重慶三峽庫(kù)區(qū)鮑威爾臍橙花期葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷

鄭永強(qiáng)，王婭，楊瓊，賈學(xué)梅，何紹蘭，鄧烈，謝讓金，易時(shí)來(lái)，呂強(qiáng)，馬巖巖

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重慶三峽庫(kù)區(qū)鮑威爾臍橙花期葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷

鄭永強(qiáng)，王婭，楊瓊，賈學(xué)梅，何紹蘭，鄧烈，謝讓金，易時(shí)來(lái)，呂強(qiáng)，馬巖巖

（西南大學(xué)/中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所國(guó)家柑橘工程技術(shù)研究中心，重慶 400712）

【目的】通過(guò)對(duì)重慶三峽庫(kù)區(qū)江津和奉節(jié)鮑威爾臍橙果園葉片礦質(zhì)元素測(cè)定并進(jìn)行葉片營(yíng)養(yǎng)狀況診斷，為鮑威爾臍橙高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)施肥方案的制定提供依據(jù)?！痉椒ā恳灾貞c三峽庫(kù)區(qū)江津和奉節(jié)40個(gè)代表性12年生枳橙砧鮑威爾臍橙小區(qū)植株為試材，通過(guò)測(cè)定盛花期葉片中氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、銅（Cu）、錳（Mn）、鋅（Zn）元素的含量和小區(qū)產(chǎn)量，運(yùn)用葉片營(yíng)養(yǎng)組分分析法(CND)、診斷施肥綜合法(DRIS)和標(biāo)準(zhǔn)含量適宜偏差百分?jǐn)?shù)法(DOP)3種方法對(duì)兩個(gè)地區(qū)低產(chǎn)組葉片營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行診斷?！窘Y(jié)果】根據(jù)CND拐點(diǎn)法確定高產(chǎn)園劃分臨界值為330 t·hm-2，其中僅有奉節(jié)地區(qū)6個(gè)小區(qū)滿(mǎn)足此條件，占總樣本15.0%，同時(shí)依據(jù)高產(chǎn)組葉片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn等各營(yíng)養(yǎng)元素含量范圍確定上述元素適宜值分別為N(2.0±0.1)%、P(0.12±0.01)%、K(2.1±0.5)%、Ca(3.1±0.4)g·kg-1DW、Mg (0.31±0.03)g·kg-1DW、Fe(36.6±13.1)mg·kg-1DW、Mn (51.4±21.6)mg·kg-1DW、Cu(2.2±0.7)mg·kg-1DW和Zn(12.3±1.5)mg·kg-1DW；建立不同營(yíng)養(yǎng)元素CND法葉標(biāo)準(zhǔn)參比值為VN*=3.62±0.07，VP*=0.78±0.08，VK*=1.36±0.21，VCa*=1.74±0.14，VMg*=-0.55±0.10，VFe*=-2.74±0.36，VMn*=-2.40±0.39，VCu*=-5.55±0.32，VZn*=-3.78±0.10；依據(jù)DRIS法對(duì)江津地區(qū)篩選出N/K、N/Fe、N/Cu、P/K、P/Fe、P/Cu、K/Fe、K/Cu、Ca/N、Ca/P、Ca/K、Ca/Fe、Ca/Mn、Ca/Cu、Mg/N、Mg/P、Mg/K、Mg/Fe、Mg/Cu、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Mn/Zn、Zn/Ca、Zn/Mg、Zn/Fe、Zn/Cu等30個(gè)，奉節(jié)地區(qū)篩選出Ca/K、Mg/K、Mg/Zn、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Ca、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Cu/P、Cu/K、Cu/Mg、Cu/Fe等14個(gè)葉片營(yíng)養(yǎng)濃度比值參數(shù)；根據(jù)葉片礦質(zhì)元素含量適宜值采用CND、DRIS、DOP 3種方法對(duì)奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)和江津地區(qū)橘園盛花期葉片營(yíng)養(yǎng)診斷。其中，CND法需肥順序：江津?yàn)镃a＞Mg＞N＞P＞Mn，奉節(jié)為N＞Ca＞P＞Zn＞Fe＞Mn；DRIS法需肥順序：江津?yàn)镃a＞Mg＞＞Mn＞N＞P，奉節(jié)為Zn＞＞Fe＞Ca＞Mn＞N＞Mg；DOP法需肥順序，江津?yàn)镃a＞Mn＞Mg，奉節(jié)為Mn＞＞Zn＞Fe＞Ca＞Mg＞N?！窘Y(jié)論】3種方法診斷結(jié)果表明，果園營(yíng)養(yǎng)不平衡指數(shù)江津地區(qū)CND、DRIS、DOP分別為166.5、4 291.0、117.5，奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)分別為37.2、570.0、14.1，奉節(jié)果園營(yíng)養(yǎng)平衡狀況均優(yōu)于江津，兩產(chǎn)區(qū)均具有很大的增產(chǎn)潛力。

鮑威爾臍橙；營(yíng)養(yǎng)組分分析法；診斷施肥綜合法；標(biāo)準(zhǔn)含量適宜偏差百分?jǐn)?shù)法；葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)

