“燕山早丰”叶面喷施微量元素的产量效应

李广会，郭素娟 ，邹 锋

(北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京100083)

板栗(Castanea mollissima BL.)，是壳斗科(Fagaceae)栗属(Castanes Mill)落叶乔木，原产我国，是我国利用最早、具有较高经济价值的名优特农产品之一，与日本栗、美洲栗、欧洲栗并称为世界四大食用栗，但以板栗栗实含糖量高、糯性好和涩皮易剥离等特点深受国内外消费者喜爱。板栗具有较强的适应性和对墨水病、栗疫病的抗性，在水资源匮乏、土壤贫瘠的低山丘陵及不易发展其他果树的地区均能正常生长结实，占用的有效耕地面积少，被美誉为“铁杆庄稼”、“木本粮食”，因此在耕地面积较少的山区，板栗得到了广泛种植，现已成为山区农民收入的主要来源。“中国板栗属京东，京东板栗属迁西”，迁西县位于燕山南麓，因其独特的土壤、气候等条件造就了迁西板栗绝佳的口感和风味，被誉为“中国名特优经济林京东板栗之乡”，目前，迁西地区板栗的栽培面积、产量、品质均居全国首位。

虽然板栗栽培面积广，总产量高，但由于管理粗放，重栽培轻管理，丰产栽培技术不配套，单位面积板栗产量仍未达到理想水平，其中盲目施肥、树体营养失调是制约板栗产量提高和品质改善的重要因素。目前关于板栗施肥的研究主要集中在土壤施肥方面［1－8］，关于板栗根外施肥的研究报道较少，但根外施肥在其它果树上已得到广泛应用，许多研究发现叶片喷肥可快速补充叶片营养［9－10］，提高果实产量和品质［11－13］，有效增强果实耐贮性能［14－16］。由于板栗栽培地区的土壤保肥性能差，而且对于微量元素来说，土壤施肥的肥料利用率更低。因此试验针对迁西板栗生产中栗园存在的养分失衡问题，拟采用二次通用旋转组合设计研究盛花期喷施微肥对板栗产量的影响，旨为板栗的高产栽培技术方案的制定及产量预测提供理想数学模型。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在河北省迁西县板栗示范基地进行，东经118°12'，北纬40°21'，属于东部季风暖温带半湿润地区，年均气温为10.1 ℃，年均降雨量约为800 mm，平均海拔高度在900 m 以下，日照充足，为板栗栽培和生产提供了优越条件，是燕山板栗的核心产区，该县主要以山地为主，“围山转”立体工程造林模式是该地区营造板栗林的主要方式。供试材料为当地主栽板栗品种12 a 生“燕山早丰”，该品种丰产性能及结果能力较好，在迁西板栗生产中占据主导地位。株行距为3 m×4 m，树形为三主枝开心形，管理水平中等，土壤pH 为6.14，有机质12.43 g/kg，0 ～40 cm 栗园土壤有效养分含量见表1。

表1 供试栗园土壤有效养分含量Tab.1 Available nutrition contents of experimental soil mg/kg

1.2 试验方法

试验采用三因素二次回归通用旋转设计，根据二次通用旋转参数表［17］设计试验参数mc=8，2m =6，m0=6，γ=1.682，N=20，对板栗进行Fe、B、Mn 叶面喷肥试验，各因素及水平编码见表2。试验选择生长健壮、长势均匀、挂果率基本一致的栗树，设20 个小区，随机排列，每个小区3 株栗树，小区之间设隔离行，同时另设未喷肥对照小区(CK)，于板栗盛花期(2012 －06 －12、2012 －06 －17)连续喷施2 次。选择湿度较大的早晨或傍晚喷施，以叶面布满水珠但不滴水为宜，树叶正反面均匀喷施［13］。于2012 年9 月初，在果实成熟期分别统计各小区栗树产量。数据统计分析处理采用软件Excel 2010、DPS 7.05。

表2 因素水平编码Tab.2 The coding form of factors and levels

2 结果与分析

2.1 回归模型的建立

由表3 试验数据可以看出，与对照处理(CK)的每667 m2产量(110 kg)相比，叶片喷施微量元素对板栗产量有一定的提高作用。根据表中试验数据，以燕山早丰产量为目标函数、3 种微量元素叶面肥料的质量浓度为自变量，建立板栗产量(Y)与Fe(X1)、B(X2)、Mn(X3)微肥质量浓度之间的三元二次数学回归模型:Y=61.743 +67.128X1+122.057X2+126.736X3－42.058X1X2－56.376X1X3－149.020X2X3－135.473X12－159.346X22－135.546X32。回归模型的显著性检验结果表明，失拟性检验F1(5，5)=1.493 ＜F0.05=5.05，说明本次试验建立的回归模型是恰当的;拟合性检验F2(9，10)=8.546 ＞F0.01=4.94，达到极显著水平，说明模型的预测值与实测值吻合效果较好。试验对回归模型中的各项系数进行显著性检验(表4)，发现一次项、二次项系数均达到显著或极显著水平(P ＜0.05)，但交互项系数均未达到显著水平(P ＞0.05)。因此，在P=0.05 显著水平下，剔除不显著的交互项，可获得优化后的回归模型:Y=61.743 +67.128X1+122.057X2+126.736X3－135.473

