磷素對核桃幼苗營養(yǎng)元素含量的影響

劉春花，謝 富，張 銳

(1.阿克蘇地區(qū)中等職業(yè)技術學校，新疆 阿克蘇 843000；2.阿克蘇教育學院，新疆 阿克蘇 843000；3.新疆生產建設兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300；4.南疆特色果樹高效優(yōu)質栽培與深加工技術國家地方聯(lián)合工程實驗室，新疆 阿拉爾 843300)

1 引言

磷是核桃生長發(fā)育必需的大量營養(yǎng)元素之一[1]。土壤低磷或高磷都不利于核桃生長發(fā)育和體內營養(yǎng)元素的平衡[2]。新疆作為中國核桃主要栽培區(qū)，地處中國西北邊陲，光照資源充足[3]，但是，長期以來由于本地區(qū)農戶對磷素肥料的經驗性施用，缺乏生產園合理施肥與土壤養(yǎng)分科學管理，導致核桃樹體養(yǎng)分不平衡，磷肥利用率低下等問題十分突出。因此磷肥施用水平對核桃營養(yǎng)元素的吸收等方面的研究是核桃生產等的關鍵。前人對不同供磷水平下的紐荷爾臍橙[4]、鐵核桃實生苗[5]、刺梨幼苗[6]、杉木[7]等植物上的營養(yǎng)元素含量變化進行大量調查研究，得出隨著磷水平的上升，磷、鈣、鎂、錳、銅含量呈上升趨勢，氮、鉀、鐵、鋅、硼含量呈先上升后下降趨勢。過高和過低磷水平都會導致植物體內營養(yǎng)元素含量失衡。

迄今為止，有關磷水平對核桃生長及養(yǎng)分吸收的影響研究較少，在磷水平下核桃體內營養(yǎng)元素的轉運機制及元素間的拮抗作用鮮有報道。因此，有必要探討不同磷水平對核桃的生長發(fā)育及礦質營養(yǎng)元素吸收的影響，為核桃的合理施肥提供理論依據。

本文以“新萃豐”核桃實生幼苗為研究材料，采用土培的方法研究不同供磷水平對核桃實生幼苗礦質營養(yǎng)元素含量的影響，旨在為核桃幼苗期果園土壤養(yǎng)分管理中確定合理的磷肥施用量提供科學依據。

2 材料與方法

2.1 試驗材料和試驗設計

以“新萃豐”核桃實生幼苗為研究材料，種子采集于阿克蘇溫宿縣核桃林場。試驗地在塔里木大學農學實驗站。供試土壤為砂質土，有機質含量0.86 %，全氮0.45 g/kg，全磷 0.63 g/kg，全鉀19.35 g/kg，堿解氮14.71 mg/kg，有效磷32.64 mg/kg，速效鉀80.34 mg/kg，pH值為8.34，電導率185.04 us/cm。6月初采集未經處理的核桃葉片經混合測定硫、磷、鎂、鉀、鈣、鉬、銅、鋅、硼、錳、鐵元素含量分別為1470.68、1754.18、4398.40、10519.59、10826.72、0.96、6.97、14.74、79.07、50.68、420.10 mg/kg。

以正常管理的核桃實生幼苗為材料，挑選合格的種子于4月20日播于試驗田中(選擇種子較大，顏色正常，縫合線緊密，單果重17～18 g之間)。實驗采用直播建園模式，一個處理2膜，一膜2行，一行10株苗，共10膜。膜寬90 cm，膜長400 cm，膜與膜間距90 cm，株距×行距=15 cm×30 cm。處理與處理間放隔離帶，隔離帶寬80 cm，高40 cm。參照生產上磷肥的施用量，試驗設置5個磷施入量，肥料采用磷酸一銨，磷酸一銨梯度分別為0(L1)，10(L2)，20(L3)，30(L4)，40(L5)g/株，其中P2O5含量分別為0(L1)，8.33(L2)，16.66(L3)，24.99(L4)，33.33(L5)g/株。因試驗肥料磷酸一銨中含有氮元素，故本試驗施用尿素將處理間的氮元素統(tǒng)一。播種一個月后核桃幼苗長勢基本一致，進行第一次磷肥處理，處理后立馬澆水以利于幼苗對磷肥的吸收，此后每周澆一次自來水。培養(yǎng)30 d后采集好3株長勢相近的核桃幼苗，洗凈擦干，將幼苗分成根、莖和葉三部分。然后進行105 ℃，30 min的殺青，80 ℃下烘至恒重。隨后進行營養(yǎng)元素的測定。