0 引言

【研究意義】橘園經(jīng)常出現(xiàn)單一或多種營(yíng)養(yǎng)缺乏癥[1]，且營(yíng)養(yǎng)缺乏或過(guò)多會(huì)縮短橘園生產(chǎn)壽命，降低果園經(jīng)濟(jì)效益[2]。近年來(lái)，重慶三峽庫(kù)區(qū)依據(jù)“不與兩湖搶早、不同贛南爭(zhēng)中和差異化發(fā)展”的晚熟柑橘發(fā)展戰(zhàn)略，充分利用冬季無(wú)凍害的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，走晚熟柑橘之路，集中發(fā)展4—6月成熟的晚熟臍橙，填補(bǔ)我國(guó)夏季鮮食柑橘供應(yīng)的空白，實(shí)現(xiàn)“三季有鮮果、八個(gè)月能加工”結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)。其中，鮑威爾臍橙（cv. Powell navel orange）是2002年從澳洲新南威爾士省柑橘良繁場(chǎng)新引進(jìn)在重慶三峽庫(kù)區(qū)江津、奉節(jié)等地試種，表現(xiàn)晚熟、豐產(chǎn)性好，于次年每年3月中下旬成熟，是重慶晚熟鮮食柑橘規(guī)劃確定的良種之一[3]。因此，鮑威爾臍橙作為重慶三峽庫(kù)區(qū)新引進(jìn)品種，開(kāi)展其花期葉片營(yíng)養(yǎng)診斷研究具有重要應(yīng)用價(jià)值?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】葉片營(yíng)養(yǎng)診斷已成為研究果樹(shù)營(yíng)養(yǎng)狀況的有效手段，是制定果園施肥方案的重要依據(jù)[4]。1973年，Beaufils提出基于營(yíng)養(yǎng)均衡原理通過(guò)所測(cè)定礦質(zhì)元素雙變量營(yíng)養(yǎng)比的形式實(shí)現(xiàn)樹(shù)體多種營(yíng)養(yǎng)元素平衡狀態(tài)的診斷綜合施肥法（diagnosis and recommendation integrated system，DRIS）及養(yǎng)分需求順序診斷[5-6]，目前該方法已經(jīng)成為重要的植物營(yíng)養(yǎng)診斷方法，并在蘋(píng)果[7]、香梨[8]、葡萄[9]、獼猴桃[10]、石榴[11]、甘蔗[12]、香蕉[13]、板栗[14]、櫻桃[15]、荔枝[16]、芒果[17]和桃樹(shù)[18]等果樹(shù)作物應(yīng)用。1993年，Parent等通過(guò)多種營(yíng)養(yǎng)元素中心對(duì)數(shù)比的形式可同時(shí)對(duì)所有分析元素間相互關(guān)系診斷CND法[19]，進(jìn)而克服DRIS方法僅能通過(guò)雙元素比例實(shí)現(xiàn)的局限[20-21]，并應(yīng)用于馬鈴薯[22]、玉米[23]、蘆薈[24]、香蕉[25]和咖啡[26]等大田作物營(yíng)養(yǎng)不平衡CND規(guī)范建立。Monta?és等提出標(biāo)準(zhǔn)含量適宜偏差百分?jǐn)?shù)法（deviation from optimum percentage，DOP），認(rèn)為DOP指數(shù)不僅闡明營(yíng)養(yǎng)元素限制順序，亦對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量偏差直接測(cè)量，有助于隨后計(jì)算施肥方案的肥料需求[27]，國(guó)外研究者已經(jīng)用于葡萄和釀酒需求規(guī)范及診斷[28]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，柑橘葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)分析及診斷研究主要集中在甜橙[29]、檸檬[30]和紐荷爾臍橙[31]等品種。然而，CND、DRIS和DOP診斷方法存在計(jì)算量大，理解難度高等缺點(diǎn)，加上國(guó)內(nèi)橘園大多為山地果園的地形限制，導(dǎo)致在實(shí)際生產(chǎn)中仍然采用適宜范圍和臨界值對(duì)比的傳統(tǒng)方法[29]；而國(guó)外通過(guò)信息化技術(shù)結(jié)合肥水一體化已在較多植物上得到成功應(yīng)用[12,15,17-19]。結(jié)合筆者實(shí)驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)，奉節(jié)地區(qū)花期總花量顯著高于江津地區(qū)是其柑橘樹(shù)體掛果能力顯著高于江津地區(qū)的原因之一[32]?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以重慶江津和奉節(jié)地區(qū)橘園為研究對(duì)象，探討通過(guò)CND高產(chǎn)拐點(diǎn)值法建立花期葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)適宜標(biāo)準(zhǔn)的可行性，并采用CND、DRIS和DOP方法對(duì)低產(chǎn)橘園葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行診斷，為橘園施肥管理和建立橘園礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷決策專(zhuān)家系統(tǒng)提供方法和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)于2013—2015年度以12年生枳橙砧（×Osbeck cv. Carrizo citrage）鮑威爾臍橙為試驗(yàn)材料，該品種在重慶氣候條件下盛花期在4月中下旬，果實(shí)于次年4月中上旬成熟。

于每年盛花期在重慶市江津區(qū)和奉節(jié)縣臍橙標(biāo)準(zhǔn)化示范園選取樹(shù)體大小基本一致，花量存在顯著差異的鮑威爾臍橙小區(qū)各20個(gè)；每個(gè)小區(qū)采用“Z”形法選取5株樹(shù)體大小基本一致的植株，每株取東、西、南、北方向采集葉片，取樹(shù)冠外圍中部各4片春稍健康成熟葉片，即80片葉混合樣/小區(qū)。將采集的葉片樣品迅速帶回實(shí)驗(yàn)室按照自來(lái)水0.1%洗滌劑-自來(lái)水-蒸餾水順序各洗滌不超過(guò)2 min，洗滌后吸去葉面多余水分，并于105℃鼓風(fēng)烘箱中恒溫殺青30 min，65℃烘至恒重，然后用不銹鋼粉碎機(jī)粉碎，過(guò)0.5 mm（60目尼龍）的篩子，裝入信封中密封保存供葉片營(yíng)養(yǎng)元素濃度測(cè)定[33]。并于果實(shí)成熟期統(tǒng)計(jì)各小區(qū)產(chǎn)量。

