袋控緩釋鐵肥提高梨樹鐵素利用率

摘要：為探究袋控緩釋鐵肥改善梨樹缺鐵黃化的效果，采用硫酸亞鐵與檸檬酸混合包裝，并在肥料袋中添加生根誘導(dǎo)調(diào)節(jié)劑6-BA，設(shè)袋控緩釋鐵肥（HF）、撒施鐵肥（SF）和不施鐵肥（CK）3個處理，分析了其對梨樹細(xì)根生長狀況、葉片SPAD值以及葉片活性鐵含量的影響。結(jié)果表明，HF梨樹根系的細(xì)根最長、根體積和根表面積最大，其中在根長和根體積指標(biāo)上顯著高于SF和CK（P<0.05）；HF和SF兩處理在生長季內(nèi)細(xì)根數(shù)量顯著高于CK（P<0.05）；HF肥效緩慢且穩(wěn)定，持續(xù)維持一定的根系生物量，延長了梨樹根系的褐變時間，其中HF褐變時間最長，為54 d，其次是SF，為43 d，CK為 25 d，各處理間差異顯著（P<0.05）；HF顯著提高了根系活力（P<0.05）。HF葉片SPAD值在7月和8月顯著高于SF與CK（P<0.05）。8月各處理間梨樹葉片活性鐵含量差異顯著（P<0.05），以HF的活性鐵含量最高，為27.36 mg/kg。袋控緩釋鐵肥有效提高了梨樹鐵素利用率。

關(guān)鍵詞：梨樹；袋控緩釋鐵肥；鐵素利用率；根系生長；葉片SPAD值

中圖分類號：S661.2；S145.6 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）10-0024-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.10.005 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract： To study the effect of bag-controlled slow-release iron fertilizer on improving iron deficiency and yellowing of pear trees， the fertilizer was packaged with ferrous sulfate and citric acid， and 6-BA was added into the fertilizer bag. Three treatments of bag-controlled slow-release iron fertilizer （HF）， spread iron fertilizer （SF） and no iron fertilizer （CK） were set up. The growth status of fine roots， leaf SPAD value and leaf active Fe content of pear trees were analyzed. The results showed that the length， volume and surface area of fine roots treated with HF were the highest， and the root length and root volume were significantly higher than those of SF and CK treatments （P<0.05）. The number of fine roots in HF and SF treatments was significantly higher than that in CK treatment during the growing season （P<0.05）. The fertilizer effect of HF treatment was slow and stable， which maintained a certain root biomass and prolonged the browning time of pear roots. Among them， the root browning time of HF treatment was the longest， reaching 54 days， followed by SF treatment for 43 days and CK treatment for 25 days， and there were significant differences among treatments （P<0.05）. In addition， HF treatment significantly increased root activity（P<0.05）. The SPAD values of HF treatment measured in July and August were significantly higher than those of SF and CK treatments （P<0.05）. In August， the active iron content of each treatment was significantly different （P<0.05）， and the active iron content of HF treatment was the highest， which was 27.36 mg/kg. The bag-controlled slow-release iron fertilizer effectively improved the utilization rate of iron in pear trees.

Key words： pear tree； bag-controlled slow-release iron fertilizer； iron utilization rate； growth of roots； leaf SPAD value

梨樹在中國栽培面積廣、產(chǎn)量高，在中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中占有重要的位置，由于缺鐵而引起的黃葉病在國內(nèi)許多梨園普遍發(fā)生，不僅影響果樹的生長發(fā)育造成樹勢衰弱，而且嚴(yán)重影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)，甚至造成植株死亡［1-3］。李燕婷等［4］的研究表明，土壤pH影響土壤中鐵的有效性，在土壤pH大于7.5的條件下，土壤溶液中鐵的活性隨著土壤pH的升高而降低。河南省主要的梨產(chǎn)區(qū)是黃河故道，該地區(qū)土壤地下水礦化度高、含鹽量高、pH高，因此梨樹極易發(fā)生缺鐵失綠現(xiàn)象。生產(chǎn)上通常施用硫酸亞鐵、有機復(fù)合鐵肥、螯合鐵肥等矯治梨樹的缺鐵黃化病。但是采用硫酸亞鐵或有機復(fù)合鐵肥矯治效果不是很理想，采用螯合鐵作鐵肥矯治梨樹的缺鐵黃化癥狀［5］雖然效果顯著，但因較高的價格也制約了其推廣。

