袋控缓释铁肥提高梨树铁素利用率

摘要：为探究袋控缓释铁肥改善梨树缺铁黄化的效果，采用硫酸亚铁与柠檬酸混合包装，并在肥料袋中添加生根诱导调节剂6-BA，设袋控缓释铁肥（HF）、撒施铁肥（SF）和不施铁肥（CK）3个处理，分析了其对梨树细根生长状况、叶片SPAD值以及叶片活性铁含量的影响。结果表明，HF梨树根系的细根最长、根体积和根表面积最大，其中在根长和根体积指标上显著高于SF和CK（P<0.05）；HF和SF两处理在生长季内细根数量显著高于CK（P<0.05）；HF肥效缓慢且稳定，持续维持一定的根系生物量，延长了梨树根系的褐变时间，其中HF褐变时间最长，为54 d，其次是SF，为43 d，CK为 25 d，各处理间差异显著（P<0.05）；HF显著提高了根系活力（P<0.05）。HF叶片SPAD值在7月和8月显著高于SF与CK（P<0.05）。8月各处理间梨树叶片活性铁含量差异显著（P<0.05），以HF的活性铁含量最高，为27.36 mg/kg。袋控缓释铁肥有效提高了梨树铁素利用率。

关键词：梨树；袋控缓释铁肥；铁素利用率；根系生长；叶片SPAD值

中图分类号：S661.2；S145.6 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）10-0024-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.10.005 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： To study the effect of bag-controlled slow-release iron fertilizer on improving iron deficiency and yellowing of pear trees， the fertilizer was packaged with ferrous sulfate and citric acid， and 6-BA was added into the fertilizer bag. Three treatments of bag-controlled slow-release iron fertilizer （HF）， spread iron fertilizer （SF） and no iron fertilizer （CK） were set up. The growth status of fine roots， leaf SPAD value and leaf active Fe content of pear trees were analyzed. The results showed that the length， volume and surface area of fine roots treated with HF were the highest， and the root length and root volume were significantly higher than those of SF and CK treatments （P<0.05）. The number of fine roots in HF and SF treatments was significantly higher than that in CK treatment during the growing season （P<0.05）. The fertilizer effect of HF treatment was slow and stable， which maintained a certain root biomass and prolonged the browning time of pear roots. Among them， the root browning time of HF treatment was the longest， reaching 54 days， followed by SF treatment for 43 days and CK treatment for 25 days， and there were significant differences among treatments （P<0.05）. In addition， HF treatment significantly increased root activity（P<0.05）. The SPAD values of HF treatment measured in July and August were significantly higher than those of SF and CK treatments （P<0.05）. In August， the active iron content of each treatment was significantly different （P<0.05）， and the active iron content of HF treatment was the highest， which was 27.36 mg/kg. The bag-controlled slow-release iron fertilizer effectively improved the utilization rate of iron in pear trees.

Key words： pear tree； bag-controlled slow-release iron fertilizer； iron utilization rate； growth of roots； leaf SPAD value

梨树在中国栽培面积广、产量高，在中国农业产业中占有重要的位置，由于缺铁而引起的黄叶病在国内许多梨园普遍发生，不仅影响果树的生长发育造成树势衰弱，而且严重影响果实产量和品质，甚至造成植株死亡［1-3］。李燕婷等［4］的研究表明，土壤pH影响土壤中铁的有效性，在土壤pH大于7.5的条件下，土壤溶液中铁的活性随着土壤pH的升高而降低。河南省主要的梨产区是黄河故道，该地区土壤地下水矿化度高、含盐量高、pH高，因此梨树极易发生缺铁失绿现象。生产上通常施用硫酸亚铁、有机复合铁肥、螯合铁肥等矫治梨树的缺铁黄化病。但是采用硫酸亚铁或有机复合铁肥矫治效果不是很理想，采用螯合铁作铁肥矫治梨树的缺铁黄化症状［5］虽然效果显著，但因较高的价格也制约了其推广。

袋控缓释铁肥一次性施肥可满足果树一年生长季对铁肥的需要，具有养分释放与果树吸收同步，肥效持续时间长、肥料利用率高等特点，在深入推进化肥减量背景下，推广袋控缓释技术对实现农业生态可持续发展具有重要意义。前人已在袋控缓释肥对提高果树生长与品质等方面进行了大量研究［6-10］，而果园的地下管理是实现果树优质丰产的基础和前提，根系中的新生细根是吸收肥料的主要部位，因此本研究采用硫酸亚铁和柠檬酸混合包装于袋控缓释肥芯中，在根际微域环境内改善果树根际范围的pH，并在针刺微孔肥料袋中添加生根诱导植物调节剂6-BA，通过采用微根管观察袋控缓释铁肥条件技术下梨树细根发生和生长情况，研究细根生长对梨树补铁效果的影响，以期为推进化肥减量，筛选出高效矫治缺铁黄化的缓控袋肥，从而提高梨树铁素利用率，达到果树补铁的目的。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2022年5—10月在河南农业高新科技园区的河南省大宗水果产业技术体系中牟综合试验站开展。供试品种为梨品种新高，砧木为杜梨，树龄为7年，株行距为2.5 m×4.0 m。根据孟亚楠［11］对黄化病发生程度的分级标准，将果园内果树黄化程度分为3级，分别为叶脉间白化、全叶黄化、叶片出现典型的叶脉间失绿的缺铁症状。缓释肥芯肥为河南农业职业学院果树专业课题组研制，50 g/袋，由尿素、磷酸二铵和K2SO4无机肥按照一定比例组成，每袋肥芯中N、P、K的含量分别为10.8、4.1、11.2 g。