1.2 營(yíng)養(yǎng)元素測(cè)定

稱(chēng)取烘干、磨細(xì)的葉片樣品0.2 g，H2SO4-H2O2消煮后采用凱氏定氮法測(cè)定葉片N，鉬銻抗分光光度比色法測(cè)定P，火焰光度計(jì)法測(cè)定K；另稱(chēng)取烘干、磨細(xì)的葉片樣品0.5 g，經(jīng)HNO3-HClO4消解后采用等離子光譜儀（ICP）測(cè)定Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn[34]。

1.3 高產(chǎn)群體確定

采用CND理論拐點(diǎn)值方法確定高產(chǎn)群體[28]。具體分析程序如下：首先，將試驗(yàn)園產(chǎn)量由高到底排序，根據(jù)公式1-3計(jì)算葉片營(yíng)養(yǎng)含量參數(shù)[35]：

R=100- (N+P+K+......) （1）

G=(N×P×K×……×R)1/(n+1)（2）

Vn=ln (N/G), Vp=ln (P/G)……, VR=ln (R/G);

Vn+Vp+…… +VR=0 （3）

式中，N、P、K……為各元素在葉片中所占百分含量，R為添加值，n表示研究元素的個(gè)數(shù)，Vn、Vp……VR代表分析參數(shù)，以下用Vx表示。

其次，根據(jù)計(jì)算所得分析參數(shù)，采用Cate-Nelson循環(huán)計(jì)算另一個(gè)分析參數(shù)fi(Vx)和FCi(Vx)[36]。

fi(Vx)=s2Vxn1/s2Vxn2(n=n1+n2, i=n-3) （4）

式中，n為所有采樣群體個(gè)數(shù)，n1為每次循環(huán)中產(chǎn)量最高采樣個(gè)數(shù)，n2為每次循環(huán)中剩余采樣個(gè)數(shù)，s2Vxn1為n1的參數(shù)Vx的方差，s2Vxn2為n2的參數(shù)Vx的方差。第1次循環(huán)n1=2，n2=n-2；以后每次循環(huán)n1+1，n2-1，直到最后n2=2，并始終保持n=nl+n2。

式中，分子表示前n1-1個(gè)分析參數(shù)fi(VX)的和，分母表示所有分析參數(shù)fi(VX)的和。

最后，分析參數(shù)fi(VX)與產(chǎn)量（y）之間存在以下函數(shù)關(guān)系：FCi(Vx)=Ay3+By2+Cy+D （6）

根據(jù)公式（6）求兩次導(dǎo)數(shù)可得：?2FCi(Vx)/ ?2y2=6Ay+2B=0，即產(chǎn)量y=-B/3A時(shí)為x元素對(duì)應(yīng)的高低產(chǎn)拐點(diǎn)值，選擇最高且在研究數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的拐點(diǎn)值作為選擇劃分高產(chǎn)組臨界值[36]。

1.4 營(yíng)養(yǎng)指數(shù)分析方法

1.4.1 CND法 以高產(chǎn)群體分析參數(shù)VX的平均值和高產(chǎn)群體分析參數(shù)VX*的標(biāo)準(zhǔn)差SDX*作為標(biāo)準(zhǔn)分析參數(shù)，計(jì)算低產(chǎn)組各營(yíng)養(yǎng)元素CND指數(shù)IX[37]。

VX*=(VX1+VX2+……+VXt)/t （7）

SDX*=SD(VX1,VX2,……VXt) （8）

IX=(VX-VX*)/SDX* （9）

式中，t為高產(chǎn)組個(gè)數(shù)，若IX＞0表示該元素參數(shù)VX高于標(biāo)準(zhǔn)參比值VX*，即充足（不能表示過(guò)量）；接近0，表示這種元素參數(shù)VX越接近標(biāo)準(zhǔn)參比值VX*，即越接近正常含量值；IX＜0表示這種元素參數(shù)VX低于標(biāo)準(zhǔn)參比值VX*，即缺乏。

CND營(yíng)養(yǎng)不平衡指數(shù)以CNDr2值表示，為各個(gè)元素營(yíng)養(yǎng)診斷指數(shù)的平方之和[38]，計(jì)算公式如下：

CNDr2=IN2+IP2+……IZn2+IR2（10）

1.4.2 DRIS法 以實(shí)測(cè)值偏離高產(chǎn)小區(qū)最適值的偏離程度來(lái)表示[39]，A/B表示兩元素含量之比，a/b表示高產(chǎn)小區(qū)的兩元素比值的平均值，則A/B偏離a/b的程度函數(shù)f (A/B)計(jì)算公式如下：

A/B＞a/b時(shí)，f (A/B)=[(A/B)/(a/b)-1] ×1000/cv；

A/B＜a/b時(shí)，f (A/B)=[1-(a/b)/(A/B)] ×1000/cv；

A/B=a/b時(shí)，f (A/B)=0 （11）

式中，cv為a/b的變異系數(shù)。各營(yíng)養(yǎng)元素x指數(shù)若考察的元素為A/B中A時(shí)，取f (A/B)；若考察的元素為A/B中B時(shí)，取-f (A/B)，x指數(shù)表達(dá)公式為：

IX=[f (A/B)+f (A/C)+…-f (H/X)-f (I/X)]/(n-1) （12）

另外，重要參數(shù)（如N/P或P/N）的選擇是診斷過(guò)程的重要步驟之一，目前常用的選擇重要參數(shù)的方法為F值法，方差比值F=VH/VL（VH表示方差較大的值；VL表示方差較小的值）；如果F (N/P)＞F (P/N)，診斷分析中參數(shù)選擇N/P；反之，則選擇P/N。

