三峡重庆库区施氮水平对塔罗科血橙树体养分、 产量品质及土壤理化性质的影响

杨江波，张绩，李俊杰，郑永强，吕强，谢让金，马岩岩，邓烈，何绍兰，易时来



三峡重庆库区施氮水平对塔罗科血橙树体养分、 产量品质及土壤理化性质的影响

杨江波，张绩，李俊杰，郑永强，吕强，谢让金，马岩岩，邓烈，何绍兰，易时来

（西南大学柑桔研究所/中国农业科学院柑桔研究所，重庆 400712）

【目的】通过在三峡重庆库区典型代表性柑橘园研究不同施氮水平对晚熟柑橘塔罗科血橙树体养分吸收、果实产量品质及土壤理化性质的影响，为三峡重庆库区晚熟柑橘优质丰产提供理论依据。【方法】以7年生枳橙砧塔罗科血橙为试材，研究在0（N0）、1（N1）、1.5（N2）、2（N3）、2.5（N4）和3 kg/株（N5）6个施氮水平处理下树体枝梢干物质积累量、枝叶与果实养分吸收、果实产量和品质以及土壤理化性质的差异。【结果】本试验结果表明，不同施氮水平处理后，血橙各时期叶片和枝条干物质量变化趋势相似，均表现为随着施氮量的增加显著增加，但春梢叶片干物质量在N3—N5处理差异不显著。不同时期的枝叶干物质量均表现为春梢大于秋梢，叶片干物质量要远大于枝条。春梢的氮、磷、钾养分吸收量在N0处理下均为最低，随着氮肥施入，吸收量显著增加，其中叶片的氮吸收量在N2处理达到峰值，磷、钾吸收量在N3处理达到峰值，随后有所下降，但差异不显著，枝条的养分吸收量一直在增加，N3—N5处理差异不显著。秋梢叶片和枝条的氮吸收量随着施氮量增加显著增加，在N5处理达到最大值，磷和钾吸收量在N0处理时略高于低氮处理（N1、N2），而高氮（N3—N5）处理显著增加。果实氮和钾含量随施氮量增加呈先增后降趋势，在N2处理达到最大值，各处理的果实磷含量差异不显著。果肉中氮和钾含量远高于果皮，而果皮中的磷含量高于果肉。不同施氮处理的果实养分带走量差异显著，随着施氮量的增加，果实氮、磷、钾养分带走量以N2处理最高，显著高于其他各处理；果实养分带走量顺序为钾＞氮＞磷。随着氮肥投入增加，土壤有机质含量显著下降，碱解氮和有效磷含量显著增加，速效钾含量在N3处理达到最大值后开始降低。土壤硝态氮淋溶作用随着施氮量增加而增大，0—20 cm土层内以N2处理硝态氮含量最高，显著高于N5处理；铵态氮含量比较稳定，与施氮量呈正相关；20—40 cm土层内各处理间的硝态氮、铵态氮含量差异均不显著；40—60 cm土层内高氮处理下硝态氮含量显著增加，而铵态氮含量变化不明显。果皮厚度与施氮量呈正相关，果实纵径、横径、单果重和产量均随着施氮量增加先增加后降低，N3处理纵、横径显著高于其他处理，而N2处理的单果重和产量最高。可溶性固形物含量随施氮量增加呈先增后降趋势，各处理间差异不显著；随施氮量的增加，可滴定酸含量增加，固酸比下降；维生素C和花色苷含量变化趋势相似，在N2处理达到最大值，随后显著降低。果实着色在N3处理下相对较好。相关性分析表明，叶片氮含量与果实可滴定酸含量和果皮厚度呈正相关，与固酸比呈负相关，土壤碱解氮含量与可滴定酸含量和果皮厚度呈极显著正相关，与固酸比呈极显著负相关。【结论】综合考虑，在三峡重庆库区柑橘园中，纯氮推荐用量为0.63—0.86 kg/plant，可保证果园较高的产量和果实品质水平，有利于血橙树体的养分吸收利用，同时果园土壤环境污染风险相对较小。

