硼鋅銅微肥配施對山核桃生長和產量的影響

馬閃閃，程禮澤，丁立忠，李 皓，王成潔，趙科理，趙偉明，葉正錢*

（1. 浙江農林大學環境與資源學院，浙江省土壤污染生物修復重點實驗室，浙江 臨安 311300；2. 浙江省臨安市林業技術推廣中心，浙江 臨安 311300；3. 浙江省杭州市林業科學研究院，浙江 杭州 310020）

硼鋅銅微肥配施對山核桃生長和產量的影響

馬閃閃1，程禮澤1，丁立忠2，李 皓3，王成潔1，趙科理1，趙偉明3，葉正錢1*

（1. 浙江農林大學環境與資源學院，浙江省土壤污染生物修復重點實驗室，浙江 臨安 311300；
2. 浙江省臨安市林業技術推廣中心，浙江 臨安 311300；3. 浙江省杭州市林業科學研究院，浙江 杭州 310020）

2012 - 2014年，在浙江省臨安市山核桃（Carya cathayensis）林地開展了微肥定位試驗。對山核桃葉片硼（B）、鋅（Zn）和銅（Cu）的進行動態測定，分析B、Zn和Cu肥對山核桃葉片養分變化的影響、與山核桃花粉活力和山核桃產量的關系。結果表明：B、Zn、Cu微肥配施都能有效提高山核桃葉片中B、Zn含量，葉片B、Zn含量增幅分別為5.3% ～ 46.2%和2.3% ～ 44.5%，對葉片Cu的含量影響沒有明顯規律；從生長初期（4月）、灌漿期（7月）至成熟期（9月），山核桃葉片B、Zn和Cu含量呈逐漸下降趨勢，下降幅度為Cu ＞ Zn ＞ B；硼鋅配施顯著提高山核桃花粉活力，銅肥對花粉活力無影響；B、Zn同時施用能顯著提高山核桃產量，第2年的效果更為明顯。試驗證明B和Zn對山核桃葉片、花粉活力和山核桃產量的影響均較Cu大，建議在施肥管理中，注重硼肥和鋅肥的施用。

山核桃；微量元素；花粉活力；產量

Key words：Carya cathayensis; microelement; pollen viability; yield

山核桃（Carya cathayensis）是重要的木本油料作物，其果仁油味清香、營養豐富[1]，是著名的干果之一，也是優良的休閑保健食品。在山核桃主產區，農戶的山核桃收入占總收入的70%以上，山核桃是天目山區農民致富奔小康的主要經濟樹種之一[2]。然而在經濟利益的驅使下盲目施肥，特別是偏施氮肥，導致很多山核桃林地施肥過量，肥料的利用效率低，引發嚴重的環境污染，甚至影響山核桃生長、結果以及果實的品質[3]。植物對微量元素的需求雖少，但當土壤微量元素不足時植物的生長發育將會受到明顯的抑制，導致減產及品質下降，甚至死亡[4]。硼（B）是植物開花結實和幼果發育中起重要作用而又最易缺乏的重要微量元素[5～6]。鋅（Zn）具有特殊的生理功能，如在生物膜的構成以及維護其功能完整性、蛋白質合成和基因表達中具有重要作用，也是大部分土壤中常見的易缺乏的微量元素[7]。銅（Cu）對植物體的許多酶具有無可替代的作用，它主要通過影響植物的光合作用和呼吸作用來影響植物生長，土壤缺銅時植物會出現生長不良的情況，但當植物體內含銅過多時，則會造成植物銅中毒[8～9]。早期的研究報道[10]顯示山核桃對微量元素B、Zn、Cu比較敏感，在石灰巖土壤上噴施B、Zn或Cu能夠顯著提高山核桃的座果率。然而，多年來微量元素肥料的施用仍沒有得到重視，針對山核桃微量元素的相關研究甚為缺乏。為此，本文以臨安山核桃為研究對象，開展B、Zn、Cu不同配施處理的定位試驗，分析它們對山核桃葉片營養、花粉活力和產量的影響，為山核桃生產提供理論依據和技術支持。

