重慶三峽庫區(qū)鮑威爾臍橙花期葉片礦質營養(yǎng)診斷

鄭永強，王婭，楊瓊，賈學梅，何紹蘭，鄧烈，謝讓金，易時來，呂強，馬巖巖

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重慶三峽庫區(qū)鮑威爾臍橙花期葉片礦質營養(yǎng)診斷

鄭永強，王婭，楊瓊，賈學梅，何紹蘭，鄧烈，謝讓金，易時來，呂強，馬巖巖

（西南大學/中國農業(yè)科學院柑桔研究所國家柑橘工程技術研究中心，重慶 400712）

【目的】通過對重慶三峽庫區(qū)江津和奉節(jié)鮑威爾臍橙果園葉片礦質元素測定并進行葉片營養(yǎng)狀況診斷，為鮑威爾臍橙高產優(yōu)質施肥方案的制定提供依據(jù)。【方法】以重慶三峽庫區(qū)江津和奉節(jié)40個代表性12年生枳橙砧鮑威爾臍橙小區(qū)植株為試材，通過測定盛花期葉片中氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）、銅（Cu）、錳（Mn）、鋅（Zn）元素的含量和小區(qū)產量，運用葉片營養(yǎng)組分分析法(CND)、診斷施肥綜合法(DRIS)和標準含量適宜偏差百分數(shù)法(DOP)3種方法對兩個地區(qū)低產組葉片營養(yǎng)狀況進行診斷。【結果】根據(jù)CND拐點法確定高產園劃分臨界值為330 t·hm-2，其中僅有奉節(jié)地區(qū)6個小區(qū)滿足此條件，占總樣本15.0%，同時依據(jù)高產組葉片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn等各營養(yǎng)元素含量范圍確定上述元素適宜值分別為N(2.0±0.1)%、P(0.12±0.01)%、K(2.1±0.5)%、Ca(3.1±0.4)g·kg-1DW、Mg (0.31±0.03)g·kg-1DW、Fe(36.6±13.1)mg·kg-1DW、Mn (51.4±21.6)mg·kg-1DW、Cu(2.2±0.7)mg·kg-1DW和Zn(12.3±1.5)mg·kg-1DW；建立不同營養(yǎng)元素CND法葉標準參比值為VN*=3.62±0.07，VP*=0.78±0.08，VK*=1.36±0.21，VCa*=1.74±0.14，VMg*=-0.55±0.10，VFe*=-2.74±0.36，VMn*=-2.40±0.39，VCu*=-5.55±0.32，VZn*=-3.78±0.10；依據(jù)DRIS法對江津地區(qū)篩選出N/K、N/Fe、N/Cu、P/K、P/Fe、P/Cu、K/Fe、K/Cu、Ca/N、Ca/P、Ca/K、Ca/Fe、Ca/Mn、Ca/Cu、Mg/N、Mg/P、Mg/K、Mg/Fe、Mg/Cu、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Mn/Zn、Zn/Ca、Zn/Mg、Zn/Fe、Zn/Cu等30個，奉節(jié)地區(qū)篩選出Ca/K、Mg/K、Mg/Zn、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Ca、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Cu/P、Cu/K、Cu/Mg、Cu/Fe等14個葉片營養(yǎng)濃度比值參數(shù)；根據(jù)葉片礦質元素含量適宜值采用CND、DRIS、DOP 3種方法對奉節(jié)低產小區(qū)和江津地區(qū)橘園盛花期葉片營養(yǎng)診斷。其中，CND法需肥順序：江津為Ca＞Mg＞N＞P＞Mn，奉節(jié)為N＞Ca＞P＞Zn＞Fe＞Mn；DRIS法需肥順序：江津為Ca＞Mg＞＞Mn＞N＞P，奉節(jié)為Zn＞＞Fe＞Ca＞Mn＞N＞Mg；DOP法需肥順序，江津為Ca＞Mn＞Mg，奉節(jié)為Mn＞＞Zn＞Fe＞Ca＞Mg＞N。【結論】3種方法診斷結果表明，果園營養(yǎng)不平衡指數(shù)江津地區(qū)CND、DRIS、DOP分別為166.5、4 291.0、117.5，奉節(jié)低產小區(qū)分別為37.2、570.0、14.1，奉節(jié)果園營養(yǎng)平衡狀況均優(yōu)于江津，兩產區(qū)均具有很大的增產潛力。

鮑威爾臍橙；營養(yǎng)組分分析法；診斷施肥綜合法；標準含量適宜偏差百分數(shù)法；葉片礦質營養(yǎng)

