某冬枣园土壤氮、磷、钾年周期变化与产量的关系

高忠浩，王葳，杨静慧，通信作者，冯国华，王芝学，李冰，张超

某冬枣园土壤氮、磷、钾年周期变化与产量的关系

高忠浩1，王葳1，杨静慧1，通信作者，冯国华2，王芝学3，李冰4，张超5

（1. 天津农学院 园艺园林学院，天津 300384；2. 天津市公路局直属处，天津 300074；3. 天津市农科院果树研究所，天津 300384；4. 天津市资源环境研究所，天津 300384；5. 天津朔方绿色科技发展有限公司，天津 300384）

为了找出天津地区冬枣低产的原因，测定了不同产量冬枣园土壤全氮、全磷、全钾等含量和各个物候期土壤的有效氮、有效磷、有效钾的动态变化。结果显示：高、低产园土壤中有效氮、有效磷、有效钾含量在不同采样期的变化趋势相同（有效氮含量呈先上升后下降趋势；有效磷含量呈先下降后上升再下降的趋势；有效钾含量呈上升趋势），且高产园中3种元素含量普遍高于低产园；植株生长前期土壤有效氮含量较低，盛花期和果实成熟期的有效磷含量较低，果实发育期的有效钾含量较低；本研究还分析了各物候期中元素与产量的相关性，认为在天津冬枣园主要是补充氮和磷。补施氮肥的关键期是盛花期和果实发育期，补施磷肥应在初花期和果实彭大期。

冬枣；土壤；营养诊断；施肥；物候期

冬枣（cv. Dongzao）是我国特有的鲜食枣品种，品质优良[1]，是天津市主栽果树树种之一，种植面积达1.87×104hm2，主产区在大港、静海、西青等地[2]。但是，由于土壤盐碱、栽培管理粗放，致使冬枣产量降低、品质下降，出现了不少低产园[3-4]。因此，找出其低产原因，提高果园的管理水平是当务之急。

果园的管理主要有土肥水管理、整形修改和病虫害防治。由于枣树比较耐干旱，天津大港等冬枣产区的植株生长也比较中庸、未见徒长和衰弱现象。因此，土壤和水分管理，以及整形修剪等不是冬枣低产的主要影响因素。本研究重点研究冬枣植株和土壤的营养状况，即研究直接影响枣树生长发育的大量元素[5-7]——氮、磷、钾。枣树生长过程中需要的各种大量元素主要从土壤中吸取[8]。可以通过叶片营养诊断判断植物的营养状态（缺乏、适中、过剩），也可通过土壤营养诊断分析叶片缺乏的营养元素是因为土壤本身缺乏，还是被土壤固定难以被根系吸收[9]。枣树在生长发育的不同阶段、不同物候期对土壤各种营养的需求不断变化，因此，充分了解土壤中各养分的动态变化及需求状况是确定何时施肥、施何种肥、施多少的关键。

本研究通过枣树年周期中各个物候期土壤大量元素的变化，分析天津市冬枣园果树营养的状况，旨在为冬枣的合理施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验园概况

试验地位于天津市静海区内。该区位于东经116°42＇～117°12＇30〃，北纬38°35＇～39°4＇45〃。温带大陆性季风气候，年均温11.8 ℃，年平均降雨量552.5 mm，年相对湿度40%～70%，年无霜期约为210 d，年日照数约为2 700 h。平原地貌，地形平缓，地势较低洼，地下水位较高。土壤质地为黏壤土，pＨ值为8.0～8.7，含盐量为0.21%～0.32％。

冬枣园面积3 hm2，果树为17～20年生，为盛果期，嫁接砧木为金丝小枣（）。首先根据前两年的平均产量确定高产园和低产园各3个样地，高产园产量为1 750～2 000 kg/ 667m2，低产园产量为1 250～1 500 kg/667m2。每个样地面积为3 335 m2。样地内枣树均南北向栽植，株行距均为2 m×4 m，均为疏散分层形树形，均实施开甲处理。果园近3年浇水、冬季的修剪管理和病虫害防治均统一进行。高产园年施复合肥3次，地产园施复合肥1～2次，施肥量均为50 kg/ 667m2。

