根域限制下不同肥料種類與施肥量對幼齡柿樹生長及生理特性的影響*

呂英忠，代永欣，李 卓，張擁兵，王 林

（1山西農(nóng)業(yè)大學果樹研究所，太谷030815）（2山西農(nóng)業(yè)大學林學院）

我國是柿（Diospyros kakiThunb.）的原產(chǎn)國之一，也是世界上栽培歷史最悠久、面積最大和產(chǎn)量最多的國家[1-2]。柿樹為高大落葉喬木，耐瘠薄，抗旱，適應性較強[3-4]，生產(chǎn)上多采用大冠稀植栽培，不僅樹干養(yǎng)分消耗量大，風光條件差，也直接導致結(jié)果晚，單位面積產(chǎn)量低[5]，因目前沒有適合的優(yōu)良矮化砧木，矮化密植栽培主要通過環(huán)剝手段控冠，效果差，果園密閉，影響產(chǎn)量和品質(zhì)[6]。

果樹根域限制栽培是將植物根系人為地限制在一個可控的范圍內(nèi)，通過控制根系生長調(diào)節(jié)其地上部營養(yǎng)生長和生殖生長的一種栽培模式，目的是減少冗余生長、提高產(chǎn)量與果實品質(zhì)[7-8]，目前在葡萄[9]、柑橘[10]、蘋果[11]、桃[12]、櫻桃[13]等果樹上都有較深入的研究應用，在柿栽培上也有一定研究[14]?？馗萜髟耘嗍歉蛳拗圃耘嘀幸环N重要的栽培方式。

肥料與果樹生長發(fā)育和果實產(chǎn)量、品質(zhì)息息相關，正確的施肥方式和適當?shù)氖┓柿渴怯绊懝麡渖L最重要的因素之一。目前果樹施肥中存在問題較多：一是有機肥施用較少、化肥施用過量，導致土壤有機質(zhì)含量低、土壤酸化；二是有機肥施用過量，導致土壤出現(xiàn)磷、鉀積累；三是施肥方法不當，造成肥料浪費，影響肥效發(fā)揮。柿樹生產(chǎn)中也存在以上問題。國內(nèi)外學者對柿樹施肥量和施肥時間做了一些研究，Choi等[15]研究指出，高施肥量并不能增加‘扶余’柿的產(chǎn)量、單果重和可溶性固形物含量，只有葉果比與施肥量維持一定比例才能獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，保持樹體強健；Hossain等[16]研究表明，對甜柿施用葉面肥不僅可提高柿樹產(chǎn)量，也可提高甜柿品質(zhì)；丁向陽等[17]研究表明，柿樹施肥的3個關鍵時期為4月中旬至6月中旬、7月中下旬和秋季，增施氮、磷、鉀肥是提高柿坐果率和單果重的一種關鍵措施。但目前尚未見限根控冠栽培中柿樹肥料種類和施肥量對其生長發(fā)育影響的相關報道。本文分別選取發(fā)酵有機肥、復混緩控釋肥和普通化肥3種肥料，在柿樹生長發(fā)育期以大田正常施用量作為全量施肥，全量減半作為半量施肥，研究控根容器栽培下3種肥料和2種不同施用量對柿樹生長發(fā)育和葉片生理特性的影響，旨在為柿樹限根栽培提供科學合理的施肥技術，為限根栽培技術的進一步推廣應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017—2018年在山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所果樹容器大苗培育基地進行，試驗材料為自主培育的2年生‘孝義牛心柿’，砧木為君遷子，控根容器直徑40 cm、高40 cm，日常管理澆水方式為滴灌，修剪、病蟲害防治等采用常規(guī)方法，2017年當年定植后未施肥，2018年春選擇樹體大小、長勢、主干粗度、新梢數(shù)量和長度基本一致的柿樹為試材，每處理10株，單株重復。

處理前基質(zhì)基本理化性狀為：有機質(zhì)含量44.5 g/kg，全氮含量0.54 g/kg，有效磷含量45.1 mg/kg，速效鉀含量485 mg/kg，pH值7.85。供試化肥為普通尿素、磷酸二銨、硫酸鉀；供試有機肥購自附近羊場，有機質(zhì)含量236 g/kg，全氮含量15.58 g/kg，全磷含量12.98 g/kg，全鉀含量19.3 g/kg，秋季以1∶2比例加水在發(fā)酵池中發(fā)酵供第2年春季使用；供試復混緩控釋肥購自山東勝邦綠野化學有限公司，全氮含量180 g/kg，全磷含量80 g/kg，全鉀含量180 g/kg。