0 引言

【研究意義】橘園經(jīng)常出現(xiàn)單一或多種營養(yǎng)缺乏癥[1]，且營養(yǎng)缺乏或過多會縮短橘園生產壽命，降低果園經(jīng)濟效益[2]。近年來，重慶三峽庫區(qū)依據(jù)“不與兩湖搶早、不同贛南爭中和差異化發(fā)展”的晚熟柑橘發(fā)展戰(zhàn)略，充分利用冬季無凍害的獨特優(yōu)勢，走晚熟柑橘之路，集中發(fā)展4—6月成熟的晚熟臍橙，填補我國夏季鮮食柑橘供應的空白，實現(xiàn)“三季有鮮果、八個月能加工”結構調整目標。其中，鮑威爾臍橙（cv. Powell navel orange）是2002年從澳洲新南威爾士省柑橘良繁場新引進在重慶三峽庫區(qū)江津、奉節(jié)等地試種，表現(xiàn)晚熟、豐產性好，于次年每年3月中下旬成熟，是重慶晚熟鮮食柑橘規(guī)劃確定的良種之一[3]。因此，鮑威爾臍橙作為重慶三峽庫區(qū)新引進品種，開展其花期葉片營養(yǎng)診斷研究具有重要應用價值。【前人研究進展】葉片營養(yǎng)診斷已成為研究果樹營養(yǎng)狀況的有效手段，是制定果園施肥方案的重要依據(jù)[4]。1973年，Beaufils提出基于營養(yǎng)均衡原理通過所測定礦質元素雙變量營養(yǎng)比的形式實現(xiàn)樹體多種營養(yǎng)元素平衡狀態(tài)的診斷綜合施肥法（diagnosis and recommendation integrated system，DRIS）及養(yǎng)分需求順序診斷[5-6]，目前該方法已經(jīng)成為重要的植物營養(yǎng)診斷方法，并在蘋果[7]、香梨[8]、葡萄[9]、獼猴桃[10]、石榴[11]、甘蔗[12]、香蕉[13]、板栗[14]、櫻桃[15]、荔枝[16]、芒果[17]和桃樹[18]等果樹作物應用。1993年，Parent等通過多種營養(yǎng)元素中心對數(shù)比的形式可同時對所有分析元素間相互關系診斷CND法[19]，進而克服DRIS方法僅能通過雙元素比例實現(xiàn)的局限[20-21]，并應用于馬鈴薯[22]、玉米[23]、蘆薈[24]、香蕉[25]和咖啡[26]等大田作物營養(yǎng)不平衡CND規(guī)范建立。Monta?és等提出標準含量適宜偏差百分數(shù)法（deviation from optimum percentage，DOP），認為DOP指數(shù)不僅闡明營養(yǎng)元素限制順序，亦對礦質營養(yǎng)元素含量偏差直接測量，有助于隨后計算施肥方案的肥料需求[27]，國外研究者已經(jīng)用于葡萄和釀酒需求規(guī)范及診斷[28]。【本研究切入點】目前，柑橘葉片礦質營養(yǎng)分析及診斷研究主要集中在甜橙[29]、檸檬[30]和紐荷爾臍橙[31]等品種。然而，CND、DRIS和DOP診斷方法存在計算量大，理解難度高等缺點，加上國內橘園大多為山地果園的地形限制，導致在實際生產中仍然采用適宜范圍和臨界值對比的傳統(tǒng)方法[29]；而國外通過信息化技術結合肥水一體化已在較多植物上得到成功應用[12,15,17-19]。結合筆者實驗室前期研究發(fā)現(xiàn)，奉節(jié)地區(qū)花期總花量顯著高于江津地區(qū)是其柑橘樹體掛果能力顯著高于江津地區(qū)的原因之一[32]。【擬解決的關鍵問題】以重慶江津和奉節(jié)地區(qū)橘園為研究對象，探討通過CND高產拐點值法建立花期葉片礦質營養(yǎng)適宜標準的可行性，并采用CND、DRIS和DOP方法對低產橘園葉片礦質營養(yǎng)進行診斷，為橘園施肥管理和建立橘園礦質營養(yǎng)診斷決策專家系統(tǒng)提供方法和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗處理

試驗于2013—2015年度以12年生枳橙砧（×Osbeck cv. Carrizo citrage）鮑威爾臍橙為試驗材料，該品種在重慶氣候條件下盛花期在4月中下旬，果實于次年4月中上旬成熟。

于每年盛花期在重慶市江津區(qū)和奉節(jié)縣臍橙標準化示范園選取樹體大小基本一致，花量存在顯著差異的鮑威爾臍橙小區(qū)各20個；每個小區(qū)采用“Z”形法選取5株樹體大小基本一致的植株，每株取東、西、南、北方向采集葉片，取樹冠外圍中部各4片春稍健康成熟葉片，即80片葉混合樣/小區(qū)。將采集的葉片樣品迅速帶回實驗室按照自來水0.1%洗滌劑-自來水-蒸餾水順序各洗滌不超過2 min，洗滌后吸去葉面多余水分，并于105℃鼓風烘箱中恒溫殺青30 min，65℃烘至恒重，然后用不銹鋼粉碎機粉碎，過0.5 mm（60目尼龍）的篩子，裝入信封中密封保存供葉片營養(yǎng)元素濃度測定[33]。并于果實成熟期統(tǒng)計各小區(qū)產量。

