姚振領(lǐng) 陳曉芳編譯
(煙臺(tái)眾德集團(tuán)研發(fā)中心,山東煙臺(tái)264000)
美國(guó)果園土壤調(diào)理與果樹施肥研究
姚振領(lǐng) 陳曉芳編譯
(煙臺(tái)眾德集團(tuán)研發(fā)中心,山東煙臺(tái)264000)
前言:本文是美國(guó)華盛頓州一名果樹學(xué)研究者的原創(chuàng)實(shí)用文章,對(duì)于中國(guó)果樹學(xué)研究者和蘋果栽培者都有借鑒意義。文中有關(guān)施肥方面的數(shù)據(jù)可能與中國(guó)現(xiàn)有數(shù)據(jù)相去甚遠(yuǎn),這是由于地域、砧木、品種、目標(biāo)產(chǎn)量及栽培模式的差距造成的,同時(shí)筆者將有關(guān)數(shù)學(xué)單位進(jìn)行了換算(磅換算成kg,英畝換算成畝等),以便于讀者理解。他山之石,可以攻玉,中國(guó)的果農(nóng)需要擴(kuò)大視野,向全球優(yōu)質(zhì)果品栽培區(qū)的果農(nóng)學(xué)習(xí),可以參考美國(guó)在果樹栽培、土壤改良、施肥推薦方面的良好做法,對(duì)于提高栽培管理水平、提高科學(xué)施肥水平和促進(jìn)中國(guó)果業(yè)的發(fā)展有積極意義。
1.土壤pH值和石灰
一般來講,果園的土壤pH值應(yīng)該在6.5左右,以保證根系發(fā)達(dá),豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。對(duì)于已種植的果園,不可能把石灰均勻地施到果樹根系所在的土壤中。應(yīng)該在種植之前,恰當(dāng)?shù)厝鍪┦腋牧计鋚H值,根據(jù)后期的土壤測(cè)試,按推薦用量定期施用石灰,就能保持土壤適宜的pH值。
(1)果園種植前的土壤準(zhǔn)備
種植前對(duì)于耕作層(0~8英寸,一英寸等于2.54厘米)和底層(8~16英寸)的土壤調(diào)整將會(huì)影響果園未來幾年的表現(xiàn)。在耕作層和底層土壤都是天然酸性的地區(qū),建議可以在種植前稍微撒施過量的石灰。在底層土壤天然酸性的地區(qū),調(diào)整耕作層土壤pH值到6.5~7.0,底層土壤pH值到6.0~6.5。通常認(rèn)為大范圍酸化的或具有高pH值的堿性土壤,調(diào)節(jié)土壤酸堿性是不經(jīng)濟(jì)的。耕作層土壤和底層土壤都應(yīng)該通過采樣來決定正確的處理方法。
(2)已種植果園的土壤調(diào)理
對(duì)于已種植的果園,有人可能通過各種方法向樹木周圍撒施石灰,但是對(duì)樹木狀況的改善并沒有太大的效果,可能是因?yàn)檫@些方法的影響范圍太小,只改善了樹木根系周圍一小部分土壤pH值的原因。所以這種土壤狀況的改善最好依靠肥料,而不是石灰。對(duì)于一個(gè)需要石灰的已種植的果園,最好是每畝提供165~330kg優(yōu)質(zhì)農(nóng)用石灰?guī)r,每年一次,在0~20 cm和20~40 cm的深度每年重復(fù)取樣測(cè)試,直到土壤pH恢復(fù)正常。第一次石灰表面撒施只能影響5 cm深的土壤,然而下層土壤的pH值將會(huì)隨著時(shí)間的推移慢慢升高。
本章節(jié)中涉及到具體果樹種類時(shí),筆者多以蘋果為例說明。
1.蘋果樹營(yíng)養(yǎng)需求數(shù)據(jù)
準(zhǔn)備這篇文章的時(shí)候,查看了眾多來源的蘋果營(yíng)養(yǎng)需求的數(shù)據(jù)。然而每種營(yíng)養(yǎng)元素被蘋果利用和流失的量在數(shù)據(jù)上是不同的。出現(xiàn)這種不同的原因是因?yàn)樘O果種類、砧木、文化背景的不同以及地理位置的不同。吸收數(shù)據(jù)差異的一個(gè)重要來源存在于矮砧樹和標(biāo)準(zhǔn)品種之間。下列數(shù)據(jù)展示的是高產(chǎn)品種在優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)要素條件下,每種營(yíng)養(yǎng)元素吸收和流失的數(shù)值范圍。這些數(shù)值只是大約值,具體不同的情況可能存在較大的差異。
