氮素營養對獼猴桃營養功能特征及果實產量的影響

魏 斌，李友明，翟廣生，黃偉軍，李 娜，權小容

(1.蘭州大學草地農業生態系統國家重點實驗室，甘肅蘭州730000;2.廣元市昭化區農業局，四川廣元628000;3.四川農業大學資源與環境學院，四川成都610000;4.四川大學生命科學學院，四川成都610000)

獼猴桃(Actinidia Lindl)屬獼猴桃科落葉木質藤本植物，是秦巴山區廣泛種植的經濟作物，也是該地區重要的經濟支柱之一［1］。長期以來，在獼猴桃生產管理中，傳統的施肥觀念沒有得到徹底轉變，濫施、盲施、偏施、重施、亂施化肥的現象仍較普遍。這不但造成肥料利用率降低，農業生產成本增加，資源環境代價加大，而且對農田土壤質量和獼猴桃品質產生嚴重的負面影響，進而影響經濟和生態效益。為緩解“土壤—作物”間肥料的供需矛盾，平衡土壤養分供應，提高肥料利用率，我國從2005年啟動測土配方施肥項目，并且逐步推廣應用測土配方施肥技術［2］。“2+X”田間肥效試驗是測土配方施肥技術體系的重要內容，分為基礎施肥和動態優化施肥試驗兩個部分。“2”是指以常規施肥和優化施肥2個處理為基礎的對比施肥試驗研究;“X”是指針對指定作物存在的一些對生產和養分利用有較大影響的未知因子而不斷進行的修正優化施肥處理的動態研究試驗。筆者通過前期土壤養分測試、獼猴桃養分吸收特點和葉片營養診斷豐缺指標法，確定氮素營養為獼猴桃生長發育主要限制因子，同時進一步探討不同施氮量對獼猴桃的春梢長度、相對生長率、比葉面積、葉干物質和莖葉比等營養功能特征及果實產量的影響以及獼猴桃果實產量與上述功能特征狀間的相互關系，以期為測土配方施肥技術的推廣應用和區域獼猴桃產業發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地設在四川省廣元市昭化區境內紫云獼猴桃專業合作社，中心區位地理坐標為N 32.25°，E 105.92°，海拔708.6 m，土壤為石灰性紫色土，耕層厚度0.5 m，成土母質為侏羅系城墻巖群組坡殘積物。試驗區水源條件良好，地勢平坦，土壤肥力中等，肥力分布均勻。耕層土壤農化性狀為:pH 7.3，有機質16.5 g/kg，全氮1.01 g/kg，堿解氮 76 mg/kg，速效磷6.7 mg/kg，速效鉀61 mg/kg。

1.2 供試材料 供試肥料均選用單質肥料。氮肥選用含量為46.7%的尿素(CO(NH2)2，四川宏泰生化有限公司生產);磷肥選用P2O5含量為12%的過磷酸鈣(Ca(H2PO4)2，陜西裕豐實業有限公司生產);鉀肥選用K2O含量為50%的硫酸鉀(K2SO4，寧夏金牛集團化肥有限責任公司生產);有機肥選用N、P、K總養分量為5%的生物有機肥(江西天人生態股份有限公司提供)。供試獼猴桃品種為“紅陽”，均為生長5年、長勢均勻良好的盛果期果樹。

1.3 試驗方法

1.3.1 基礎施肥試驗設計。采用規范肥料田間試驗“2+X”設計方案。基礎施肥試驗取“2+X”中的“2”為試驗處理數。①常規施肥，獼猴桃樹的施肥種類、數量、時期、方法和栽培管理措施均按照當地大多數農戶的生產習慣進行;②優化施肥，即采用當地高產、高效、優質、適產且經土壤肥料專家認可的優化施肥技術方案作為試驗處理。基礎施肥試驗是在大田條件下進行的生產應用性試驗，無重復設置，小區面積均2 000 m2(333株)。試驗采用生長5年的盛果期果樹。

1.3.2 “X”動態優化施肥試驗設計。“X”動態優化施肥試驗是根據試驗區獼猴桃樹的立地條件、生長限制因子、果園土壤肥力狀況、供試品種類型等特點，在綜合考慮土壤養分狀況、果樹養分吸收特點和葉片營養診斷豐缺指標等因素的基礎上，確定氮素為該區獼猴桃生產的限制因子。據此，采用氮肥總量控制試驗。試驗設4個施氮水平:①無氮區(施氮量為0 kg/株);②70%優化施氮區(施氮量為0.56 kg/株);③優化施氮區(施氮量為0.80 kg/株);④130%優化施氮區(施氮量為1.04 kg/株)。有機肥和磷肥、鉀肥按照優化氮區施肥量投入，各處理施量分別為5.00、0.75和0.60 kg/株。每個小區含長勢均勻的盛果期獼猴桃樹25株，設3組重復。各小區間設置2 m肥水隔離帶。獼猴桃氮肥總量控制試驗設計方案見表2。

