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上?!涔凇鎴@土壤和葉片養分狀況調查分析

2018-03-07 10:24王曉慶施春暉張學英褚長彬吳淑杭
上海農業學報 2018年1期
關鍵詞:梨園限值速效

王曉慶,施春暉,張學英,褚長彬,吳淑杭,駱 軍*

(1上海市農業科學院林木果樹研究所/上海市設施園藝技術重點實驗室,上海201403;2上海市農業科學院生態環境保護研究所,上海201403)

‘翠冠’梨系浙江省農業科學院選育出的早熟砂梨品種,肉質細嫩松脆,品質上等,坐果率高,產量高且穩產[1],目前是上海地區主栽梨品種,在生產上深受果農的青睞。土壤是果樹生產的基礎,果品的質量直接受果園土壤養分狀況的影響,葉片是樹體上對土壤礦質營養反應最敏感的器官,眾多研究工作者致力于把果樹營養診斷應用于指導施肥[2],并取得了顯著效益[3-4]。果樹營養診斷研究,最好的診斷方法是將兩者結合起來[5-6]。生產上由于果農缺乏對土壤、樹體營養狀況的了解,生產中仍采用傳統的經驗施肥法,因而施肥不合理成為進一步提高果品質量的關鍵性障礙因子。本研究通過對上?!涔凇嬷鳟a區5個在產量和管理水平上有代表性的‘翠冠’梨園土壤、葉片營養狀況進行了跟蹤調查和分析,以期摸清上海梨主產區果園土壤及葉片的養分狀況,不僅為合理施肥提供依據,而且對提高‘翠冠’梨的品質、保持長期豐產、穩產具有重要作用。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2009—2010年,在松江區倉橋鎮、奉賢區莊行鎮、金山區楓涇鎮、崇明縣廟鎮、青浦區徐涇鎮等示范基地進行,采集‘翠冠’梨園內土壤和葉片進行分析。

土壤和葉片取樣參照李美陽等[7]和魏雪梅等[8]的方法,略加改進。各園中,采用對角線法,每點選取5棵有代表性的植株作為采樣點,分別采取3月(萌芽期)、7月(果實采收前)、9月(施基肥前)的土壤,于樹冠垂直投影部位挖取兩個方向相對的0—40 cm深的土壤。分別將5棵樹的10個取土點的土樣混合為一個樣品,重復3次,遇到施肥部分則繞過,所取土樣裝入布袋中,帶回實驗室,陰干后用對角四分法進行取棄,直至剩下的土樣為500 g左右為止,磨碎、過篩,待分析。

結合土壤采集,從4月份起,每個月采葉樣1次,一年內共采樣7次。取樹冠外圍目視高度東南西北各方位,新梢中部無病蟲害及機械損傷的完好葉片,每棵樹取20片葉,每個采樣點合計100片葉,裝入紙袋中,盡快帶回實驗室內。葉樣清理首先放入自來水中清洗,再用無離子水沖洗,濾紙吸干水,放入140℃鼓風干燥箱中殺青3 min,然后再在70—80℃烘干至脆,取出放在干凈塑料薄膜中,輕輕搓碎,然后在磨樣機中研細成粉,裝入紙袋置于干燥器中備用。

1.2 方法

1.2.1 土壤及葉片營養成分測定

委托上海市農業科學院生態所環境微生物課題組測定,土壤測定pH、電導率(EC)、有機質含量、堿解氮、有效磷、速效鉀。pH及電導率(EC)分別使用pH計及電導率儀進行測定,有機質采用重鉻酸鉀外加熱法測定,堿解氮采用堿解擴散法測定,有效磷采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定,速效鉀采用乙酸銨溶液浸提-火焰光度法測定;葉片測定全氮(N)、全磷(P)、全鉀(K)、全鋅(Zn)、全鐵(Fe)、全鎂(Mg),大量元素N含量采用H2SO4-H2O2消煮-蒸餾法測定,P含量采用H2SO4-H2O2消煮-鉬銻抗比色法測定,K含量采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度法測定,微量元素采用原子吸收法測定。