1.2 試驗方法

試驗設3個肥料種類（發(fā)酵有機肥、復混緩控釋肥和普通化肥），2個施肥量水平（大田常規(guī)用量和大田常規(guī)用量的一半），共6個處理，以不施肥為對照。不同時間各處理柿樹肥料種類及施肥量見表1。

表1 不同肥料種類及施肥量處理

1.2.1生長量與枝類組成的調(diào)查

11月上旬，用游標卡尺測量植株干徑，統(tǒng)計各處理柿樹的長、中、短枝數(shù)量（＜10 cm為短果枝，10～30 cm為中果枝，＞30 cm為長果枝），同時每株樹選擇5個新梢，用卷尺測量新梢長度，計算新梢數(shù)量與枝類組成。

1.2.2葉片光合特性的測定

8月初，于晴天9：00—11：00選擇樹苗中上部向陽面的成熟葉片，用Li-6400便攜式光合測定系統(tǒng)（Lincoln，USA）測定。記錄凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）。

1.2.3葉片水勢變化的測定

7月下旬和8月下旬，用PMS1505D-EXP水勢儀，分別測定凌晨（5：00—7：00）水勢和正午（12：00—14：00）水勢。

1.2.4葉片營養(yǎng)元素含量的測定

10月上旬，帶葉柄取樹體外圍中部新梢中位葉，每株取10片葉，帶回實驗室自來水沖洗干凈后用去離子水沖洗，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒重，粉碎過60目篩，自封袋保存?zhèn)溆?。參考鮑士旦[18]的方法，樣品用硫酸-過氧化氫消煮后，N元素含量用凱氏定氮法測定，P元素含量用釩鉬黃比色法測定，K元素含量用火焰光度計法測定；用硝酸-高氯酸消解后，用原子吸收分光光度法測定Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn元素含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行處理，用SPSS 22.0數(shù)據(jù)分析軟件進行Duncan’s多重比較分析，檢驗其差異顯著性（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料種類與施肥量對柿樹生長發(fā)育的影響

2.1.1對柿樹生長量的影響

不同肥料種類與施肥量對柿樹株高、地徑及新梢平均生長量的影響如圖1所示。由圖1可以看出，所有施肥處理的柿樹株高、地徑和新梢平均生長量均顯著大于對照；6個施肥處理中，半量施肥處理的株高和新梢平均生長量均明顯大于相應的全量施肥處理；3個半量施肥處理中T2的株高、地徑和新梢平均生長量均最高，其他2個處理之間差異不顯著。

圖1 不同肥料種類與施肥量對柿樹生長發(fā)育的影響

2.1.2對柿樹枝類組成的影響

由表2可以看出，所有施肥處理的總枝量都高于對照，除T1、T5外，其他施肥處理的總枝量均顯著高于對照；半量施肥處理的柿樹總枝量均高于相應的全量施肥處理，總枝量最多的是T4，但與其他2個半量施肥處理之間差異不顯著；所有處理的長枝數(shù)均為5個左右，各處理之間差異不顯著，除T1短枝數(shù)量小于對照外，所有處理的中枝和短枝數(shù)量均大于對照；施復混緩控釋肥處理的柿樹雖發(fā)枝較多，但短枝所占比率較大，T1雖中、長枝所占比率較大，但枝量較少。綜合來看，T2的總枝量和中、長枝所占比率均較大。

2.2 不同肥料種類與施肥量對柿樹生理特性的影響

2.2.1對柿樹葉片光合參數(shù)的影響

由圖2可以看出，CK各項光合參數(shù)均較低，說明施肥處理可有效提高葉片的凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度，提高養(yǎng)分合成和能量儲備能力；6個處理中半量施肥處理的凈光合速率均大于全量施肥處理，凈光合速率最大的為T6，其次為T2，但二者之間差異不顯著，最小的為T3；蒸騰速率最大的為T6，最小的為T2；除施復混緩控釋肥的柿樹外，施發(fā)酵有機肥和普通化肥的柿樹葉片氣孔導度也是半量施肥處理大于全量施肥處理，最大的為T6，最小的為T5；T2和T3處理的胞間CO2濃度較高，但與其他施肥處理差異不顯著。整體來看，T2和T6處理的氣體交換能力較好，光合能力較強。