三峡重庆库区；塔罗科血橙；施氮水平；氮肥减量；养分；果实产量与品质

0 引言

【研究意义】柑橘是世界第一大宗水果，中国是柑橘的生产、消费和出口大国，根据国家统计局《中国统计年鉴（2017年）》统计，2016年我国柑橘以栽培总面积2.56×106hm2，总产量3.76×1011t，连续多年位居世界首位。三峡重庆库区柑橘园面积为2.03×105hm2，产量2.42×1010t，柑橘产业已成为三峡重庆库区的支柱产业之一。在当前柑橘产业中化肥的作用举足轻重，尤其是氮肥，其对柑橘生长发育有十分重要的影响[1]。氮素营养与树体生长和果实产量、品质有着密切关系，因此导致生产过程中常为追求高产而过量投入氮肥，氮肥过量后又易导致树体生长紊乱、果实产量品质下降[2]，同时对生态环境也造成不良影响[3]。因此，如何通过控制氮肥投入而平衡柑橘树体生长、果实产量和品质以及环境污染之间的关系是当前库区柑橘产业发展的关键问题。【前人研究进展】鲁剑巍等[4]的研究显示，合理施用氮、磷、钾肥能明显促进幼龄柑橘树体生长发育，同时能提高柑橘产量和改善果实品质；而氮肥的过量和缺乏均会产生不良影响，过量施氮令植株徒长、抗性下降，果实内外品质变差，而施用不足会使枝梢发育不良，造成减产或大小年，果小且回青严重[5]；凌丽俐等[6]和杨生权等[7]的研究表明果实总酸含量与叶片氮含量呈显著正相关；李信五[8]通过温州蜜柑氮肥试验发现，氮素过量会诱导果实皮厚、贪青、风味变淡；巴西柑橘施氮0.25 kg/株时会增产32%，提高到0.50 kg/株时则没有进一步增产[9]；Byju等[10]认为，不合理的氮肥投入会导致养分吸收和肥料利用率下降；氮肥表观利用率在10%—18%，随施氮量增加略有降低[11]；周鑫斌等[12]通过三峡重庆库区柑橘园的调查发现，果园土壤氮素盈余严重超标，库区柑橘园已成为氮污染高风险区；刘相超等[13]的调查也发现，库区地表水的硝酸盐氮污染表现为沿地表径流从上游至下游呈现出加重趋势。【本研究切入点】目前我国柑橘施肥研究大多集中于宽皮柑橘的幼龄果树，且关于养分吸收与转化机理研究较多，而针对结果盛期的晚熟甜橙类品种的研究报道鲜见，尤其系统研究分析施氮对树体养分吸收、果实产量品质以及对土壤环境影响等的综合报道少见。【拟解决的关键问题】选择三峡重庆库区具有代表性的盛产期晚熟甜橙园，以氮素为对象，系统研究施氮水平对塔罗科血橙树体养分吸收、果实产量品质以及土壤理化性质的影响，通过施氮量与产量、品质拟合模型寻找最佳施肥方案，为三峡重庆库区的晚熟甜橙优质丰产施肥技术提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点与试验材料

试验在重庆市万州区甘宁镇重庆蕤丰园农业有限公司玫瑰香橙园进行。该地区位于北纬30°40′、东经108°15′，平均海拔333 m，气候属亚热带季风气候型，年均气温17.7℃，平均年日照1 485 h，年均降水量1 200 mm以上，雨季主要集中在每年6—9月。果园土壤为水稻土，土壤pH 6.0、有机质13.92 g·kg-1、全氮0.76 g·kg-1、碱解氮64.84 mg·kg-1、有效磷56.45 mg·kg-1、速效钾185.75 mg·kg-1。

试验树为7年生‘卡里佐’枳橙（×）砧‘塔罗科’血橙（‘Tarocco’），果园采用起垄栽植，垄面宽3 m，垄沟宽2.5 m、深0.5 m，株行距为2.5 m×5.5 m，栽植密度为660株/hm2。试验用化学肥料尿素、过磷酸钙和硫酸钾的有效养分含量分别为N 46%、P2O512%以及K2O 51%。

1.2 试验设计与方法

试验共设6个施氮水平处理，分别为N0（0）、N1（1.0 kg/株，尿素，其余同）、N2（1.5 kg/株）、N3（2 kg/株）、N4（2.5 kg/株）和N5（3 kg/株），对应纯氮施用量分别为0、0.46 kg/株、0.69 kg/株、0.92 kg/株、1.15 kg/株、1.38 kg/株。N3处理的施氮量根据重庆地区近几年柑橘园氮肥投入量及土壤基础肥力确定，其他各处理分别在此基础上上、下浮动25%— 50%。各处理过磷酸钙和硫酸钾用量一致，过磷酸钙2.5 kg/株，硫酸钾1.5 kg/株。每处理一行，选择生长健壮、长势中庸一致的树17株，头和尾各一株分别为保护树（采样时避开此树），每5株为1重复，共3个重复。尿素在3月萌芽期和7月膨大期分2次/年施用，比例为50﹕50；过磷酸钙于3月萌芽期、7月膨大期和10月转色期分3次/年施用，比例为20﹕20﹕60；硫酸钾施用次数和时间与过磷酸钙一致，比例为25﹕50﹕25。施肥方式3月为沟施，沿树体两侧滴水线处挖长×宽×深为1 m×0.2 m×0.2 m的条沟，肥料施入后用锄头将肥料与土壤混匀回填并灌水；7月和10月为撒施，施肥后松土，同时与肥料充分混匀并灌水，其他病虫害等田间管理按常规生产技术进行。本试验不同氮水平处理已进行3年（2016—2018），由于塔罗科血橙为2—3月成熟的晚熟品种，试验收集的数据以2017—2018年度最为齐全，故本论文中以该年度观测数据为例。

