李国良, 姚丽贤, 何兆桓, 周昌敏, 杨苞梅, 涂仕华
(1 农业部南方植物营养与肥料重点实验室,广东省农业科学院农业资源与环境研究所,广东省养分循环利用与耕地保育重点实验室,广东广州 510640; 2 华南农业大学资源环境学院, 广东广州 510642;3 国际植物营养研究所成都办事处,四川成都 610066)
1.1.1 试验地点和供试材料 供试材料为广东省河源市连平县上坪镇小水村谢文养鹰嘴蜜桃果园的鹰嘴蜜桃树,2006年种植,选择3株鹰嘴蜜桃进行试验,3株鹰嘴蜜桃均为中高产水平,基本没有裂果现象,树体流胶严重。
1.1.2 供试土壤及基本理化性质 供试果园土壤为花岗岩发育的红壤,在3株供试鹰嘴蜜桃树滴水线外约20 cm处采集8钻50 cm深的土壤,充分混匀后作为该株鹰嘴蜜桃立地土壤样本。土壤风干后磨碎过筛,进行主要农化性质分析[4]。
有机质用沙浴加热重铬酸钾容量法;碱解氮用碱解扩散法;有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提—钼锑抗比色法;速效钾用 NH4OAc浸提—火焰光度法;有效钙、 镁用 NH4OAc交换法;有效硫用磷酸盐-乙酸浸提—硫酸钡比浊法;有效铜、 锌、 铁、 锰用 HCl浸提—原子吸收分光光度法;有效硼用沸水浸提—姜黄素比色法;有效钼用草酸-草酸铵浸提—极谱法;有效硅用柠檬酸浸提—钼蓝比色法;pH ∶水土比为1 ∶2.5,电位法。土壤基本理化性质见表1。总的看,该桃树立地土壤为酸性,有机质、 碱解氮、 有效磷、 有效钙、 有效镁、 有效硫、 有效锰、 有效锌含量丰富,速效钾含量中上,有效铜、 有效铁和有效硅含量中等,有效硼、 有效钼含量缺乏。
表1 鹰嘴蜜桃果园立地土壤基本理化性质Table 1 Basic physical and chemical properties of the soil in Yingzui peach orchard
1.1.3 鹰嘴蜜桃各部位样本采集 在鹰嘴蜜桃成熟期分别收获果实、 叶片、 树干,然后采集根系(包括主根和侧根),用自来水冲洗干净,称取各部位生物量。将每株树所有叶片和果实分别混为一堆,充分混匀后采集叶片样本2个和果实样本2个,选取2条中等的树干作为2个树干样本,锯取主根及侧根2个样本,采集树脂样本2个。
1.1.4 植株样本处理及测试方法 植株样本经冲洗、 杀青、 烘干后记录干重,粉碎后按照常规方法[7]测定氮、 磷、 钾、 钙、 镁、 硫、 铜、 锌、 铁、 锰、 硼、 钼和硅。所有项目均用标准物质GBW07603控制测试质量。树胶样本经烘干粉碎后按照植株样本方法测定氮、 磷、 钾、 钙、 镁、 硫、 铜、 锌、 铁、 锰、 硼、 钼和硅。
1.1.5 统计及分析 试验数据为3株树的平均值,采用Excel和SAS9.0软件进行统计分析。
1.2.1 试验地点与土壤理化性质 技术示范于2012年5月在广东省河源市连平县上坪镇旗石村谢国彬鹰嘴蜜桃果园进行。供试鹰嘴蜜桃在2008年种植,为嫁接苗,种植密度为450株/hm2,树体流胶严重。
桃园土壤采集及理化性质分析方法与养分累积特性试验一致,分析结果见表1。其土壤为酸性,有机质含量中上,碱解氮和速效钾含量中下,有效硫丰富,有效磷、 有效钙、 有效镁和有效硼含量缺乏,有效锌含量中等,有效钼极其缺乏,整体土壤肥力较低且不平衡。
1.2.2 平衡施肥示范试验设计 示范试验设3个处理,分别为: 1)当地施肥(LF);2)NPKCaB(CK);3)NPKCaB+喷BMo(BMo),每个处理选10株长势和病害发生情况一致的桃树。
具体处理施肥情况如下: 当地施肥处理为每株施用猪粪40 kg、 过磷酸钙10 kg、 芭田复合肥(15-5-15)3 kg、 新农科复合肥(21-6-13)4 kg。NPKCaB处理在每株施用猪粪40 kg、 过磷酸钙10 kg、 芭田复合肥(15-5-15)3 kg、 新农科复合肥(21-6-13)3.5 kg基础上,在小果期增加施用氯化钾1.5 kg、 硝酸钙0.5 kg、 硼砂0.05 kg;NPKCaB+喷BMo处理在NPKCaB处理基础上,在果实膨大期(6月17日,6月29日和7月13日)喷施0.05%硼砂和0.02%钼酸铵共3次。
