含量最高，溝施次之。表7

2.2.3 對葉片鉀含量的影響

鉀不是果樹體內(nèi)有機(jī)物的組成成分，但對果樹的新陳代謝、增產(chǎn)和改善果實品質(zhì)具有重要作用[18]。研究表明，不同施肥方式對葉片鉀含量均顯著高于CK，說明不同施肥方式均提高了樹體對鉀素的吸收利用。在果實膨大期，輻射狀施肥和穴施處理的葉片鉀含量顯著高于其它處理，與不同施肥方式對葉片氮含量的影響一致，分別較CK提高28.14%和27.56%。表7

3 討 論

紅棗花期施氮肥100 g/株、磷肥150 g/株、鉀肥50 g/株，初果期施氮肥100 g/株、鉀肥80 g/株時，采用不同施肥方式均可促進(jìn)土壤肥力的提升。紅棗整個生長周期內(nèi)，采用不同施肥方式對0～20 cm土層養(yǎng)分含量影響大于對20～80 cm土層的影響，可能與施肥深度有關(guān)。就土壤有機(jī)質(zhì)含量而言，不同施肥處理較CK均有不同程度的提高，對土壤有機(jī)質(zhì)含量影響大小為：輻射狀施肥>穴施>溝施>撒施，其中輻射狀施肥影響最為顯著，穴施次之，二者顯著高于撒施，溝施與穴施和撒施間差異不顯著。這可能是輻射狀施肥處理擁有較為發(fā)達(dá)的根長和根表面積，根系可充分利用肥、水，根系分泌物間接地提高了土壤中有機(jī)質(zhì)的含量；對于全氮含量的變化，輻射狀施肥、穴施和溝施有顯著影響；對于堿解氮和速效磷含量的變化，不同施肥方式對其影響一致；對于速效鉀含量的變化，輻射狀施肥顯著高于撒施，溝施和穴施。輻射狀施肥對土壤各種養(yǎng)分含量的增長與積累都影響顯著，有利于提升土壤肥力。溝施和穴施影響次之，撒施對土壤養(yǎng)分含量影響最小。

各種營養(yǎng)元素的供應(yīng)直接影響著果樹的生長和發(fā)育以及產(chǎn)量，葉片中氮、磷、鉀含量的變化與果樹的產(chǎn)量也密切相關(guān)[19,20]。分析不同施肥方式對紅棗葉片氮、磷、鉀含量的影響可知，果實膨大期適合進(jìn)行紅棗葉片營養(yǎng)診斷。不同施肥方式可提高葉片氮含量0.14%～10.24%、磷含量71.51%～97.17%、鉀含量0.69%～28.14%，在果實成熟期，隨著果實發(fā)育，葉片中的鉀大量地向果實轉(zhuǎn)移，葉片鉀含量迅速下降，這與潘海發(fā)等[17]的研究結(jié)果一致。果實膨大期，各處理間鉀含量差異顯著，不同施肥方式對樹體鉀素的吸收利用影響較大，可作為葉片鉀素營養(yǎng)的診斷時期。

4種施肥方式對葉片磷含量均有顯著性影響，輻射狀施肥和穴施對葉片氮、鉀含量有顯著性影響，輻射狀施肥對葉片氮、磷、鉀含量變化的影響最為顯著。果實膨大期光合作用旺盛，葉片較多地對養(yǎng)分的吸收利用，其中對葉片磷含量影響較大。這是因為一方面是磷直接參與棗樹的光合作用，果樹對磷素的需求較高，另一方面可能因為土壤中的磷相對缺乏，施肥顯著影響葉片中磷的含量。葉片中氮含量與葉綠素含量息息相關(guān)，并且對植物的光合能力起著關(guān)鍵作用[21]，是對植物產(chǎn)量影響最明顯的一種養(yǎng)分[22]。試驗結(jié)果表明，輻射狀施肥處理的葉片含氮量顯著高于其它處理，光合特性與產(chǎn)量亦處于最顯著水平，支持了這一觀點。鉀作為“果實肥”，對果實開花、坐果、產(chǎn)量及果實品質(zhì)的改善均有促進(jìn)作用，輻射狀施肥對紅棗生長發(fā)育的影響也支持了這一觀點。果樹樹體各種營養(yǎng)元素的含量以及所占比例，對產(chǎn)量、果實品質(zhì)的好壞具有重要意義[21]。研究結(jié)果表明，4種施肥方式中，輻射狀施肥使樹體養(yǎng)分含量最高，說明在同等條件下，采用輻射狀施肥方式最能實現(xiàn)棗樹高效栽培。這與張譽[23]、焦蕊[24]分別在冬棗、富士蘋果上研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

輻射狀施肥能有效提高0～20 cm土層的土壤肥力、有機(jī)質(zhì)含量和土壤全氮、堿解氮含量及土壤速效鉀含量，而穴施對速效磷影響最為顯著；同時輻射狀施肥能夠有效提高葉片氮、磷、鉀含量。采用輻射狀施肥方式，能有效提高土壤養(yǎng)分含量，且明顯提高了葉片對養(yǎng)分的吸收效果。

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