分别于果实膨大期（第2次施肥时）和果实转色期（第3次施肥时）按单株树调查当年生春梢和秋梢数量并记录，于果实成熟期（翌年2月）按单株树调查实际产量。

1.3 采样与项目测定

1.3.1 枝梢采样与养分测定 分别于果实膨大期和果实转色期枝梢老熟时采集当年生春梢和秋梢，沿树冠外围每个方位采2个枝条，每5株树混合为一个样品，3次重复，立即放入冰盒保存。将叶片和枝条分离，去离子水洗净后擦干，烘箱中105℃杀青30 min，然后调至60—80℃烘至恒重并分别称干重，计算树体枝梢干物质重。样品磨细并过0.5 mm筛，干燥器保存。植株样品采用H2SO4-H2O2法消煮，氮、磷、钾含量分别采用半微量凯氏定氮法、钼锑抗比色法、火焰光度法测定[14]。

1.3.2 果实品质与养分测定 于成熟期采集果实样品，树体上、中、下及四周等各部位采1个果，5株树为一个混合样品，3次重复，立即带回实验室测定单果重和果实纵、横径等。果实用去离子水洗净后擦干，采用CR-10手持色差计（日本柯尼卡美能达公司）测定果面色差（Lab色差模型），即以L值表示果面果皮亮度，值越大表示果皮亮度越高，a值表示红绿色差，值越大表示红色较深，b值表示黄蓝色差，值越大表示黄色较深[15]。再用游标卡尺测定果皮厚度，样品榨汁后采用PAL-1数显糖度仪（日本ATAGO公司）测定可溶性固形物含量（total soluble solid，TSS），NaOH中和滴定法测定可滴定酸含量（titratable acid，TA），比值法计算固酸比（TSS/TA），2,6-二氯苯酚吲哚酚钠滴定法测定维生素C（vitamin C，Vc）含量，pH示差法测定总花色苷含量。果实测定品质后果皮样品前处理与叶片相同，同时将果渣与果汁混合打碎搅匀后用于测定含水量，果皮、果肉分别测定氮、磷、钾含量。

1.3.3 土壤采集与测定 采果前采集土壤样品。田间用环刀法测定0—20 cm土层容重，用土钻分别取0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm土壤剖面样品，每处理取6点，每2点混合为一个样品，立即放入冰盒并带回实验室，样品混匀后去除石子和植物根系等杂物，立即取5 g，加入50 mL 1 mol·L-1KCl溶液，震荡浸提30 min后过滤，滤液用德国DeChem-Tech全自动间断化学分析仪（CleverChem380）测定铵态氮和硝态氮含量。将0—20 cm土层样品风干后磨细并过20目尼龙筛，用于测定有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量。同时用烘干法测定土壤含水量。

1.4 计算公式及统计方法

养分吸收量为施肥到采样时期内单株树（枝、叶、果）氮（磷、钾）的吸收量；根据当年新生枝梢数量和样品干物质量（水分含量）计算树体当年生新梢的干物质总量；根据枝梢养分含量及干物质量计算其养分吸收量。根据果实产量（或果实干物质重）及果实养分含量计算果实养分带走量。

数据采用Microsoft Excel 2016和SPSS 19.0软件进行统计分析，差异显著性采用邓肯氏新复极差法分析。

2 结果

2.1 施氮水平对塔罗科血橙树体枝梢干物质量和养分吸收利用的影响

2.1.1 施氮对血橙枝梢干物质积累的影响 由图1可知，氮肥投入能够显著提高血橙树体叶片的干物质量。在不同施氮水平下，春梢叶片干物质量随着施氮量的增加先快速增加，然后平缓增加至N5处理时又呈下降趋势；与对照（N0）相比，N3处理的叶片干物质量提高了79.6%，差异达显著水平。与春梢叶片相似，秋梢叶片的干物质量随施氮量增加呈缓慢增加趋势，在N5处理达到最大值，与其他处理（N4除外）差异达显著水平。枝条的干物质量要远小于叶片，春、秋梢枝条的干物质量随着施氮量的增加呈显著增加趋势，在N5处理均达到最大值，分别为717.66 g/株和582.96 g/株，显著高于其他处理（图2）。春梢的干物质量整体都明显高于秋梢。经曲线拟合得到施氮量与春梢叶片干物质量的方程为=-856.032+2242.5+ 1713.6（2=0.97，=0.006），与春梢枝条干物质量的方程为=-20.0642+276.5+383.02（2=0.92，= 0.0023），与秋梢叶片干物质量的方程为=348.162+ 385.86+847.52（2=0.97，=0.005），与秋梢枝条干物质量的方程为=135.462+73.259+222.31（2=0.96，=0.007），相关性均达到极显著水平。可以进一步看出施氮对血橙枝梢的干物质量积累有明显促进作用，其中春梢叶片的最适年纯氮用量为1.31 kg/株。

不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。下同 Different lowercase letters indicate significant differences (P＜0.05). The same as below