1.2 土样的采集及处理

每个样本园按对角线法选取5株长势一致的枣树作为样树。于2018年4月至10月，在各物候期——萌芽展叶期（4月下旬）、初花期（5月中旬）、盛花期（6月中上旬）、果实发育期（7月上旬）、果实膨大期（8月上旬）、果实成熟期（9月下旬）及落叶期（10月中旬）用土钻分别采集0～40 cm的土样进行分析。

1.3 土壤分析方法

土壤pH值用蒸馏水浸提，pH计测定，有机质含量用重铬酸钾容量法-外加热法，含盐量用电导法测定，土壤全氮用凯氏定氮法测定，全磷用钼蓝比色法测定，全钾用原子吸收光谱仪测定（美国PE公司AAnalyst 400型），有效氮用碱解扩散法测定，有效磷（浸提剂为NaHCO3）用紫外分光光度计测定（美国PE公司Lanbda 35型，美国），有效钾用中性NH4OAc浸提-原子吸收光谱仪测定。本试验中磷和钾含量均用纯磷和纯钾表示。

2 结果与分析

2.1 高、低产园土壤养分差异分析

从表1可以看出，高、低产冬枣园土壤养分等指标之间存在着一定的差异。高产园土壤平均有机质含量显著高于低产园，高产园土壤平均有机质含量是低产园的1.49倍。高产园土壤中全氮、全磷、全钾的平均含量分别是低产园的1.20倍、1.31倍、1.11倍。高、低产冬枣园土壤中全氮和全钾可以达到‘中量’至‘丰富’水平，但均缺磷，低产园土壤中全磷含量低至‘很缺’水平。高产园土壤的平均pH显著低于低产园，高产园土壤的平均pH为7.97，土壤呈碱性，低产园土壤的平均pH为8.65，为极强碱性土壤。高、低产果园都是中度盐渍化土壤，但高产园土壤的平均含盐量显著低于低产园。

表1 高、低产冬枣园土壤养分分析

高产园级别低产园级别 有机质/g·kg-123.14±0.10a中量15.58±0.11b缺乏 全氮/g·kg-11.24±0.06a中量1.03±0.04b中量 全磷/g·kg-10.51±0.02a缺乏0.39±0.01a很缺 全钾/g·kg-122.24±0.60a丰富19.98±0.30a中量 pH7.97±0.12b碱性8.65±0.09a强碱性 含盐量/g·kg-12.15±0.01b中度盐渍化3.26±0.01a中度盐渍化

注：同行数据不同字母表示差异显著（＜0.05）

2.2 冬枣园土壤有效氮含量的年变化规律

由图1可以看出，在一个生长季内，高、低产冬枣园土壤中有效氮含量呈先上升后下降趋势，高、低产冬枣园土壤中有效氮的年上升量分别为92.27 mg/kg和64.77 mg/kg，年上升幅度分别为193.84%和111.99%。其中以果实膨大期和果实成熟期为分界线，萌芽展叶期至果实膨大期，高、低产冬枣园土壤中有效氮含量先缓慢上升后急剧上升，分别从47.60 mg/kg和57.83 mg/kg增加至179.78 mg/kg和173.20 mg/kg，增加量分别为132.18 mg/kg和115.37 mg/kg，增加幅度分别为277.70%和199.48%。果实膨大期至落叶期，高、低产冬枣园土壤中有效氮含量下降，下降量分别为39.92 mg/kg和50.60 mg/kg，下降幅度分别为22.20%和29.21%。在一个生长季内，高、低产冬枣园土壤中有效氮含量均为前期低，后期高；其年平均值分别为106.29 mg/kg和99.05 mg/kg，高产园比低产园高7.24 mg/kg。低产园前期应补施氮肥。比较高产园和低产园，枣树生长前期的萌芽期高产园的有效氮含量低于低产园，盛花期后高产园的有效氮含量高于低产园。说明高产园枣树萌芽时根系吸收的氮更多，导致土壤中的有效氮明显降低。