1.2 營養(yǎng)元素測定

稱取烘干、磨細的葉片樣品0.2 g，H2SO4-H2O2消煮后采用凱氏定氮法測定葉片N，鉬銻抗分光光度比色法測定P，火焰光度計法測定K；另稱取烘干、磨細的葉片樣品0.5 g，經(jīng)HNO3-HClO4消解后采用等離子光譜儀（ICP）測定Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn[34]。

1.3 高產群體確定

采用CND理論拐點值方法確定高產群體[28]。具體分析程序如下：首先，將試驗園產量由高到底排序，根據(jù)公式1-3計算葉片營養(yǎng)含量參數(shù)[35]：

R=100- (N+P+K+......) （1）

G=(N×P×K×……×R)1/(n+1)（2）

Vn=ln (N/G), Vp=ln (P/G)……, VR=ln (R/G);

Vn+Vp+…… +VR=0 （3）

式中，N、P、K……為各元素在葉片中所占百分含量，R為添加值，n表示研究元素的個數(shù)，Vn、Vp……VR代表分析參數(shù)，以下用Vx表示。

其次，根據(jù)計算所得分析參數(shù)，采用Cate-Nelson循環(huán)計算另一個分析參數(shù)fi(Vx)和FCi(Vx)[36]。

fi(Vx)=s2Vxn1/s2Vxn2(n=n1+n2, i=n-3) （4）

式中，n為所有采樣群體個數(shù)，n1為每次循環(huán)中產量最高采樣個數(shù)，n2為每次循環(huán)中剩余采樣個數(shù)，s2Vxn1為n1的參數(shù)Vx的方差，s2Vxn2為n2的參數(shù)Vx的方差。第1次循環(huán)n1=2，n2=n-2；以后每次循環(huán)n1+1，n2-1，直到最后n2=2，并始終保持n=nl+n2。

式中，分子表示前n1-1個分析參數(shù)fi(VX)的和，分母表示所有分析參數(shù)fi(VX)的和。

最后，分析參數(shù)fi(VX)與產量（y）之間存在以下函數(shù)關系：FCi(Vx)=Ay3+By2+Cy+D （6）

根據(jù)公式（6）求兩次導數(shù)可得：?2FCi(Vx)/ ?2y2=6Ay+2B=0，即產量y=-B/3A時為x元素對應的高低產拐點值，選擇最高且在研究數(shù)據(jù)范圍內的拐點值作為選擇劃分高產組臨界值[36]。

1.4 營養(yǎng)指數(shù)分析方法

1.4.1 CND法 以高產群體分析參數(shù)VX的平均值和高產群體分析參數(shù)VX*的標準差SDX*作為標準分析參數(shù)，計算低產組各營養(yǎng)元素CND指數(shù)IX[37]。

VX*=(VX1+VX2+……+VXt)/t （7）

SDX*=SD(VX1,VX2,……VXt) （8）

IX=(VX-VX*)/SDX* （9）

式中，t為高產組個數(shù)，若IX＞0表示該元素參數(shù)VX高于標準參比值VX*，即充足（不能表示過量）；接近0，表示這種元素參數(shù)VX越接近標準參比值VX*，即越接近正常含量值；IX＜0表示這種元素參數(shù)VX低于標準參比值VX*，即缺乏。

CND營養(yǎng)不平衡指數(shù)以CNDr2值表示，為各個元素營養(yǎng)診斷指數(shù)的平方之和[38]，計算公式如下：

CNDr2=IN2+IP2+……IZn2+IR2（10）

1.4.2 DRIS法 以實測值偏離高產小區(qū)最適值的偏離程度來表示[39]，A/B表示兩元素含量之比，a/b表示高產小區(qū)的兩元素比值的平均值，則A/B偏離a/b的程度函數(shù)f (A/B)計算公式如下：

A/B＞a/b時，f (A/B)=[(A/B)/(a/b)-1] ×1000/cv；

A/B＜a/b時，f (A/B)=[1-(a/b)/(A/B)] ×1000/cv；

A/B=a/b時，f (A/B)=0 （11）

式中，cv為a/b的變異系數(shù)。各營養(yǎng)元素x指數(shù)若考察的元素為A/B中A時，取f (A/B)；若考察的元素為A/B中B時，取-f (A/B)，x指數(shù)表達公式為：

IX=[f (A/B)+f (A/C)+…-f (H/X)-f (I/X)]/(n-1) （12）

另外，重要參數(shù)（如N/P或P/N）的選擇是診斷過程的重要步驟之一，目前常用的選擇重要參數(shù)的方法為F值法，方差比值F=VH/VL（VH表示方差較大的值；VL表示方差較小的值）；如果F (N/P)＞F (P/N)，診斷分析中參數(shù)選擇N/P；反之，則選擇P/N。