2.1.2 施氮对血橙枝梢养分吸收量的影响 从表1可以看出，不同施氮水平下塔罗科血橙树体春梢和秋梢的氮、磷、钾养分吸收量存在明显差异。春梢生长期，血橙处于枝梢大量抽发阶段，养分集中向叶片运转。与N0相比，施氮能够显著增加叶片吸氮量，随着施氮量增加，春梢叶片吸氮量呈先增加后降低再增加的趋势；随施氮量增加，磷素吸收先增后降；而钾素吸收量与施氮量呈正相关，但N4、N5处理增加较少。磷和钾的吸收量远小于吸氮量，表明此时树体处在氮素吸收高峰期，需要大量氮素供给叶片生长。秋梢叶片的氮、磷、钾吸收量整体低于春梢叶片；随着施氮量增加，秋梢氮素吸收量呈显著增加趋势，与N0相比，中氮量（N3）和高氮量（N5）处理下差异均达到显著水平，分别增加了76.5%和147.1%。秋梢叶片的磷、钾吸收量N0处理的比低氮水平处理（N1、N2）的略高，而其他施氮处理下的磷、钾吸收量随施氮量增加呈显著增加趋势。春梢枝条的吸氮量整体略高于秋梢枝条，磷素和钾素吸收量差异不大。随着施氮量的增加，春梢枝条氮、磷吸收量均呈显著增加趋势，但钾素吸收量在N5处理时有所下降。秋梢枝条的磷、钾吸收与叶片类似，N0处理略高于低氮处理（N1、N2）。同一枝梢类型间，叶片养分吸收量要远远大于枝条的吸收量。

图2 施氮对血橙枝条干物质积累的影响

表1 施氮对血橙枝梢养分吸收的影响

不同小写字母表示差异显著（＜0.05）。下同 Different lowercase letters indicate significant differences (＜0.05). The same as below

柑橘栽培施肥管理中一般选择老熟春梢叶片作为营养诊断的样品，通过拟合得到施氮量与春梢叶片吸氮量间的方程：=-27.6012+63.512+40.467，决定系数为0.84（＜0.05），当叶片吸氮量最大时，对应年纯氮用量为1.15 kg/株。

2.2 施氮对塔罗科血橙果实养分吸收的影响

2.2.1 血橙果实养分含量 由图3可知，血橙果皮的氮含量要明显高于果肉。在一定范围内，随着施氮量的增加，果肉和全果氮含量呈上升趋势，N5处理有所下降。果皮中氮含量随施氮量增加呈先上升后下降再上升的趋势，各处理间的差异均不显著。

与氮素不同，血橙果实吸磷量相对较小，果肉磷含量高于果皮。不同施氮水平下，血橙果肉磷含量变动幅度为0.40—0.45 g·kg-1，各处理间差异不显著。果皮磷含量相对较低，变幅为0.35—0.40 g·kg-1。果实（全果）磷含量与果肉类似（图4）。

从图5可以看出，血橙果实吸钾量与吸氮量相似，远高于吸磷量。不同施氮处理的果皮钾含量均高于果肉，随着供氮水平增加，果皮中钾素含量先增后降，在N2处理时达到最大，分别较不施氮（N0）和高氮（N5）处理提高了46.5%和40.2%，各施氮处理的果肉钾含量差异不显著。对于全果实，钾素含量同样随施氮量增加先增后降，在N2处理达到最大之后逐渐降低，与N0和N5相比，钾含量分别提高了21.1%和17.8%，差异达显著水平。

2.2.2 施氮对血橙果实养分带走量的影响 果实在成熟过程中会带走大量的氮、磷、钾等养分，与枝叶相比，果实对养分的需求量大大提高，由于柑橘生长周期内养分主要由果实带走，“以果定肥”对指导柑橘施肥具有重要意义。由图6可以看出，血橙果实对氮、磷、钾的需求量大小顺序为钾＞氮＞磷。N0处理下，果实的氮、磷、钾带走量分别为28.37、9.35和30.72 g/株，在N2处理达到最大值，分别为53.82、15.92和63.31 g/株，较N0分别增加了89.8%、70.3%和106.2%，差异均达到显著水平。但随着施氮量增加，果实养分带走量同样出现了下降，与N2相比，N3处理的氮、磷、钾带走量分别下降了7.6%、11.8%和20.0%，N4处理的氮、磷、钾带走量分别下降了38.3%、41.1%和44.2%，N5处理的氮、磷、钾带走量分别下降了47.5%、48.3%和45.8%。同时经曲线拟合后得出，施氮量与果实氮、磷、钾带走量间具有显著相关性，决定系数达到0.88以上，相应的最适年纯氮用量分别为0.67、0.63和0.67 kg/株（表2）。