DRIS平均營(yíng)養(yǎng)不平衡指數(shù)以NBIm值表示，表示各個(gè)元素診斷指數(shù)的絕對(duì)值之和的平均值，其計(jì)算公式如下：

NBI=∑|IX|；NBIm=NBI/n （13）

式中，n為被診斷元素的個(gè)數(shù)。

1.4.3 DOP法 DOP診斷指數(shù)以各營(yíng)養(yǎng)元素實(shí)測(cè)值相對(duì)于最適宜值百分比偏差表示，其計(jì)算公式為：

DOP指數(shù)=[(C×100)/CCV]-100 （14）

式中，C為被診斷樣品某元素的含量，CCV為該元素的葉標(biāo)準(zhǔn)值。

DOP營(yíng)養(yǎng)不平衡指數(shù)與DRIS指數(shù)的意義相同，以NBIm值表示，反映各個(gè)元素診斷指數(shù)之和的平均值[27-28,40]。其計(jì)算公式如下：

NBIm=NBI/n （15）

式中，n為被診斷元素的個(gè)數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

各小區(qū)采集數(shù)據(jù)以2013—2015年3年數(shù)據(jù)平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Microsoft Excel 2016軟件繪制圖表。

2 結(jié)果

2.1 高產(chǎn)群體確定

首先，根據(jù)CND法中公式1-6確定各礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)分析參數(shù)與產(chǎn)量的函數(shù)關(guān)系（圖1），然后采用對(duì)應(yīng)高產(chǎn)組的拐點(diǎn)值公式Y(jié)=-B/3A分別計(jì)算各礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)拐點(diǎn)值（表1）。其中，YN=2.60×102t·hm-2，YP=2.81×102t·hm-2，YK=4.56×102t·hm-2，YCa=2.73×102t·hm-2，YMg= 2.97×102t·hm-2，YFe=3.16×102t·hm-2，YMn=2.86×102t·hm-2，YCu=3.22×102t·hm-2，YZn=2.69×102t·hm-2，YR=3.30×102t·hm-2。根據(jù)劃分高產(chǎn)組臨界值取在研究數(shù)據(jù)范圍內(nèi)拐點(diǎn)值最高值的原則，本研究中產(chǎn)量最高值為4.56×102t·hm-2，最低值為0.52×102t·hm-2，劃分高產(chǎn)組臨界值理論上應(yīng)選擇3.30×102t·hm-2，其中高產(chǎn)組共有6個(gè)，占總體采樣株的15.0%。

2.2 江津奉節(jié)地區(qū)鮑威爾臍橙葉片營(yíng)養(yǎng)元素狀況

根據(jù)高產(chǎn)小區(qū)確定拐點(diǎn)值3.30×102t·hm-2，奉節(jié)地區(qū)果園采樣中高產(chǎn)小區(qū)有6個(gè)，低產(chǎn)小區(qū)13個(gè)；江津地區(qū)均為低產(chǎn)小區(qū)20個(gè)，分別得到不同地區(qū)高低產(chǎn)組的葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況（表2）。由高產(chǎn)群體確定重慶三峽庫(kù)區(qū)鮑威爾臍橙葉片礦質(zhì)元素含量適宜范圍為：N（1.93—2.07）%、P（0.11—0.13）%、K（0.16—0.26）%、Ca（2.68—3.42）g·kg-1DW、Mg（0.28—0.34）g·kg-1DW、Fe（23.51—49.63）mg·kg-1DW、Mn（29.78—72.94）mg·kg-1DW、Cu（1.53—2.83）mg·kg-1DW、Zn（10.78—13.74）mg·kg-1DW。

同時(shí)，江津鮑威爾臍橙低產(chǎn)小區(qū)與奉節(jié)高產(chǎn)小區(qū)葉片各營(yíng)養(yǎng)元素含量除Mg和Mn外均存在顯著差異；其中，葉片中Ca含量較奉節(jié)高產(chǎn)小區(qū)低31.5%，而葉片中N、P、K、Fe、Cu和Zn分別顯著較高產(chǎn)小區(qū)高21.2%、25.0%、95.2%、456.3%、300.0%和107.1%。奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)葉片各礦質(zhì)元素含量均與高產(chǎn)組橘園葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)水平差異未達(dá)顯著水平，但奉節(jié)地區(qū)低產(chǎn)小區(qū)變異系數(shù)除K、Ca和Mn元素外，其余元素的變異系數(shù)均高于高產(chǎn)小區(qū)，這與其他果樹(shù)上的研究結(jié)果類(lèi)似[41]，說(shuō)明高產(chǎn)小區(qū)各營(yíng)養(yǎng)元素比較平衡，而低產(chǎn)小區(qū)各營(yíng)養(yǎng)元素存在較大差異。江津地區(qū)變異系數(shù)除Zn外均低于高產(chǎn)小區(qū)，這可能與江津地區(qū)為平坡果園，而奉節(jié)地區(qū)是山地果園所致。

2.3 臍橙葉片中各礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性

江津和奉節(jié)兩個(gè)地區(qū)鮑威爾臍橙葉片中不同元素間相互關(guān)系存在顯著差異（表3）。其中，江津地區(qū)葉片N-Mg極顯著正相關(guān)（＜0.01）；Mg-Cu、Cu-Zn顯著正相關(guān)（＜0.05）；而K-Mn、Fe-Zn顯著負(fù)相關(guān)（＜0.05）；奉節(jié)地區(qū)N-Mn、Ca-Mg極顯著正相關(guān)（＜0.01）；N-Ca、N-Mg和Ca-Zn顯著正相關(guān)（＜0.05）。各礦質(zhì)元素含量與產(chǎn)量之間僅奉節(jié)地區(qū)K含量與產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)（＜0.05）。說(shuō)明江津地區(qū)葉片各營(yíng)養(yǎng)元素間存在協(xié)同與拮抗，而奉節(jié)地區(qū)以協(xié)同為主。