1.2.2 梨園果實可溶性固形物含量、平均單果重及單位產量測定

果實可溶性固形物含量采用日本產的MASTER-α糖度計進行測定,測定10個果子,重復3次;果實平均單果重及單位產量參考徐超等[9]的方法進行計算。

1.2.3 土壤、葉片養分適宜值標準

土壤、葉片養分適宜值參照亞熱帶季風區砂梨[10]的標準。pH適宜值參照南方梨[11]的標準。

1.2.4 數據分析

試驗數據采用Excel 2003和SPSS 11.0統計軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 上?!涔凇鎴@土壤養分狀況

2.1.1 上?!涔凇鎴@不同樣點土壤養分含量

一年中分別于3月(萌芽期)、7月(果實采收前)、9月(施基肥前)取來自上?!涔凇嬷鳟a區各點的土樣,北、中、南各點依次為崇明廟鎮、青浦徐涇鎮和金山楓涇鎮。

從pH可以得出(表1),廟鎮梨園的土壤呈堿性,徐涇的呈中性,楓涇的偏酸性,pH均值分別為8.04、7.16和6.72。參考適宜標準范圍5.8—7.0,可見廟鎮梨園的土壤pH不在適宜標準內。土壤電導率Ec值以果實采收前最高,尤其是廟鎮梨園的土壤Ec值,達389μS/cm。廟鎮、徐涇、楓涇梨園土壤的有機質平均含量都在適宜標準上限,楓涇的土壤有機質含量豐富。

表1 上?!涔凇鎴@0—40 cm土層土壤養分含量(2009年)Table 1 The contents of soil nutrients in 0—40 cm soil layer in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai(2009)

3個梨園土壤堿解氮、有效磷和速效鉀平均含量在適宜標準內,徐涇和楓涇的土壤堿解氮含量在萌芽期比適宜標準上限值偏高,廟鎮土壤速效鉀含量在施基肥前略低于適宜標準下限值,未缺乏。從萌芽期-果實采收前-施基肥前,整體來看徐涇和楓涇的土壤堿解氮含量減少量小,相近時期兩樣點差異都不顯著;有效磷和速效鉀含量降低量多,相近時期徐涇有效磷、速效鉀差異顯著,楓涇有效磷、速效鉀從萌芽期到果實采收前差異顯著,之后差異不顯著,可見果實采收前對有效磷和速效鉀需求大。廟鎮土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量從萌芽期到果實采收前沒有減少,各養分該階段差異不顯著,且堿解氮和速效鉀含量在該階段較楓涇和徐涇低,從果實采收前到施基肥前,有效磷和速效鉀含量減少,差異顯著。

2.1.2 上?!涔凇鎴@不同年份土壤養分含量

在2009年采樣期間,布置倉橋和莊行兩個地方,連續兩年對‘翠冠’梨園果實采收前的土壤養分進行跟蹤,以第1年指導第2年,調查其效果(表2)。

表2 2009—2010年上?!涔凇鎴@0—40 cm土層土壤養分含量(7月份)Table 2 The contents of soil nutrients in 0—40 cm soil layer in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai in 2009—2010(July)

倉橋‘翠冠’梨園土壤pH較穩定,為7左右,莊行梨園土壤pH不穩定,或呈堿性或呈酸性。倉橋、莊行梨園土壤的有機質含量都較高,接近豐富,且前者比后者高,含量近3%。

倉橋、莊行梨園土壤2年里通過施肥的調整,堿解氮、有效磷和速效鉀含量2010年比2009年增加,差異顯著(倉橋梨園土壤有效磷除外)。2009年莊行梨園土壤pH為8.40時,其土壤堿解氮和速效鉀含量本身也較低,與前面廟鎮梨園高pH土壤的養分趨勢一致,2010年施肥量的增加也增加了土壤電導率Ec值,同時土壤pH下降。倉橋土壤堿解氮和速效鉀含量超過適宜標準上限值。