1.2 试验设计

田间试验共设置3个处理（表1），每小区3株（3个黄化程度级别各1株），重复3次，按树冠垂直投影面积每平方米 20 g铁量计算缓控释肥用量。同级的黄化植株设置不施铁肥对照（CK）、撒施铁肥（SF）、袋控缓释铁肥（HF）3个处理，肥料的施用情况见表1。

各处理均采用条状沟施法，即在距离树干60 cm的位置，沿着南北方向挖宽约20 cm、深约25 cm、长约60 cm的两条沟。不施铁肥对照施入缓释肥肥芯，每沟施入4袋，每棵树共施8袋；撒施铁肥处理每沟中撒施入与4袋袋控缓释铁肥等量的肥料，即每棵树施入8袋缓释肥；袋控缓释铁肥处理在每条施肥沟内施入4袋缓释肥，各处理肥料配方及规格见表1。施肥后在梨树行间，距离树干 40 cm 处，埋入长60 cm、外径70 mm与地面呈 45°夹角的微根管，埋设垂直距离约为40 cm。并于2022年5—10月对新根生长状况进行数据采集，每月20日进行观察。

1.3 测定方法

通过根系原位观测系统RootScanner-R观测梨树10～30 cm土层的新生细根生长状况。图像采集面积19.6 cm×20.7 cm，利用系统中所带软件对细根（直径<2 mm）生长状况进行数据分析。

2022年在6月15日、7月15日、8月15日在东面、西面两侧施肥沟中间用土钻取土样，土样冲洗后保留根系，采用李合生［12］的氯化三苯基四氮唑（TTC）还原法测定细根根系活力。采用SPAD-502PLUS便携式叶绿素测定仪测量已选定的新梢中部叶片SPAD值，每株测10个叶片，取其平均值。称取根系和叶片各1 g，用剪刀剪碎后放入试管，加入10 mL的1 mol/L的HCl，振荡浸提12 h，过滤2次定容到25 mL，用ICP法测定活性铁含量。

1.4 数据处理

用Microsoft Excel 2019软件进行数据分析。采用 Duncan’s新复极差法分析不同处理间的差异（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对梨树细根生长状况的影响

2.1.1 对根长、根表面积、根体积的影响 于2022年10月梨树根系停止生长后进行图像数据分析，测定对照和处理的根系生长长度、根表面积以及根体积。由表2可以看出， HF梨树根系的细根最长、根体积和根表面积最大，其次是SF。HF根表面积指标与CK差异均达显著水平（P<0.05），但与SF差异不明显；在根长和根体积指标上3个处理差异均达显著水平（P<0.05）。

2.1.2 对细根数量的影响 由图1可见，梨树根系发生数量在夏季和秋季有2次生长高峰，其中6月、7月生长高峰产生的新根数量多于8月、9月，10月梨树根系的生长逐渐停止。细根总数以HF最多，为325条，其次为SF，为303条，CK最少，为180条，HF与SF间差异不显著，但与CK存在显著差异（P<0.05）。

2.1.3 对根系生物量的影响 由图2可知，CK、SF、HF梨树根系生物量的平均值分别为1 821.0、 6 683.3、8 290.2 mm3/株，其中SF和HF平均生物量没有明显的差异，但CK与SF、HF根系平均生物量的差异明显。根系生物量反映了在某个时间一定体积上存在的活根量，根系生物量的动态变化可以反映出根系的稳定性，5—10月整个测量过程中，HF根系生物量最为稳定，从侧面也说明袋控缓释铁肥处理延长了梨树根系寿命。

2.1.4 对根系寿命的影响 梨树新生根系的颜色开始为白色，逐渐变深成为褐色，梨树根系颜色的变化反映了其呼吸和吸收能力的下降，细根为白色或者褐色即为活根，颜色为黑色、皱缩或者在2次观测期间消失了即为死根。根系图像采集结果表明，袋控缓释铁肥处理根系从白色到褐色的时间最长，为54 d，其次是撒施铁肥处理，为43 d，不施铁肥对照为25 d，各处理间差异显著（P<0.05），袋控缓释铁肥处理显著高于撒施铁肥处理和不施铁肥对照（图3）。