图3 施氮对血橙果实氮含量的影响

图4 施氮对血橙果实磷含量的影响

图5 施氮对血橙果实钾含量的影响

图6 施氮对血橙果实养分带走量的影响

表2 施氮量与果实氮、磷、钾带走量的数学关系

2.3 施氮对血橙园土壤理化性质的影响

2.3.1 血橙园土壤性质及有效养分含量 表3显示，不同氮水平处理后土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均有明显差异。随着施氮量的增加有机质含量明显下降，与N0相比，N4、N5高氮处理的有机质含量分别降低了42.4%和44.1%，差异达显著水平。土壤碱解氮含量随施氮水平增加而增加，其中N5处理的最高，为81.13 mg·kg-1，除与N4处理差异不明显外，与其他各处理差异均显著。与土壤碱解氮含量趋势相似，土壤有效磷含量随施氮量增加而增加，并且在N4、N5处理下明显增加，其含量分别为116.08和130.24 mg·kg-1，显著高于其他低氮处理。速效钾含量呈现先升高后下降的趋势，在N3处理下达到最大值，为348.96 mg·kg-1，分别比N0和N5处理高113.7%和41.3%，差异达显著水平。各施氮处理的土壤容重差异不显著。

2.3.2 血橙园剖面土壤硝态氮和铵态氮含量 氮在土壤中主要以硝态氮和铵态氮两种形式存在。由图7可知，不同供氮水平下不同土层的硝态氮含量存在差异，由于硝态氮主要带负电荷，在土壤溶液中流动性强，易被淋失。0—20 cm土层中硝态氮含量随着施氮量增加呈现先增加后明显下降的趋势，在N2处理达到最大值，而N4处理最小，各处理平均含量为1.34 mg·kg-1；20—40 cm土层中，硝态氮平均含量为1.32 mg·kg-1，整体比较稳定，以N4处理相对较低；40—60 cm土层中，硝态氮含量增加趋势明显，在N5处理最大，分别比N0、N1、N2、N3、N4处理显著高出62.1%、44.3%、55.7%、36.8%和24.8%，而平均含量为1.24 mg·kg-1。可见适宜的氮肥投入会提高表层土壤中的硝态氮含量，促进血橙树体生长发育，而过量投入会加剧淋溶作用，易造成硝态氮流失，对柑橘生产不利，同时给土壤及地下水污染带来潜在风险。

图7 施氮对不同土层硝态氮含量的影响

表3 施氮对血橙园土壤理化性质的影响

铵态氮与硝态氮不同，其带正电荷，易被土壤胶体吸附和固定，在土壤中流动性较小。图8显示，在0—20 cm土层中铵态氮含量与施氮量呈正相关，施氮量增加后铵态氮含量有所提高，与N0、N1、N2处理相比，N5处理铵态氮含量提高了40.1%、32.9%、26.6%，差异达到显著水平；20—40 cm土层中各处理铵态氮含量差异并不明显，以N1处理相对较低；40—60 cm土层中以N3处理铵态氮含量较高。不同土层间以表层土（0—20 cm）的铵态氮平均含量最高，达到8.17 mg·kg-1，20—40 cm平均为7.12 mg·kg-1，最下层为6.04 mg·kg-1，进一步说明施氮能够提高表层土壤的铵态氮含量，随着施氮量增加，铵态氮含量有所增加，而增加幅度较小。整体来看，纯氮用量0.69 kg/株/年对土壤养分及理化性质有较好改善。

2.4 施氮对塔罗科血橙果实产量与品质的影响

2.4.1 施氮对血橙产量及构成因素的影响 由表4可知，不同氮肥施用量对血橙产量以及产量构成因素有明显影响。与N0相比，施氮处理明显促进果实膨大，增加果实纵径、横径，血橙纵、横径在N3处理达到最大值，随着施氮量进一步增加果实大小反而减小；果形指数在各处理间比较稳定，差异不显著。果皮厚度对氮素的反应比较敏感，果皮厚度与施氮量呈正相关，各施氮处理的果皮厚度大小顺序为N5＞N4＞N3＞N2＞N1＞N0，且N5、N4高氮处理的果皮厚度与N3、N2、N1、N0之间差异达显著水平。

图8 施氮对不同土层铵态氮含量的影响

表4 施氮对血橙果实大小和果皮厚度的影响

施氮对血橙单果质量和单株产量均有显著影响。在适宜施氮范围内，单果质量随着供氮增加而增加，在N2处理后出现了下降，但差异并不显著，与各处理相比，N2处理的血橙单果质量分别比N0、N1、N3、N4、N5高21.2%、5.4%、9.7%、8.7%、10.5%；产量与单果质量情况类似，随施氮量增加产量呈先增后减趋势，在N2处理达到最高产量，为38.62 kg/株，随着施氮量的进一步增加反而出现减产趋势，且差异显著，N4、N5高氮处理的产量比N2处理的分别减产41.9%和43.5%。由图9可知，经曲线拟合后，相对最大单果质量和最高产量对应的年纯氮用量分别为0.78和0.67 kg/株。

图9 施氮对血橙单果质量（左）和株产（右）的影响

2.4.2 施氮对血橙果实品质的影响 表5显示，随着施氮量增加，血橙可溶性固形物含量呈先增后降趋势，N0处理的最低，为10.83%，N3处理最高，达11.27%，较N0提高了4%，但差异不显著，随着施氮量进一步增加可溶性固形物略微降低。可滴定酸含量随施氮量增加呈增加趋势，与N0相比，N5处理可滴定酸含量增加了19.7%，差异达显著水平。N0处理的固酸比最高，达到15.21，主要是由于可滴定酸含量较低，各施氮处理固酸比整体趋势与可溶性固形物含量变化相似，N1处理相对较高，显著高于N5处理。