2.2 上?!涔凇鎴@葉片養分狀況

2.2.1 上?!涔凇鎴@不同樣點葉片大量元素的含量

結合土壤測試,從4月份開始,葉樣每月取樣1次,直到秋施基肥后,全氮(N)、全磷(P)、全鉀(K)含量變化見表3。

表3 上?!涔凇鎴@葉片大量元素含量(2009年)Table 3 The contents of leafmacroelements in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai(2009) g·kg-1

3個梨園葉片N和P含量存在一定差異,K含量均低于適宜標準范圍13—25 g/kg,多在7 g/kg上下,缺K狀態嚴重。廟鎮‘翠冠’梨葉片N含量在4月與8月份超出適宜標準上限值,4月份高達34.82 g/kg,7月份不足適宜標準下限值,P含量在4、7、9、10月份都超出適宜標準上限值,7月份高達3.73 g/kg,高出標準上限值約50%。徐涇梨葉片N含量除了8月份超出適宜標準上限值,6月份不足適宜標準下限值,其他都在適宜標準內,P含量在4、6、7月份都超出適宜標準上限值。楓涇梨葉片N含量在4、5、6、8月都超出適宜標準上限值,4月高達42.23 g/kg,高出標準上限值近51%,7月與9月份不足適宜標準下限值,P含量在5、7、8、9、10月份都超出適宜標準上限值??梢?,廟鎮和楓涇‘翠冠’梨葉片N含量施用不合理,尤其是后者,徐涇則葉片N含量施用較均衡。而P含量整個生長期都有超標的發生。

7月份(果實采收前),廟鎮、楓涇葉片N含量降低,徐涇N含量升高,采收后8月份又逐漸上升,9、10月份又減少。K含量整個生長期7月份最低,果實采收前對K需求大,吸收多,轉化多。

2.2.2 上?!涔凇鎴@不同樣點葉片微量元素的含量

全鋅(Zn)、全鐵(Fe)、全鎂(Mg)含量變化見表 4。

表4 上?!涔凇鎴@葉片微量元素含量(2009年)Table 4 The contents of leafm icroelements in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai(2009)

3個梨園葉片Zn、Fe、Mg含量存在一定差異。廟鎮‘翠冠’梨葉片Zn含量在4、6、7月份雖在適宜標準范圍內,但最高為7月份的23.02 mg/kg,其他低于適宜標準下限值,Fe含量在6、9月份低于適宜標準下限值,其余都在適宜標準范圍內,其中7月份高達132.00 mg/kg,Mg含量基本在適宜范圍內,最高也為7月份。徐涇梨葉片Zn含量在適宜標準范圍內,Fe含量除了6月份的低于適宜標準下限值,其余都在適宜范圍內,采收后高于采收前。Mg含量基本在適宜標準范圍內,7月份過后逐漸降低。楓涇梨葉片Zn含量5月份低于適宜標準下限值,其余都在適宜范圍內,Fe含量除了8月份的低于適宜標準下限值,其余都在適宜范圍內,Mg含量除了6、10月份的低于適宜標準下限值,其余都在適宜范圍內。

7月果實采收之后,各樣點葉片Mg含量逐漸降低。廟鎮‘翠冠’梨葉片Zn含量在7月之后低于適宜標準下限值,Fe含量最高值和最低值(低于適宜標準下限值)都在該園發生,施肥存在不合理。

2.2.3 上?!涔凇鎴@不同年份葉片養分含量

在2009年土壤養分跟蹤的同時,測定了兩個樣點的‘翠冠’梨葉片的營養養分含量(表5)。

表5 2009—2010年上?!涔凇鎴@葉片大量與微量元素含量(7月份)Table 5 The contents of leafmacroelements and m icroelements in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai in 2009—2010(July)