表2 獼猴桃氮肥總量控制試驗設計方案

1.3.3 施肥方式。施肥方式采用分次實施，分別為基肥、追肥和壯果肥。基肥于上年果實收獲后的初冬施用;追肥于春梢生長和花芽分化期施用;壯果肥于掛果期施用。采用條溝法實施。試驗小區分次施肥，尿素作基肥∶追肥∶壯果肥比例為 33∶17∶50，過磷酸鈣作基肥∶追肥∶壯果肥比例為 67∶0∶33，硫酸鉀作基肥∶追肥∶壯果肥比例為 25∶25∶50。

1.4 分析指標及方法 試驗前采集基礎土樣進行測定。在果樹春梢停長、秋梢尚未萌發(莖葉養分相對穩定期)時采集莖、葉樣品，進行營養功能特征測試;在收獲期，采集果實樣品，分別記錄果實產量，進行集中測產。

1.4.1 營養功能特征。植物高度指植物的自然高度。由于獼猴桃為多年生藤本植物，用卷尺測量試驗區獼猴桃樹當年春梢平均長度，精確到10-3m。相對生長率(RGR)指單位時間內植株干物質的增加量。按Hunt［3］介紹的方法，計算公式如下:

式中，WAug為8月份測定的干物質量;WMar為5月份測定的干物質量;t為2次測定的間隔天數。

比葉面積(SLA)指植物積累單位干物質所對應的葉光能截獲面積。按Gamier等［4］介紹的方法，計算公式如下:

葉干物質含量(LDMC)為葉干質量與葉鮮質量的比值。計算公式如下:

莖葉比(SLR)為植物莖干質量與葉干質量的比值。按Müller等［5］的方法，計算公式如下:

1.4.2 果實產量。在收獲期，采集果實樣品，測定鮮重。

1.5 統計分析 采用SPSS19.0進行統計分析。利用單因子方差分析(one-way ANOVE)和最小顯著差數法(LSD)，對數據進行相關性分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 氮素營養對獼猴桃營養功能特征的影響 研究表明，氮素營養對獼猴桃營養功能特征有不同的影響。由圖1可知，施氮顯著提高獼猴桃樹春梢的長度和比葉面積，二者間均與施氮量呈顯著正相關關系(春稍長度Y=22.467x+44.167(R2=0.856 6)，比葉面積Y=2.271 7x+4.871 7(R2=0.772 3))，但顯著地減少葉干物質含量和莖葉比，施氮水平與二者間呈顯著負相關關系(葉干物質含量Y=-30.033x+366.83(R2=0.844 1)，莖葉比Y=-0.719 7x+5.176 7(R2=0.878 0));與上述性狀不同，氮肥水平對相對生長率沒有顯著影響，二者間無顯著相關性(Y=0.011 3x+0.635 6(R2=0.088 9))。

2.2 氮素營養對獼猴桃果實產量的影響 果實產量是果農最關注的問題，是果樹經濟效益最直觀的體現，也是果樹試驗中重要的量化指標。由圖2可知，隨著施氮量的增加，獼猴桃果實產量表現出一定程度的增加趨勢，但當增加量達到峰值后，隨著氮量的繼續增加，果實產量反而表現出下降趨勢，二者間呈顯著的單峰曲線關系(Y=-3.391 7x2+18.275x-8.591 7(R2=0.874 8))。該結果表明，氮素營養對獼猴桃果實產量的促進作用是有限的。

2.3 獼猴桃果實產量與營養功能特征的關系 由圖3可知，獼猴桃果實產量隨春梢長度和比葉面積的增加而增加，二者均與果實產量間呈顯著正相關關系(春稍長度Y=0.107 4x+1.019 4(R2=0.355 4)，比葉面積Y=0.749 2x+3.895 8(R2=0.195 9));而果實產量隨著葉干物質含量的增加而下降，二者間呈顯著負相關關系(Y=-0.071 3x+32.602(R2=0.283 8));但是，相對生長率、莖葉比的增加沒有對果實產量產生明顯的影響，二者均與果實產量無顯著相關性(相對生長率Y=21.237x-2.571 7(R2=0.032 4)，莖葉比Y=-1.695 9x+17.528(R2=0.088 6))。該結果表明，春稍長度、比葉面積可促進獼猴桃果實的生長，而其他性狀對獼猴桃果實影響不大或有抑制作用。

