水肥耦合對蘋果幼樹生長及礦質元素的影響

中圖分類號：S644.1 文獻標識碼：A 文章編號：0488-5368（2025）06-0038-09

Abstract：This study explored the efects of water-fertilizer coupling on the growth and mineral element content of young apple trees.The aim was to provide a theoretical basis for water and fertilizer management in dwarf apple cultivation in the Aksu region.The experiment used three-year -old Yanfu 1O/M9T-337 seedlings，with two irrigationquotas and three fertilization levelsapplied.The irigation treatments were W1（179 （20號 m³/667m² ）and W2（143m³/667m² ），while the fertilization treatments were ：T1 （5.5-6.5-4kg/667m²） ）’

T2 4.4-5.2-3.2kg/667m² ），and T3 （3.3-3.9-2.4kg/667m²） ），based on N -P₂0₅-K₂0 ratios.The W1 treatment without fertilization servedas the control（CK）．The results showed that：（1）Water - fertilizercoupling promoted the height and diameter growth of apple saplings.The W2T2 treatment had the most significant effect， increasing height and diameter by 119.21% and 223.74% ，respectively，compared to CK. （2）In the 0～20cm soil layer，the contents of OM（organic matter），TN（total nitrogen），AP（available phosphorus），and Na significantly increased under all treatments，while Mn ， Mg ，and Ca showed no significant changes. In the 2～40 cmlayer，OM，AP，AK（available potassium）， Z_n ，and Na significantly increased， while Mg and Ca did not change significantly. In the 40～60 cm layer，AP and Na significantly increased， whereas Mn， Mg ，and Ca remained unchanged. The contents of ΔP ， K ，and Na in leaves also significantly increased. （3） Correlation analysis revealed a highly significant （ Plt;0.01 ）positive correlation between soil TN and Na with leaf N and Na. Significant （ Plt;0.05 ） positive correlations were also observed between soil AP， AK，Ca， Mg ，Zn，Mn and their corresponding leaf mineral contents.In conclusion，water - fertilizer coupling promotes the growth of young apple treesand improves soil fertility.Among alltreatments，W2T2 （irrigation quota ： 143m³/667m² ； fertilization ： 4.4-5.2-3.2kg/667m² ） is the most effective.

Key words：Apple saplings；Water - fertilizer coupling；Mineral elements;Correlation

引言

矮化栽培具有結果早、果實品質優、產量高、生產成本低、節省土地資源和便于機械化作業等優點，是現代蘋果栽培的發展趨勢[1，2]。是全國蘋果的特色產區之一，栽培面積達6.67萬 hm² ，蘋果產業在促進產業振興和鄉村繁榮具有重要意義。但因水肥管理、整形修剪等技術不匹配，采用蘋果矮化栽培模式的面積不足蘋果栽培總面積的5% [3.4]，因此，研發配套的蘋果矮化生產技術，推動矮化栽培的發展，是蘋果提質增效的重要途徑與措施。采用帶分枝矮化大苗定植是矮化栽培成功的重要環節，也是果園早果豐產的前提，定植當年大苗的生長狀況對蘋果矮化栽培的成敗有重要的影響。研究表明，矮化栽培模式是通過控制樹體生長和選用特定品種，控制蘋果幼樹的營養生長，矮化樹體，提前開花結果，提升蘋果產量和品質，是目前世界蘋果栽培發展模式[5]。矮化砧木M9T-337具有強大的抗逆性，在各種環境下苗木生長狀態良好，根系發達、側枝分布均勻、易成花、結果早，具備特色的豐產性[6.7]。王金鑫[8]研究發現，通過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，促進新梢生長和提早開花結實。張碧云[9研究表明，適當減少滴灌量有利于促進花芽分化，增加果實品質（可溶性固形、總糖、維生素C）和礦質元素含量。葉成浩[10]研究認為水肥耦合可以提高矮化栽培蘋果‘煙富10號'生長勢，還可節約用肥量 30% 以上，同時產量、外觀及內在品質等方面提高了 20%～40% 。