图1 高、低产冬枣园土壤中有效氮含量的年变化

2.3 冬枣园土壤有效磷含量的年变化规律

由图2可以看出，在一个生长季内，高、低产冬枣园土壤中有效磷含量呈先下降后上升再下降的趋势，年下降量分别为8.90 mg/kg和5.95 mg/kg，下降幅度分别为52.4%和67.91%。其中以盛花期和果实膨大期为分界线，从萌芽展叶期到盛花期，高、低产冬枣园土壤中有效磷分别从16.97 mg/kg和8.76 mg/kg下降至9.79 mg/kg和6.02 mg/kg，下降量分别为7.18 mg/kg和2.75 mg/kg，下降幅度分别为42.33%和31.35%。从盛花期到果实膨大期，高、低产冬枣园土壤中有效磷含量分别增加了11.93 mg/kg和5.65 mg/kg，增加幅度分别为121.86%和93.99%。从果实膨大期到落叶期，高、低产冬枣园土壤中有效磷含量分别从21.71 mg/kg和11.67 mg/kg下降至8.06 mg/kg和2.81 mg/kg，下降量分别为13.65 mg/kg和8.86 mg/kg，下降幅度分别为62.86%和75.91%。由此可知，枣树盛花期及果实成熟期这2个时期的磷需求量最大，根系的大量吸收导致土壤中的有效磷迅速降低；而枣树在果树彭大期需磷较少。另外，同一时期高产园土壤中的有效磷含量始终高于低产园。在一个生长季内，高、低产冬枣园土壤中有效磷含量的年平均值分别为13.46 mg/kg和7.30 mg/kg，高产园比低产园高6.16 mg/kg。因此，该枣园低产的原因之一是缺磷，特别在盛花期及果实成熟期应该补施磷肥。同时高产园也应该在盛花期及果实成熟期补施磷肥。

图2 高、低产冬枣园土壤中有效磷含量的年变化

2.4 冬枣园土壤有效钾含量的年变化规律

由图3可以看出，在一个生长季内，高、低产冬枣园土壤中有效钾含量呈上升趋势，年增加量分别为70.57 mg/kg和66.93 mg/kg，年增加幅度分别为23.05%和28.98%。

图3 高、低产冬枣园土壤中有效钾含量的年变化

以果实发育期为分界线，从萌芽展叶期到果实发育期，高、低产冬枣园土壤中有效钾含量无明显变化。从果实发育期到果实膨大期，高、低产冬枣园土壤中有效钾含量分别从279.35 mg/kg和217.27 mg/kg增加至379.28 mg/kg和301.07 mg/kg，增加量分别为99.93 mg/kg和83.80 mg/kg，增加幅度分别为35.77%和38.57%。从果实膨大期到落叶期，高、低产冬枣园土壤中有效钾含量无明显变化。参考我国第2次土壤普查养分分级标准可以看出，高、低枣园土壤中有效钾含量全年处于‘很丰富’水平，因此在生产中无需每年施用钾肥。

在一个生长季内，高、低产冬枣园土壤中有效钾含量的年平均值分别为333.28 mg/kg和213.94 mg/kg，高产园比低产园高119.79 mg/kg。

2.5 不同时期冬枣园土壤中有效氮、有效磷、有效钾含量与其产量的相关性

表2显示，不同时期冬枣园土壤中有效氮、有效磷、有效钾含量与产量有一定的相关性，其中盛花期和果实发育期的土壤有效氮含量与产量呈显著和极显著的正相关，相关系数分别为0.897、0.759；初花期和果实膨大期土壤中的有效磷含量与产量呈显著正相关，相关系数分别为0.956、0.923，其他均未达到显著水平。土壤中前期缺氮与枣树枝条大量生长，根系从土壤中吸收大量的氮有关，尽管各样地中土壤全氮含量为中量，但还是存在部分时期缺氮。所以，前期应该补施氮肥。土壤中有效磷含量在果树生殖生长时期如花期和果实迅速膨大期需求量较大，加之样地的全磷本就缺乏，有效磷含量将更低，因为磷很容易被土壤固定，特别是盐碱地[10]。所以，增施磷肥和提高磷肥的有效性是提高枣园产量的关键。各个物候期土壤有效钾的含量与枣树的产量无显著相关性。这与样地土壤中全钾含量较高有关（见表1，分别为中量和丰富）。总之，天津冬枣产区主要缺磷，其次是氮，钾不是限制因素。

表2 不同物候期土壤中有效氮/有效磷/有效钾的含量与冬枣产量的相关性

营养元素物候期 萌芽展叶期初花期盛花期果实发育期果实膨大期果实成熟期落叶期 有效氮0.5050.6280.897**0.759*0.6150.6330.656 有效磷0.7380.956**0.7330.7410.923**0.7550.732 有效钾0.6810.6980.7030.6790.7110.6930.699