血橙Vc含量随着施氮量的增加呈先增后降趋 势，除与N0处理差异显著外，其他各处理间差异均不显著。花色苷与Vc相似，是一种广泛存在于蔬菜、水果中的具有强抗氧化性的物质，而在柑橘类中，血橙是唯一含有花色苷的品种[16]。在一定量的施氮范围内，血橙花色苷含量随着施氮量的增加而增加，由图10可知，血橙花色苷含量N2＞N1＞N0；但随着施氮量进一步增加，花色苷含量反而呈显著下降趋势，即N2＞N3＞N4＞N5。经拟合后，可得到Vc和花色苷对应的年最佳纯氮用量分别为0.86、0.72 kg/株。

表5 施氮对血橙果实内在品质的影响

图10 施氮对血橙果实维生素C（左）和花色苷（右）含量的影响

由表6可知，施氮对血橙果皮着色有显著影响。与不施氮相比，施入氮肥可以降低血橙果皮亮度（L）和黄色度（b），红色度（a）和着色度（a/b）增加，果皮颜色更红且更均匀。施氮量增加后，亮度有上升趋势，红色度和着色度呈现先增后降，而黄色度先降后增。N3处理对血橙果皮的着色效果相对较好，亮度和黄色度较低，红色较深。

2.5 不同成分间的相关性

2.5.1 土壤、叶片氮含量与果实养分间的相关性 从表7可以看出，春梢和秋梢叶片的氮含量与果实氮、钾含量以及果实的养分带走量呈正相关，而与果实磷含量呈负相关，总体相关性未达显著水平；土壤碱解氮含量除与果实氮含量呈正相关外，与其他指标均呈负相关，其中和果实磷带走量相关性达到显著水平，相关系数为-0.482（0.05=0.456）。

表6 施氮对血橙果面颜色的影响

表7 土壤、叶片氮含量与果实养分间的相关性

*表示在5%水平显著相关。下同 *indicate significant correlation at 5% level. The same as below

2.5.2 土壤、叶片氮含量与果实品质的相关性 表8结果显示，土壤、叶片氮含量与果实品质具有一定的相关性。春梢和秋梢的叶片氮含量与TSS含量、固酸比呈负相关，与其余指标呈正相关，其中秋梢叶片氮含量与TA含量和果皮厚度显著正相关，相关系数分别为0.493、0.520，与固酸比的相关系数为-0.568，春梢叶片氮含量与果皮厚度同样达到显著相关性。土壤碱解氮含量与果实TA含量和果皮厚度间均达到极显著正相关，相关系数分别为0.635和0.917（n=18，0.01=0.575），与固酸比极显著负相关，该结果与位高生等[17]的结果一致。进一步说明叶片、土壤中氮的含量显著影响果实的风味和果皮厚度。

表8 土壤、叶片氮含量与果实产量、品质的相关性

**1%水平显著相关** indicate significant correlation at 1% level

3 讨论

3.1 适量施氮促进塔罗科血橙树体新生部位干物质的积累

已有研究表明，施氮可以显著促进植物地上部的生长[18]。据报道，甜橙树体树干和枝条的干物质重占总干物质的55%左右，果实约占13%，根系约占32%[19]。在柑橘中春梢生长量最大，同时也是树体重要的结果母枝和营养枝组，可为地上部提供大量的光合养分，而秋梢是翌年开花结果的基础，也具有重要地位。本研究中，N2和N3处理促进了血橙新生枝梢的干物质量积累，随着施氮量的进一步增加，干物质量增加不明显。过多的氮素造成枝梢徒长，不利于树体花芽分化与开花结果，同时造成肥料的浪费。因此，在满足血橙正常生长需要的情况下，N2和N3处理相对能够节约更多的成本。这与卢晓鹏[20]采用过量氮肥和氮胁迫对枳壳生长的研究结果类似。

3.2 适量施氮增加了塔罗科血橙当年生枝、叶、果等器官的养分吸收利用

柑橘当年新生器官的生长发育所需要的养分基本能够反应树体养分吸收情况，对指导科学合理施肥也有重要意义。柑橘中枝干和枝条中的氮约占树体总氮的40%，根约占20%，叶片约占25%，果实约占15%[21]。植物吸收营养元素时，不同元素间存在相互拮抗和协同作用。在本试验中，随着施氮量增加，春梢和秋梢叶片吸氮量均呈增加趋势，且春梢叶片氮、磷、钾吸收量在N3水平均达到最大；枝条氮、磷、钾吸收量规律与叶片类似。由此说明，过量氮肥投入会抑制树体对磷、钾的吸收，这与申玉香[22]、赵丹等[23]在其他作物上的研究规律一致。本试验中N0处理的秋梢枝条和叶片的磷、钾吸收量高于N1、N2处理，而N3—N5处理的磷、钾吸收与施氮量趋势一致，这可能是因为在秋梢抽生的同时，果实也处于膨大生长阶段，此时期血橙树体对磷、钾的需求量相对大于氮，从而促使树体吸收更多的磷和钾。