關于水肥耦合對矮化栽培蘋果樹的研究主要集中在成齡的矮化蘋果園，而對定植當年的矮化栽培大苗的生長影響研究鮮有研究報道，但定植當年蘋果矮化大苗的生長狀態對蘋果矮化栽培實現早果豐產有十分重要影響。因此，本研究以‘煙富 10^°/ M9-T337（3a生大苗）為試材，通過田間試驗研究水肥耦合對定植當年矮化大苗的生長、土壤及葉片礦質元素含量的影響，優化矮化蘋果園的水肥管理技術，為阿克蘇地區蘋果矮化栽培的水肥高效利用提供參考依據。

T 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于阿克蘇地區紅旗坡農場國家蘋果良種基地，地理坐標位置（ N41^° 1715\" ，1 Ξ80^°1733\" ），屬暖溫帶大陸性干旱氣候，降水量稀少、蒸發量大，晝夜溫差大、光能資源豐富，年平均降水量 80.4mm ，年平均氣溫 11.2^°C ，年均日照時數 2809h 。試驗地土壤類型以沙壤土為主。

1.2 試驗設計

根據前人對蘋果園水肥耦合的研究，結合試驗區的土壤質地、氣候特點及節水灌溉的需要。本試驗以‘煙富10號'/M9-T337（3a生大苗）為試材，果園種植株行距為 1m×4m 。設置灌水定額和施肥2個因素，灌水定額為W1（ 179m³/667m² 和W2（ 143m³/667m² ），施肥設3水平， N-P₂O₅-K₂O 分別為 T1（5.5-6.5-4kg/667m² ） .72（4.4-5.2- 3.2kg/667m² ） .T3（3.3-3.9-2.4kg/667m² ），不施肥W1灌溉定額為對照（CK）。試驗共7個處理，每個處理重復5次，試驗為完全組合設計。供試N肥為尿素CO（ NH₂ ）2（ N?46% ）中能萬源化工有限公司生產，P肥為水溶性磷酸一銨 N_-N₂0₅ 1K₂O（11.5-60.5-0） 四川三嘉復合肥有限責任公司生產，K肥為水溶性硫酸鉀 K₂SO₄ （ K₂O?52% ，SM≥17% ）迪斯科化工集團股份有限公司生產。將肥料溶解在水中，通過滴灌系統施肥，滴灌系統采用塑料水桶和可調流量滴頭結合，使灌水與肥料均勻融合在一起。每株蘋果樹用塑料桶作為灌溉容器，滴灌管一端連接塑料供水桶與果樹。每株蘋果樹布置一個入水點，沿樹干垂直而下，滴頭距地面距離 20cm 處，滴頭的流量為 2L/h 。

1.3 試驗材料采集

1.3.1土壤樣品采集果實成熟期于9月26日用土鉆在樹冠下距樹干 30cm 處采集土樣，自上而下均勻采取 0～20cm.20～40cm 和 40～60cm 處的土樣，將土樣混合均勻后去除土中異物，置于電熱鼓風干燥箱（DHG-9245A型）中 80^°C 烘干至恒重。土樣經高速萬能粉碎機（FW-80）粉碎過篩，測定其礦質元素含量。

1.3.2葉片采集果實成熟期于9月26日對葉片進行采樣，每個處理選取5株樣樹，共取混合葉

100片。采集的葉片放置于密封袋迅速帶回室內，用自來水和中性洗滌劑溶液洗滌后用 0.2% 的鹽酸溶液沖洗一次，經去離子水漂洗，用無菌濾紙擦干葉樣表面殘留水分，然后放置于電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9245A型）中 105°C 殺青 30min ，然后80^°C 烘干至恒重。葉樣經高速萬能粉碎機（FW-80）粉碎過篩，測定其礦質元素含量。