1 試驗和材料

1.1 試驗區概況

2012-2014年在浙江省臨安市上甘柯家村山核桃基地（30°12′ N，119°43′ E）進行試驗。該地屬于典型的低山丘陵，中亞熱帶季風氣候，年平均氣溫15.8℃，年平均降水量1 613.9 mm，主要集中在4-6月。山核桃種于1985年，占地約7 hm2，株距6 m，石灰巖土。試驗地海拔200 m，土壤pH 7.84，土壤有機質2.66%，堿解氮230.7 mg/kg，有效磷15.0 mg/kg，速效鉀90.5 mg/kg，有效硼0.6 mg/kg，有效鋅1.5 mg/kg，有效銅1.8 mg/kg。

1.2 試驗設計

選取地理位置、坡向、日照時間和強度、海拔高度、平均濕度和水肥條件基本相同的山核桃林地，從中確定24株長勢一致的山核桃樹供微肥試驗用，每株山核桃樹四周至少留1株山核桃樹作為“保護行”，不進行任何處理。試驗設置6個處理：

處理1（對照，CK），不施微肥；

每處理設4個重復。在2012年4月，將各肥料混合后進行溝施，挖溝位置約為山核桃樹體冠垂直投影輪廓（滴水線）附近，開溝深為10～20 cm。此后不再施用微量元素肥料。

1.3 測定項目和方法

施肥前采集山核桃林地土壤（0～20 cm）樣品，S型多點隨機取混合樣。于2012年7月、9月和2013年的4月、7月選取30片形狀完好、長勢均一的山核桃葉片樣品用于葉片養分測定；于2012、2013年的9月（山核桃采收期）分別采集對應的山核桃果實樣品用于統計單株產量；于2013、2014年5月（山核桃散粉期）10：00采集山核桃雄花序，用硫酸紙包好，帶回實驗室后在無風陽光條件下晾曬，收集各處理花粉后立即進行花粉活力測定。

土壤樣品經風干、剔除侵入物、粗有機物后，磨細過2 mm（10目）篩，用于土壤有效養分測定；過0.149 mm（100目）篩，用于土壤有機質分析。土壤pH（土水比1：5）用酸度計法測定；土壤有機質采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定；有效氮采用堿解擴散法測定；有效磷采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測定；有效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度計法測定；有效硼采用熱水浸提-電感耦合等離子光譜法（簡稱ICP-OES）測定；有效鋅、銅采用DTPA浸提-電感耦合等離子光譜法測定。

葉片樣品采回后經去離子水洗凈，于70℃鼓風烘箱中烘干后，用高速粉碎機粉碎，并過1 mm篩，采用濃H2SO4-H2O2法消煮，用電感耦合等離子光譜法測定葉片中硼、鋅、銅含量。

花粉活力參照Sato的FCR （Fluorochrome reaction）法進行測定，于OLYMPUS BX60正置熒光顯微鏡及成像系統下進行觀察并拍照記錄，每個花粉樣品做2個平行，每個平行觀察5個視野，記錄下每個視野的已萌發花粉數和花粉總數。通常用花粉萌發率來表征花粉活力，花粉萌發率（%）為已萌發花粉數與花粉總數的百分比。

圖表均采用M icrosoft Office Excel 2003軟件處理，統計分析軟件使用SPSS 18. 0，方差分析采用Duncan（鄧肯）新復極差法，在0.05水平比較差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同微肥配施對山核桃葉片微量元素含量的影響

2.1.1 不同微肥配施對山核桃葉片B含量的影響 由圖1可以看出， 2012年7月，各施肥處理葉片B含量均高于對照（處理1），處理2～6葉片B含量分別比對照高11.0%、24.8%、16.1%、30.4%和39.6%，其中處理5、處理6與對照達到顯著性差異（P＜0.05）。2012年9月的測定結果與7月相似。2013年4月，除了處理4葉片B含量略低于對照，其它處理葉片B含量均高于對照，處理2、處理3、處理5和處理6葉片中B含量比對照分別增加19.6%、31.9%、15.0%和21.4%，且均達到顯著性水平。2013年7月，山核桃葉片B含量下降，處理間差異變小，處理2、處理3、處理5和處理6葉片中B含量仍顯著高于對照，分別比對照高6.2%、20.8%、5.3%和27.9%。比較每個時期處理2、處理5和處理6葉片中B含量可知，雖然處理6葉片中B含量均高于處理2和處理5，但均未達到顯著性差異（除2012年7月）。與對照比較，微量元素處理后葉片B含量有所提高或顯著提高，表明不僅施B增加葉片B含量，施Zn和Cu也促進了植物對B的吸收。