DRIS平均營養(yǎng)不平衡指數(shù)以NBIm值表示，表示各個元素診斷指數(shù)的絕對值之和的平均值，其計算公式如下：

NBI=∑|IX|；NBIm=NBI/n （13）

式中，n為被診斷元素的個數(shù)。

1.4.3 DOP法 DOP診斷指數(shù)以各營養(yǎng)元素實測值相對于最適宜值百分比偏差表示，其計算公式為：

DOP指數(shù)=[(C×100)/CCV]-100 （14）

式中，C為被診斷樣品某元素的含量，CCV為該元素的葉標準值。

DOP營養(yǎng)不平衡指數(shù)與DRIS指數(shù)的意義相同，以NBIm值表示，反映各個元素診斷指數(shù)之和的平均值[27-28,40]。其計算公式如下：

NBIm=NBI/n （15）

式中，n為被診斷元素的個數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

各小區(qū)采集數(shù)據(jù)以2013—2015年3年數(shù)據(jù)平均值±標準差表示，采用SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)分析，采用Microsoft Excel 2016軟件繪制圖表。

2 結果

2.1 高產群體確定

首先，根據(jù)CND法中公式1-6確定各礦質營養(yǎng)分析參數(shù)與產量的函數(shù)關系（圖1），然后采用對應高產組的拐點值公式Y=-B/3A分別計算各礦質營養(yǎng)拐點值（表1）。其中，YN=2.60×102t·hm-2，YP=2.81×102t·hm-2，YK=4.56×102t·hm-2，YCa=2.73×102t·hm-2，YMg= 2.97×102t·hm-2，YFe=3.16×102t·hm-2，YMn=2.86×102t·hm-2，YCu=3.22×102t·hm-2，YZn=2.69×102t·hm-2，YR=3.30×102t·hm-2。根據(jù)劃分高產組臨界值取在研究數(shù)據(jù)范圍內拐點值最高值的原則，本研究中產量最高值為4.56×102t·hm-2，最低值為0.52×102t·hm-2，劃分高產組臨界值理論上應選擇3.30×102t·hm-2，其中高產組共有6個，占總體采樣株的15.0%。

2.2 江津奉節(jié)地區(qū)鮑威爾臍橙葉片營養(yǎng)元素狀況

根據(jù)高產小區(qū)確定拐點值3.30×102t·hm-2，奉節(jié)地區(qū)果園采樣中高產小區(qū)有6個，低產小區(qū)13個；江津地區(qū)均為低產小區(qū)20個，分別得到不同地區(qū)高低產組的葉片礦質營養(yǎng)狀況（表2）。由高產群體確定重慶三峽庫區(qū)鮑威爾臍橙葉片礦質元素含量適宜范圍為：N（1.93—2.07）%、P（0.11—0.13）%、K（0.16—0.26）%、Ca（2.68—3.42）g·kg-1DW、Mg（0.28—0.34）g·kg-1DW、Fe（23.51—49.63）mg·kg-1DW、Mn（29.78—72.94）mg·kg-1DW、Cu（1.53—2.83）mg·kg-1DW、Zn（10.78—13.74）mg·kg-1DW。

同時，江津鮑威爾臍橙低產小區(qū)與奉節(jié)高產小區(qū)葉片各營養(yǎng)元素含量除Mg和Mn外均存在顯著差異；其中，葉片中Ca含量較奉節(jié)高產小區(qū)低31.5%，而葉片中N、P、K、Fe、Cu和Zn分別顯著較高產小區(qū)高21.2%、25.0%、95.2%、456.3%、300.0%和107.1%。奉節(jié)低產小區(qū)葉片各礦質元素含量均與高產組橘園葉片礦質營養(yǎng)水平差異未達顯著水平，但奉節(jié)地區(qū)低產小區(qū)變異系數(shù)除K、Ca和Mn元素外，其余元素的變異系數(shù)均高于高產小區(qū)，這與其他果樹上的研究結果類似[41]，說明高產小區(qū)各營養(yǎng)元素比較平衡，而低產小區(qū)各營養(yǎng)元素存在較大差異。江津地區(qū)變異系數(shù)除Zn外均低于高產小區(qū)，這可能與江津地區(qū)為平坡果園，而奉節(jié)地區(qū)是山地果園所致。

2.3 臍橙葉片中各礦質元素含量的相關性

江津和奉節(jié)兩個地區(qū)鮑威爾臍橙葉片中不同元素間相互關系存在顯著差異（表3）。其中，江津地區(qū)葉片N-Mg極顯著正相關（＜0.01）；Mg-Cu、Cu-Zn顯著正相關（＜0.05）；而K-Mn、Fe-Zn顯著負相關（＜0.05）；奉節(jié)地區(qū)N-Mn、Ca-Mg極顯著正相關（＜0.01）；N-Ca、N-Mg和Ca-Zn顯著正相關（＜0.05）。各礦質元素含量與產量之間僅奉節(jié)地區(qū)K含量與產量呈顯著負相關（＜0.05）。說明江津地區(qū)葉片各營養(yǎng)元素間存在協(xié)同與拮抗，而奉節(jié)地區(qū)以協(xié)同為主。