第一次磷肥處理后30 d后進行第二次處理，采樣及指標測定按照上面步驟操作。試驗共進行3次處理，兩次處理時間間隔為30 d。

2.2 樣品處理及分析方法

2.2.1 植株氮磷鉀

植株全氮、全磷和全鉀均采用硫酸過氧化氫硝煮法，均參考鮑士旦的土壤農化分析。

2.2.2 植株微量元素含量

將烘干的核桃實生幼苗葉片用粉碎機粉碎，過篩，每個處理都分別準確稱取3份樣品各0.1000 g左右的樣品于樣品管中，加約6 mL優(yōu)級純濃硝酸和約0.5 mL氫氟酸，置于不銹鋼悶罐中，于180 ℃烘箱加熱約8 h反應完全后冷卻，轉移定容，儀器測試。測試儀器：安捷倫ICPOES 730。

2.3 數據處理

本實驗在Microsoft Office Excel 2003中軟件對數據進行整理和作圖，采用DPS V7. 05統(tǒng)計軟件進行顯著性分析，多重比較采用Duncan's新復極差法。

3 結果與分析

3.1 不同磷水平對核桃實生幼苗莖、葉和根中全氮、全磷和全鉀含量的影響

圖1顯示，核桃幼苗莖葉根中氮含量均隨供磷水平的增加呈極顯著非線性一元二次回歸相關關系，即葉片和根系中氮含量隨磷濃度的升高先上升后下降，至L4處理下達到峰值。L4處理的莖、葉和根中氮含量比L1處理顯著增高，L4處理比L1分別提高28%、18%和69%。氮素在葉片中的含量明顯高于根、莖中的含量，基本上是根、莖中氮含量的2倍以上，其他處理顯著高于對照，這說明氮素明顯增加了核桃實生幼苗葉中氮素含量，從而增加其光合作用的能力，但當氮素濃度增至一定程度時光合作用能力不再增加。從整體氮素分布情況來看，其分布規(guī)律為葉>根>莖。

圖1顯示，缺磷嚴重影響核桃幼苗莖葉根中磷含量的吸收與積累。隨磷濃度的上升，核桃幼苗莖葉根中磷含量逐漸增高，呈顯著正相關關系，且L1和L5處理間的差異達到顯著水平，處理L5比L1處理提高了143%、33%和45%。L1、L2、L3和L4處理間莖和根中磷元素差異雖不顯著，但有一個上升的趨勢。可見，施磷能促進核桃幼苗有效吸收磷元素，且各處理中，磷含量的分布規(guī)律為莖>葉>根。

圖1顯示，隨著磷水平的上升，核桃幼苗莖和根中鉀含量呈拋物線趨勢，至L4處達到最高，此時比L1處理提高了101%和66%，葉中鉀含量呈正相關關系，但處理間不具有顯著性差異?？梢姡追蕦颂矣酌缛~中鉀吸收有明顯的促進作用，而供磷過低或過高均不利于核桃幼苗鉀素的吸收與積累。從整體鉀素分布情況來看，其分布規(guī)律為葉>莖>根。

圖1 供磷水平對核桃實生幼苗莖、葉和根中全氮、全磷和全鉀含量的影響

3.2 不同磷水平對核桃實生幼苗根莖葉中微量元素含量的影響

由表1可見，不同磷水平下核桃實生幼苗根莖葉中鈣和鎂元素含量變化趨于一致，均隨供磷水平的升高呈直線上升趨勢，處理間達顯著水平，均在L5處理達到最大值，與L1處理相比分別增高了26%～228%和46%～92%，表明磷素對核桃幼苗吸收鈣、鎂和硫元素有顯著促進作用。

表1 不同供磷水平對核桃實生幼苗大量營養(yǎng)元素含量的影響

由表2可見，磷素對核桃實生幼苗中硫、鉬、鋅、硼和鐵含量變化大體一致，均隨磷濃度的升高呈先上升后下降趨勢，各處理間差異達顯著水平，大部分的數值在L4處理達到峰值，超過L4處理后其數值均呈下降趨勢，表明適當施用磷肥，會促進植物對硫、鉬、鋅、硼和鐵元素的吸收，但過多施用磷肥，卻會使磷與硫、鉬、鋅、硼和鐵元素之間失去營養(yǎng)平衡，致使核桃缺鉬、缺鋅、缺硼和缺鐵。核桃幼苗葉莖的銅元素和葉中的錳元素與磷濃度呈正相關關系，而根中的銅和根莖中的錳含量呈拋物線趨勢，均在L4處理下達峰值分別為13.80 mg/kg、43.33 mg/kg和43.63 mg/kg，至L5處理下又急劇下降，比L4處理降低了42.53%、22.16%和28.33%，說明銅和錳元素均在根中的反應機制更敏感。