2.4 鮑威爾臍橙葉片營(yíng)養(yǎng)診斷

表4為江津和奉節(jié)地區(qū)低產(chǎn)小區(qū)3種葉片診斷方法指數(shù)及需肥順序。其中，DOP、DRIS和CND診斷營(yíng)養(yǎng)平衡指數(shù)結(jié)果表明，江津低產(chǎn)小區(qū)營(yíng)養(yǎng)不平衡指數(shù)NBIm（或CNDr2）分別為117.5、4 291.0和166.5，均高于奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)的14.1、570.0和37.2，表明奉節(jié)鮑威爾臍橙橘園營(yíng)養(yǎng)平衡狀況優(yōu)于江津。

圖1 葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量累積方差與產(chǎn)量的關(guān)系

表1 各礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)分析參數(shù)與產(chǎn)量函數(shù)關(guān)系式

2.4.1 CND診斷參數(shù)與施肥順序 以高產(chǎn)小區(qū)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量分析參數(shù)為依據(jù)確定標(biāo)準(zhǔn)參比值，對(duì)低產(chǎn)小區(qū)進(jìn)行葉片營(yíng)養(yǎng)診斷。以公式（7）和（8）計(jì)算高產(chǎn)小區(qū)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量參比值：VN*=3.62，VP*=0.78，VK*=1.36，VCa* =1.74，VMg*=-0.55，VFe*=-2.74，VMn*=-2.40，VCu*=-5.55，VZn*=-3.78，VR*=7.51；SDN*=0.07，SDP*=0.08，SDK*=0.21，SDCa*=0.14，SDMg*=0.10，SDFe*=0.36，SDMn*=0.39，SDCu*=0.32，SDZn*=0.10，SDR*=0.06。并依照公式（9）和（10）分別計(jì)算各營(yíng)養(yǎng)元素CND指數(shù)IX和CND營(yíng)養(yǎng)不平衡指數(shù)（CNDr2），結(jié)果表明江津地區(qū)葉片Ca、Mg、N、P和Mn元素含量表現(xiàn)偏低（不能表明缺乏），其他元素含量充足（不能表明過(guò)量）；而奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)葉片N、Ca和P元素含量偏低，其他元素含量充足；同時(shí)，施肥需求順序?yàn)榻駽a＞Mg＞N＞P＞Mn，奉節(jié)N＞Ca＞P＞Zn＞Fe＞Mn（表4）。

表2 不同產(chǎn)區(qū)鮑威爾臍橙園葉片各礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量

不同小寫(xiě)字母表示不同產(chǎn)量水平組間各營(yíng)養(yǎng)元素在5%水平差異顯著

Different lowercases of the same nutritional elements indicate significant difference among different yield level groups (＜0.05)

表3 臍橙葉片中各礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量之間及產(chǎn)量的相關(guān)性

*和**分別表示在5%和1%水平顯著相關(guān)* and ** indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 level, respectively

2.4.2 DRIS診斷參數(shù)與施肥順序 對(duì)重慶三峽庫(kù)區(qū)江津和奉節(jié)的低產(chǎn)小區(qū)與高產(chǎn)小區(qū)葉片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn濃度進(jìn)行不同指標(biāo)表示形式（N/P、P/K、K/N等72種形式表示）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別計(jì)算高產(chǎn)小區(qū)和低產(chǎn)小區(qū)各種形式的平均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)和方差比（VH/VL），并對(duì)方差比進(jìn)行差異顯著性分析，以高產(chǎn)小區(qū)的各項(xiàng)指標(biāo)作為參比標(biāo)準(zhǔn)，每對(duì)表示形式如N/P與P/N，只選擇方差比值較大的，篩選出36種參數(shù)，再經(jīng)F值法檢驗(yàn)，在=0.01水平下達(dá)到極顯著的指標(biāo)作為DRIS參數(shù)[42]，最終江津地區(qū)篩選出N/K、N/Fe、N/Cu、P/K、P/Fe、P/Cu、K/Fe、K/Cu、Ca/N、Ca/P、Ca/K、Ca/Fe、Ca/Mn、Ca/Cu、Mg/N、Mg/P、Mg/K、Mg/Fe、Mg/Cu、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Mn/Zn、Zn/Ca、Zn/Mg、Zn/Fe和Zn/Cu等30個(gè)重要葉片營(yíng)養(yǎng)濃度比值標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)（表5），奉節(jié)地區(qū)篩選出Ca/K、Mg/K、Mg/Zn、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Ca、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Cu/P、Cu/K、Cu/Mg和Cu/Fe等14個(gè)重要葉片營(yíng)養(yǎng)濃度比值參數(shù)（表6）。在此基礎(chǔ)上，將選擇的參數(shù)依據(jù)公式（12）和（13）DRIS指數(shù)計(jì)算結(jié)果表明，江津低產(chǎn)小區(qū)葉片營(yíng)養(yǎng)Ca和Mg含量缺乏，Mn、N和P偏低，K含量充足，而Zn、Cu、Fe含量過(guò)量；奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)葉片Zn含量缺乏，Ca、Fe和Mn含量偏低，P、N和Mg含量充足，而Cu和K過(guò)量，同時(shí)施肥需求順序?yàn)榻駽a＞Mg＞＞Mn＞N＞P，奉節(jié)為Zn＞＞Fe＞Ca＞Mn＞N＞Mg（表4）。

