魏 斌，李友明，翟廣生，黃偉軍，李 娜，權(quán)小容

(1.蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730000;2.廣元市昭化區(qū)農(nóng)業(yè)局，四川廣元628000;3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川成都610000;4.四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川成都610000)

獼猴桃(Actinidia Lindl)屬獼猴桃科落葉木質(zhì)藤本植物，是秦巴山區(qū)廣泛種植的經(jīng)濟(jì)作物，也是該地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)支柱之一［1］。長期以來，在獼猴桃生產(chǎn)管理中，傳統(tǒng)的施肥觀念沒有得到徹底轉(zhuǎn)變，濫施、盲施、偏施、重施、亂施化肥的現(xiàn)象仍較普遍。這不但造成肥料利用率降低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本增加，資源環(huán)境代價加大，而且對農(nóng)田土壤質(zhì)量和獼猴桃品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響，進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。為緩解“土壤—作物”間肥料的供需矛盾，平衡土壤養(yǎng)分供應(yīng)，提高肥料利用率，我國從2005年啟動測土配方施肥項(xiàng)目，并且逐步推廣應(yīng)用測土配方施肥技術(shù)［2］。“2+X”田間肥效試驗(yàn)是測土配方施肥技術(shù)體系的重要內(nèi)容，分為基礎(chǔ)施肥和動態(tài)優(yōu)化施肥試驗(yàn)兩個部分?！?”是指以常規(guī)施肥和優(yōu)化施肥2個處理為基礎(chǔ)的對比施肥試驗(yàn)研究;“X”是指針對指定作物存在的一些對生產(chǎn)和養(yǎng)分利用有較大影響的未知因子而不斷進(jìn)行的修正優(yōu)化施肥處理的動態(tài)研究試驗(yàn)。筆者通過前期土壤養(yǎng)分測試、獼猴桃養(yǎng)分吸收特點(diǎn)和葉片營養(yǎng)診斷豐缺指標(biāo)法，確定氮素營養(yǎng)為獼猴桃生長發(fā)育主要限制因子，同時進(jìn)一步探討不同施氮量對獼猴桃的春梢長度、相對生長率、比葉面積、葉干物質(zhì)和莖葉比等營養(yǎng)功能特征及果實(shí)產(chǎn)量的影響以及獼猴桃果實(shí)產(chǎn)量與上述功能特征狀間的相互關(guān)系，以期為測土配方施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用和區(qū)域獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地設(shè)在四川省廣元市昭化區(qū)境內(nèi)紫云獼猴桃專業(yè)合作社，中心區(qū)位地理坐標(biāo)為N 32.25°，E 105.92°，海拔708.6 m，土壤為石灰性紫色土，耕層厚度0.5 m，成土母質(zhì)為侏羅系城墻巖群組坡殘積物。試驗(yàn)區(qū)水源條件良好，地勢平坦，土壤肥力中等，肥力分布均勻。耕層土壤農(nóng)化性狀為:pH 7.3，有機(jī)質(zhì)16.5 g/kg，全氮1.01 g/kg，堿解氮 76 mg/kg，速效磷6.7 mg/kg，速效鉀61 mg/kg。

1.2 供試材料 供試肥料均選用單質(zhì)肥料。氮肥選用含量為46.7%的尿素(CO(NH2)2，四川宏泰生化有限公司生產(chǎn));磷肥選用P2O5含量為12%的過磷酸鈣(Ca(H2PO4)2，陜西裕豐實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn));鉀肥選用K2O含量為50%的硫酸鉀(K2SO4，寧夏金牛集團(tuán)化肥有限責(zé)任公司生產(chǎn));有機(jī)肥選用N、P、K總養(yǎng)分量為5%的生物有機(jī)肥(江西天人生態(tài)股份有限公司提供)。供試獼猴桃品種為“紅陽”，均為生長5年、長勢均勻良好的盛果期果樹。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基礎(chǔ)施肥試驗(yàn)設(shè)計。采用規(guī)范肥料田間試驗(yàn)“2+X”設(shè)計方案?；A(chǔ)施肥試驗(yàn)取“2+X”中的“2”為試驗(yàn)處理數(shù)。①常規(guī)施肥，獼猴桃樹的施肥種類、數(shù)量、時期、方法和栽培管理措施均按照當(dāng)?shù)卮蠖鄶?shù)農(nóng)戶的生產(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行;②優(yōu)化施肥，即采用當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、適產(chǎn)且經(jīng)土壤肥料專家認(rèn)可的優(yōu)化施肥技術(shù)方案作為試驗(yàn)處理?；A(chǔ)施肥試驗(yàn)是在大田條件下進(jìn)行的生產(chǎn)應(yīng)用性試驗(yàn)，無重復(fù)設(shè)置，小區(qū)面積均2 000 m2(333株)。試驗(yàn)采用生長5年的盛果期果樹。