1.4 測定方法

1.4.1幼樹生長指標測定徑增粗量：在蘋果幼樹基砧處做一測量標記，用數顯游標卡尺采用十字交叉的方式測定直徑，每隔四周測定一次，兩次的差值即為蘋果幼樹該段時間的徑增粗量（mm）。

幼樹株高生長量：在蘋果幼樹基砧處做一測量標記，用卷尺測量其垂直高度，每隔四周測定一次，兩次的差值即為蘋果幼樹該段時間的幼樹生長量（cm）。

1.4.2礦質元素測定土樣測定指標包括：有機質（OM）、大量元素全氮（TN）、有效磷（AP）、速效鉀（AK）、鈣（Ca）、鎂（ M_g） ，微量元素鈉（Na）、鋅（ Z_n） 錳（ ）共9項。葉樣測定指標包括：大量元素 N，P，K，Ca，Mg ，微量元素 Na，Zn，Mn 共8項。各項指標測定方法均參照國家標準，見表1。

1.5 數據處理和分析

采用Excel2021和IBMSPSSStatistics26.0軟件對試驗數據進行數據統計分析；利用鄧肯新復極差法進行差異分析，采用origin2024軟件繪圖[1] 。

2 結果與分析

2.1水肥耦合對蘋果幼樹生長量的影響

由表2可知，施肥對蘋果不同生長期和全生長期的幼樹株高生長量均有極顯著影響（ Plt;0.01： ；灌水對幼樹生長初期和全生長期均有極顯著的影響（ Plt;0. 01 ），對生長中期有顯著影響（ Plt; 0.05），對其它各時期均無顯著影響。水肥耦合對蘋果幼樹生長初期、中期和全生長期均有極顯著影響（ ?Plt;0.01 ），對其它時期均有顯著影響（ Plt; 0.05）。通過各生長期比較，說明水肥耦合對蘋果幼樹生長量均有顯著影響。

在W1條件下，蘋果幼樹總生長量為 T1gt; T2gt;T3 ： W2 條件下，蘋果幼樹生長量為 T2gt;T1gt; T3。W2T2的處理蘋果幼樹各生長期樹高生長量增長最大，W2T2的處理幼樹生長初期、前期、中期、中后期、后期和全生長期幼樹株高生長量較CK處理分別增加了146. 75% 、 117% 、93. 24% 、124.29% ） .169.23% 、 119.21% 。表明在不同水肥耦合處理下，W2T2組合顯著促進蘋果幼樹株高生長。

2.2 水肥耦合對蘋果幼樹徑增粗量的影響

由表3可知，施肥對蘋果幼樹生長中期、中后期、后期和全生長期的基徑增粗量均有極顯著影響（ Plt;0.01 ），對蘋果幼樹生長初期和前期的基徑增粗量均有顯著影響（ Plt;0.05， ）；灌水對蘋果幼樹全生長期的基徑增粗量有顯著影響（ Plt;0.05. ；水肥耦合對蘋果幼樹生長中期、中后期和全生長期的基徑增粗量均有極顯著影響（ Plt;0.01 ），對蘋果幼樹生長初期、前期和后期的基徑增粗量均有顯著影響（ Plt;0.05， ），這說明施肥對蘋果幼樹徑增粗量的影響較大。

在W1條件下蘋果幼樹基徑增粗量為 T1gt;T2 gt;T3；W2條件下，蘋果幼樹基徑生長量為 T2gt;T1 gt;T3 ，表明蘋果幼樹基徑增粗量在水肥耦合下隨著施肥量和灌水量的增大而呈現上升趨勢，W2T2的處理蘋果幼樹各生長期徑增粗量最大，CK最小。W2T2的處理幼樹生長的初期、前期、中期、中后期、后期和全生長期的徑生長量分別較CK的增大216. 67% 、208. 82% 、277. 42% 、161. 29% 、273.68%.223.74% ，說明輕度的水分虧缺和中度施肥組合有利于蘋果幼樹徑的增粗。