山核桃葉片中B含量在不同生長期之間呈現出一定的變化規律?？傮w上，于生長初期（2013年4月）最高，以后呈下降趨勢，可能與葉片生長、干物質積累及營養元素的稀釋作用有關，也可能是山核桃開花結實和幼果發育期間消耗了硼素。

圖1 不同微量元素肥料處理對山核桃葉片硼含量的影響Figure 1 Application of B, Zn and Cu fertilizer on B content in leaf of C. cathayensis

2.1.2 不同微肥配施對山核桃葉片Zn含量的影響 由圖2可以看出，在2012年7月，施用含鋅肥的處理4葉片中Zn含量略低于對照，但是無顯著性差異；處理3、處理5和處理6葉片中Zn含量則顯著高于對照（P＜0.05），分別比對照高33.6%、22.3%和44.5%，處理2比對照高2.3%，沒有達到顯著性差異。2012年9月，施肥處理的Zn含量均高于對照，處理2、處理3、處理4、處理5和處理6葉片中的Zn含量比對照分別提高29.2%、31.9%、14.1%、39.4%和38.7%，均達到顯著差異水平。2013年4月，各處理間沒有顯著性差異。2013年7月，施肥處理葉片中Zn含量均高于對照處理，但是只有處理3與對照達到顯著差異水平（P＜0.05），其葉片中Zn含量比對照高21.6%。

山核桃葉片Zn含量在不同生長期之間的變化規律與B相似，在果實灌漿期（2012年7月）至果實成熟期（2012年9月）期間呈下降趨勢，平均降幅達19.7%，而葉片中Zn含量從生長初期（2013年4月）至灌漿期期間（2013年7月）下降趨勢更明顯，平均降幅達到100%。說明山核桃在開花結實和幼果發育期間對鋅營養需求較大。

圖2 不同微量元素肥料處理對山核桃葉片鋅含量的影響Figure 2 Application of B, Zn and Cu fertilizer on Zn content in leaf of C. cathayensis

2.1.3 不同微肥配施對山核桃葉片Cu含量的影響 圖3可以看出，不同處理間山核桃葉片Cu含量高低不同，但是都沒有達到顯著性差異。山核桃葉片中Cu含量在不同生長期變化趨勢與B、Zn相似，但Cu含量的變化比B、Zn更大，從果實灌漿期（2012年7月）至果實成熟期（2012年9月）平均降幅達55.6%，在生長初期（2013 年4月）至灌漿期期間（2013年7月）下降更多，平均降幅達158.6%。

圖3 不同微量元素肥料處理對山核桃葉片銅含量的影響Figure 3 Application of B, Zn and Cu fertilizer on Cu content in leaf of C. cathayensis

2.2 微肥配施對山核桃花粉活力的影響

山核桃屬于雌雄異花，雌花具有等待授粉習性。自然條件下，山核桃授粉成功率與花粉活力及授粉期氣候狀況關系密切。相比于氣候條件，花粉活力屬于可控制因素。花粉活力高低直接影響雌花授粉和結果。由表1可以看出，2013與2014年，花粉活力分別提高22.5～39.3%和17.5～33.1%；2013年微肥處理均顯著提高了花粉活力，并與對照達到顯著差異水平（P＜0.05），處理3的山核桃花粉活力最高，比對照高39.3%。

表1 不同微量元素肥料處理對山核桃花粉活力和產量的影響Table 1 Application of B, Zn and Cu fertilizer on pollen viability and fruit yield of C. cathayensis

