施用氮磷鉀對密植梨棗生長與葉片養分季節動態的影響

張彤彤，徐福利，*，汪有科，林 云

(1西北農林科技大學資源環境學院，陜西楊凌712100;2中國科學院、水利部水土保持研究所，陜西楊凌712100)

陜北丘陵區紅棗栽植已有3000多年的悠久歷史，主要集中分布在黃河沿岸以及丘陵山地，目前栽植面積已經達到14萬公頃，仍有不斷擴大的趨勢。由于栽植面積的90%以上是在丘陵山地［1］，受到干旱、土壤貧瘠、品種單一，管理技術欠缺等因素制約，紅棗產量與品質低，影響了紅棗產業發展，需要采用科學研究解決這些限制因素。進行有效的紅棗施肥管理是影響紅棗產量與質量的重要技術措施之一［2］。已有研究結果表明，施用氮肥能夠提高梨棗樹不同部位的氮素含量，其中葉片氮素含量增加較為明顯，反應施氮的效應指數最為明顯［3］。養分元素之間、養分元素與作物之間、養分元素與土壤之間的作用是復雜的，是相互聯系的［4－5］。通過葉片營養元素含量定量與動態分析，可以探討植株在不同條件下，不同生長發育階段各營養元素含量的變化規律，是植物營養學和肥料學的重要研究方向［6］。研究樹木葉片營養元素含量的季節性變化，對于研究樹木對營養元素的需求動態、吸收能力和養分調控具有重要意義［7］。這方面的研究已在蘋果、黃金梨、臍橙，葡萄、杏、獼猴桃等許多果樹上已有報道［8－19］，但在紅棗葉營養動態變化缺乏系統研究，特別在梨棗上未見報道。探討梨棗葉營養含量變化與施用氮磷鉀對梨棗施肥管理與營養調控，改善梨棗營養環境，梨棗提質增效具有理論與實踐意義。為此，本研究結合黃土高原丘陵區的山地生態條件和土壤肥力特征，以山地滴灌條件下梨棗為研究對象，2010年4月開始設置施肥試驗，于2010年7月至10月期間梨棗果實生長期，對山地梨棗施肥效應，葉片營養元素動態變化與NPK施肥關系進行研究，以期探討梨棗葉片礦質元素的需求和分配規律，梨棗生長期間不同元素之間關系，進而為梨棗合理施肥和養分調控提供理論依據。

1 材料方法

1.1 試驗地概況

試驗地選在陜西省米脂縣銀州鎮孟岔村的山地棗園，是國家實施退耕還林工程實施后采用矮化密植技術建立的示范園，屬中溫帶半干旱性氣候，地勢以山坡地為主，坡度在15°左右，干旱少雨，年平均氣溫8.5℃，年平均降水量451.6 mm，多集中在7～9月份，4～6月份經常出現干旱，造成紅棗落花落果，采用提水和節水灌溉技術，改善了紅棗的水分環境，使得紅棗產量快速提高，試驗地已成為黃土高原紅棗產業的技術示范園。試驗地土壤為黃綿土，土層深但肥力低，有機質2.1 g/kg，土壤速效氮34.73 mg/kg，速效磷2.90 mg/kg，速效鉀101.9 mg/kg，pH為8.6，在陜北丘陵區具有代表性。

1.2 試驗設計

供試品種為樹齡8年生的山地矮化密植梨棗(Zizyphus jujubaMill．cv．Lizao)，示范園區代表品種，樹勢基本一致，栽植密度(2 m×3 m)1650株/hm2。灌溉方式是山地滴灌，試驗期間微灌水量60 mm，共灌水2次，分別在5月15日和7月15日，每次灌水量相同。試驗共設4個處理。1)CK(不施肥);2)N 450 kg/hm2;3)P2O5225 kg/hm2;4)K2O 250 kg/hm2。氮肥用尿素(N 46%)，磷肥用過磷酸鈣(P2O512%);鉀肥用硫酸鉀(K2O 51%);全部磷肥、鉀肥和50%氮肥以基肥4月15日施入，剩余的50%氮肥在7月25日以追肥施入。不同處理之間相隔3米。采用完全隨機設計，每個小區3株梨棗(試驗小區面積2 m×3 m)，3次重復。

1.3 樣品采集與測定方法

試驗期間定期采取梨棗葉片，分別于2010年7月6日(萌芽展葉期)，7月21日(開花坐果期)，8月10(果實膨大期)，8月30日(果實膨大期)，9月15日(果實成熟期)，9月29日(落葉期)取樣，共計6次。