可溶性糖采用蒽酮法测定; 维生素C采用2,6-二氯靛酚滴定法测定; 可溶性固形物采用WYT(0-80%)手持糖量计测定; 有机酸采用中和滴定法。
1.2.4 统计及分析 数据采用Excel处理,显著性检验应用SAS 9.0进行单因素Duncan统计分析。
2.1.1 鹰嘴蜜桃树及其果实生物量构成 从鹰嘴蜜桃树体生物量构成来看,3株鹰嘴蜜桃果实平均产量60.6 kg,属于中高产水平。除根系外的生物量鲜重为118.9 kg,均以果实占全株生物量百分比最大,占全株51%,树干次之,占36%。叶片生物量较低,仅占全株的13%。鹰嘴蜜桃果实以果肉(含果皮)为主。果肉(含果皮)重量平均占果实总重的95%,其果核平均占果实总重的5%。
2.1.2 鹰嘴蜜桃不同部位养分元素含量特征 不同部位养分含量高低有所不同(表2),叶片中大、 中量元素含量大小为N>Ca>K>Mg>P=S,微量元素含量Mn>Zn>Si>Fe>B>Cu>Mo;树干中大、 中量元素含量为Ca>N>K>P>Mg>Si>S,微量元素含量为Fe>Zn>Mn>B>Cu>Mo;根系中大、 中量元素含量为N>Ca>Si>K>P>Mg>S,微量元素含量为Fe>Mn>Zn>B>Cu>Mo,Fe含量大于Mg和S;果肉中大、 中量元素含量为K>N>Ca>P>Mg>S>Si,微量元素含量为Fe>>Zn>B>Mn>Cu>Mo,Fe含量高于Si含量;果核中大、 中量元素含量为N>Ca>K>P>Mg>S>Si,微量元素含量为Fe>Mn>Zn>B>Cu>Mo,与果肉中一样,Fe含量高于Si含量。
表2 成熟期鹰嘴蜜桃各部位养分含量(干重)Table 2 Nutrient contents in various parts of Yingzui peach trees at mature stage (DW)
同一元素在不同部位含量也存在差异,其中N、 P、 K、 Ca、 Mg、 S在叶片中含量均高于树干和根,果核中含量均低于果肉,对于微量元素养分含量,Fe在鹰嘴蜜桃树干、 根、 果肉和果核中含量最高,Mn在鹰嘴蜜桃叶片中含量最高,Mo在不同部位含量均较低。Fe、 Mn和Mo含量状况可能与果园土壤Fe含量中等、 Mn含量丰富和Mo含量缺乏有关。华南地区赤红壤等酸性土壤含Fe、 Mn丰富,生长于其中的鹰嘴蜜桃果实也含有丰富的Fe和Mn, 土壤缺Mo导致植物含Mo水平低,影响果实对其他养分的有效利用和转化[9]。
2.1.3 鹰嘴蜜桃不同部位养分累积 为了便于说明鹰嘴蜜桃的养分累积特性,以生产单位重量果实鹰嘴蜜桃树体需要吸收累积的养分量来进行说明。如表3所示,为生产50 kg鹰嘴蜜桃果实,全株树体(除根系外)需要累积N 2.137 kg、 P 0.184 kg、 K 1.261 kg、 Ca 2.119 kg、 Mg 0.205 kg、 S 0.094 kg、 Si 0.053 kg、 Cu 582 mg、 Zn 10912 mg、 Fe 17847 mg、 Mn 8689 mg、 B 2152 mg、 Mo 20.9 mg,养分比例N ∶P ∶K ∶Ca ∶Mg ∶S ∶Si为1 ∶0.09 ∶0.59 ∶0.99 ∶0.10 ∶0.04 ∶0.02。每收获50 kg鹰嘴蜜桃果实,其果实带走的养分量为N 0.620 kg、 P 0.077 kg、 K 0.678 kg、 Ca 0.263 kg、 Mg 0.035 kg、 S 0.021 kg、 Si 0.003 kg、 Cu 226 mg、 Zn 1651 mg、 Fe 3601 mg、 Mn 436 mg、 B 958 mg、 Mo 8.8 mg,养分比例N ∶P ∶K ∶Ca ∶Mg ∶S为1 ∶0.12 ∶1.09 ∶0.42 ∶0.06 ∶0.03。