2.1.5 对根系活力的影响 6月15日至8月15日根系活力测定结果（图4）表明，各处理6月15日测定的根系活力均高于7月15日、8月15日测定的根系活力，其中6月15日袋控缓释铁肥处理根系活力最高，为 650 μg/（g·h），其次为撒施铁肥处理，不施铁肥对照最低，为430 μg/（g·h）；6月15日和8月15日各处理间差异均达显著水平（P<0.05），袋控缓释铁肥处理根系活力显著高于撒施铁肥处理和不施铁肥对照；7月15日撒施铁肥和袋控缓释铁肥均显著高于不施铁肥对照（P<0.05），撒施铁肥处理和袋控缓释铁肥处理之间没有显著差异。

2.2 不同处理对梨树叶片SPAD值的影响

从5月20日开始袋控缓释铁肥处理梨树叶片SPAD值呈持续增加的趋势，至8月开始稳定。由图5可知，5月20日撒施铁肥处理叶片SPAD值显著高于袋控缓释铁肥处理和不施铁肥对照（P<0.05）；6月20日撒施铁肥处理叶片SPAD值与袋控缓释铁肥处理间没有显著差异，但均显著高于不施铁肥对照（P<0.05）；7月20日和8月20日，各处理间叶片SPAD值的差异显著（P<0.05），袋控缓释铁肥处理叶片SPAD值显著高于撒施铁肥处理与不施铁肥对照，7月20日测得的袋控缓释铁肥处理SPAD值最高，为47.6。

2.3 不同处理对梨树叶片活性铁含量的影响

植物叶片中活性铁含量是诊断铁营养状况的指标［13，14］。由图6可以看出，6月5日袋控缓释铁肥处理与撒施铁肥处理测得的活性铁含量均显著高于不施铁肥对照（P<0.05）；8月5日各处理间的活性铁含量差异显著（P<0.05），袋控缓释铁肥处理活性铁含量显著高于其他处理，为27.36 mg/kg，与不施铁肥对照相比，活性铁的含量提高了93.2%。

3 小结与讨论

对于多年生果树来说，维持土壤养分稳定对于其生长发育、产量和品质具有重要的影响作用。袋控缓释肥通过调节控施带上的微孔数目达到稳定释放养分的目的。张亚飞等［15］、张守仕等［16，17］、张华美等［18］的研究发现，袋控缓释肥能持续稳定对树体供应养分，在生长季内呈逐渐上升趋势，相比撒施处理变化幅度小，实现供试植物对肥料的最适生长要求。另外，袋控缓释肥料结合春季追肥或者秋季基施，可实现施用一次即可满足全年养分需求，节省劳动力，降低劳动强度，提高肥料利用率；而且施肥时不直接接触肥料，避免了由于土壤中有效养分骤增而危害植株根系生长的情况［19］。本试验在碱性土壤条件下添加酸性肥料和生根剂的袋控缓释铁肥在植株生长季中能够持续稳定地为梨树提供铁肥，撒施铁肥处理后，在短时间内梨树叶片SPAD值和叶片活性铁含量的增加速度大于袋控缓释铁肥处理，但在整个试验期间，袋控缓释铁肥处理的叶片SPAD值和叶片活性铁含量逐渐稳定上升，试验后期显著高于撒施铁肥处理。

植株地上部分生长发育与地下部分根系代谢、生长和活力变化密切相关，促进果树根系的生长发育是果园施肥、灌水等农艺管理措施的首要因素［20-22］。细根数量多，吸收能力强，是植物体从土壤中吸收水分和养分的主要途径［23，24］。有研究表明，袋控缓释肥可提高植株细根数量、延长细根寿命，从而提高肥料的利用率［15，17］。梨树新生的细根开始为白色，随着根系的发育逐渐由白色变为褐色，褐色根系肥力吸收能力和根系呼吸速率均不及白色细根［24］。本试验袋控缓释铁肥处理根系的寿命比撒施铁肥处理延长11 d，提高了生长季内根系的活力，而且使用微根管统计的根系数量表明梨树在年生长周期内细根产生夏季和秋季2个高峰，夏季产生细根数量多于秋季，这与前人使用挖掘法得到的结果一致［21］。

总之，铁是植物叶片叶绿素合成的必需元素，参与植物的光合作用，因此植物缺铁会降低光合作用，进而影响果实产量和品质［25，26］。从本试验结果可以看出，袋控缓释铁肥可提高梨树铁素利用率，对矫治碱性土壤环境下梨园缺铁黄化现象效果较好。但由于果园本身的立地条件、树龄以及产量水平等因素均可影响施肥效果，而且细根生长状况易受温度、水分、土层厚度、坐果量及微根管安装等因素影响，各年份间也会产生差异，所以本研究结果仅供梨园缺铁矫治生产参考，有待增加试验施肥期进一步完成袋控缓释铁肥研究工作。

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收稿日期：2023-12-05

基金项目：河南省大宗水果产业技术体系建设专项资金项目（Z2014-11-11）；河南农业职业学院科技创新人才项目（HNACHRSR-2023-03）；河南农业职业学院科学研究项目（HNACKY-2020-08）

作者简介：孙文英（1979-），女，河北衡水人，副教授，博士，主要从事果树栽培技术研究，（电话）15037125512（电子信箱）swy98043@126.com。