2.4 鮑威爾臍橙葉片營養(yǎng)診斷

表4為江津和奉節(jié)地區(qū)低產小區(qū)3種葉片診斷方法指數(shù)及需肥順序。其中，DOP、DRIS和CND診斷營養(yǎng)平衡指數(shù)結果表明，江津低產小區(qū)營養(yǎng)不平衡指數(shù)NBIm（或CNDr2）分別為117.5、4 291.0和166.5，均高于奉節(jié)低產小區(qū)的14.1、570.0和37.2，表明奉節(jié)鮑威爾臍橙橘園營養(yǎng)平衡狀況優(yōu)于江津。

圖1 葉片礦質營養(yǎng)含量累積方差與產量的關系

表1 各礦質營養(yǎng)分析參數(shù)與產量函數(shù)關系式

2.4.1 CND診斷參數(shù)與施肥順序 以高產小區(qū)礦質營養(yǎng)含量分析參數(shù)為依據(jù)確定標準參比值，對低產小區(qū)進行葉片營養(yǎng)診斷。以公式（7）和（8）計算高產小區(qū)礦質營養(yǎng)含量參比值：VN*=3.62，VP*=0.78，VK*=1.36，VCa* =1.74，VMg*=-0.55，VFe*=-2.74，VMn*=-2.40，VCu*=-5.55，VZn*=-3.78，VR*=7.51；SDN*=0.07，SDP*=0.08，SDK*=0.21，SDCa*=0.14，SDMg*=0.10，SDFe*=0.36，SDMn*=0.39，SDCu*=0.32，SDZn*=0.10，SDR*=0.06。并依照公式（9）和（10）分別計算各營養(yǎng)元素CND指數(shù)IX和CND營養(yǎng)不平衡指數(shù)（CNDr2），結果表明江津地區(qū)葉片Ca、Mg、N、P和Mn元素含量表現(xiàn)偏低（不能表明缺乏），其他元素含量充足（不能表明過量）；而奉節(jié)低產小區(qū)葉片N、Ca和P元素含量偏低，其他元素含量充足；同時，施肥需求順序為江津Ca＞Mg＞N＞P＞Mn，奉節(jié)N＞Ca＞P＞Zn＞Fe＞Mn（表4）。

表2 不同產區(qū)鮑威爾臍橙園葉片各礦質營養(yǎng)含量

不同小寫字母表示不同產量水平組間各營養(yǎng)元素在5%水平差異顯著

Different lowercases of the same nutritional elements indicate significant difference among different yield level groups (＜0.05)

表3 臍橙葉片中各礦質營養(yǎng)含量之間及產量的相關性

*和**分別表示在5%和1%水平顯著相關* and ** indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 level, respectively

2.4.2 DRIS診斷參數(shù)與施肥順序 對重慶三峽庫區(qū)江津和奉節(jié)的低產小區(qū)與高產小區(qū)葉片N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn濃度進行不同指標表示形式（N/P、P/K、K/N等72種形式表示）進行統(tǒng)計，分別計算高產小區(qū)和低產小區(qū)各種形式的平均值、方差、標準差、變異系數(shù)和方差比（VH/VL），并對方差比進行差異顯著性分析，以高產小區(qū)的各項指標作為參比標準，每對表示形式如N/P與P/N，只選擇方差比值較大的，篩選出36種參數(shù)，再經(jīng)F值法檢驗，在=0.01水平下達到極顯著的指標作為DRIS參數(shù)[42]，最終江津地區(qū)篩選出N/K、N/Fe、N/Cu、P/K、P/Fe、P/Cu、K/Fe、K/Cu、Ca/N、Ca/P、Ca/K、Ca/Fe、Ca/Mn、Ca/Cu、Mg/N、Mg/P、Mg/K、Mg/Fe、Mg/Cu、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Mn/Zn、Zn/Ca、Zn/Mg、Zn/Fe和Zn/Cu等30個重要葉片營養(yǎng)濃度比值標準參數(shù)（表5），奉節(jié)地區(qū)篩選出Ca/K、Mg/K、Mg/Zn、Mn/N、Mn/P、Mn/K、Mn/Ca、Mn/Mg、Mn/Fe、Mn/Cu、Cu/P、Cu/K、Cu/Mg和Cu/Fe等14個重要葉片營養(yǎng)濃度比值參數(shù)（表6）。在此基礎上，將選擇的參數(shù)依據(jù)公式（12）和（13）DRIS指數(shù)計算結果表明，江津低產小區(qū)葉片營養(yǎng)Ca和Mg含量缺乏，Mn、N和P偏低，K含量充足，而Zn、Cu、Fe含量過量；奉節(jié)低產小區(qū)葉片Zn含量缺乏，Ca、Fe和Mn含量偏低，P、N和Mg含量充足，而Cu和K過量，同時施肥需求順序為江津Ca＞Mg＞＞Mn＞N＞P，奉節(jié)為Zn＞＞Fe＞Ca＞Mn＞N＞Mg（表4）。