2014年，施肥處理下山核桃花粉活力與對照相比仍達到顯著差異水平（P＜0.05），其中以處理3作用最大，花粉活力最高，處理3和處理6比對照提高33%；處理2的花粉活力同時也比對照顯著提高，但是不及其他處理，特別是2014年，其花粉活力顯著低于處理3和處理6，可見在本試驗中Cu對花粉活力無積極作用，這可能由于山核桃對Cu需求量較小而試驗地土壤有效銅（1.8 mg/kg）較高有關；B、Zn在一定范圍內增加其施用量，可顯著提高山核桃花粉活力。

2.3 微肥配施對山核桃產量的影響

作為植物最重要營養器官，葉片進行光合作用及向生殖器官和果實輸送光合產物，因此山核桃果實產量與葉片營養狀況關系密切[11]。試驗顯示（表1），除處理5外，施肥當年（2012年）山核桃增產效果不明顯，第二年才開始顯現；與對照相比，2013年山核桃產量，以B1.00、Zn100同時施用為佳，處理2、處理3、處理5和處理6的產量分別比對照提高31.2%、60.6%、12.2%和47.6%。

3 討論

山核桃開花坐果期歷時較長，是其營養生長和生殖生長并存的時期，對營養敏感，其營養供給豐缺直接關系到山核桃生長及產量，因此，科學施肥顯得非常重要。微量元素肥料為植株體進行特定生命活動提供必需的養分，促進營養生長和生殖生長[12]，在微量元素有效性不足的土壤上顯得極為重要。邱超等[13]研究表明，硼單施或配施均能顯著提高常山胡柚葉片的硼含量。本研究結果表明，施用硼肥與對照達到顯著差異水平（P＜0.05），分別比對照（四個時期平均值）高 30.1%和 32.9%，施硼處理和分別比對照高14.8%和6%。且在一定范圍內，增加硼肥施用量能提高山核桃葉片B含量。因此施用硼肥后顯著提高了山核桃葉片B含量，從而為山核桃開花結實和幼果發育提供充足的養分基礎。通過比較不同生長期山核桃葉片B含量可知，山核桃在生長初期至灌漿期需要大量硼素，而在灌漿期至成熟期對硼素需求較少，這一結果也與硼為植物開花結實和幼果發育提供養分這一結論相一致。

鋅是植物體內多數酶的金屬活化劑，對植物光合起著不可或缺的作用。研究[14]表明，施用鋅肥后，顯著提高了玉米和大豆葉鋅含量，從而促進葉片光合作用，利于有機物積累。與此一致，從山核桃灌漿期（2012年7月）到成熟期（2012年9月），施用鋅肥的山核桃葉片Zn含量與對照達到顯著差異水平（P＜0.05），分別比對照提高 25.5%、18.9%和 25.9%（兩個時期平均值），處理比對照高13.6%。因此施用鋅肥后明顯提高了山核桃葉片中Zn含量，鋅肥施用量增加，葉片Zn含量有了顯著提高。與B相似，葉片中Zn含量在生長初期至灌漿期出現較大降幅，主要是由于山核桃生理生長及生殖生長對營養的消耗，隨著果實膨大，需要積累大量的營養物質，此時葉片中的鋅向果實中運移[14]，出現下降趨勢。

有研究[15]認為有效銅處于中高水平土壤上，冬小麥體內銅含量并沒有隨著銅肥施用而持續增加。本試驗研究也證明，由于供試山核桃林地土壤有效銅含量較豐富，不同施肥處理的山核桃葉片Cu含量并沒有顯著性差異，反而出現了施肥處理山核桃葉片Cu含量低于空白對照的現象。曲桂敏[16]認為Zn拮抗植物對Cu的吸收，這可能與品種、樹種、土壤條件及采樣時間等因素有關。本試驗研究中，Zn、Cu在不同時期出現促進和拮抗兩種關系，具體原因還需進一步研究。