表2 不同肥料種類與施肥量對柿樹枝類組成的影響

圖2 不同肥料種類與施肥量對柿樹光合參數(shù)的影響

2.2.2對柿樹葉片水勢的影響

不同肥料種類與施肥量對柿樹葉片水勢的影響如表3所示，柿樹凌晨水勢較高，正午水勢較低，凌晨與正午水勢差異較大。7月CK的凌晨水勢明顯高于其他6個施肥處理，并與T2、T3、T4、T5、T6差異顯著，6個施肥處理中施用發(fā)酵有機肥（T1、T2）柿樹凌晨水勢顯著高于其他4個處理，2個施用普通化肥的柿樹凌晨水勢均較低，T6柿樹凌晨水勢顯著低于除T4外的其他4個處理；8月施用發(fā)酵有機肥的柿樹凌晨水勢也較高，顯著高于對照和施用普通化肥的柿樹。正午水勢7月各處理與對照之間差異均不顯著，8月則存在一定差異，對照和施用發(fā)酵有機肥的柿樹正午水勢較高，顯著高于T3、T5、T6。

表3 不同肥料種類與施肥量對柿樹凌晨水勢與正午水勢的影響

2.2.3對柿樹葉片礦質(zhì)元素含量的影響

由表4可知，施肥處理的柿樹N、K、Ca、Mg等4種礦質(zhì)元素含量均顯著高于CK；P和Zn元素含量雖均高于CK，但只有個別處理差異顯著；除T3外，Cu元素含量均大于CK，T2、T4、T5、T6顯著大于CK。6個施肥處理中，施發(fā)酵有機肥的柿樹葉片中N元素含量較高，但與施用普通化肥和復混緩控釋肥之間差異不顯著；半量施肥處理的柿樹P元素含量均小于相應的全量施肥處理；施用復混緩控釋肥的柿樹葉片K元素含量最高；Ca、Mg和Zn元素含量也是施用復混緩控釋肥的柿樹葉片最高，施用發(fā)酵有機肥的葉片Ca、Mg含量略高于施用普通化肥的葉片；T3、T4（施復混緩控釋肥）和T1柿樹葉片K元素含量顯著大于其他3個處理；半量施肥處理葉片中Cu元素含量均顯著高于相應的全量施肥處理，但三者之間差異不顯著。

表4 不同肥料種類與施肥量對柿樹葉片礦質(zhì)元素含量的影響

3 討 論

3.1 不同肥料種類與施肥量對柿樹生長發(fā)育的影響

生長指標綜合反映了苗木對基質(zhì)的適應性，與基質(zhì)中營養(yǎng)成分含量密切相關，而合適的果樹枝類組成比例可以整體調(diào)控樹體光合產(chǎn)物的積累和分配，是果樹優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的前提[19]。本研究中，施肥處理柿樹的株高、地徑、新梢平均生長量、總枝量和中枝數(shù)量均大于對照，說明施肥處理可維持基質(zhì)肥力或培肥基質(zhì)，對柿幼樹的生長發(fā)育有積極促進作用，對照生長發(fā)育較弱，經(jīng)過1年生長后，基質(zhì)中原有的營養(yǎng)成分被大量消耗，現(xiàn)有營養(yǎng)已無法滿足柿樹第2年的生長發(fā)育，苗木培育過程中需提供新的肥料。劉松忠等[19]研究表明，砂土和壤土分別施用合適比例的有機肥可顯著促進梨幼樹新梢生長，調(diào)控長、中、短枝數(shù)量和枝類組成；趙國棟等[20]研究表明，不同比例有機肥處理可調(diào)控梢類組成，合適比例的有機肥可顯著降低蘋果幼樹的長枝比例。本研究也得到了相似的研究結(jié)果，結(jié)果顯示，半量施用發(fā)酵有機肥、復混緩控釋肥和普通化肥的柿樹株高、新梢平均生長量、總枝量均大于全量施肥處理的柿樹，總施肥量達到大田常規(guī)施用量的一半即可使柿樹正常生長，施肥量過高或過低都會抑制柿樹地上部分的生長，原因在于肥量不足時，基質(zhì)養(yǎng)分濃度低，根系無法得到充足的養(yǎng)分供給柿樹正常生長，而施肥過量時，造成基質(zhì)養(yǎng)分濃度過大，抑制了根系對養(yǎng)分的吸收利用。研究中發(fā)現(xiàn)，半量施用發(fā)酵有機肥更有利于培育合適的柿樹枝類組成，提高中、長結(jié)果枝組比例，原因可能是氮元素是影響果樹器官分化、形成及樹體形態(tài)建成的主要元素，春季用于柿樹器官建造的氮元素主要來源于貯藏氮和當年吸收的氮[21]，而當年吸收的氮利用率僅10%～15%[22]，普通化肥和緩控釋肥氮元素利用率低，而有機肥施用次數(shù)多，氮元素相對供應充足，利用率有一定提高，故中、長枝數(shù)量相對較多。

