宫川蜜橘成年果树的营养需求特征

马进川，邹平，俞巧钢，丁潮洪，周大云，孙万春，叶静，马军伟*

(1.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 3110021； 2.丽水市农业科学研究院，浙江 丽水 323000)

柑橘是我国广泛种植的果树品种之一。据中国农业统计资料数据显示，2016年我国柑橘播种面积达256万hm2，占果园总面积的23.5%，产量达到3 816.8万t，占水果总产量的15.1%。温州蜜柑是我国分布范围最广、栽培数量最多、生产上最重要的柑橘品种，栽培面积和产量约占我国柑橘的一半。宫川蜜橘(CitrusunshiuMarc. cv. unbergii Nakai)属于温州蜜柑品种宫川品系，是我国早熟温州蜜柑的当家品种[1]。

丽水市是浙江省重要的柑橘产区，2017年全市柑橘种植面积8 727 hm2，占果园总面积的28.7%，产量107 085 t，占水果总产量的30.7%[2]。宫川柑橘具有果形佳、转色快、风味好等特点，是该地橘农实施柑橘非设施化栽培最适宜的品种[3]。随着柑橘种植面积的增加，产能的扩大，果品市场竞争日趋激烈。面对一体化市场格局，提升果品、降低成本、提高市场竞争力是实现柑橘产业可持续发展的必由之路。然而，当前柑橘生产中仍存在管理粗放、施肥不规范、果农凭经验种植等问题，从而导致了肥料利用率低、产量和品质下降等问题，这不仅造成了资源的浪费，同时也易于引起环境污染[4-9]。因此，根据柑橘不同生长阶段的养分需求合理施肥对提高养分利用率具有重要的意义。目前关于宫川蜜橘的研究主要集中在果汁香气成分[10]、栽培技术[11]、灌溉对裂果的影响[12]等，而对果树养分吸收特性研究较少。本研究通过叶片营养元素分析对宫川蜜橘一个生长周期内(一年)植株叶片中养分元素含量的变化进行研究，为科学合理地进行农田养分管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验果园基本情况

试验于2017年4月至2018年3月在浙江省丽水莲都区的一个代表性果园进行，果园位于老林曳岭脚，种植柑橘品种为宫川蜜橘，667 m2种植密度为62株，树龄5年。土壤质地为培泥沙土，pH值6.2，有机质18.5 g·kg-1，全氮1.1 g·kg-1，碱解氮130.7 mg·kg-1，速效磷26.3 mg·kg-1，速效钾83.9 mg·kg-1。一个生长周期内施肥2次，分别在果实收获后和花芽分化前期(春季)施用复合肥(芭田，N、P2O5、K2O各15%)900 kg·hm-2，羊粪22 500 kg·hm-2，菜饼肥900 kg·hm-2，其他农业措施与当地农民习惯保持一致。根据丽水莲都区柑橘生长的物候期特点，将柑橘的年生长周期划分为5个阶段，分别是开花期(4—5月)、幼果期(6—7月)、果实膨大期(8—10月)、成熟期(11—12月)和花芽分化前期(1—3月)，分析不同时期柑橘叶片中氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硼(B)含量的变化。

1.2 样本采集与分析

本研究在柑橘的年生长周期内，分别于每月26日采取果树叶片进行分析，采样时从果树的相同部位采集叶20～25片，根据果园面积采用S形取样，每667 m2果园取样5株，然后将采集样品进行混合粉碎处理，制成待测样。

叶片中N、P、K的测定采用H2SO4-H2O2消煮，并分别利用碱解扩散法、钼锑抗比色法和火焰光度计法测定N、P和K的含量。Ca、Mg和B的测定，采用干灰化法对样品进行处理，然后利用原子分光光度计测定Ca和Mg含量，用姜黄素比色法测定B含量。

果实收获期测定果实产量，收获后测定果实品质指标，如单果重、果肉比、可食率等，以及果实中氮、磷、钾的含量，具体测定方法参见文献[13]。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0数据统计分析软件对研究结果进行分析。