2.4.3 DOP診斷參數(shù)與施肥順序 根據(jù)DOP營養(yǎng)診斷結果可以看出，江津低產小區(qū)葉片Ca、Mn和Mg含量偏低，Zn、K、P和N含量充足，而Fe和Cu過量；奉節(jié)低產小區(qū)Mn含量缺乏，Zn、Fe、Ca、Mg和N含量偏低，P含量充足，而K和Cu含量過量。同時，施肥需求順序江津為Ca＞Mn＞Mg，奉節(jié)Mn＞＞Zn＞Fe＞Ca＞Mg＞N（表4）。

表4 江津和奉節(jié)產區(qū)鮑威爾臍橙低產組葉片診斷指數(shù)及需肥順序

IN、IP……ICu和IZn為各低產組生產水平果園營養(yǎng)診斷指數(shù)的平均值。NBIm或 CNDr2為平均營養(yǎng)不平衡指數(shù)，CND法X元素當Ix＜0時表示含量偏低，Ix=0時表示含量正常，Ix＞0時表示含量充足；DOP和DRIS法X元素當|IX|≤NBIm時表示含量正常，IX＜0且|IX|＞NBIm時表示缺乏，IX＞0且|IX|＞NBIm時表示過量

IN, IP……ICuand IZnstand for mean of nutrient diagnose index of low-yield subpopulation orchards, respectively. NBIm or CNDr2is the average nutrient balance index of the orchard. In CND method, X element content is lower when IX＜0; X element content is normal when IX=0; X element content is higher when IX>0. In DRIS and DOP methods, when |IX|≤NBIm, it indicates that the X element content is normal; when IX＜0 and |IX|>NBIm, the X element is deficient, when IX>0 and |IX|>NBIm, the X element is excessive

3 討論

營養(yǎng)元素的豐缺狀況與柑橘產量和品質有著密切關系。根據(jù)最小養(yǎng)分定律，植物生長受最小養(yǎng)分所制約[43]。然而，葉片礦質營養(yǎng)元素并不是孤立存在，亦存在一定的協(xié)同與拮抗動態(tài)平衡作用過程，一種元素的吸收和轉運很可能受到另一種或幾種營養(yǎng)元素的影響[44]。本研究表明，江津產區(qū)鮑威爾臍橙葉片營養(yǎng)元素間協(xié)同與拮抗關系共存，而奉節(jié)產區(qū)鮑威爾臍橙葉片營養(yǎng)元素以協(xié)同為主；同時，各礦質元素含量與產量之間僅奉節(jié)產區(qū)K含量與產量之間存在顯著的負相關關系（表3）。該結果表明元素間不能互為代替[45]及K元素在樹體營養(yǎng)中的重要性[46]。因此，開展基于營養(yǎng)平衡原理的植物葉片礦質營養(yǎng)診斷研究對柑橘栽培平衡施肥有重要指導作用。另外，江津和奉節(jié)兩個產區(qū)鮑威爾臍橙葉片礦質營養(yǎng)狀態(tài)存在顯著差異，為開展江津和奉節(jié)地區(qū)鮑威爾臍橙葉片礦質營養(yǎng)診斷提供了良好的試驗材料，研究結果將有利于診斷方法理論研究并為我國施肥信息化指導決策提供數(shù)據(jù)支持。

表5 江津地區(qū)葉片營養(yǎng)元素比值參數(shù)表

F1(5, 19)=4.17，F(xiàn)2(19, 5)=9.58

**表示F值達到極顯著（＜0.01）；VH表示方差較高的值；VL表示方差較低的值。表6同** indicates the F value achieves to extremely significant differences (＜0.01); VHand VLrepresent the higher variance and the lower variance. The same as Table 6

目前，柑橘葉片礦質營養(yǎng)診斷標準往往憑借經(jīng)驗或年平均產量確定的高產群體礦質營養(yǎng)特征制定，尚未涉及基于營養(yǎng)平衡原理的診斷標準[47-48]。本試驗利用CND多元分析法通過葉片礦質營養(yǎng)元素含量的累積方差函數(shù)與產量之間建立三次函數(shù)關系，對函數(shù)求兩次導數(shù)來確定高低產小區(qū)拐點值[36]，確定重慶三峽庫區(qū)江津和奉節(jié)地區(qū)劃分高產組臨界值理論上應選擇3.30×102t·hm-2，其中高產小區(qū)共有6個，占總體采樣株的15.0%（圖1和表1）；依據(jù)高產小區(qū)礦質營養(yǎng)元素特征確定葉片各元素適宜范圍（表2）。鑒于目前鮑威爾臍橙葉片礦質營養(yǎng)診斷標準尚未制定，本文借鑒謝文龍等制定的紐荷爾臍橙葉片礦質營養(yǎng)診斷標準N（2.7—3.2）%、P（0.13—0.20）%、K（1.2—1.9）%、Ca（2.5—4.0）g·kg-1DW、Mg（0.22—0.45）g·kg-1DW、Fe（50—200）mg·kg-1DW、Mn（20—150）mg·kg-1DW、Cu（5—25）mg·kg-1DW和Zn（20—50）mg·kg-1DW[49]。本研究獲得的葉片礦質元素診斷標準中N（2.01%）偏低，可能為采用花期葉片營養(yǎng)診斷所致，該時期氮含量適當降低有利于提高樹體碳氮比（C/N），促進果樹花芽分化[49]；而P（0.12%）、K（2.1%）、Ca（3.1 g·kg-1DW）、Mg（0.31 g·kg-1DW）和Mn（51.4 mg·kg-1DW）均在適宜范圍之內；Fe（36.6 mg·kg-1DW）接近適宜范圍下限；Cu（2.2 mg·kg-1DW）和Zn（12.3 mg·kg-1DW）偏低，這與橘園施肥不重視微量元素有關。