取樣方法在梨棗樹冠東、西、南、北4個方位分別采集樹體外圍中上部的發育枝棗吊中部健康葉，每株30～35片，每小區組成混合樣。將新鮮樣品用蒸餾水迅速沖洗干凈，然后將樣品置于室內通風陰涼處自然風干，帶回實驗室，在70℃烘8 h，用不銹鋼粉碎機粉碎后置于密封袋中［20］，貼好標簽，用于測定養分含量。

葉片中的全氮采用全自動定氮儀－K9860測定，全磷采用鉬銻抗比色法測定，紫外－可見光光度計UV－2450/2550，全鉀采用M410火焰光度計測定，Ca、Mg、Fe、Mn、Zn 采用1 mol/L HCl浸泡法處理后，用原子吸收分光光度計－4530F進行測定。室內分析測試每個樣品做3個重復。

試驗數據的統計分析采用Microsoft Excel 2003和DPS 7.05軟件處理。

2 結果與分析

2.1 施肥對密植山地梨棗枝條生長和果實發育的影響

2.1.1 施肥對密植山地梨棗枝條生長的影響 山地滴灌條件下施肥對密植棗樹新枝生長的影響見圖1，從圖看出，施肥處理棗樹新枝條長勢均高于對照。其中，施氮肥處理和施磷肥施顯著高于對照。氮、磷、鉀肥新枝生長量的大小順序為：施氮肥＞施鉀肥＞施磷肥，施氮肥處理新枝增長量最大。整體來看，施氮肥處理棗樹新枝長勢最好。施氮肥可以明顯增加棗樹新枝生長量，加快棗樹新枝生長速度。

2.1.2 施肥對山地梨棗果實發育的影響 從表1結果中看出，施肥的棗果橫縱徑均高于對照。從橫徑來看，不同施肥處理，其棗果橫徑的增長量有顯著差異。其中，以施氮肥處理棗果橫徑增加最為顯著，平均比對照增加了13.1%。其次為施鉀肥處理，比對照增加了10.4%。然后是施磷肥處理，比對照增加了4.5%。縱徑的增長規律與橫徑基本一致。結果顯示，施肥能夠促進紅棗棗果發育，提供了棗果發育需要的營養物質和代謝物質，施氮肥可以增加梨棗果實體積。

圖1 不同施肥處理下新枝增長量Fig．1 Increased amount of new branches under different fertilization treatments

表1 不同施肥處理下棗果徑的增長變化Table 1 Change of pear-jujube fruit diameter under different fertilization treatments

2.2 施肥對山地梨棗產量與品質的影響

2.2.1 施肥對山地梨棗產量的影響 從圖2看出，滴灌條件下施肥對梨棗產量的影響，施肥各處理產量均高于對照，其中磷肥處理梨棗產量最高，達到33210 kg/hm2，氮肥次之，鉀肥無顯著差異。

2.2.2 施肥對梨棗品質的影響 評價紅棗果實品質，把硬度，水分，可溶性固形物，總糖，可滴定酸的含量作為重要指標。從表2中可以看出，施肥在不同程度上提高梨棗果實的品質。施磷肥降低棗果的硬度，施氮肥提高棗果的水分含量，施磷肥增加棗果中可溶性固形物含量，降低棗果中酸的含量，施鉀肥可以提高棗果中的總糖含量，施鉀肥可以提高棗果中的糖酸比。

2.3 各處理山地梨棗葉片主要營養元素含量的動態的變化

2.3.1 各處理梨棗葉片氮磷鉀含量動態的變化

圖2 不同施肥處理下梨棗的產量Fig．2 The yields of pear-jujube under different fertilization treatments

結果如圖3所示，梨棗葉片全N含量表現出一定的規律性，前期葉片含量高，隨著棗果發育，含量逐漸降低，在果實成熟期，N含量快速減低。不同施肥處理葉片全N含量在發芽—開花期差異較大，施用氮肥明顯增加葉片全氮含量;施用磷肥也能夠提高葉片的氮素含量，這與氮磷耦合作用有關，施用磷肥刺激根系對氮的吸收;施用鉀肥葉片對氮素含量影響不明顯。 在7月21日之前，施氮肥和施磷肥的N含量處于較高水平，施鉀肥處理和CK處理則處于較低水平。從7月6日開始，隨著棗果生長，葉片中的N素向棗果轉移，葉片N含量迅速減少，直到果實膨大期。在梨棗葉片前期施氮、磷肥能夠提高葉片N素含量，施鉀肥作用不明顯。在中后期，葉片中的N含量相對穩定。在9月中下旬，棗果需N增多，葉片中的N含量明顯下降，葉片N素含量變化最明顯的時期在棗樹開花期，即7月21日之前，這一時期的葉片N素含量可作為診斷紅棗N素營養的敏感期。