表3 生产50 kg果实鹰嘴蜜桃树体需要吸收的养分量及比例(鲜重)Table 3 Nutrient uptake and ratio demanded to produce 50 kg fruit of Yingzui peach(FW)
2.1.4 鹰嘴蜜桃各部位养分分配 如图1所示,在鹰嘴蜜桃树体,K和B主要累积在果实,P和Mo主要累积在果实和树干,且分布较均匀,Ca、 S、 Si、 Fe和Zn主要累积在树干,Mg和Mn则主要贮藏于叶片,N则较均匀分布在果实、 树干和叶片。在成熟期,收获鹰嘴蜜桃后进行回缩短截,更新或疏删老结果枝群,促发内膛或下部新梢萌发,形成新的结果枝群[10],再加上果实收获带走养分,所以鹰嘴蜜桃收获后,带走的养分占全株该养分的比例至少分别为: N 29.0%、 P 41.6%、 K 53.7%、 Ca 12.4%、 Mg 16.9%、 S 22.7%、 Si 5.3%、 Cu 38.9%、 Zn 15.1%、 Fe 20.2%、 Mn 5.0%、 B 44.5%、 Mo 42.2%。故鹰嘴蜜桃在采果修剪后及时补充养分是非常有必要的。
图1 鹰嘴蜜桃各部位养分分配Fig.1 Nutrient distribution in various parts of Yingzui peach tree
鹰嘴蜜桃果实养分分配数据进一步显示(图2),绝大部分养分在鹰嘴蜜桃果肉(含果皮)贮藏最多,果核贮藏较少。K和B,Mn和Si,Ca、 Mg和S在果核中的分配比例相当。
图2 养分在鹰嘴蜜桃果肉与果核内的分配Fig.2 Nutrient distribution in flesh and core of Yingzui peach fruits
2.1.5 鹰嘴蜜桃树胶养分含量 鹰嘴蜜桃成熟期树胶养分含量大小顺序为Ca > K > N ≈ Mg > S > Si > Mn > P > Zn > Fe > Cu > B。对鹰嘴蜜桃叶片、 树干、 根、 果肉、 果核和树胶不同养分比例进行比较,发现树胶中K/N比及Ca/B比明显高于树体各个部位的比例。
已有研究发现,柑桔缺K时,叶脉和主干出现树脂分泌物,柑桔缺B时,茎、 枝节间和树干会破裂流胶[13]。植株N含量高会降低B含量[12]。柠檬树叶片K/N、 N/B比与流胶病发生的关系密切[11, 12]。K/N比高的叶片,流胶病发生较轻,N/B比高,则流胶病发生重。因此,鹰嘴蜜桃流胶可能与树体K、 N、 Ca、 B营养失衡有一定关系。
图3 当地习惯施肥鹰嘴桃树流胶病发生状况(左: 在地面堆积的树胶; 右: 树体上的流胶)Fig.3 Gummosis in Yingzui peach treen fertilized with local way(Left: Gum accumulated on the ground; Right: Gum on the trunk)
图5 NPKCaB+喷BMo处理土表及树体流胶均最少Fig.5 Least gum on the floor and trunk with NPKCaB plus B and Mo foliar spraying
对7月成熟期鹰嘴蜜桃果实品质分析结果显示(表4),两平衡施肥处理与当地习惯施肥处理相比鹰嘴蜜桃果实维生素C含量稍低,但NPKCaB处理果实可溶性固形物和可溶性糖含量分别提高0.5和0.4个百分点,有机酸含量显著降低0.030个百分点,糖酸比显著提高6.7;在NPKCaB基础上喷BMo,果实可溶性固形物和可溶性糖含量分别提高0.7和0.6个百分点,有机酸含量显著下降0.025个百分点,糖酸比显著提高6.8。说明在当地施肥基础上增施K、 Ca、 B、 Mo肥,可显著提高鹰嘴蜜桃果实糖酸比,果实更加爽甜,品质风味更佳。