袋控緩釋鐵肥一次性施肥可滿足果樹一年生長季對鐵肥的需要，具有養(yǎng)分釋放與果樹吸收同步，肥效持續(xù)時間長、肥料利用率高等特點，在深入推進化肥減量背景下，推廣袋控緩釋技術(shù)對實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。前人已在袋控緩釋肥對提高果樹生長與品質(zhì)等方面進行了大量研究［6-10］，而果園的地下管理是實現(xiàn)果樹優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的基礎(chǔ)和前提，根系中的新生細(xì)根是吸收肥料的主要部位，因此本研究采用硫酸亞鐵和檸檬酸混合包裝于袋控緩釋肥芯中，在根際微域環(huán)境內(nèi)改善果樹根際范圍的pH，并在針刺微孔肥料袋中添加生根誘導(dǎo)植物調(diào)節(jié)劑6-BA，通過采用微根管觀察袋控緩釋鐵肥條件技術(shù)下梨樹細(xì)根發(fā)生和生長情況，研究細(xì)根生長對梨樹補鐵效果的影響，以期為推進化肥減量，篩選出高效矯治缺鐵黃化的緩控袋肥，從而提高梨樹鐵素利用率，達到果樹補鐵的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2022年5—10月在河南農(nóng)業(yè)高新科技園區(qū)的河南省大宗水果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系中牟綜合試驗站開展。供試品種為梨品種新高，砧木為杜梨，樹齡為7年，株行距為2.5 m×4.0 m。根據(jù)孟亞楠［11］對黃化病發(fā)生程度的分級標(biāo)準(zhǔn)，將果園內(nèi)果樹黃化程度分為3級，分別為葉脈間白化、全葉黃化、葉片出現(xiàn)典型的葉脈間失綠的缺鐵癥狀。緩釋肥芯肥為河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院果樹專業(yè)課題組研制，50 g/袋，由尿素、磷酸二銨和K2SO4無機肥按照一定比例組成，每袋肥芯中N、P、K的含量分別為10.8、4.1、11.2 g。

1.2 試驗設(shè)計

田間試驗共設(shè)置3個處理（表1），每小區(qū)3株（3個黃化程度級別各1株），重復(fù)3次，按樹冠垂直投影面積每平方米 20 g鐵量計算緩控釋肥用量。同級的黃化植株設(shè)置不施鐵肥對照（CK）、撒施鐵肥（SF）、袋控緩釋鐵肥（HF）3個處理，肥料的施用情況見表1。

各處理均采用條狀溝施法，即在距離樹干60 cm的位置，沿著南北方向挖寬約20 cm、深約25 cm、長約60 cm的兩條溝。不施鐵肥對照施入緩釋肥肥芯，每溝施入4袋，每棵樹共施8袋；撒施鐵肥處理每溝中撒施入與4袋袋控緩釋鐵肥等量的肥料，即每棵樹施入8袋緩釋肥；袋控緩釋鐵肥處理在每條施肥溝內(nèi)施入4袋緩釋肥，各處理肥料配方及規(guī)格見表1。施肥后在梨樹行間，距離樹干 40 cm 處，埋入長60 cm、外徑70 mm與地面呈 45°夾角的微根管，埋設(shè)垂直距離約為40 cm。并于2022年5—10月對新根生長狀況進行數(shù)據(jù)采集，每月20日進行觀察。

1.3 測定方法

通過根系原位觀測系統(tǒng)RootScanner-R觀測梨樹10～30 cm土層的新生細(xì)根生長狀況。圖像采集面積19.6 cm×20.7 cm，利用系統(tǒng)中所帶軟件對細(xì)根（直徑<2 mm）生長狀況進行數(shù)據(jù)分析。

2022年在6月15日、7月15日、8月15日在東面、西面兩側(cè)施肥溝中間用土鉆取土樣，土樣沖洗后保留根系，采用李合生［12］的氯化三苯基四氮唑（TTC）還原法測定細(xì)根根系活力。采用SPAD-502PLUS便攜式葉綠素測定儀測量已選定的新梢中部葉片SPAD值，每株測10個葉片，取其平均值。稱取根系和葉片各1 g，用剪刀剪碎后放入試管，加入10 mL的1 mol/L的HCl，振蕩浸提12 h，過濾2次定容到25 mL，用ICP法測定活性鐵含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)分析。采用 Duncan’s新復(fù)極差法分析不同處理間的差異（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對梨樹細(xì)根生長狀況的影響

