水肥處理對蘋果幼樹樹體結構、葉片及光合作用的影響

陳 汝，王金政，薛曉敏，聶佩顯，王貴平 (山東省果樹研究所，山東泰安271000)

目前果品生產中普遍存在有機肥施用量少、化肥施用量偏大且肥料種類單一，致使土壤結構遭到破壞，養分比例失調，土壤肥力逐漸退化。這不僅導致果園生產能力降低，肥料利用率下降，嚴重影響果園生產體系的良性持續發展，而且影響生態環境安全［1－2］。科學施肥是保證果樹高產、穩產的重要措施。化肥仍作為蘋果增產的重要因子，在我國果園生產中發揮舉足輕重的作用。因此，如何提高肥料利用率，降低生產成本，減少農業生態面源污染，已成為當前研究的重點。分區灌溉作為一種現代農業節水技術，是一種既具經濟效益又具生態效益的灌溉方式。分區灌溉可以減少葉片蒸騰，提高水分利用效率，從而達到節水、豐產、優質、高效的目的［3－4］。研究表明，分區灌溉可以控制植物營養生長，提高或穩定植物產量，改善產品品質，使作物在節水30%的情況下不顯著減產［5－6］。

施肥、灌水對幼樹生長和提早開花有顯著的影響［7］。水肥耦合能有效提高肥料利用率和土壤養分含量，經濟效益顯著。在施肥量不變的情況下，增加灌水量，能提高蘋果園效益1．5% ～14．3%;而在灌水量不變的情況下，增施氮肥、磷肥和有機肥能顯著提高蘋果產量、質量，提高效益1．7% ～18．4%;水肥耦合后提高果園經濟效益 12．5% ～25．7%［8］。筆者利用滴灌施肥的方法，研究了水肥組合對蘋果幼樹樹體結構和生長發育的影響，其目的在于探討水分與養分聯合調控的理論與方法，明確蘋果生長過程中水分與養分供應間的關系，優選蘋果栽培中滴灌施肥的適宜灌水量和施肥量組合，從而提高蘋果對肥料和水分的利用率，防止不合理施肥造成的土壤和水體污染與肥料流失，使得生態環境良性循環，真正達到可持續發展要求。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 試驗材料為天紅2號/SH40/海棠。試驗于2009年12月開始在山東省果樹研究所苗圃進行。試驗地土壤為壤土，土壤容重為1．42 g/cm3干基，田間持水量為29%。

采用基施和追施肥料的方式。施用的肥料為“綠霞”牌袋裝有機肥，氮磷鉀總含量為6．0%，含氮量為2．4%，有機質含量≥40．0%;化肥為尿素，含氮量為46．0%。追施分3、6、9月3次進行，根據用量不同分4個水平，每個水平為1行;基施分3個水平，于2009年初一次性施入，每個水平為1個小區。因此，肥料處理分4行12個小區(具體施肥量見表1)。水分分全根灌溉和半根灌溉2個處理。灌溉采用控制灌溉量的滴灌方法，每個滴頭的流速為2．5 L/h，每次灌溉到土壤含水量達到田間持水量的75%。為了防止不同處理間水分和肥料的相互滲漏，各小區間用深2 m的水泥槽隔開。每個水泥槽為一個小區，長7．0 m，寬1．5 m，每個小區5棵樹。水肥組合共分8行24個小區。

1.2 測定方法

1.2.1 樹體結構指標的調查。調查樹高、干周、冠徑及樹體短枝數、中枝數、長枝數，并且計算出枝類比等。以上調查采用隨機取樣法，單株小區，重復5次。

1.2.2 各葉片參數的測定。在距離地面1．5 m處的樹冠外圍隨機選取100片功能葉，應用SPAD-502(日本美能達)測定葉片的SPAD值;用直尺測量葉片的長度和寬度，并且計算單葉面積;同時，測定葉片厚度。

表1 不同基肥和追肥處理組合 kg/hm2

表2 不同水肥組合處理對樹體枝類組成的影響

1.2.3 葉片光合速率的測定。應用英國PP-Systems公司生產的CIRA S-II型便攜式光合系統測定儀，測定成熟葉片的凈光合速率。每個部位測定5葉，取其平均值。