B、Zn、Cu配施能顯著提高山核桃花粉活力，以硼對山核桃花粉活力的促進作用最為明顯。賀紅早等[17]發現，當ZnSO4濃度為0.06% ～ 0.09%時，頂壇花椒花粉活力和花粉壽命均得到大幅提高。本試驗結果與其一致，處理的花粉活力低于劉建福[18]等認為最有利于花粉萌發的礦質營養及濃度分別是Zn 10 mg·L-1、Mo 5 mg·L-1、B 10 mg·L-1、Mn 40 mg·L-1、Ca 30 mg·L-1，但該研究中并未提到Cu對植物花粉活力的影響。

山核桃是雌雄異花植物，其生長周期較特殊，尤其是雌雄花分化過程存在明顯的不同[19]。雄花一般于前一年5月底開始分化，前一年7月份停止分化；當年3月中下旬，雄花恢復分化，當年4月底5月初分化完成。山核桃雌花分化于開花當年的4月中上旬開始，于4月底5月初完成分化，該過程僅20 d左右[20]。本試驗于2012 年4月進行一次施微肥，因此微量元素在2013年對花粉活力的影響從雄花休眠期持續至雄花完成分化，對2014年山核桃花粉活力的影響經歷了雄花整個分化周期，因此，施用微肥對山核桃花粉活力后效的影響與山核桃產量的變化反應一致。山核桃果實累計2 a產量統計和比較表明，微量元素配施能明顯提高山核桃產量，施肥處理平均產量均顯著高于對照。隨著山核桃長期經營中吸收、帶走土壤中微量元素，尤其在偏施大量元素情況下，土壤微量元素消耗亟待探明，山核桃對不同微量元素的需求特點有待于進一步研究，從而實現科學合理施肥，確保山核桃豐收。

4 結論

硼、鋅、銅微肥配施可有效提高山核桃葉片中B、Zn含量， 其增幅分別為5.3%～46.2%和2.3%～44.5%，微肥配施對葉片Cu含量的影響沒有明顯規律。從山核桃生長初期（4月）到果實灌漿期（7月）直至成熟期（9月），山核桃葉片B、Zn和Cu含量呈逐漸下降趨勢，下降幅度為Cu ＞ Zn ＞ B。硼鋅配施使山核桃花粉活力顯著提高39.3%，銅肥對花粉活力無影響。微肥配施，特別是B、Zn同時施用能顯著提高山核桃產量，第2年的效果更為明顯的。

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Application of B, Znand CuFertilizer on Growth and Yield of Carya cathayensis

MA Shan-shan1, CHENG Li-ze1, DING Li-zhong2, LI Hao3, WANG Cheng-jie1, ZHAO Ke-li1, ZHAO Wei-m ing3, YE Zheng-qian1*
（1. Key Laboratory of Soil Contamination Bioremediation of Zhejiang Province, School of Environmental and Resources, Zhejiang A ＆ F University, Lin’an 311300, China; 2. Lin’an Forestry Extension Center of Zhejiang, Lin’an 311300, China; 3. Hangzhou Forestry Institute of Zhejiang, Hangzhou 310020, China）

Long-term experiment was conducted on application of B, Zn and Cu fertilizer at Carya cathayensis forest in Lin’an, Zhejiang province from 2012 to 2014. Determ inations were implemented on B, Zn and Cu content in leaf, as well as pollen viability and fruit yield. Results showed that fertilizer treatments could increase B and Zn content in leaf by 5.3%-46.2% and 2.3-44.5%, compared to the control（no treatment）, but had evident effect on Cu content. B, Zn and Cu content in leaf of treated stand decreased from April to September, ordered by Cu ＞ Zn ＞ B. B and Zn fertilizer could improve pollen viability and increase fruit yield, especially in the second year of application. The experiment demonstrated that B and Zn fertilizer had much better effect than Cu on leaf nutrition, pollen viability and fruit yield.

S723.7；S664.1中文標識碼：A

1001-3776（2016）02-0031-06

2015-09-27 ；

：2016-01-19

國家自然科學基金（41201323）；浙江省科技廳公益項目（2015C33051）；浙江省林業科研成果推廣項目（2013B13）；浙江農林大學科學研究發展基金資助項目（2005FR053）

馬閃閃（1987－），女，山東人，碩士，主要從事土壤與植物營養研究；*通訊作者。