2.3水肥耦合對土壤養分含量的影響

2.3.1 有機質和大量元素的差異分析水肥耦合對蘋果幼樹根際土壤不同深度化學性質的影響如圖1所示。隨著土層深度的增加，各處理之間土壤礦質元素的含量也隨之降低。在相同灌水定額的不同施肥處理下，依據土壤大量元素分析可知，在W1條件下， 0～20cm.20～40cm 和 40～60cm 土層土壤中礦質元素含量由高到低依次為 T1gt;T2gt; T3gt;CK ，且不同處理間 0～20cm 與 20～40cm 土層土壤中OM、TN、AP、AK含量差異性顯著， Ca，Mg 含量差異不明顯； 40～60cm 土層不同處理間土壤中OM、AP含量差異性顯著，TN、AK、Ca、 Mg 含量差異不明顯。在W2條件下， 0～20cm 與 20～40 cm土層土壤中元素含量高低依次為 T2gt;T3gt;T1 ，且不同處理間土壤中OM、AP、AK含量差異性顯著，TN、 Ca，Mg 含量差異不明顯； 40～60cm 土層土壤中OM、TN、AP、Ca、 Mg 含量高低均依次為 T1gt; T2gt;T3 ，不同處理間土壤中TN、AP、AK含量差異性顯著，OM、Ca、 Mg 含量差異不明顯。

2.3.2微量元素差異分析由圖2可知，在W1條件下， 0～20cm.20～40cm 和 40～60cm 土層土壤中微量元素的 Na，Mn 含量高低依次為 T1gt;T2 gt;T3gt;CK，T2 處理的 Z_n 含量最大； 0～20cm 與40～60cm 土層中不同處理間土壤 Na，Mn，Zn 含量差異不明顯， 20～40cm 土層土壤中 Na，Zn 含量差異顯著。在W2條件下， 0～20cm 與 40～60cm 土層不同處理間土壤中 Na，Mn，Zn 含量差異不明顯， 20～40cm 土層不同處理間土壤中 Mn 含量差異顯著。

2.4水肥耦合對蘋果葉片礦質元素含量的影響

水肥耦合對蘋果葉片礦質元素含量的影響如圖3所示。灌溉對蘋果葉片中K含量有極顯著影響（ ，對 P 的含量也有顯著影響（ Plt; 0.05）;施肥對蘋果葉片中 N，P，K，Ca，Na，Zn 和Mn 含量均產生了極顯著影響（ Plt;0.01? ，對 Mg 含量產生顯著影響（ Plt;0.05） ；水肥耦合對蘋果葉片中P和K含量均有極顯著影響（ ，對N和 Mn 含量產生顯著影響（ Plt;0.05， 。

在相同灌溉條件下，W2T2的處理蘋果葉片中N，P，K，Mg 和 Z_n 含量最高， 和 Z_n 含量分別較W1T1處理增加了0. 28% 、1. 52% 、14.94% 、12. 52% 、10. 20% ，分別較CK增加了10.37% 、49. 25% ） 60.31% 、79. 42% 、71. 70% ，表明W2T2處理有利于蘋果樹體對 N，P，K，Mg 和 Z_n 含量的吸收。在W1T1處理下蘋果葉片 Ca，Na 和Mn 含量最大，CK處理含量最小， Ca，Na 和 Mn 含量分別較CK處理增加了 55.35% ） 86% （204號 ，33.22% ，說明水肥減施并沒有減少蘋果葉片中 Ca，Na 和Mn 礦質元素含量。