梨棗葉片全P含量隨著紅棗生長呈先降低后升高再降低的“S”型變化趨勢(圖3)。不同施肥處理的葉片P素含量變化趨勢相近，即均以7月初期P含量較高，之后下降，到8月上旬最低，之后又有一個緩慢上升再降低的趨勢。施用磷肥有助于新葉形成，但對葉片P素含量影響不明顯。施用鉀肥在梨棗生長前期有利于梨棗葉片P素的吸收，隨后影響減少，其機理還有待進一步研究。

表2 不同施肥處理下梨棗果實品質Table 2 The fruit quality of pear-jujube under different fertilization treatments

梨棗葉片全K含量隨著紅棗生長呈不斷降低的趨勢(圖3)。施鉀肥葉片K素含量高于其他處理，施用氮、磷對葉片K含量沒有明顯影響。葉片中K素含量在果實發育期(7月中下旬到8月底)下降較快，表明果實發育需消耗較多的K素，施用鉀肥有利于梨棗果實的生長。

圖3 梨棗葉片氮磷鉀養分含量的動態變化Fig．3 Dynamics of N，P and K content in leaves of the pear-jujube

2.3.2 各處理梨棗葉片鈣鎂含量的動態變化 結果如圖4所示，梨棗葉片Ca含量隨著紅棗生長處于不斷增加的趨勢。開花—坐果期，施用鉀肥增加了梨棗葉片鈣含量，施用磷肥降低了梨棗葉片Ca含量。而在果實膨大期，施肥處理的梨棗葉片Ca含量都低于對照，其中施氮肥的處理最明顯，這可能與施用N肥促進了葉片生長，導致葉片中Ca含量的下降，與圖1中施用氮肥明顯增加了紅棗新梢長度結果相一致。

梨棗葉片Mg含量隨著紅棗生長呈先增加又降低的拋物形變化趨勢(圖4)。不同處理的梨棗葉片中Mg含量變化差異明顯。施用氮、磷、鉀肥都不同程度地提高梨棗葉片Mg含量，以施氮肥處理最為明顯，其次是施用磷肥處理。

圖4 梨棗葉片鈣鎂含量的動態變化Fig．4 Dynamics of Ca and Mg content in leaves of the pear-jujube

2.3.3 各處理梨棗葉片鐵錳鋅含量的動態變化

從圖5可看出，梨棗葉片Fe含量隨著紅棗生長呈不斷增加的趨勢。施肥對葉片Fe含量有影響，但是影響較小，可能影響較為復雜。施用磷肥和鉀肥均增加了梨棗葉片Fe含量，施用氮肥在梨棗生長后期降低了梨棗葉片的Fe含量，因為施用氮肥促進了梨棗葉片的生長，對梨棗葉片的Fe含量有稀釋作用。所以，施用氮肥要防止棗樹出現缺Fe現象。

梨棗葉片Mn含量隨著紅棗生長處于增加的趨勢(圖5)。施磷對葉片Mn含量有明顯的影響，施氮肥對Mn含量的影響規律性不強;施用磷肥提高了葉片Mn含量，在梨棗果實膨大期提高Mn含量特別明顯，是施氮磷鉀肥對Mn含量的影響最大。在紅棗生長前期，Mn含量較高，對促進葉片內葉綠素形成、提高光合速率有作用。生長后期葉內較高的錳含量還可促進葉綠素更新、糖分積累、蛋白質合成，提高樹體的貯藏養分。

梨棗葉片Zn含量在梨棗生長周期中是相對穩定且緩慢下降的過程(圖5)，施磷、鉀肥處理梨棗葉片內Zn含量在開花坐果期開始下降，說明在該時期施磷、鉀肥促進了梨棗對葉面中Zn的吸收。所有處理在果實膨大期均出現小幅上升趨勢，之后均呈現出下降趨勢，以施氮肥葉片中 Zn含量下降最為顯著。