流胶病是鹰嘴蜜桃乃至核果类果树一种危害极大并由多种因素引起的病害。发病遍及我国桃、 樱桃、 柠檬、 柑橘产区[14]。桃树流胶病在我国南北桃产区均有发生,长江流域以南地区危害更为严重,广东省位于东南沿海,气候温暖潮湿,雨量充沛,桃的流胶病极易发生与蔓延。该病主要危害桃树枝干,引起主干、 主枝甚至枝条流胶,造成干枝病斑累累,导致树势衰弱,寿命缩短,甚至树体死亡,成为桃种植业中的一大障碍[15]。影响流胶病发生的因素多样,有栽培品种和树龄、 土壤状况和地势、 物理损伤、 温湿度、 病虫害、 矿质营养等[14]。本研究初步从鹰嘴蜜桃矿质营养累积及分布规律角度阐明其与流胶病的关系,结果表明,收获果实带走钾相对叶片和树干高,而带走氮相对少,引起树体缺钾和氮过剩以及钾、 氮比例失调可能与流胶病有关。再加上树体累积的N/B值相对高于带走部分,树体累积的低K/N与高N/B共同诱发鹰嘴蜜桃流胶病。与秦煊南等[11]在柠檬叶片矿质元素平衡与流胶病间的相互关系研究中,K/N值与流胶病感染呈显著负相关,而N/B值与流胶病感染则呈正相关的结果一致。
矿质元素累积分配特性是指导果树合理施肥的重要参数。本研究表明,鹰嘴蜜桃树N、 P、 K、 Ca、 Mg吸收累积比例为1 ∶0.09 ∶0.59 ∶0.99 ∶0.10,这与其他果树矿质元素累积特性类似[16-20],N和Ca吸收累积最多,K次之,P和Mg吸收累积较少。鹰嘴蜜桃树吸收累积的N约29%、 P约42%、 K约54%、 B约45%、 Mo约42%被果实带走,带走的P、 K、 B和Mo相对较多。而树胶中Ca含量最高,B含量最低,树胶Ca/B值最大,Ca随树胶流失严重。目前关于B和Ca营养相互作用及平衡关系的研究较多。B加强糖的运输,可提高光合作用和糖运输到根系,促进根系生长,使根尖细胞生长活跃,而有利于Ca的吸收。Ca与细胞膜、 液胞膜的稳定有密切关系,可防止细胞或液胞中的物质外渗[21]。同时,由于Ca对韧皮部细胞的稳定作用,从而使有机物向下运输畅通,促进根系生长,使树体生长健壮。因此,提高叶片B含量,具有直接或间接影响流胶病发生的作用。但王火焰等[22-24]研究表明,B、 Ca营养是拮抗还是互助,是有条件的,不同植物以及同一植物的不同品种,同一品种在B、 Ca营养从低到高某一水平表现为互助,而超过此水平或更高水平后表现为拮抗。因此,在鹰嘴蜜桃生长中,结合土壤养分肥力水平,适当控制N肥,增施P、 K肥,并注意补充Ca和B肥,调节好K/N和N/B,有利于控制流胶病的发生。
表4 鹰嘴蜜桃果实品质Table 4 Fruit quality of Yingzui peach
注(Note): 同列数据后不同字母表示处理间在0.05水平差异显著 Values followed by different letters are significant among treatments at the 0.05 level.
在本试验条件下,不同营养元素在鹰嘴蜜桃各器官中的含量为: N、 Ca、 Mg、 S、 Mn、 Cu、 Zn、 B以叶片含量最高;Fe、 Mo、 Si以根含量最高;K以果肉含量最高;P则在叶片、 根和果肉中含量接近。每生产50 kg果实,鹰嘴蜜桃全株树体(除根系外)需要累积N 2.137 kg、 P 0.184 kg、 K 1.261 kg、 Ca 2.119 kg、 Mg 0.205 kg、 S 0.094 kg、 Si 0.053 kg、 Cu 582 mg、 Zn 10912 mg、 Fe 17847 mg、 Mn 8689 mg、 B 2152 mg、 Mo 20.9 mg。每收获50 kg果实,带走的养分量为N 0.620 kg、 P 0.077 kg、 K 0.678 kg、 Ca 0.263 kg、 Mg 0.035 kg、 S 0.021 kg、 Si 0.003 kg、 Cu 226 mg、 Zn 1651 mg、 Fe 3601 mg、 Mn 436 mg、 B 958 mg、 Mo 8.8 mg。同时,平衡施肥示范初步显示补充钾、 硼和钼肥可有效减轻流胶病的发生,明显提高鹰嘴蜜桃果实品质和风味。
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