1.3 數據處理 試驗數據分析采用Microsoft Excel 2003軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同水肥處理對蘋果樹枝類組成的影響 樹體枝類組成能反映植株的生長勢，發育枝越多，植株的生長勢就越強。幼樹新梢生長對擴大光合面積、增加物質積累以及提早成形、成花具有重要作用，而合理的水肥供給則是新梢生長的基礎。從表2可以看出，在半根灌溉下，處理⑤長枝最長為51．39 cm，而處理?長枝比例最高為88．89%;處理⑨中枝最長為12．92 cm，而處理?中枝比例最高為34．48%;處理⑥短枝最長為4．25 cm，而處理?短枝比例最高為13．79%。在全根灌溉下，處理?長枝最長為 59．37 cm，比例最高為88．89%，并且短枝最長為 4．15 cm;處理?中枝最長為 13．33 cm，而處理?中枝比例最高為28．89%;處理?短枝比例最高為19.57%。可見，基肥為432 000 kg/hm2，追肥為尿素480 kg/hm2和有機肥915 kg/hm2+0+有機肥915 kg/hm2和葉面肥(1%尿素)組合處理的短枝比例在2種灌溉條件下均最高，并且全根灌溉＞半根灌溉。

2.2 不同水肥組合處理對樹體生長指標的影響 從表3可以看出，在半根灌溉條件下，處理?樹冠體積、樹高增長量及干周增長量均大于其他處理;在全根灌溉條件下，處理?樹冠體積、樹高增長量及干周增長量也均大于其他處理，并且處理?＞處理?，即基肥為432 000 kg/hm2，追肥為尿素480kg/hm2和有機肥915 kg/hm2+0+有機肥915 kg/hm2和葉面肥(1%尿素)組合在半根灌溉、全根灌溉條件下均有利于促進樹體的生長，并且全根灌溉條件下效果更佳。不同水肥處理對干高的影響趨勢不明顯。

表3 不同水肥組合處理對樹體生長指標的影響

2.3 不同水肥組合對葉片生理指標的影響 從表4可以看出，在半根灌溉下，處理?葉片厚度、單葉面積以及SPAD均高于其他處理;在全根灌溉下，處理?各葉片參數均高于其他處理，并且全根處理 ＞半根處理，即基肥為432 000 kg/hm2，追肥為尿素480 kg/hm2和有機肥915 kg/hm2+0+有機肥915 kg/hm2和葉面肥(1%尿素)組合處理有利于促進蘋果葉片的生長。

表4 不同水肥組合處理對葉片生理指標的影響

2.4 不同水肥處理對葉片光合作用的影響 光合作用是積累有機物的重要途徑，光合作用越大表明植物生長越旺盛。從圖1可以看出，果樹的光合作用在全根灌溉條件較高，其中全根灌溉下處理?(基肥為432 000 kg/hm2，追肥為尿素480 kg/hm2和有機肥915 kg/hm2+0+有機肥915 kg/hm2和葉面肥(1%尿素))的凈光合速率最大，達到 15．7μmol/(m2·s);其次是半根灌溉下處理?(肥料配比同處理?)凈光合速率為14．5 μmol/(m2·s)，處理①凈光合速率最低為8．4 μmol/(m2·s)。

圖1 不同水肥組合對葉片凈光合速率的影響

3 結論與討論

傳統的大水漫灌不但造成水肥的極大浪費，而且惡化土壤結構，造成土壤板結，降低土壤通透性，破壞土壤微生物區系，抑制果樹根系呼吸，對產量和品質造成不利的影響［9－10］。采取合理的水肥組合與管理措施，可顯著改善矮化紅富士幼樹的營養狀況，促進新梢生長，提早開花結實［7］。不同灌溉方式影響蘋果樹生長發育及果實的產量和品質［11］。不同水肥處理對蘋果幼樹枝條長度、枝類比例、干周、干高和樹冠體積等樹體生長指標以及葉片厚度、葉面積和SPAD等葉片參數產生不同程度的影響，并且在全灌條件下較大。水分可以顯著提高肥料利用率，促進樹體生長，提高葉綠素含量［12－13］。

灌溉方式影響蘋果葉片的光合能力［10］，并且葉片的Pn與葉綠素密切相關［14］。在全根灌溉條件下，葉片的凈光合速率較大。氮素過高或過低都不利于提高果實硬度。果實的可滴定酸含量隨氮素施用量和水分供應量的增加而增加，適量施用氮肥可促進糖分的積累，水、氮耦合能顯著增加果品的質量［15］。同時，不同的基肥和追肥組合對蘋果樹體及葉片生長的影響都較顯著。無論基施或追施均有利于提高當年葉片的鮮質量、干質量、葉綠素含量、葉片中氮和鉀的含量［16］。噴葉面肥有利于葉綠素含量的提高，從而提高光合作用［17］。研究中，以基肥為432 000 kg/hm2，追肥為尿素480 kg/hm2和有機肥915 kg/hm2+0+有機肥915 kg/hm2和葉面肥(1%尿素)組合對植株生長的促進作用較明顯。化肥、有機肥配施可改善產品品質，同時提高化學肥料的利用率［18］。由于該次試驗在室外進行，對降雨量沒有嚴格控制，并且水分處理水平較低，因此水分處理存在一定的誤差，在以后的研究中還需要進一步完善。

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