圖5 梨棗葉片鐵錳鋅含量的動態變化Fig．5 Dynamics of Fe，Mn and Zn content in leaves of the pear-jujube

2.4 梨棗葉片不同營養元素間的相關性分析

梨棗葉片8種不同營養元素間都表現出不同程度的相關性(表3)。葉片N與葉片P、K、Zn含量呈正相關，葉片N與P、K達到極顯著相關，葉片N與葉片Ca、Mg、Fe、Mn含量呈極顯著負相關。葉片P與K呈顯著正相關，葉片P與Ca、Fe、Mn呈極顯著負相關。葉片K與Zn呈顯著正相關，葉片K與Ca、Fe、Mn呈極顯著負相關。施肥不僅影響自身養分含量變化，也同時影響其他元素的吸收，梨棗葉片營養元素之間的平衡是診斷棗樹營養并調控的重要理論。

葉片Ca與 Mg、Fe，Mn呈極顯著正相關，與Zn相關性不顯著。Mg與Fe、Mn呈顯著正相關，與Zn相關性不顯著。Fe與Mn、Zn呈極顯著正相關。Mn與 Zn相關性不明顯。N、P、K、Zn 及 Ca、Mg、Fe、Mn之間分別呈正相關，而 N、P、K 與 Ca、Mg、Fe、Mn 之間呈負相關，山地梨棗葉片礦質營養元素的吸收與積累相互間存在一種協同與拮抗的代謝關系，施用N、P、K肥要重視元素的平衡關系。

表3 梨棗葉片不同營養元素的相關性Table 3 The correlation between the different elements in leaves of the pear-jujube

3 討論與結論

養分是植物生長的主要因素，也是可以調控的重要技術措施之一［13］，對提高作物產量和品質有著極其重要的作用。本研究在滴灌條件下，設置不同的施肥處理，研究了梨棗生長過程中梨棗葉片營養元素的動態變化以及施肥對葉片營養動態變化的影響，為梨棗養分調控與養分診斷提高理論依據，基于試驗結果及分析得出以下結論：

1)梨棗葉片的營養元素含量隨紅棗生長的變化而呈現有規律的變化。梨棗展葉開花期葉片N、P、K、Zn含量很高，自果實膨大期開始呈現下降趨勢。梨棗展葉開花期葉片Ca、Fe、Mn含量很低，坐果期—果實膨大期明顯上高。梨棗展葉開花期葉片Mg含量低，隨后坐果期—果實膨大增加，到果實成熟—落葉前期又下降，開花—坐果期(7月6日至7月21日)是棗樹營養調控與診斷的適宜時期。

2)施肥對梨棗前期的營養含量影響最明顯，隨著梨棗生長過程氮、磷、鉀養分向果實的運輸，葉片養分減少，施用氮、磷、鉀肥對葉片養分提高主要是在梨棗開花—棗果坐果期。施用氮磷鉀對梨棗葉片Ca、Mg、Fe、Mn、Zn 有不同程度的影響，施氮、磷肥葉片Ca含量均呈逐漸升高的趨勢;施氮肥明顯提高了Mg含量;施磷和鉀肥提高了葉片的Fe含量，施用磷肥提高了葉片Mn含量;施氮葉片Zn含量在梨棗果實成熟期處于下降的趨勢。

3)施用氮肥對果徑的增長影響明顯;施磷肥對棗樹產量影響明顯，并與生長期的坐花坐果及后期的落花落果有關;施鉀肥對提高棗果品質影響較大。

4)梨棗期葉片N、P、K含量之間均呈顯著正相關，其中N、P之間的關系最密切。山地梨棗生長期葉片中Ca、Mg、Fe和Mn之間均為正相關。Zn與其他元素之間無相關性，與 Ca呈負相關，與 Fe正相關。

在植物生長期間，要綜合土壤性質和植物葉片元素間平衡關系，實現更大的提質增效作用［5，10，21，22］，棗樹樹體內較高的營養水平，保證棗樹正常的花芽分化和開花結果，對樹體的抗逆性，提高梨棗樹產量和品質也有重要作用。但是植物葉片元素含量與梨棗產量和品質之間的關系，還有待于進一步研究。在梨棗果實成熟期(9月初至10月初)，N、P、K素都是迅速下降，除了養分供應果實需求外，還有養分再吸收［23］，有關紅棗的養分再吸收還需要有進步研究。

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