2.4.3 DOP診斷參數(shù)與施肥順序 根據(jù)DOP營(yíng)養(yǎng)診斷結(jié)果可以看出，江津低產(chǎn)小區(qū)葉片Ca、Mn和Mg含量偏低，Zn、K、P和N含量充足，而Fe和Cu過(guò)量；奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)Mn含量缺乏，Zn、Fe、Ca、Mg和N含量偏低，P含量充足，而K和Cu含量過(guò)量。同時(shí)，施肥需求順序江津?yàn)镃a＞Mn＞Mg，奉節(jié)Mn＞＞Zn＞Fe＞Ca＞Mg＞N（表4）。

表4 江津和奉節(jié)產(chǎn)區(qū)鮑威爾臍橙低產(chǎn)組葉片診斷指數(shù)及需肥順序

IN、IP……ICu和IZn為各低產(chǎn)組生產(chǎn)水平果園營(yíng)養(yǎng)診斷指數(shù)的平均值。NBIm或 CNDr2為平均營(yíng)養(yǎng)不平衡指數(shù)，CND法X元素當(dāng)Ix＜0時(shí)表示含量偏低，Ix=0時(shí)表示含量正常，Ix＞0時(shí)表示含量充足；DOP和DRIS法X元素當(dāng)|IX|≤NBIm時(shí)表示含量正常，IX＜0且|IX|＞NBIm時(shí)表示缺乏，IX＞0且|IX|＞NBIm時(shí)表示過(guò)量

IN, IP……ICuand IZnstand for mean of nutrient diagnose index of low-yield subpopulation orchards, respectively. NBIm or CNDr2is the average nutrient balance index of the orchard. In CND method, X element content is lower when IX＜0; X element content is normal when IX=0; X element content is higher when IX>0. In DRIS and DOP methods, when |IX|≤NBIm, it indicates that the X element content is normal; when IX＜0 and |IX|>NBIm, the X element is deficient, when IX>0 and |IX|>NBIm, the X element is excessive

3 討論

營(yíng)養(yǎng)元素的豐缺狀況與柑橘產(chǎn)量和品質(zhì)有著密切關(guān)系。根據(jù)最小養(yǎng)分定律，植物生長(zhǎng)受最小養(yǎng)分所制約[43]。然而，葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素并不是孤立存在，亦存在一定的協(xié)同與拮抗動(dòng)態(tài)平衡作用過(guò)程，一種元素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)很可能受到另一種或幾種營(yíng)養(yǎng)元素的影響[44]。本研究表明，江津產(chǎn)區(qū)鮑威爾臍橙葉片營(yíng)養(yǎng)元素間協(xié)同與拮抗關(guān)系共存，而奉節(jié)產(chǎn)區(qū)鮑威爾臍橙葉片營(yíng)養(yǎng)元素以協(xié)同為主；同時(shí)，各礦質(zhì)元素含量與產(chǎn)量之間僅奉節(jié)產(chǎn)區(qū)K含量與產(chǎn)量之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（表3）。該結(jié)果表明元素間不能互為代替[45]及K元素在樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)中的重要性[46]。因此，開(kāi)展基于營(yíng)養(yǎng)平衡原理的植物葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷研究對(duì)柑橘栽培平衡施肥有重要指導(dǎo)作用。另外，江津和奉節(jié)兩個(gè)產(chǎn)區(qū)鮑威爾臍橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)存在顯著差異，為開(kāi)展江津和奉節(jié)地區(qū)鮑威爾臍橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷提供了良好的試驗(yàn)材料，研究結(jié)果將有利于診斷方法理論研究并為我國(guó)施肥信息化指導(dǎo)決策提供數(shù)據(jù)支持。

表5 江津地區(qū)葉片營(yíng)養(yǎng)元素比值參數(shù)表

F1(5, 19)=4.17，F(xiàn)2(19, 5)=9.58

**表示F值達(dá)到極顯著（＜0.01）；VH表示方差較高的值；VL表示方差較低的值。表6同** indicates the F value achieves to extremely significant differences (＜0.01); VHand VLrepresent the higher variance and the lower variance. The same as Table 6

目前，柑橘葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)往往憑借經(jīng)驗(yàn)或年平均產(chǎn)量確定的高產(chǎn)群體礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)特征制定，尚未涉及基于營(yíng)養(yǎng)平衡原理的診斷標(biāo)準(zhǔn)[47-48]。本試驗(yàn)利用CND多元分析法通過(guò)葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量的累積方差函數(shù)與產(chǎn)量之間建立三次函數(shù)關(guān)系，對(duì)函數(shù)求兩次導(dǎo)數(shù)來(lái)確定高低產(chǎn)小區(qū)拐點(diǎn)值[36]，確定重慶三峽庫(kù)區(qū)江津和奉節(jié)地區(qū)劃分高產(chǎn)組臨界值理論上應(yīng)選擇3.30×102t·hm-2，其中高產(chǎn)小區(qū)共有6個(gè)，占總體采樣株的15.0%（圖1和表1）；依據(jù)高產(chǎn)小區(qū)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素特征確定葉片各元素適宜范圍（表2）。鑒于目前鮑威爾臍橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)尚未制定，本文借鑒謝文龍等制定的紐荷爾臍橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)N（2.7—3.2）%、P（0.13—0.20）%、K（1.2—1.9）%、Ca（2.5—4.0）g·kg-1DW、Mg（0.22—0.45）g·kg-1DW、Fe（50—200）mg·kg-1DW、Mn（20—150）mg·kg-1DW、Cu（5—25）mg·kg-1DW和Zn（20—50）mg·kg-1DW[49]。本研究獲得的葉片礦質(zhì)元素診斷標(biāo)準(zhǔn)中N（2.01%）偏低，可能為采用花期葉片營(yíng)養(yǎng)診斷所致，該時(shí)期氮含量適當(dāng)降低有利于提高樹(shù)體碳氮比（C/N），促進(jìn)果樹(shù)花芽分化[49]；而P（0.12%）、K（2.1%）、Ca（3.1 g·kg-1DW）、Mg（0.31 g·kg-1DW）和Mn（51.4 mg·kg-1DW）均在適宜范圍之內(nèi)；Fe（36.6 mg·kg-1DW）接近適宜范圍下限；Cu（2.2 mg·kg-1DW）和Zn（12.3 mg·kg-1DW）偏低，這與橘園施肥不重視微量元素有關(guān)。