2.5蘋果葉片與土壤礦質元素相關性分析

如圖4所示，對水肥耦合條件下土壤中與葉片中礦質元素含量之間的相關性分析表明，土壤中

OM與葉片中 N，P，K，Ca，Na，Mg，Zn，Mn 含量均呈極顯著（ Plt;0.01 ）或顯著（ Plt;0.05 ）正相關性。

土壤中大量礦質元素含量 TN，AP，AK，Ca，Mg 分別與葉片中相應的礦質元素含量之間呈極顯著（ Plt; 0.01）和顯著（ Plt;0.05， 正相關性。土壤中微量礦質元素含量 Na，Mn 與葉片中相應的礦質元素含量之間均呈極顯著（ Plt;0.01. 和顯著（ Plt;0.05） 正相關性。綜上可知，植株葉片與土壤中各營養間相互關聯，因此，探究水肥耦合條件下葉片與土壤礦質元素含量的相關性，通過合理灌水與施肥對提高蘋果幼樹營養方面具有指導意義。

3討論

3.1水肥耦合效應對蘋果幼樹生長的影響

水分和肥料是植物生長的兩大關鍵因素[12，13]，兩者互作之間存在明顯的耦合效應，影響果樹的生長發育。本研究發現生長期水肥耦合對蘋果幼樹高生長量和基徑增粗量均表現出先增快后緩慢減少的趨勢，與李中杰等[14]研究結果相同。本研究表明，水肥耦合處理可以提高蘋果幼樹的高生長量和徑增粗量，其中W2T2的處理蘋果幼樹高生長量和徑增粗量的影響最大，分別較CK提高了119.21% 和 223.74% 。說明W2T2處理有利于其幼樹高生長和基徑增粗。高文瑞等[15]研究發現，在果樹生長發育過程中，水肥耦合的處理效果明顯好于單一水或肥供應，提供適當比例的水肥可以顯著改善果樹的營養和生理狀況。周罕覓[16]研究發現，在水肥耦合條件下，輕度的虧水灌溉和中度施肥組合處理最有利于蘋果幼樹徑的增粗。崔佳偉等[17]研究表明，在施肥量一定時，高水或者中水的灌溉條件有利于枸杞植株高生長和徑增粗。研究表明，作物株高生長和莖增粗受灌水水平影響顯著，適度的水分虧缺有利于幼樹高生長和徑增粗[18＼～20]，本試驗結果與他們結果一致。

3.2水肥耦合對土壤養分含量的影響

果樹通過根系在土壤中吸收水分和養分，土壤水分環境影響著果樹的生長發育。本研究發現水肥耦合對土壤礦質元素含量的影響與土壤深度相關，表層土壤養分變化最大，而深層土壤養分變化較慢，這可能由于表層土壤易受到環境、人為和水分等影響因素而發生改變。土壤有機質含量是衡量蘋果園土壤肥力的重要指標之一。不同處理土壤有機質含量都會隨土層深度的增加而下降，這與馬正虎2基于在水肥耦合條件下，通過對枸杞根區土壤有機質的研究得出的結論一致，其原因是果園表層的枯枝落葉的腐殖化作用。

Gardenas[22]利用兩維模型，模擬了不同滴灌施肥策略土壤中硝態氮的遷移，表明適當的滴灌施肥的水分和養分供應速率、頻率能提高作物對水分和養分的吸收，減少土壤中氮素的淋洗。高義民[23]通過長期對蘋果園使用氮、磷、鉀肥研究表明，土壤中有效磷和速效鉀隨著土層深度的增加而降低。劉小勇[24]通過對旱作區蘋果園 0～60cm 土壤中，不同水肥耦合管理模式土壤中有機質、全氮、堿解氮、全磷、有效磷和速效鉀養分含量均隨著土壤深度增加呈遞減趨勢，且遞減趨勢逐漸減弱。王爍衡[25]通過水肥減施處理下對芒果園研究表明，果園土壤中的交換性鈣、交換性鎂、有效鋅含量均在適度虧缺條件下含量最大，這與本試驗研究一致。本研究表明，蘋果幼樹在生長過程中，隨著不同水肥耦合處理和幼樹對土壤礦質元素的吸收與利用，在 0～60cm 土層中，各處理隨著土層深度的增加，各礦質元素含量下降趨勢十分明顯。W2T2處理下土壤中OM、TN、AP、AK、Ca、Mg、Mn含量最高，比WIT1處理含量均增加了 15.31%.8.29% 、24.11% （204號 ，30.88% .16.00% .3.70% .13.54% ，且差異性顯著，與任佳偉[26、高義民[27研究結果一致，說明水肥耦合適度虧缺有利于土壤礦質元素的積累。