表2 不同供磷水平對核桃實生幼苗微量營養(yǎng)元素含量的影響

4 討論

植物體內蛋白質、核酸以及葉綠素的合成很大程度上取決于氮，磷是植物體內諸多重要有機化合物的組成成分，它對植物的生長勢和新陳代謝有極其重要的作用[8]。植物體內很多酶的活化劑是鉀，它是細胞滲透勢的重要成分，對光合磷酸化和同化物的運輸也占有重要的地位[9]。適量磷肥處理有利于植物吸收磷元素，也有利于促進氮、鉀元素的吸收，當磷肥過量時，減少植株對養(yǎng)分的吸收，降低磷肥利用率[10]。本研究在核桃幼苗根莖葉中的養(yǎng)分含量得出結論，氮和鉀元素在莖葉中的含量隨磷濃度的上升呈拋物線趨勢，而根中的氮和鉀含量呈直線上升趨勢，L4與L5處理差異不顯著，表明莖葉中的氮和鉀元素對磷素的供應較敏感。磷元素在根莖葉中的含量隨磷濃度的增加而增加，葉和根中的磷元素在L4和L5間差異不顯著，說明磷水平超過L4處理后不再促進植物吸收磷元素，反而產生了一定的抑制作用。從其整體元素分布規(guī)律來看，核桃幼苗中葉中含有的營養(yǎng)元素含量顯著高于根莖中的，其原因可能是由于幼苗正處于生長期，需要吸收大量營養(yǎng)元素進行光合作用。

微量元素對植物生長發(fā)育也起著非常重要的作用，是植物體內酶或輔酶的重要組成成分，專一性很強，是植物生長發(fā)育不可相互替代的元素[11]。植物體擁有充足的微量元素會促進體內生理機能旺盛，還利于植物吸收和利用大量營養(yǎng)元素，在逆境環(huán)境中微量元素還能改善細胞原生質的膠體化學性質，促使原生質體的濃度增加，提高植物的抗逆性[12]。核桃幼苗根莖葉中微量元素含量與供磷水平的關系表現出兩種情況：一是隨磷濃度的升高核桃幼苗體內的鈣、銅、鎂含量逐漸增加，呈正相關關系；二是隨施磷量的增加核桃幼苗體內的硼、鐵、錳、鉬、硫和鋅元素的含量呈拋物線趨勢關系，到達適磷濃度時達峰值，超過適磷濃度后逐漸下降。

果樹中某種元素的下降大部分是吸收量減少的緣故。磷雖利于植物的生長發(fā)育，過量則會引起植物體內鋅、銅、鐵等其他微量元素的吸收與轉運，打破了營養(yǎng)平衡，導致產量和品質下降[13]。這與本試驗硼、鐵、錳、鉬、硫和鋅元素的研究結果一致，與銅在根中的反應一致，在莖和葉中的銅含量雖隨磷濃度上升而增高，但L4與L5處理差異不顯著，說明L5處理對莖和葉中的銅含量還是有一定的抑制作用。當土壤偏堿性時(pH>7)，土壤中的鈣質過剩，果樹很難吸收硼元素而出現缺硼癥。本試驗的土壤均偏堿性，隨施磷量的增加鈣元素也隨之增加，而硼元素增加到一定量后呈下降趨勢，與本研究結果一致。在果樹吸收營養(yǎng)元素過程中，過量施磷對錳元素起毒害作用，這與本試驗中磷與錳元素在根和莖中的表現結果一致，但在葉中的錳含量呈正相關關系，其趨勢變化還有待于進一步研究。

5 結論

經過各指標的測定分析得出最佳核桃幼苗磷酸一銨的施用量為30 g/株，該處理有利于核桃幼苗對營養(yǎng)元素的吸收與利用。因此，在核桃幼苗種植中應確立磷肥的合理施用量，有利于植株對磷肥的有效吸收及營養(yǎng)成分的積累。此外磷肥若施用過量或少量，均不利于植株的生長及養(yǎng)分的吸收。因此，在建園初期應確定合理的磷肥施用量以促進園中土壤養(yǎng)分的均衡發(fā)展。