表3 叶面喷肥试验结果Tab.3 The result of foliage application test

表4 回归系数的显著性检验Tab.4 Significance test of regression coefficient

2.2 试验因子的产量效应分析

2.2.1 影响板栗产量的主因子效应分析 在采用二次通用旋转组合设计建立的模型中，可由回归方程一次项系数绝对值的大小来直接比较各因子对产量影响的重要程度，系数的正负表示因子的正负效应［18］。因此，在本次试验建立的回归模型中，各因子对板栗产量的影响顺序为X3＞X2＞X1，即锰肥＞硼肥＞铁肥，而且各因子一次项系数均为正值，对板栗产量的提高有促进作用。而交互项各项系数均未达到显著水平，说明锰肥、硼肥、铁肥间的交互作用对板栗产量的影响不明显。因此在生产中，应重视Mn 肥和B 肥的施用。

2.2.2 单因子产量效应分析 在本次试验中，板栗产量函数是Mn、B、Fe 因子共同作用的结果，可采用“降维法”将其它2 个因子置于零水平，从而可解析出单个因子对板栗产量的效应。将回归模型中任何2 个变量固定于零水平，可导出3 个一维函数子模型:Y1=61.743+67.128X1－135.47

由上述3 个子函数模型可以看出，二次项系数均为负值，一次项系数均为正值，说明3 个函数模型的均为开口向下的抛物线，存在极大值。对3 个函数分别进行数学求导，可以得出:当X1=0.248、X2=0.383、X3=0.468 时，上述3 个子函数分别获得最大值。因此，在本次试验采用的喷肥浓度范围内，板栗产量随叶面肥Fe、B 浓度的增大呈先增加后降低趋势，但板栗产量随叶面肥Mn 浓度的增大而增加。

2.3 Mn、B、Fe 肥配合喷施的优化分析

根据试验建立的板栗产量数学模型，运用计算机进行模拟寻优，Ymax=f(0.248，0.383，0.400)=122.4;在本次试验中，每667 m2板栗产量在115 kg 以上的组合共有13 个，其中Ymax=f(0.250，0.200，0.200)=125.5 kg。但在实际生产中，由于受气候、栽培等条件的影响，实现各种农艺措施的最佳化难度较大，通常通过研究出相应农艺措施的优化区间，方便灵活应用，以达到预期产量［19］。试验采用频率分析法进行模拟寻优(表5)，在95%置信区间内，预测每667 m2板栗产量在115 kg 以上，优化后的叶面喷肥方案为:硫酸亚铁0.154% ～0.262%、硼酸0.169% ～0.262%、硫酸锰0.191% ～0.277%。

表5 每667 m2 板栗产量≥115 kg 的模拟喷肥方案Tab.5 Modeling scheme of foliage application of chestnut yield(667 m2)≥115 kg

3 结论与讨论

锰是植物必需的微量元素之一，在植物体内起着十分重要的生理作用。在植物酶活性方面，锰作为多种酶的活化剂和重要的氧化还原剂;在植物的光合作用中，锰参与叶绿体的结构建成，对叶绿体的正常发育和稳定有重要作用，在光系统Ⅱ中参与水的光解［20］。缺锰可导致植物的生长和叶绿素的合成受到抑制［21］;在高锰处理下，植物的光电子传递受到限制，光合作用减弱，蒸腾速率和气孔导度下降［22］，锰肥过量还能抑制植物对镁元素的吸收［23］。由于板栗是高锰植物，其叶片锰含量远高于其它果树［7］，而且在栗实发育期间叶片锰含量呈升高趋势［24］，因此适量锰肥对于保证板栗的正常生长与结实至关重要。另一方面，硼对花粉萌发和花粉管生长有促进作用，而且板栗花粉萌发需硼浓度比其他果树高，板栗进入开花授粉期，叶片硼含量均急剧下降［24］，若板栗树体或土壤缺硼，将导致板栗授粉受精不良，则出现空苞［25－26］。试验采用二次通用旋转组合设计获得了“燕山早丰”叶面喷施微量元素的产量模型，通过检验，表明模型与实际拟合效果良好。在本次试验条件下，3 个因子对板栗产量的影响顺序为锰肥＞硼肥＞铁肥，所以在板栗生产实践中，在和本次试验相似的条件下应重视锰肥、硼肥的施用，同时注意铁肥的配施。

通过本次试验，为迁西地区“燕山早丰”的高产栽培技术方案的制定及产量预报提高理想的数学模型，在95%置信区间内，预测每667 m2板栗产量在115 kg 以上，12 a 生“燕山早丰”最佳的叶面喷肥方案为硫酸亚铁0.154% ～0.262%、硼酸0.169% ～0.262%、硫酸锰0.191% ～0.277%。试验虽然得出最佳的喷肥方案，但受立地条件、品种、栽培措施等因素的影响，在应用上存在一定的局限性，生产可依据本次试验的方法得出适用于其它地区栗园的最佳施肥方案。

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