倉橋‘翠冠’梨葉片N含量2009年在適宜標準范圍內,2010年則超過適宜標準上限值,莊行梨葉片兩年里N含量都超過適宜標準上限值。葉片P含量,2009年兩個樣點都超適宜標準上限值,2010年通過調整,莊行的回落到適宜標準范圍內,倉橋的不但沒有降低,反而上升。葉片K含量均低于標準下限值,只為下限值一半,葉片缺鉀嚴重。葉片Zn、Fe、Mg含量基本都在適宜標準范圍內,Zn、Fe含量莊行比倉橋的略高,兩年變化小,Mg含量莊行比倉橋的低,其中2009年的處于缺乏狀態,2010年的略高于適宜標準下限值。

2.3 上?!涔凇鎴@各樣點果實成熟時可溶性固形物含量及單位產量

通過跟蹤調查,對5個果園的‘翠冠’梨果實品質和產量進行了測試(表6)。5個果園的‘翠冠’梨樹齡高低依次為:廟鎮、倉橋、楓涇、莊行、徐涇;廟鎮示范基地‘翠冠’梨樹齡大,產量最高,每667 m2產量為3 370.4 kg,果實可溶性固形物含量最高,為12.6%;倉橋示范基地‘翠冠’梨的單果重最大435 g,產量較高,果實可溶性固形物含量次之;楓涇示范基地‘翠冠’梨產量和果實可溶性固形物含量居中;莊行 ‘翠冠’梨的樹齡小,產量最低,每667 m2產量為1 765.0 kg,果實可溶性固形物含量最低,為12.2%;徐涇示范基地‘翠冠’梨樹齡最小,果實單果重較大,可溶性固形物含量高??梢?,樹齡大的‘翠冠’梨單位產量高,平均單果重大,果實可溶性固形物含量也高。樹齡較小的‘翠冠’梨單位產量中等,平均單果重也大,果實可溶性固形物含量也高。而莊行6年生樹齡的‘翠冠’梨單位產量和果實可溶性固形物含量最低,可能和該基地施肥的不穩定性有關。

表6 上?!涔凇鎴@各樣點果實成熟時的可溶性固形物含量及單位產量(2010年)Table 6 Fruit soluble solid content and yield per 667 m2 in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai different sam p les point(2010)

3 結論與討論

在土壤科學中,常用電導法估測土壤的可溶鹽含量,對于非鹽漬化土壤,土壤電導率可作為土壤肥力的一個綜合性參考指標[12]。電導率也作為反映城市土壤鹽漬化的指標,如包兵等[13]發現重慶市主城區部分市街綠地土壤電導率高于1mS/cm,甚至高達2mS/cm,開始出現鹽漬化現象。本研究發現,土壤電導率EC值果實采收前最高,尤其是廟鎮梨園的土壤EC值,達389μS/cm??梢娫摰胤降乃苄院}量較高,但未鹽漬化。

廟鎮、徐涇、楓涇梨園土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量在適宜標準內。從萌芽期-果實采收前-施基肥前,整體來看果實采收前對有效磷和速效鉀需求大,符合果實成熟前對磷、鉀需求的特點。廟鎮土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量從萌芽期到果實采收前沒有減少,且堿解氮和速效鉀本身含量較低,從果實采收前到施基肥前,有效磷和速效鉀含量減少。這與廟鎮土壤“萌芽期到果實采收前,EC高,pH 8.26—8.52,果實采收前到施基肥前,EC降低,pH 8.52—7.35”相吻合,土壤pH呈堿性,不利于養分的吸收利用,而土壤回到弱堿性,則促進了養分吸收。在倉橋和莊行連續兩年‘翠冠’梨園果實采收前的土壤養分跟蹤也表明,2009年莊行梨園土壤pH為8.40時,其土壤堿解氮和速效鉀含量較低,2010施肥量的增加,土壤pH降低,土壤堿解氮和速效鉀含量增加。土壤pH影響果樹根系對營養成分的吸收和利用,適宜的土壤pH可以避免許多營養元素的缺乏和毒害作用[14]。果樹生長的土壤pH小于6.0時,許多必需的大量元素(N、P、K、Ca、Mg)被果樹根系吸收利用率低,pH大于7.5時,許多微量元素(Fe、Zn、B)也不能被果樹根系吸收利用[15],沈洋等[16]在南果梨上的研究結果表明,土壤pH值微酸且接近中性時,才會得到較好品質。本研究的結果也基本與其吻合:徐涇、倉橋梨園的土壤呈中性,楓涇的偏酸性,pH均值分別為7.16、7.05和6.72,廟鎮、徐涇、楓涇3個基地的‘翠冠’梨果實可溶性固形物含量較高,分別為12.6%、12.4%和12.4%;莊行土壤pH偏堿性,果實可溶性固形物含量相對較低,為12.2%;廟鎮土壤pH均值為8.04,呈堿性,但果實可溶性固形物含量高,達12.6%,這可能與崇明島氣候或管理技術有關。