3.3水肥耦合對蘋果葉片礦質元素含量的影響

水肥變化會影響植物對營養物質的吸收進而影響生長發育，無論是水肥過量還是水肥不足，都會對植物產生不利的影響[28.29]。水肥在適量的條件下才有利于植株對礦質元素的吸收，馮煥德等[30研究不同施氮用量對紅富士蘋果葉片礦質元素含量的影響，發現隨著施氮量的增加，葉片中氮、鎂、鐵、錳礦質元素含量也相應增加。王立飛等[31]對梨樹水肥耦合的相關研究發現，灌水量適量的情況下，減少肥量，葉片中氮、鉀和鐵的含量也相應的提高。王春枝等[32]對紅富士蘋果葉片礦質元素含量進行研究，發現不同氮、磷、鉀肥配比對葉片中氮、磷、鉀、鐵、錳、銅含量都有促進增加的作用。本研究結果表明，水肥耦合可以顯著提高蘋果植株礦質元素含量，是因為肥料中含有大量的生理活性物質，在果樹生長過程中可增強根系生長能力，進而提高植株對各種礦質元素的吸收和利用能力，有利于礦質元素有效的積累。不同施肥處理葉片中礦質元素 N，P，K，Ca，Mg，Na，Mn，Zn 含量較CK均有不同程度提高，W2T2處理下蘋果葉片中 N，P，Mg 、Z_n 含量都有促進增加的作用，表明合理的水肥配比有利于提高葉片對礦質元素的吸收速率和物質積累量，而過量則抑制這一過程，這與前人的研究結果一致。

水肥耦合試驗證明了水肥因子間與蘋果樹體礦質元素之間存在一定的協同效應。本研究表明土壤與葉片各元素之間存在復雜的相關關系，土壤中 TN，Na 與葉片中N、Na礦質元素含量均呈極顯著（ Plt;0.01 ）正相關性，土壤中AP、AK、Ca、Mg、Zn，Mn 與葉片中相對應礦質元素含量之間均呈顯著（ Plt;0.05 ）正相關性。說明蘋果幼樹的各個礦質元素指標之間正相關關系非常密切，這與郭全恩等[33]研究結果一致。由此可見，水肥耦合處理下蘋果幼樹的各礦質元素指標之間均存在一定的正相關性，關系顯著或極顯著較多，表明在水肥耦合處理下各養分指標均有一定程度變化。

4結論

合理的水肥耦合可以促進蘋果幼樹生長和礦質元素的累積量。本研究水肥耦合的處理效果與CK相比可以顯著提高蘋果幼樹的株高生長和徑增粗，其中W2T2的處理蘋果幼樹高生長量和徑增粗量最大，分別較CK提高了119. 21% 和223.74% 。通過土壤與幼樹葉片礦質元素分析，W2T2的處理可顯著提高了土壤及葉片礦質元素含量。相關性分析表明，土壤中 TN，Na 與葉片中ΔN，Na 礦質元素的含量均呈極顯著（ 正相關性，土壤中 AP，AK，Ca，Mg，Zn，Mn 與葉片中相對應礦質元素含量之間均呈顯著（ Plt;0.05 正相關性。綜上所述，水肥耦合促進了蘋果幼樹生長，提升土壤肥力，增加葉片礦質元素含量，其中W2T2（灌水定額 143m³/667m² ，施肥量4.4-5.2-3.2kg/667m²） 的水肥耦合處理效果最優。

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