1.3.2 “X”動態(tài)優(yōu)化施肥試驗(yàn)設(shè)計。“X”動態(tài)優(yōu)化施肥試驗(yàn)是根據(jù)試驗(yàn)區(qū)獼猴桃樹的立地條件、生長限制因子、果園土壤肥力狀況、供試品種類型等特點(diǎn)，在綜合考慮土壤養(yǎng)分狀況、果樹養(yǎng)分吸收特點(diǎn)和葉片營養(yǎng)診斷豐缺指標(biāo)等因素的基礎(chǔ)上，確定氮素為該區(qū)獼猴桃生產(chǎn)的限制因子。據(jù)此，采用氮肥總量控制試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)4個施氮水平:①無氮區(qū)(施氮量為0 kg/株);②70%優(yōu)化施氮區(qū)(施氮量為0.56 kg/株);③優(yōu)化施氮區(qū)(施氮量為0.80 kg/株);④130%優(yōu)化施氮區(qū)(施氮量為1.04 kg/株)。有機(jī)肥和磷肥、鉀肥按照優(yōu)化氮區(qū)施肥量投入，各處理施量分別為5.00、0.75和0.60 kg/株。每個小區(qū)含長勢均勻的盛果期獼猴桃樹25株，設(shè)3組重復(fù)。各小區(qū)間設(shè)置2 m肥水隔離帶。獼猴桃氮肥總量控制試驗(yàn)設(shè)計方案見表2。

表2 獼猴桃氮肥總量控制試驗(yàn)設(shè)計方案

1.3.3 施肥方式。施肥方式采用分次實(shí)施，分別為基肥、追肥和壯果肥?；视谏夏旯麑?shí)收獲后的初冬施用;追肥于春梢生長和花芽分化期施用;壯果肥于掛果期施用。采用條溝法實(shí)施。試驗(yàn)小區(qū)分次施肥，尿素作基肥∶追肥∶壯果肥比例為 33∶17∶50，過磷酸鈣作基肥∶追肥∶壯果肥比例為 67∶0∶33，硫酸鉀作基肥∶追肥∶壯果肥比例為 25∶25∶50。

1.4 分析指標(biāo)及方法 試驗(yàn)前采集基礎(chǔ)土樣進(jìn)行測定。在果樹春梢停長、秋梢尚未萌發(fā)(莖葉養(yǎng)分相對穩(wěn)定期)時采集莖、葉樣品，進(jìn)行營養(yǎng)功能特征測試;在收獲期，采集果實(shí)樣品，分別記錄果實(shí)產(chǎn)量，進(jìn)行集中測產(chǎn)。

1.4.1 營養(yǎng)功能特征。植物高度指植物的自然高度。由于獼猴桃為多年生藤本植物，用卷尺測量試驗(yàn)區(qū)獼猴桃樹當(dāng)年春梢平均長度，精確到10-3m。相對生長率(RGR)指單位時間內(nèi)植株干物質(zhì)的增加量。按Hunt［3］介紹的方法，計算公式如下:

式中，WAug為8月份測定的干物質(zhì)量;WMar為5月份測定的干物質(zhì)量;t為2次測定的間隔天數(shù)。

比葉面積(SLA)指植物積累單位干物質(zhì)所對應(yīng)的葉光能截獲面積。按Gamier等［4］介紹的方法，計算公式如下:

葉干物質(zhì)含量(LDMC)為葉干質(zhì)量與葉鮮質(zhì)量的比值。計算公式如下:

莖葉比(SLR)為植物莖干質(zhì)量與葉干質(zhì)量的比值。按Müller等［5］的方法，計算公式如下:

1.4.2 果實(shí)產(chǎn)量。在收獲期，采集果實(shí)樣品，測定鮮重。

1.5 統(tǒng)計分析 采用SPSS19.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。利用單因子方差分析(one-way ANOVE)和最小顯著差數(shù)法(LSD)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析和顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮素營養(yǎng)對獼猴桃營養(yǎng)功能特征的影響 研究表明，氮素營養(yǎng)對獼猴桃營養(yǎng)功能特征有不同的影響。由圖1可知，施氮顯著提高獼猴桃樹春梢的長度和比葉面積，二者間均與施氮量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(春稍長度Y=22.467x+44.167(R2=0.856 6)，比葉面積Y=2.271 7x+4.871 7(R2=0.772 3))，但顯著地減少葉干物質(zhì)含量和莖葉比，施氮水平與二者間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(葉干物質(zhì)含量Y=-30.033x+366.83(R2=0.844 1)，莖葉比Y=-0.719 7x+5.176 7(R2=0.878 0));與上述性狀不同，氮肥水平對相對生長率沒有顯著影響，二者間無顯著相關(guān)性(Y=0.011 3x+0.635 6(R2=0.088 9))。

2.2 氮素營養(yǎng)對獼猴桃果實(shí)產(chǎn)量的影響 果實(shí)產(chǎn)量是果農(nóng)最關(guān)注的問題，是果樹經(jīng)濟(jì)效益最直觀的體現(xiàn)，也是果樹試驗(yàn)中重要的量化指標(biāo)。由圖2可知，隨著施氮量的增加，獼猴桃果實(shí)產(chǎn)量表現(xiàn)出一定程度的增加趨勢，但當(dāng)增加量達(dá)到峰值后，隨著氮量的繼續(xù)增加，果實(shí)產(chǎn)量反而表現(xiàn)出下降趨勢，二者間呈顯著的單峰曲線關(guān)系(Y=-3.391 7x2+18.275x-8.591 7(R2=0.874 8))。該結(jié)果表明，氮素營養(yǎng)對獼猴桃果實(shí)產(chǎn)量的促進(jìn)作用是有限的。

2.3 獼猴桃果實(shí)產(chǎn)量與營養(yǎng)功能特征的關(guān)系 由圖3可知，獼猴桃果實(shí)產(chǎn)量隨春梢長度和比葉面積的增加而增加，二者均與果實(shí)產(chǎn)量間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(春稍長度Y=0.107 4x+1.019 4(R2=0.355 4)，比葉面積Y=0.749 2x+3.895 8(R2=0.195 9));而果實(shí)產(chǎn)量隨著葉干物質(zhì)含量的增加而下降，二者間呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(Y=-0.071 3x+32.602(R2=0.283 8));但是，相對生長率、莖葉比的增加沒有對果實(shí)產(chǎn)量產(chǎn)生明顯的影響，二者均與果實(shí)產(chǎn)量無顯著相關(guān)性(相對生長率Y=21.237x-2.571 7(R2=0.032 4)，莖葉比Y=-1.695 9x+17.528(R2=0.088 6))。該結(jié)果表明，春稍長度、比葉面積可促進(jìn)獼猴桃果實(shí)的生長，而其他性狀對獼猴桃果實(shí)影響不大或有抑制作用。

3 討論

植物營養(yǎng)功能特征又稱植物屬性，是植物在長期進(jìn)化過程中對生境變化在形態(tài)和生理上逐步形成的適應(yīng)策略，對生境變化有一定的預(yù)測功能和指示功能。該研究選擇獼猴桃樹當(dāng)年春梢長度、相對生長率、比葉面積、葉干物質(zhì)含量和莖葉比5個營養(yǎng)功能特征，探討獼猴桃對不同施氮水平的響應(yīng)格局。

氮素是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸和葉綠素等化合物的基本組成元素，是植物體不可或缺的生命元素，在植物生理生化上有著不可替代的功能。氮素營養(yǎng)具有促進(jìn)營養(yǎng)生長、增加葉綠素含量、提高光能利用率、提高生物總量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的作用。當(dāng)?shù)厝狈r，不但影響植物營養(yǎng)生長，導(dǎo)致植物矮小瘦弱，根莖生長緩慢，葉片薄而小，葉色缺綠發(fā)黃、無光澤，同化能力下降，而且影響花芽分化，花期推遲，掛果率低，表現(xiàn)出果小、果少、果色差等現(xiàn)象。