柑橘除特殊情况需要修剪或每年只需少量修剪处理外，柑橘果实是树体养分携出的唯一器官，因此，通过“以果定肥”或“以果定氮”进行柑橘养分推荐施肥可望成为柑橘果树养分推荐施肥的重要依据[24]。柑橘果实对不同养分的需求量不同，在生长前期，对氮、磷的吸收快速增加，到膨大期后增长缓慢，而钾的吸收迅速增加。通常情况下，果实各元素的吸收量占树体总吸收量的一大部分，对肥料中氮素的吸收也达到了50%左右[25]，而在果树生长后期施用过多的氮素容易出现营养生长与果实生殖生长之间争夺养分问题，反而影响果实产量与品质的提升，过旺的营养生长易导致抽生晚秋梢难以老熟而使树体遭受冻害[26]。也有研究显示，施氮能够增加果实中的氮含量及降低磷、钾吸收量[27]。本试验结果显示，血橙果实氮含量随施氮量的增加而增加，磷含量虽然有下降趋势，但整体差异并不显著，钾含量对供氮量的增加反应比较敏感，在N2处理达到较大值，随后出现下降，这可能和元素间的拮抗作用有关。血橙果实氮、磷、钾带走量随着施氮量的增加均呈先增后降的趋势，以N2处理的氮、磷、钾带走量最高，过量施氮，其带走量显著降低。可见，过量氮肥投入既影响树体的生长，又不利于果实产量和品质的提高，还给土壤生态环境带来潜在风险。

3.3 合理施氮有利于塔罗科血橙果实生长发育与品质形成

柑橘果实品质的好坏直接影响其商品性的高低。温州蜜柑在施氮量100—900 kg·hm-2内，氮肥施用越多产量越高，伏令夏橙产量在施氮量150—450 kg·hm-2内与其呈显著正相关[28]。本试验条件下，一定施氮范围内血橙果实产量、纵横径、单果重、TSS含量、固酸比、Vc以及花色苷含量与施氮量呈正相关；过量施氮后，各指标出现不同程度的下降，其中果实产量下降达显著水平。果皮厚度和TA含量随施氮量的增加而增加，高氮处理的果皮着色程度相对较差，这与Nakhlla等[29]和Obreza等[30]的研究结果一致。综合分析各指标曲线拟合结果可知，三峡重庆库区塔罗科血橙年最适纯氮用量范围为0.63— 0.86 kg/株。

3.4 过量施氮带来了三峡重庆库区橘园土壤与水体环境污染的风险

早在20世纪70年代，BINGHAM等[31]研究发现加利福尼亚甜橙果园的年氮淋失量达到67 kg·hm-2，而经后人研究提出柑橘园纯N投入一般在150—300 kg·hm-2较好[32]。三峡重庆库区柑橘园早在2010年平均纯N投入就达到了409.7 kg·hm-2，其中化学氮肥更是占到94.4%[12]，橘园生产体系中过量的氮肥投入会直接影响土壤环境，加重土壤氮负荷，从而造成土壤氮素淋失加剧和水体富营养化，使三峡重庆库区成为硝酸盐污染高风险区[33]。本试验结果显示，随着供氮水平增加，血橙园的土壤有机质含量显著降低，土壤碱解氮和有效磷含量升高，而速效钾含量在N3处理达到最大值后也显著降低。氮和磷的增加随着土壤淋溶作用会直接影响库区水体，增加水体富营养化的风险[34-35]。通过不同土壤剖面层硝态氮含量检测结果发现，在高氮处理（N4和N5）下，40—60 cm土层的硝态氮含量明显高于0—20 cm土层，进一步说明过量施氮是导致硝态氮向深层土壤移动的主要原因之一，由于硝态氮的易移动性以及重庆地区的集中性降雨量，橘园土壤中过多的硝态氮会随着降水产生的径流而大量损失[36]。另外，表层土壤的铵态氮含量同样随着施氮量的增加而增加，而对于喜硝态氮的柑橘来说，以硝态氮为氮源的根系生长量明显大于铵态氮，且地上部的生长也表现同样的趋势[37]。因此，适量施氮不仅可以降低库区氮污染风险，还能够增加表层土壤硝态氮含量，更有利于柑橘生长。

4 结论

与不施氮肥相比，施氮能够显著增加塔罗科血橙的枝梢干物质量、果实产量，树体对氮、磷、钾的吸收量也随之上升，土壤中的有效性养分也有所增加。随着氮肥的过量投入，果实产量和品质降低、枝梢抽发过旺，同时对土壤理化性质产生了不良影响，土壤有机质含量下降，有效钾含量的降低以及硝态氮的淋失作用增强。过量氮肥投入还会造成更多的养分流失，在污染环境的同时还破坏树体的养分平衡，导致果实发育后期梢、果对养分的争夺，推迟果实的发育成熟甚至由于抽生冬梢不老熟而易发生冻害。本研究表明，年纯氮用量在0.63—0.86 kg/株较为适宜，N2处理（0.69 kg/株）较其他处理提高血橙果实的品质，平均增产达44%，树体的养分吸收量和果实养分带走量达到较高水平，土壤养分状况稳定，有利于血橙优质丰产栽培。