表6 奉節(jié)地區(qū)葉片營養(yǎng)元素比值參數(shù)

F1(5, 13)=4.86，F(xiàn)2(13, 5)=9.82

本研究采用CND、DRIS和DOP 3種診斷分析方法對庫區(qū)江津和奉節(jié)地區(qū)低生產水平果園需肥順序診斷（表4）。其中，江津低產小區(qū)CND結果與DOP相比N和P需求高于Mn；而奉節(jié)低產小區(qū)CND結果與其他兩種方法診斷結果除Ca具有共同需求外，其他元素差異較大，這可能為CND法缺陷所致，它的適宜值是一個具體的值，實際生產中果樹的適宜值是一個范圍，因而容易產生誤判[48]，同時本試驗CND診斷方法結果雖表明N和P含量偏低但無法證明是否為缺乏而成為產量限制因子[37]。江津低產小區(qū)DRIS結果與DOP相比亦有N和P含量需求但為非產量限制因子，同時DRIS結果表明，Mg需求高于Mn，這與江津礦質營養(yǎng)實際狀況不一致，可能是由于Zn、Cu和Fe過量所致；奉節(jié)低產小區(qū)DRIS與DOP結果具有共同元素需求，主要差別在Zn和Mn需肥排序和產量限制因子的判斷，這可能是因為DRIS作為二元分析方法，更多考慮元素的平衡狀況，這種平衡可能是高水平的，也可能是低水平的營養(yǎng)平衡，當幾種元素同時過量時，容易造成診斷誤差[49-51]。而DOP法結果不僅闡明營養(yǎng)元素限制的順序，亦可對元素含量偏差直接測量，有助于隨后計算施肥方案的肥料需求[27]，不會出現(xiàn)這樣的錯誤判斷。因此，在實際運用中，最好將多種葉診斷方法結合起來，以便更加準確地反映缺素情況[52-53]。

綜上所述，本試驗結果表明通過CND拐點值法建立鮑威爾臍橙樹體花期葉片營養(yǎng)診斷標準，并采用葉片DOP診斷結果具有較好的合理性。在此基礎上，采用“以氮定肥、以果定量”的原則制定施肥決策方案[54]：以氮定肥即柑橘全年土壤施肥次數(shù)為2—4次，分別是促花肥、保果肥、壯果肥、秋季基肥。具體土壤施肥次數(shù)和施肥時間應以葉片氮診斷結果為重要依據(jù)；以果定量即根據(jù)柑橘果實養(yǎng)分含量和目標產量，確定不同種類和品種柑橘的肥料（N、P、K、Ca和Mg等）基本用量。以江津DOP診斷結果為例，葉片DOP診斷結果為偏高但非過量，依據(jù)以氮定肥原則確定施肥次數(shù)3次，分別為保果肥、壯果肥和秋季基肥；同時依據(jù)以果定量原則確定臍橙類每生產一噸柑橘鮮果帶走養(yǎng)分量（N 1.78 kg、P2O50.51 kg、K2O 2.09 kg和CaO 0.89 kg），通過公式施肥量=（鮮果帶走養(yǎng)分量/肥料利用率）×估算系數(shù)估算施肥量，其中估算系數(shù)為果實耗肥量占全年果樹耗肥量百分比。

需要指出的是，本研究尚未涉及樹體營養(yǎng)狀態(tài)對樹體營養(yǎng)生長與生殖生長的競爭關系，亦未涉及礦質營養(yǎng)與果實品質之間的關系。因此，在今后的研究中有必要開展以柑橘果實、產量與果實不同關鍵物候期葉片營養(yǎng)元素濃度的相關性大小為依據(jù)，確定臍橙樹體營養(yǎng)葉分析采樣時間，將誤差降到最低并達到預期診斷目的。同時，進一步開展營養(yǎng)生長和生殖生長平衡狀態(tài)葉片營養(yǎng)分析診斷研究，使得柑橘葉片營養(yǎng)適宜值的確定更加科學合理。

4 結論

通過CND拐點值法建立鮑威爾臍橙樹體花期葉片營養(yǎng)診斷標準，所建的診斷標準具有較好的合理性。3種方法對比花期葉片診斷結果為：江津低產小區(qū)最缺乏的元素為Ca，其次缺乏的為Mn和Mg等，其中最不缺乏的為Fe和Cu；奉節(jié)低產小區(qū)最缺乏的元素為Mn和Zn，其次缺乏的為Fe和Ca等。同時，低產小區(qū)不平衡指數(shù)表明江津和奉節(jié)具有很大的增產潛力。根據(jù)上述診斷結果建議江津低產小區(qū)增施Ca、Mn和Mg肥，奉節(jié)低產小區(qū)增施Mn、Zn、Fe和Ca肥。