表6 奉節(jié)地區(qū)葉片營(yíng)養(yǎng)元素比值參數(shù)

F1(5, 13)=4.86，F(xiàn)2(13, 5)=9.82

本研究采用CND、DRIS和DOP 3種診斷分析方法對(duì)庫(kù)區(qū)江津和奉節(jié)地區(qū)低生產(chǎn)水平果園需肥順序診斷（表4）。其中，江津低產(chǎn)小區(qū)CND結(jié)果與DOP相比N和P需求高于Mn；而奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)CND結(jié)果與其他兩種方法診斷結(jié)果除Ca具有共同需求外，其他元素差異較大，這可能為CND法缺陷所致，它的適宜值是一個(gè)具體的值，實(shí)際生產(chǎn)中果樹(shù)的適宜值是一個(gè)范圍，因而容易產(chǎn)生誤判[48]，同時(shí)本試驗(yàn)CND診斷方法結(jié)果雖表明N和P含量偏低但無(wú)法證明是否為缺乏而成為產(chǎn)量限制因子[37]。江津低產(chǎn)小區(qū)DRIS結(jié)果與DOP相比亦有N和P含量需求但為非產(chǎn)量限制因子，同時(shí)DRIS結(jié)果表明，Mg需求高于Mn，這與江津礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)實(shí)際狀況不一致，可能是由于Zn、Cu和Fe過(guò)量所致；奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)DRIS與DOP結(jié)果具有共同元素需求，主要差別在Zn和Mn需肥排序和產(chǎn)量限制因子的判斷，這可能是因?yàn)镈RIS作為二元分析方法，更多考慮元素的平衡狀況，這種平衡可能是高水平的，也可能是低水平的營(yíng)養(yǎng)平衡，當(dāng)幾種元素同時(shí)過(guò)量時(shí)，容易造成診斷誤差[49-51]。而DOP法結(jié)果不僅闡明營(yíng)養(yǎng)元素限制的順序，亦可對(duì)元素含量偏差直接測(cè)量，有助于隨后計(jì)算施肥方案的肥料需求[27]，不會(huì)出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤判斷。因此，在實(shí)際運(yùn)用中，最好將多種葉診斷方法結(jié)合起來(lái)，以便更加準(zhǔn)確地反映缺素情況[52-53]。

綜上所述，本試驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)CND拐點(diǎn)值法建立鮑威爾臍橙樹(shù)體花期葉片營(yíng)養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)，并采用葉片DOP診斷結(jié)果具有較好的合理性。在此基礎(chǔ)上，采用“以氮定肥、以果定量”的原則制定施肥決策方案[54]：以氮定肥即柑橘全年土壤施肥次數(shù)為2—4次，分別是促花肥、保果肥、壯果肥、秋季基肥。具體土壤施肥次數(shù)和施肥時(shí)間應(yīng)以葉片氮診斷結(jié)果為重要依據(jù)；以果定量即根據(jù)柑橘果實(shí)養(yǎng)分含量和目標(biāo)產(chǎn)量，確定不同種類(lèi)和品種柑橘的肥料（N、P、K、Ca和Mg等）基本用量。以江津DOP診斷結(jié)果為例，葉片DOP診斷結(jié)果為偏高但非過(guò)量，依據(jù)以氮定肥原則確定施肥次數(shù)3次，分別為保果肥、壯果肥和秋季基肥；同時(shí)依據(jù)以果定量原則確定臍橙類(lèi)每生產(chǎn)一噸柑橘鮮果帶走養(yǎng)分量（N 1.78 kg、P2O50.51 kg、K2O 2.09 kg和CaO 0.89 kg），通過(guò)公式施肥量=（鮮果帶走養(yǎng)分量/肥料利用率）×估算系數(shù)估算施肥量，其中估算系數(shù)為果實(shí)耗肥量占全年果樹(shù)耗肥量百分比。

需要指出的是，本研究尚未涉及樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)對(duì)樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，亦未涉及礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)之間的關(guān)系。因此，在今后的研究中有必要開(kāi)展以柑橘果實(shí)、產(chǎn)量與果實(shí)不同關(guān)鍵物候期葉片營(yíng)養(yǎng)元素濃度的相關(guān)性大小為依據(jù)，確定臍橙樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)葉分析采樣時(shí)間，將誤差降到最低并達(dá)到預(yù)期診斷目的。同時(shí)，進(jìn)一步開(kāi)展?fàn)I養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)平衡狀態(tài)葉片營(yíng)養(yǎng)分析診斷研究，使得柑橘葉片營(yíng)養(yǎng)適宜值的確定更加科學(xué)合理。