果園土壤養分含量雖然可以反映樹體的營養狀況,但葉片比土壤更直觀反映樹體的養分狀況。廟鎮‘翠冠’梨葉片N含量在4、8月份超出適宜標準上限值,7月份不足適宜標準下限值。楓涇梨葉片N含量在4、5、6、8月份都超出適宜標準上限值,4月份高出標準上限值近51%,7月與9月份不足適宜標準下限值??梢?,廟鎮和楓涇‘翠冠’梨葉片N含量施用不合理,尤其是后者。2010年倉橋、莊行兩個樣點葉片N含量較2009年高,且已超過適宜標準范圍上限值,施N肥較多。而P含量整個生長期都有超標的發生,有的高出標準上限值約50%。K含量都不在適宜標準范圍內,多在7 g/kg左右,缺K狀態嚴重,且整個生長期7月份最低,果實采收前對K需求大,吸收多,轉化多。這也與“果實采收前土壤對速效鉀需求大”相一致。故生產上應合理施用N肥;控制P含量的超標,適量的P能促進果實發育和提高果實品質[17];多增施K肥,尤其是果實迅速膨大期,對K的需求量迅速增加,故可采用葉面噴K,使樹體快速獲得,以彌補根系吸收慢的不足,王曉慶等[18]的研究也得出‘翠冠’梨以噴施濃度為0.5% 的K2SO4葉面肥為佳。以上還說明,雖然土壤里的大量元素在適宜范圍內,但葉片缺K嚴重,P含量有超標發生,N含量多。這可能與土壤養分轉化為葉片營養的時效性有關,也可能是受各種元素絕對含量以及拮抗和促進關系的影響[17]。因此,營養診斷配方施肥方面研究還需進一步細化。

微量元素方面,廟鎮‘翠冠’梨葉片Zn含量、Fe含量、Mg含量最高都在7月份。7月份之后葉片Zn含量低于適宜標準下限值,Fe含量最高值和最低值(低于適宜標準下限值)都在該園發生??梢?,崇明的砂壤土會導致養分的流失,生產上應少量多次施肥,發揮肥力的效應。

結合土壤、葉片的分析發現,生產上因受長期習慣性施肥及短時突擊的目的性施肥導致施肥存在不合理性。對于廟鎮、倉橋、楓涇基地8年以上樹齡的盛產樹而言,盡管葉片養分顯示存在施肥的不合理/不穩定性,但因樹體多年的養分的積累及調節能力較強,并不影響最終果實的品質和梨樹產量;而莊行、徐涇基地5、6年樹齡梨樹,則差別較大,前者施肥量的忽高忽低,樹體調節能力弱,單位產量和果實品質最低,后者施肥較均衡,即使是5年生的樹,單位產量中等,果實品質好??梢?,保持合理的施肥,按時按量,避免超標或缺乏,維持樹體對養分的平衡吸收,提高肥料利用率,有利于梨樹的豐產、穩產,改善梨果品質,尤其對樹齡小的幼樹極其重要,對果園節本增效也有重要意義。

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