2.1.1 對根長、根表面積、根體積的影響 于2022年10月梨樹根系停止生長后進行圖像數(shù)據(jù)分析，測定對照和處理的根系生長長度、根表面積以及根體積。由表2可以看出， HF梨樹根系的細(xì)根最長、根體積和根表面積最大，其次是SF。HF根表面積指標(biāo)與CK差異均達顯著水平（P<0.05），但與SF差異不明顯；在根長和根體積指標(biāo)上3個處理差異均達顯著水平（P<0.05）。

2.1.2 對細(xì)根數(shù)量的影響 由圖1可見，梨樹根系發(fā)生數(shù)量在夏季和秋季有2次生長高峰，其中6月、7月生長高峰產(chǎn)生的新根數(shù)量多于8月、9月，10月梨樹根系的生長逐漸停止。細(xì)根總數(shù)以HF最多，為325條，其次為SF，為303條，CK最少，為180條，HF與SF間差異不顯著，但與CK存在顯著差異（P<0.05）。

2.1.3 對根系生物量的影響 由圖2可知，CK、SF、HF梨樹根系生物量的平均值分別為1 821.0、 6 683.3、8 290.2 mm3/株，其中SF和HF平均生物量沒有明顯的差異，但CK與SF、HF根系平均生物量的差異明顯。根系生物量反映了在某個時間一定體積上存在的活根量，根系生物量的動態(tài)變化可以反映出根系的穩(wěn)定性，5—10月整個測量過程中，HF根系生物量最為穩(wěn)定，從側(cè)面也說明袋控緩釋鐵肥處理延長了梨樹根系壽命。

2.1.4 對根系壽命的影響 梨樹新生根系的顏色開始為白色，逐漸變深成為褐色，梨樹根系顏色的變化反映了其呼吸和吸收能力的下降，細(xì)根為白色或者褐色即為活根，顏色為黑色、皺縮或者在2次觀測期間消失了即為死根。根系圖像采集結(jié)果表明，袋控緩釋鐵肥處理根系從白色到褐色的時間最長，為54 d，其次是撒施鐵肥處理，為43 d，不施鐵肥對照為25 d，各處理間差異顯著（P<0.05），袋控緩釋鐵肥處理顯著高于撒施鐵肥處理和不施鐵肥對照（圖3）。

2.1.5 對根系活力的影響 6月15日至8月15日根系活力測定結(jié)果（圖4）表明，各處理6月15日測定的根系活力均高于7月15日、8月15日測定的根系活力，其中6月15日袋控緩釋鐵肥處理根系活力最高，為 650 μg/（g·h），其次為撒施鐵肥處理，不施鐵肥對照最低，為430 μg/（g·h）；6月15日和8月15日各處理間差異均達顯著水平（P<0.05），袋控緩釋鐵肥處理根系活力顯著高于撒施鐵肥處理和不施鐵肥對照；7月15日撒施鐵肥和袋控緩釋鐵肥均顯著高于不施鐵肥對照（P<0.05），撒施鐵肥處理和袋控緩釋鐵肥處理之間沒有顯著差異。

2.2 不同處理對梨樹葉片SPAD值的影響

從5月20日開始袋控緩釋鐵肥處理梨樹葉片SPAD值呈持續(xù)增加的趨勢，至8月開始穩(wěn)定。由圖5可知，5月20日撒施鐵肥處理葉片SPAD值顯著高于袋控緩釋鐵肥處理和不施鐵肥對照（P<0.05）；6月20日撒施鐵肥處理葉片SPAD值與袋控緩釋鐵肥處理間沒有顯著差異，但均顯著高于不施鐵肥對照（P<0.05）；7月20日和8月20日，各處理間葉片SPAD值的差異顯著（P<0.05），袋控緩釋鐵肥處理葉片SPAD值顯著高于撒施鐵肥處理與不施鐵肥對照，7月20日測得的袋控緩釋鐵肥處理SPAD值最高，為47.6。