4 結(jié)論

通過(guò)CND拐點(diǎn)值法建立鮑威爾臍橙樹(shù)體花期葉片營(yíng)養(yǎng)診斷標(biāo)準(zhǔn)，所建的診斷標(biāo)準(zhǔn)具有較好的合理性。3種方法對(duì)比花期葉片診斷結(jié)果為：江津低產(chǎn)小區(qū)最缺乏的元素為Ca，其次缺乏的為Mn和Mg等，其中最不缺乏的為Fe和Cu；奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)最缺乏的元素為Mn和Zn，其次缺乏的為Fe和Ca等。同時(shí)，低產(chǎn)小區(qū)不平衡指數(shù)表明江津和奉節(jié)具有很大的增產(chǎn)潛力。根據(jù)上述診斷結(jié)果建議江津低產(chǎn)小區(qū)增施Ca、Mn和Mg肥，奉節(jié)低產(chǎn)小區(qū)增施Mn、Zn、Fe和Ca肥。

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（責(zé)任編輯 岳梅）

Leaf Nutritional Diagnosis of Powell navel orange at flowering stage in Chongqing Three Gorges reservoir area

ZHENG YongQiang, WANG Ya, YANG Qiong, JIA XueMei, HE ShaoLan, DENG Lie, XIE RangJin, YI ShiLai, Lü Qiang, MA YanYan

(National Engineering Research Center for Citrus Technology, Citrus Research Institute, Southwest University-Chinese Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 400712)

【Objective】 The objective of this study is to evaluate leaf nutritional status by investigating the mineral elements content in the leaves of Powell navel orange orchard at flowering stage in Jiangjin and Fengjie regions of Chongqing in the Three Gorges Reservoir Area, and to provide a basis for formulating fertilization scheme of Powell navel orange. 【Method】 Field experiments were conducted in the forty representative 12-year-old Powell navel orange plots from Jiangjin and Fengjie regions in Chongqing Three Gorges Reservoir. The plot yield and content of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), zinc (Zn) were measured. The compositional nutrient diagnosis (CND), diagnosis and recommendation integrated system (DRIS), and deviation from optimum percentage (DOP) methods were used to diagnose the leaf nutritional status for the low-yield groups. 【Result】The leaf analysis of CND indicated that the yield cutoff value of high-yield orchard was 330 t·hm-2, only 6 plots from Fengjie fulfilled this criterion, accounting for 15.0% of 40 plots. The leaf nutrition optimum values at flowering stage were N (2.0±0.1) %, P (0.12±0.01) %, K (2.1±0.5) %, Ca (3.1±0.4) g·kg-1DW, Mg (0.31±0.03) g·kg-1DW, Fe (36.6±13.1) mg·kg-1DW, Mn (51.4±21.6) mg·kg-1DW, Cu (2.2±0.7) mg·kg-1DW and Zn (12.3±1.5) mg·kg-1DW according to the leaf nutrition concentration in Fengjie high-yield group. The CND norms had been established with VN*=3.62±0.07, VP*=0.78±0.08, VK*=1.36±0.21, VCa*=1.74±0.14, VMg*=-0.55±0.10, VFe*=-2.74±0.36, VMn*=-2.40±0.39, VCu*=-5.55±0.32, VZn*=-3.78±0.10, respectively. Meanwhile, there were 30 (N/K, N/Fe, N/Cu, P/K, P/Fe, P/Cu, K/Fe, K/Cu, Ca/N, Ca/P, Ca/K, Ca/Fe, Ca/Mn, Ca/Cu, Mg/N, Mg/P, Mg/K, Mg/Fe, Mg/Cu, Mn/N, Mn/P, Mn/K, Mn/Mg, Mn/Fe, Mn/Cu, Mn/Zn, Zn/Ca, Zn/Mg, Zn/Fe, Zn/Cu) and 14 (Ca/K, Mg/K, Mg/Zn, Mn/N, Mn/P, Mn/K, Mn/Ca, Mn/Mg, Mn/Fe, Mn/Cu, Cu/P, Cu/K, Cu/Mg, Cu/Fe) important DRIS norms in Jiangjin and Fengjie regions by DRIS method, respectively. Moreover, CND, DRIS, and DOP were used for the leaf nutrition diagnosis in producing the low-yield subpopulation of Fengjie plots and Jiangjin region. Among them, the fertilization order was confirmed with Ca＞Mg＞N＞P＞Mn in Jiangjin region and N＞Ca＞P＞Zn＞Fe＞Mn in Fengjie region by CND method; Ca＞Mg＞＞Mn＞N＞P in Jiangjin region and Zn＞＞Fe＞Ca＞Mn＞N＞Mg in Fengjie regionby DRIS method; Ca＞Mn＞Mg in Jiangjin region and Mn＞＞Zn＞Fe＞Ca＞Mg＞N in Fengjie region by DOP method.【Conclusion】The average nutrient balance index of CND, DRIS and DOP was 166.5, 4 291.0, and 117.5 in Jiangjin region, respectively. the average nutrient balance index of CND, DRIS and DOP was 37.2, 570.0, and 14.1, respectively. The leaf nutritional status in Fengjie region was superior to that in Jiangjin region, and both areas had a great potential of production.

Powell navel orange; compositional nutrient diagnosis (CND); diagnosis and recommendation integrated system (DRIS); deviation from optimum percentage (dop); leaf mineral nutrition

2018-01-29；

2018-04-20

國(guó)家自然科學(xué)基金（31470408）、中央高?？蒲谢緲I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)重大培育項(xiàng)目（XDJK2013 A002）

鄭永強(qiáng)，Tel：023-68349726；E-mail：zhengyq@swu.edu.cn。王婭，E-mail：1062298435@qq.com。鄭永強(qiáng)和王婭為同等貢獻(xiàn)作者。

鄭永強(qiáng)