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（責任編輯 岳梅）

Leaf Nutritional Diagnosis of Powell navel orange at flowering stage in Chongqing Three Gorges reservoir area

ZHENG YongQiang, WANG Ya, YANG Qiong, JIA XueMei, HE ShaoLan, DENG Lie, XIE RangJin, YI ShiLai, Lü Qiang, MA YanYan

(National Engineering Research Center for Citrus Technology, Citrus Research Institute, Southwest University-Chinese Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 400712)

【Objective】 The objective of this study is to evaluate leaf nutritional status by investigating the mineral elements content in the leaves of Powell navel orange orchard at flowering stage in Jiangjin and Fengjie regions of Chongqing in the Three Gorges Reservoir Area, and to provide a basis for formulating fertilization scheme of Powell navel orange. 【Method】 Field experiments were conducted in the forty representative 12-year-old Powell navel orange plots from Jiangjin and Fengjie regions in Chongqing Three Gorges Reservoir. The plot yield and content of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), zinc (Zn) were measured. The compositional nutrient diagnosis (CND), diagnosis and recommendation integrated system (DRIS), and deviation from optimum percentage (DOP) methods were used to diagnose the leaf nutritional status for the low-yield groups. 【Result】The leaf analysis of CND indicated that the yield cutoff value of high-yield orchard was 330 t·hm-2, only 6 plots from Fengjie fulfilled this criterion, accounting for 15.0% of 40 plots. The leaf nutrition optimum values at flowering stage were N (2.0±0.1) %, P (0.12±0.01) %, K (2.1±0.5) %, Ca (3.1±0.4) g·kg-1DW, Mg (0.31±0.03) g·kg-1DW, Fe (36.6±13.1) mg·kg-1DW, Mn (51.4±21.6) mg·kg-1DW, Cu (2.2±0.7) mg·kg-1DW and Zn (12.3±1.5) mg·kg-1DW according to the leaf nutrition concentration in Fengjie high-yield group. The CND norms had been established with VN*=3.62±0.07, VP*=0.78±0.08, VK*=1.36±0.21, VCa*=1.74±0.14, VMg*=-0.55±0.10, VFe*=-2.74±0.36, VMn*=-2.40±0.39, VCu*=-5.55±0.32, VZn*=-3.78±0.10, respectively. Meanwhile, there were 30 (N/K, N/Fe, N/Cu, P/K, P/Fe, P/Cu, K/Fe, K/Cu, Ca/N, Ca/P, Ca/K, Ca/Fe, Ca/Mn, Ca/Cu, Mg/N, Mg/P, Mg/K, Mg/Fe, Mg/Cu, Mn/N, Mn/P, Mn/K, Mn/Mg, Mn/Fe, Mn/Cu, Mn/Zn, Zn/Ca, Zn/Mg, Zn/Fe, Zn/Cu) and 14 (Ca/K, Mg/K, Mg/Zn, Mn/N, Mn/P, Mn/K, Mn/Ca, Mn/Mg, Mn/Fe, Mn/Cu, Cu/P, Cu/K, Cu/Mg, Cu/Fe) important DRIS norms in Jiangjin and Fengjie regions by DRIS method, respectively. Moreover, CND, DRIS, and DOP were used for the leaf nutrition diagnosis in producing the low-yield subpopulation of Fengjie plots and Jiangjin region. Among them, the fertilization order was confirmed with Ca＞Mg＞N＞P＞Mn in Jiangjin region and N＞Ca＞P＞Zn＞Fe＞Mn in Fengjie region by CND method; Ca＞Mg＞＞Mn＞N＞P in Jiangjin region and Zn＞＞Fe＞Ca＞Mn＞N＞Mg in Fengjie regionby DRIS method; Ca＞Mn＞Mg in Jiangjin region and Mn＞＞Zn＞Fe＞Ca＞Mg＞N in Fengjie region by DOP method.【Conclusion】The average nutrient balance index of CND, DRIS and DOP was 166.5, 4 291.0, and 117.5 in Jiangjin region, respectively. the average nutrient balance index of CND, DRIS and DOP was 37.2, 570.0, and 14.1, respectively. The leaf nutritional status in Fengjie region was superior to that in Jiangjin region, and both areas had a great potential of production.

Powell navel orange; compositional nutrient diagnosis (CND); diagnosis and recommendation integrated system (DRIS); deviation from optimum percentage (dop); leaf mineral nutrition

2018-01-29；

2018-04-20

國家自然科學基金（31470408）、中央高校科研基本業(yè)務費專項重大培育項目（XDJK2013 A002）

鄭永強，Tel：023-68349726；E-mail：zhengyq@swu.edu.cn。王婭，E-mail：1062298435@qq.com。鄭永強和王婭為同等貢獻作者。

鄭永強