3.2 不同肥料種類與施肥量對柿樹葉片生理特性的影響

葉片的光合參數(shù)與植物的生長密切相關，光合速率的強弱可以反映植物根系對水分、養(yǎng)分和礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收能力，是植物合成和儲備能量的重要指標[23]，植物葉片水勢反映了植物對水分的運輸能力，可以分析植物施肥處理后的保水效果。葉勝蘭等[24]研究表明，施用有機肥可增強葉片凈光合速率和氣孔導度，提高梨棗葉片水勢，改善葉片水分狀況，本研究也得到了相似的研究結(jié)果。由施用發(fā)酵有機肥的柿樹葉片水勢明顯高于其他2種肥料處理的葉片可以看出，施有機肥可提高葉片水分運輸能力，增強其保水效果，而半量施肥和全量施肥對葉片水勢的影響差異不明顯，說明影響植株保水效果的主要是肥料種類，施用有機肥葉片保水效果好的原因可能是施用有機肥可以顯著提高基質(zhì)的有機質(zhì)含量，孔隙度增大，故持水能力提高；半量施肥處理的柿樹光合參數(shù)優(yōu)于全量施肥的柿樹，說明影響植株光合參數(shù)的主要是施肥量，與肥料種類關系較小，施肥量影響光合參數(shù)的原因可能是控根容器條件下，肥水較為集中，肥料施于根區(qū)減少了養(yǎng)分的淋失，半量施肥即可維持基質(zhì)肥力，為植株提供充足的養(yǎng)分來源，肥料過量則影響植株的養(yǎng)分狀況，使光合參數(shù)受到影響。

均衡的礦質(zhì)元素是影響植物生長發(fā)育和產(chǎn)量、品質(zhì)的主要因素之一，葉分析是樹體營養(yǎng)診斷最快捷有效的方法，目前在大多數(shù)果樹上都有應用。趙佐平等[25]對蘋果不同發(fā)育期葉片中氮、磷、鉀含量研究表明，施肥處理的葉片氮、磷、鉀含量顯著高于未施肥處理的葉片，施有機肥的葉片其氮、磷、鉀含量顯著高于施化肥的葉片。任珂等[26]通過對馬鈴薯養(yǎng)分吸收試驗也表明，化肥對提高土壤中氮、磷、鉀含量影響較大，而有機肥對提高植株和塊莖中氮、磷、鉀含量影響較大。本研究表明，施肥處理的葉片N、K、Ca、Mg、P、Zn元素都較對照高，對植株的生長具有明顯的促進作用，這一點與以上研究結(jié)果一致。但本研究沒有得到施有機肥的葉片氮、磷、鉀含量顯著高于施化肥的葉片的結(jié)論，而是施3種不同肥料的葉片中氮、磷、鉀含量差異較小，原因可能與栽培條件、樹種和研究周期較短等都有關系，有待于后續(xù)繼續(xù)分析測試。除氮、磷、鉀外，施肥處理后Ca、Mg含量也顯著高于對照，說明3種肥源對Ca、Mg元素的吸收都有一定的促進作用；施用復混緩控釋肥的柿樹葉片Ca、Mg和Zn元素含量都較高，原因是復混肥中添加了一定量的這3種中微量元素，施用有機肥的葉片Ca、Mg含量略高于施用化肥的葉片，可能有機肥中也含有一定量的Ca、Mg元素，各種微量元素雖存在一定的促進和拮抗關系，但適當增加施用量對葉片吸收該元素有一定的促進作用。

4 結(jié) 論

控根容器栽培條件下，對柿樹生長發(fā)育、光合參數(shù)影響較大的是施肥量，施用大田常規(guī)施肥量的一半即可保證柿樹正常生長發(fā)育；對柿樹水勢和枝類組成影響較大的是肥料種類，有機肥比復混緩控釋肥和普通化肥可以更好地調(diào)節(jié)枝類組成，利于下一步的開花結(jié)果，且持水保水效果更佳；肥料種類對柿樹葉片中礦質(zhì)元素含量的影響較小，施肥量過低時才會造成柿樹葉片中礦質(zhì)元素含量降低。合適的施肥量不僅可以節(jié)省肥料用量，還是柿樹早產(chǎn)豐產(chǎn)的前提條件，施用量不足或過高都會影響柿樹的生長發(fā)育，繼而影響今后豐產(chǎn)增收?？馗萜髟耘嗍劣讟溥^程中建議以施發(fā)酵有機肥為主。