2 结果与分析

2.1 果实产量及品质

在当前施肥和农田管理水平下，可实现宫川蜜橘单产22 500 kg·hm-2，达到丰产水平。其中果实品质指标分别为：平均单果重92.8 g、果肉比71.9%、含水率84.2%、可食率73.1%、总糖9.30%、VC含量332.0 mg·kg-1、固酸比10.5、TSS 10.9%；另外果实中氮、磷和钾含量分别为1.01%、0.06%和0.58%。通过果实收获移走的氮、磷和钾养分量分别为228.0 kg·hm-2、31.5 kg·hm-2和141.0 kg·hm-2。

2.2 叶片营养元素含量的变化趋势

宫川蜜橘叶片中营养元素含量随时间呈现动态变化，如图1所示。随着生育期的推进，叶片中氮和钾含量均呈现降低、增加、再降低的趋势，而磷的含量呈现先降低再略微增加的趋势。开花期叶片中氮、磷养分含量达到最大值，分别为3.27%和0.37%；叶片中钾含量在果实膨大期达到最高，为1.18%；从幼果期到果实膨大期，叶片中氮、钾含量增加明显，而磷含量略有增加。在整个生育期内，叶片中钙、硼元素的含量呈现先增加后降低的趋势，分别在成熟期和幼果期达到最大含量，为2.66%和3.59%；镁的含量变化不大，仅在花芽分化前期略有增加然后降低。

在5个生长阶段中，柑橘叶片营养元素平均含量变化如表1所示。结果表明，开花期和果实膨大期是柑橘对氮、磷、钾养分需求的关键时期；从开花期到果实收获期，随着果实的生长植株对钙的需求逐渐增加；硼的吸收在幼果期急剧增加，然后随果实的生长而缓慢降低；叶片中镁的含量变化不大，仅花芽分化前期较其他时期有所增加，可能与段时期新叶的生长有关。

表1 不同生长阶段宫川蜜橘叶片中养分元素的含量

2.3 不同生育时期的营养需求特点

在不同生育时期，叶片中各营养元素含量的比例不同，如表2所示。宫川蜜橘在各生育期，N∶K在1.00∶0.27与1.00∶0.36之间，其中在成熟期和果实膨大期对钾的要求最高，均为1.00∶0.36；N∶P为1.00∶0.05与1.00∶0.09之间，其中在开花期和花芽分化前期对磷的需求最高，分别为1.00∶0.09和1.00∶0.08；N∶Ca在各生育期变化幅度较大，为1.00∶0.44与1.00∶1.10之间，其中开花期N∶Ca最低，为1.00∶0.44，花芽分化前期达到最大，为1.00∶1.10；N∶Mg为1.00∶0.10与1.00∶0.15之间，除在花芽分化前期达到1.00∶0.15外，其他时期均稳定在1.00∶0.10与1.00∶0.12之间；N∶B为1.00∶0.83×10-4与1.00∶1.33×10-4之间，开花期N∶B最低，为1.00∶0.83×10-4，花芽分化前期N∶B最高，为1.00∶1.33×10-4。