2.3 不同處理對梨樹葉片活性鐵含量的影響

植物葉片中活性鐵含量是診斷鐵營養(yǎng)狀況的指標(biāo)［13，14］。由圖6可以看出，6月5日袋控緩釋鐵肥處理與撒施鐵肥處理測得的活性鐵含量均顯著高于不施鐵肥對照（P<0.05）；8月5日各處理間的活性鐵含量差異顯著（P<0.05），袋控緩釋鐵肥處理活性鐵含量顯著高于其他處理，為27.36 mg/kg，與不施鐵肥對照相比，活性鐵的含量提高了93.2%。

3 小結(jié)與討論

對于多年生果樹來說，維持土壤養(yǎng)分穩(wěn)定對于其生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要的影響作用。袋控緩釋肥通過調(diào)節(jié)控施帶上的微孔數(shù)目達到穩(wěn)定釋放養(yǎng)分的目的。張亞飛等［15］、張守仕等［16，17］、張華美等［18］的研究發(fā)現(xiàn)，袋控緩釋肥能持續(xù)穩(wěn)定對樹體供應(yīng)養(yǎng)分，在生長季內(nèi)呈逐漸上升趨勢，相比撒施處理變化幅度小，實現(xiàn)供試植物對肥料的最適生長要求。另外，袋控緩釋肥料結(jié)合春季追肥或者秋季基施，可實現(xiàn)施用一次即可滿足全年養(yǎng)分需求，節(jié)省勞動力，降低勞動強度，提高肥料利用率；而且施肥時不直接接觸肥料，避免了由于土壤中有效養(yǎng)分驟增而危害植株根系生長的情況［19］。本試驗在堿性土壤條件下添加酸性肥料和生根劑的袋控緩釋鐵肥在植株生長季中能夠持續(xù)穩(wěn)定地為梨樹提供鐵肥，撒施鐵肥處理后，在短時間內(nèi)梨樹葉片SPAD值和葉片活性鐵含量的增加速度大于袋控緩釋鐵肥處理，但在整個試驗期間，袋控緩釋鐵肥處理的葉片SPAD值和葉片活性鐵含量逐漸穩(wěn)定上升，試驗后期顯著高于撒施鐵肥處理。

植株地上部分生長發(fā)育與地下部分根系代謝、生長和活力變化密切相關(guān)，促進果樹根系的生長發(fā)育是果園施肥、灌水等農(nóng)藝管理措施的首要因素［20-22］。細(xì)根數(shù)量多，吸收能力強，是植物體從土壤中吸收水分和養(yǎng)分的主要途徑［23，24］。有研究表明，袋控緩釋肥可提高植株細(xì)根數(shù)量、延長細(xì)根壽命，從而提高肥料的利用率［15，17］。梨樹新生的細(xì)根開始為白色，隨著根系的發(fā)育逐漸由白色變?yōu)楹稚稚捣柿ξ漳芰透岛粑俾示患鞍咨?xì)根［24］。本試驗袋控緩釋鐵肥處理根系的壽命比撒施鐵肥處理延長11 d，提高了生長季內(nèi)根系的活力，而且使用微根管統(tǒng)計的根系數(shù)量表明梨樹在年生長周期內(nèi)細(xì)根產(chǎn)生夏季和秋季2個高峰，夏季產(chǎn)生細(xì)根數(shù)量多于秋季，這與前人使用挖掘法得到的結(jié)果一致［21］。

總之，鐵是植物葉片葉綠素合成的必需元素，參與植物的光合作用，因此植物缺鐵會降低光合作用，進而影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)［25，26］。從本試驗結(jié)果可以看出，袋控緩釋鐵肥可提高梨樹鐵素利用率，對矯治堿性土壤環(huán)境下梨園缺鐵黃化現(xiàn)象效果較好。但由于果園本身的立地條件、樹齡以及產(chǎn)量水平等因素均可影響施肥效果，而且細(xì)根生長狀況易受溫度、水分、土層厚度、坐果量及微根管安裝等因素影響，各年份間也會產(chǎn)生差異，所以本研究結(jié)果僅供梨園缺鐵矯治生產(chǎn)參考，有待增加試驗施肥期進一步完成袋控緩釋鐵肥研究工作。

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收稿日期：2023-12-05

基金項目：河南省大宗水果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金項目（Z2014-11-11）；河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院科技創(chuàng)新人才項目（HNACHRSR-2023-03）；河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院科學(xué)研究項目（HNACKY-2020-08）

作者簡介：孫文英（1979-），女，河北衡水人，副教授，博士，主要從事果樹栽培技術(shù)研究，（電話）15037125512（電子信箱）swy98043@126.com。