3 討論

植物營養功能特征又稱植物屬性，是植物在長期進化過程中對生境變化在形態和生理上逐步形成的適應策略，對生境變化有一定的預測功能和指示功能。該研究選擇獼猴桃樹當年春梢長度、相對生長率、比葉面積、葉干物質含量和莖葉比5個營養功能特征，探討獼猴桃對不同施氮水平的響應格局。

氮素是植物體內蛋白質、核酸和葉綠素等化合物的基本組成元素，是植物體不可或缺的生命元素，在植物生理生化上有著不可替代的功能。氮素營養具有促進營養生長、增加葉綠素含量、提高光能利用率、提高生物總量和經濟產量的作用。當氮素缺乏時，不但影響植物營養生長，導致植物矮小瘦弱，根莖生長緩慢，葉片薄而小，葉色缺綠發黃、無光澤，同化能力下降，而且影響花芽分化，花期推遲，掛果率低，表現出果小、果少、果色差等現象。

研究中，無氮區獼猴桃樹莖、葉等營養器官發育不良，進而造成春梢長度短，相對生長率水平低，果實產量顯著下降，而豐氮區獼猴桃樹長勢相對較好。相反，N素過量會導致果樹葉器官發育過盛，葉綠素數量過多，葉面積較大，葉片長久保持綠色，同化能力旺盛，果樹枝葉徒長，造成植物生育期延遲、疏花疏果、貪青晚熟，最終造成果實產量下降。此外，氮肥施用過量，會造成磷、鉀肥協同效應失調，導致細胞肥大、葉片幼嫩多汁、組織柔軟，植株整體抗性下降，使得獼猴桃易感染某些病害，進而造成果實產量下降。試驗中，130%優化氮區果實平均產量遠低于優化氮區和70%優化氮區，即使由于幾株獼猴桃樹勢衰弱，掛果率極低，導致平均產量有所下降。

春梢長度即獼猴桃樹春梢的自然長度，是最基本的功能特征，反映獼猴桃樹對地上空間資源(光、熱)的競爭能力［6］。獼猴桃春梢長度的增加有利于光能資源的競爭，進而促進果實產量的提高，因而表現出獼猴桃果實產量與春梢長度呈正相關關系。

相對生長率是植物響應環境變化的關鍵性特征。該性狀體現植物單位時間內單位質量的生物量的積累率，反映植物在生長過程中獲取資源的能力及其養分利用對策。一般而言，相對生長率較高的物種獲取資源的能力較強，因而具有相對較高的生產力水平［7-9］。但是，該研究表明，氮肥水平與獼猴桃相對生長率及相對生長率與果實產量間相關關系不顯著，不符合上述常規關系。其原因尚待深入研究。

比葉面積和葉干物質含量是植物最重要葉特征之一。比葉面積代表植物積累單位干物質所對應的葉光能截獲面積，與植物的同化率和生存對策和密切相關，反映物種在不同生境下的生存對策和生產力水平［10-12］。通常，當植物SLA值相對較高時，其葉片具有更大的光截獲面積，植物的生產力水平也較高，而當該值較低時，LDMC值較高，葉器官組織密度較高，植物葉片具備更強的防御能力。另一方面，植物比葉面積也能間接反映土壤營養元素(尤其是N素)的豐缺。該研究結果也是對上述理論的證實。葉干物質含量代表植物葉器官組織密度，與植物水分涵養和養分保持能力密切相關［13］。通常，植物葉干物質含量較高，植物生長較慢，具 有較低的比葉面積值，進而表現與果實產量間的負相關關系。

莖葉比是植物學研究領域最常用的指標之一，用于表征植物的生長狀況，反映生境變化對植物生長的影響程度，尤其是對葉器官光合能力的影響。在通常情況下，莖葉比較高的植株高大繁茂，對光、熱等地上資源的競爭能力較強，生產力水平也較高。而研究中獼猴桃果實產量與莖葉比之間未表現出明顯的相關性。這可能與獼猴桃的生理特性、氮素營養的特殊功效有關，其深層機理也有待進一步研究。

研究表明，獼猴桃的春稍長度、比葉面積和果實產量對氮素營養的施用水平有較好的反映，且與果實產量間存在特定的對應關系。適量施氮可促進獼猴桃莖、葉等營養器官發育，但過量施氮，導致果樹營養生長過盛，抑制其生殖生長，導致果實產量的下降。因此，在獼猴桃生產和管理中，對于幼樹的管理，可適當增施氮肥，有助于樹體快速生長和發育，但對于盛果期的成年樹，應適量施氮，以免果實產量受到負面影響。

［1］黃宏文.中國獼猴桃種質資源［M］.北京:中國林業出版社，2013.

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