整个生育期内，叶片中N∶K∶P∶Ca∶Mg∶B比例的均值为1.00∶0.07∶0.33∶0.83∶0.11∶1.13×10-4。

图1 宫川蜜橘叶片中养分元素含量的动态变化趋势

表2 不同生长阶段宫川蜜橘叶片养分含量比

3 讨论

叶片是光合产物合成的场所，一般而言，每生长一个柑橘果实需要30～35片正常的叶片来提供营养物质，柑橘植株叶片养分含量的变化可以为肥料的合理施用提供参考[6,14]。叶片营养元素分析是植株营养诊断推荐施肥的方法之一，在生产中已有较为广泛的应用。本文结果表明，柑橘叶片中养分元素含量随时间呈现动态变化。本文结果与唐志鹏等[15]柑橘叶片养分分级标准对比表明，在当前施肥管理情况下，幼果期和花芽分化前期植株氮素缺乏，其余阶段植株叶片氮含量属于适量范畴；植株叶片中磷的含量在开花期处于较高水平，其他时期属于适量范畴；植株叶片中钾的含量在幼果期和花芽分化前期处于缺乏等级，而其他时期叶片中钾含量均属于适量范畴(表3)。总体而言，大量元素氮、磷和钾的供应基本满足植株生长需求，然而施肥时间需要根据柑橘果树养分吸收规律进行适当调整。有研究表明，钙、硼有助于促进果树果实中干物质的累积、糖分的转运，改善水果品质等作用；其中钙主要表现为促进果实成熟、果面光滑，酸少味甜；硼表现为提高植株的坐果率和产量，促进叶片中糖运输到果实及根系中，提高可食率等[16-18]。植株叶片中钙的含量结果表明，除成熟期叶片中钙含量达到适量等级外，其余时期均处于缺乏状态，尤其是开花期处于严重缺乏状态；而叶片中硼的含量均低于适宜范围(50～150 mg·kg-1)[18]。镁的作用主要体现在促进光合效率，提高果实干物质积累。植株叶片中镁的含量除幼果期和花芽分化前期处于适量等级外，其余时期也均处于缺乏等级。这表明在柑橘生长中农民对中微量元素补充的重视程度不够，需要加以关注。

表3 宫川蜜橘叶片养分含量的等级

植物的生长发育需要不断地从外界获取养分以满足生命活动的需求，由于植物不同生长阶段具有不同的使命，这也导致了不同生育期植株需肥特点有所差异。陈家龙等[19]指出柑橘叶片中各元素含量之间的平均比值为氮∶磷∶钾∶钙∶镁为1.00∶0.06∶0.54∶1.18∶0.11；该结果与本研究结果无量级差别，但数值存在一定偏差，这可能是由于产地、品种及生长阶段等的差异所引起。根据植物的养分需求规律合理施肥可以提高肥料的利用效率，有助于实现节约成本提高产量的目的。按照果树合理施肥量=(果树吸收量-土壤供应量)/肥料利用率，土壤供应量按吸收量的1/3计算[20]。有研究表明，当柑橘果树挂果量达到100个果实时，植株所吸收的氮、磷和钾养分的57.4%、40.9%和87.0%分配到果实中[21]。因本研究中柑橘果园处于盛果期，在果树所需养分的估算中，我们将果实中氮、磷、钾养分累积量按总吸收量的57.4%、40.9%和87.0%计算，肥料利用率分别按N 30%～35%[22]、P 20%～25%、K 35%～40%进行计算。单产22 500 kg·hm-2柑橘果实(丰产水平)的合理施肥量为：N 750～885 kg·hm-2，P2O5195～255 kg·hm-2，K2O 270～330 kg·hm-2。在实际生产中，无机养分投入量为N 270 kg·hm-2、P2O5270 kg·hm-2和K2O 270 kg·hm-2，羊粪养分量为N 585 kg·hm-2、P2O5465 kg·hm-2和K2O 1 080 kg·hm-2(羊粪中N、P2O5、K2O含量分别为1.31%、1.03%和2.40%[23])，菜饼肥养分量为N 90 kg·hm-2、P2O530 kg·hm-2和K2O 30 kg·hm-2(菜饼肥中N、P2O5、K2O含量分别为5.25%、1.81%和1.35%[24-25])，总养分投入量为N 945 kg·hm-2、P2O5765 kg·hm-2和K2O 1 380 kg·hm-2。总体而言，有机肥的投入在一定程度上提高了宫川蜜橘果实的品质[26]，但总的养分投入量远高于该产量水平下的合理养分施用量。因此，在实际生产中，我们需要根据果树的养分需求量及土壤养分的供应量适当降低总养分的投入量；另一方面，应根据果树养分需求规律，调整施肥时间，以保证果树生长的养分需求。