研究中，無氮區(qū)獼猴桃樹莖、葉等營養(yǎng)器官發(fā)育不良，進(jìn)而造成春梢長度短，相對生長率水平低，果實(shí)產(chǎn)量顯著下降，而豐氮區(qū)獼猴桃樹長勢相對較好。相反，N素過量會導(dǎo)致果樹葉器官發(fā)育過盛，葉綠素數(shù)量過多，葉面積較大，葉片長久保持綠色，同化能力旺盛，果樹枝葉徒長，造成植物生育期延遲、疏花疏果、貪青晚熟，最終造成果實(shí)產(chǎn)量下降。此外，氮肥施用過量，會造成磷、鉀肥協(xié)同效應(yīng)失調(diào)，導(dǎo)致細(xì)胞肥大、葉片幼嫩多汁、組織柔軟，植株整體抗性下降，使得獼猴桃易感染某些病害，進(jìn)而造成果實(shí)產(chǎn)量下降。試驗(yàn)中，130%優(yōu)化氮區(qū)果實(shí)平均產(chǎn)量遠(yuǎn)低于優(yōu)化氮區(qū)和70%優(yōu)化氮區(qū)，即使由于幾株獼猴桃樹勢衰弱，掛果率極低，導(dǎo)致平均產(chǎn)量有所下降。

春梢長度即獼猴桃樹春梢的自然長度，是最基本的功能特征，反映獼猴桃樹對地上空間資源(光、熱)的競爭能力［6］。獼猴桃春梢長度的增加有利于光能資源的競爭，進(jìn)而促進(jìn)果實(shí)產(chǎn)量的提高，因而表現(xiàn)出獼猴桃果實(shí)產(chǎn)量與春梢長度呈正相關(guān)關(guān)系。

相對生長率是植物響應(yīng)環(huán)境變化的關(guān)鍵性特征。該性狀體現(xiàn)植物單位時間內(nèi)單位質(zhì)量的生物量的積累率，反映植物在生長過程中獲取資源的能力及其養(yǎng)分利用對策。一般而言，相對生長率較高的物種獲取資源的能力較強(qiáng)，因而具有相對較高的生產(chǎn)力水平［7-9］。但是，該研究表明，氮肥水平與獼猴桃相對生長率及相對生長率與果實(shí)產(chǎn)量間相關(guān)關(guān)系不顯著，不符合上述常規(guī)關(guān)系。其原因尚待深入研究。

比葉面積和葉干物質(zhì)含量是植物最重要葉特征之一。比葉面積代表植物積累單位干物質(zhì)所對應(yīng)的葉光能截獲面積，與植物的同化率和生存對策和密切相關(guān)，反映物種在不同生境下的生存對策和生產(chǎn)力水平［10-12］。通常，當(dāng)植物SLA值相對較高時，其葉片具有更大的光截獲面積，植物的生產(chǎn)力水平也較高，而當(dāng)該值較低時，LDMC值較高，葉器官組織密度較高，植物葉片具備更強(qiáng)的防御能力。另一方面，植物比葉面積也能間接反映土壤營養(yǎng)元素(尤其是N素)的豐缺。該研究結(jié)果也是對上述理論的證實(shí)。葉干物質(zhì)含量代表植物葉器官組織密度，與植物水分涵養(yǎng)和養(yǎng)分保持能力密切相關(guān)［13］。通常，植物葉干物質(zhì)含量較高，植物生長較慢，具 有較低的比葉面積值，進(jìn)而表現(xiàn)與果實(shí)產(chǎn)量間的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

莖葉比是植物學(xué)研究領(lǐng)域最常用的指標(biāo)之一，用于表征植物的生長狀況，反映生境變化對植物生長的影響程度，尤其是對葉器官光合能力的影響。在通常情況下，莖葉比較高的植株高大繁茂，對光、熱等地上資源的競爭能力較強(qiáng)，生產(chǎn)力水平也較高。而研究中獼猴桃果實(shí)產(chǎn)量與莖葉比之間未表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性。這可能與獼猴桃的生理特性、氮素營養(yǎng)的特殊功效有關(guān)，其深層機(jī)理也有待進(jìn)一步研究。

研究表明，獼猴桃的春稍長度、比葉面積和果實(shí)產(chǎn)量對氮素營養(yǎng)的施用水平有較好的反映，且與果實(shí)產(chǎn)量間存在特定的對應(yīng)關(guān)系。適量施氮可促進(jìn)獼猴桃莖、葉等營養(yǎng)器官發(fā)育，但過量施氮，導(dǎo)致果樹營養(yǎng)生長過盛，抑制其生殖生長，導(dǎo)致果實(shí)產(chǎn)量的下降。因此，在獼猴桃生產(chǎn)和管理中，對于幼樹的管理，可適當(dāng)增施氮肥，有助于樹體快速生長和發(fā)育，但對于盛果期的成年樹，應(yīng)適量施氮，以免果實(shí)產(chǎn)量受到負(fù)面影響。

［1］黃宏文.中國獼猴桃種質(zhì)資源［M］.北京:中國林業(yè)出版社，2013.

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