注：表中数据右上角的*代表显著相关，**代表极显著相关

3 讨论与结论

土壤中的营养元素是果树生长发育的基础，土壤果树所需的营养元素主要来自土壤，果树的生长发育、果实产量及可持续生产都直接受到土壤养分的影响[9]。因此，应通过定期的营养诊断来监测果树的营养状况，合理施肥。本研究结果显示，高产与低产冬枣园土壤中的氮、磷、钾含量的年变化趋势基本一致，这与各园的施肥和浇水等管理基本一致有关。低产园主要是施肥量少，肥水没有跟上。如试验中高产园土壤有效氮、有效磷和有效钾含量均高于低产园，说明氮、磷、钾元素对提高冬枣产量具有重要作用。

本研究显示，适宜的施肥时期是高产的关键。相关性分析结果显示，土壤中有效氮含量在盛花期和果实发育期与产量呈极显著和显著正相关；有效磷含量在初花期和果实膨大期与产量呈极显著和显著正相关。说明这2个时期的氮、磷含量是影响产量的关键因素，这与范伟国，刘科鹏，马建江等的研究结果一致[10-13]。目前，生产上的肥水管理比较粗放，低产园仅施一次基肥或者再加施一次磷、钾混合化肥。高产园通常增加一次萌芽期的氮肥。由于施肥时期不适宜，所以通过土壤诊断和叶片营养诊断施肥是现代化果树管理的关键。

参考我国第2次土壤普查养分分级标准，从试验结果可知，高、低产冬枣园土壤中有效氮含量均为‘中量’水平，有效钾含量均为‘很丰富’水平，高产园土壤中有效磷含量为‘中量’水平，低产园土壤中有效磷含量为‘缺乏’水平。由此得出结论：对天津静海地区的冬枣施肥时可在盛花期和果实发育期适量补施氮肥，初花期和果实膨大期大量补施磷肥，无需或少量补施钾肥。

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Annual change of nitrogen, phosphorus and potassium in soil yield ofcv. Dongzao in same garden

GAO Zhong-hao1, WANG Wei1, YANG Jing-hui1, Corresponding Author, FENG Guo-hua2, WANG Zhi-xue3, LI Bing4, ZHANG Chao5

（1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Municipal Highway Bureau, Tianjin 300374, China; 3. Fruit Tree Research Institute of Tianjin Academy of Agricultural Science, Tianjin 300384, China; 4. China Institute of Resources and Environment,Tianjin Academy of Agricultural Sciences, Tianjin 300384, China; 5. Tianjin Shuofang Green Technology Development Co., Ltd., Tianjin 300384, China）

In order to understand the reasons for the low yield ofcv. Dongzao in Tianjin, the contents of total nitrogen, phosphorus, potassium and soil available nitrogen and available phosphorus in different phenological stages were determined. The results showed that the contents of available nitrogen, phosphorus and potassium between the high and low yield gardens were the same in changing trend (The available nitrogen content increased first and then decreased; the available phosphorus content decreased first, then increased and then decreased; the effective potassium content showed an upward trend.), and the content of each element in the high-yield garden was generally higher than that in the low-yield garden; the soil available nitrogen was lower in the early stage of plant growth, and the available phosphorus in the flowering stage and fruit ripening stage was lower, and the potassium was lower in the fruit development stage. The correlation was also analyzed between element and yield in each phenological period;it was concluded that nitrogen and phosphorus should be supplemented in Tianjin Dongzao Garden.The key period for replenishing nitrogen fertilizer is the flowering stage-fruit development period. The phosphate should be fertilized in the early flowering stage and the fruit stage.

cv. Dongzao; soil; nutritional diagnosis; fertilization; phenophase

1008-5394（2020）02-0023-05

10.19640/j.cnki.jtau.2020.02.005

S665.1

A

2019-11-17

天津市科技特派员项目（17ZXBFNC00310，19JCTPJC58000）；天津市林果现代农业产业技术体系创新团队项目（ITTFPRS2018002）；天津市科技局项目（18JCTPJC68000，17ZXZYNC00070）；天津市科技计划项目（18ZXBFNC00370）；邯郸市科学技术研究与发展计划项目（1812106033）

高忠浩（1995-），男，硕士在读，主要从事果树引种、栽培方面研究。E-mail：13821336022@163.com。

杨静慧（1961-），女，教授，博士，主要从事园艺植物栽培、抗逆生理和分子育种研究。E-mail：jinghuiyang2@aliyun.com。

责任编辑：杨霞