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Effects of Nitrogen Application Levels on Nutrient, Yield and Quality of Tarocco Blood Orange and Soil Physicochemical Properties in the Three Gorges Area of Chongqing

YANG JiangBo, ZHANG Ji, LI JunJie, ZHENG YongQiang, LÜ Qiang, XIE RangJin, MA YanYan, DENG Lie, HE ShaoLan, YI ShiLai

(Citrus Research Institute, Southwest University/Citrus Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 400712)

【Objective】 This study investigated effects of different nitrogen application levels on nutrient uptake, fruit yield and quality, soil physical and chemical properties of late ripening citrus Tarocco blood orange in typical citrus orchards to provide a theoretical basis for the high-quality and high-yield of late-maturing citrus in the Three Gorges area of Chongqing city.【Method】Six different nitrogen treatments (N0 (0), N1 (1 kg/plant), N2 (1.5 kg/plant), N3 (2 kg/plant), N4 (2.5 kg/plant) and N5 (3 kg/plant)) were performed to study its effects on nutrient absorption of branches and leaves and fruit, fruit quality and yield and soil physicochemical properties using 7-year-old Tarocco blood orange grafted on(L.).【Result】Results showed that the increased nitrogen levels except N2 group significantly increased the dry matter amount of leaves and branches in different periods of blood orange with higher level in spring shoots than autumn shoots as well as higher level in leaves than branches. The nutrient absorption of nitrogen, phosphorus and potassium in spring shoots was the lowest under N0 treatment, and the absorption of nitrogen in leaves was significantly increased by the added nitrogen fertilizer with a peak level under N2 treatment while the absorption of phosphorus and potassium with a peak level under N3 treatment. Nitrogen application significantly increased the amount of nitrogen uptake of leaves and branches of autumn shoots with a maximum level under N5 treatment. High nitrogen treatments (N3-N5) significantly increased the amounts of phosphorus and potassium uptake of leaves and branches. Nitrogen first increased then decreased the nitrogen and potassium content of fruit with the maximum level under N2 treatment. The content of nitrogen and potassium in pulp was much higher than that of peel, while the phosphorus content was opposite. The maximum nutrient removal amount of nitrogen, phosphorus and potassium was found under N2 treatment with a significant increase, and the amount of nutrient removal was potassium＞nitrogen＞phosphorus. The pH value and content of organic matter of soil decreased significantly by adding nitrogen fertilizer while the content of available nitrogen and phosphorus of soil increased significantly with the maximum available potassium content under N3 treatment. Nitrogen increased the leaching of nitrate nitrogen in soil within 0-20 cm with the highest level under N2 treatment. Ammonium nitrogen was positively correlated with the nitrogen application rate. There was no significant difference among the content of nitrate nitrogen and ammonium nitrogen under all treatments within 20-40 cm soil layer. The content of nitrate nitrogen in 40-60 cm soil layer increased significantly under high nitrogen treatments, while the ammonium nitrogen content did not change. Nitrogen application first enhanced the thickness of pericarp, the longitudinal diameter, transverse diameter, average weight and yield, and then decreased with the highest level of the longitudinal and transverse diameter under N3 treatment and the highest weight and yield under N2 treatment. Nitrogen application first increased then decreased the total soluble solid (TSS) content without significant difference. Nitrogen input increased titratable acid (TA) content and but decreased TSS/TA ratio. N2 group had the highest vitamin C and anthocyanin content. Fruit coloration was relatively good between N2 and N3 treatments. Correlation analysis showed that the nitrogen content in leaves was positively corrected with the TA content of fruit and the thickness of pericarp, and negatively correlated with the ratio of TSS/TA, and the content of available N in soil was positively correlated with TA content and pericarp thickness, which was significantly negatively correlated with TSS/TA ratio of fruit.【Conclusion】Considering and analyzing, in the citrus orchard of the Three Gorges area of Chongqing, the recommended pure nitrogen application rate was ranged from 0.63 to 0.86 kg/plant which can guarantee a high level of yield and fruit quality, and is beneficial to the nutrient absorption and utilization of blood orange tree, while the risk of orchards’ soil environmental pollution was relatively low.

three gorges area of Chongqing city; Tarocco blood orange; nitrogen application level; nitrogen reduction; nutrition; fruit yield and quality

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.05.011

2018-10-22；

2018-12-28

国家重点研发计划（2016YFD0200104，2018YFD0700602）、重庆市社会事业保障与民生科技创新专项（cstc2016shmszx80006，cstc2017shms-kjfp80036）、重庆市重点产业共性关键技术创新专项（cstc2015zdcy-ztzx80001）

杨江波，E-mail：yjb0602@qq.com。通信作者易时来，E-mail：yishilai@126.com

（责任编辑 赵伶俐）