表1 營(yíng)養(yǎng)元素吸收與流失數(shù)值 單位千克/畝
在實(shí)際生產(chǎn)中,要做到科學(xué)合理施肥,果農(nóng)應(yīng)該用樹葉分析和感官來監(jiān)視果園的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),并對(duì)營(yíng)養(yǎng)計(jì)劃做出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整,這是作物表現(xiàn)最佳和達(dá)到理想利潤(rùn)的唯一方式。
2.氮肥
對(duì)所有果園來說,沒有單一的氮肥是合適的。氮不足在很多作物上的癥狀和問題表現(xiàn)都類似。這些表現(xiàn)包括樹木不強(qiáng)健,葉色淡綠或黃綠,長(zhǎng)勢(shì)弱和低產(chǎn)量。如下圖所示。
圖1 氮正常(左)與氮不足(右)對(duì)比圖
對(duì)很多品種的果樹來說,氮不足是一個(gè)問題,然而氮過量也同樣不好。蘋果的氮項(xiàng)目跟很多因素有關(guān),下面是其中一些因素的列舉。因?yàn)檫@些因素,果農(nóng)必須監(jiān)測(cè)樹的長(zhǎng)勢(shì)、葉營(yíng)養(yǎng)水平、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)來做每年的氮項(xiàng)目調(diào)整。
(1)影響氮項(xiàng)目的因素
①結(jié)果樹和幼樹:相比于樹齡較大和已結(jié)果的樹,幼樹和未結(jié)果的樹更需要高氮。幼樹是營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主,目標(biāo)主要是樹的生長(zhǎng);而結(jié)果的樹是生殖生長(zhǎng)為主,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為輔,目標(biāo)是高產(chǎn)量、高品質(zhì)的果實(shí)。
②種類不同:蘋果樹一般可以大致分為高氮需求和低氮需求兩種類型。國(guó)內(nèi)較熟悉的喬納金屬于低氮需求品種,新紅星(蛇果)、富士和嘎拉均屬于高氮需求品種,并且一般都認(rèn)為需要再加工的蘋果品種比直接運(yùn)到新鮮瓜果市場(chǎng)的品種對(duì)氮的需求量高。
③生長(zhǎng)習(xí)性:果樹的氮需求通常被認(rèn)為和樹的大小有關(guān)系。換句話說,高大的樹通常比矮小的樹需要更多的氮。
④修剪程度:嚴(yán)重修剪的樹通常需要較少的氮,這是因?yàn)樾藜艉螅绽玫臉渲腿~子減少,樹的根冠比例提高了。
⑤種植密度:通常來說,每畝土地上種植的樹越多,氮需求量就越大。然而,高密度種植的強(qiáng)壯矮小品種,如果修剪嚴(yán)重,果農(nóng)發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)葉片的氮需求可能和低密度種植的氮需求差別不大。
⑥其他營(yíng)養(yǎng)元素:果樹的氮狀況是通過葉片組織中氮的絕對(duì)數(shù)額以及與其他營(yíng)養(yǎng)元素有關(guān)的氮的相對(duì)數(shù)額來判定的。換句話說,一棵樹的氮含量和另一種營(yíng)養(yǎng)元素含量都適量,但是彼此之間不平衡,這種情況就應(yīng)該調(diào)節(jié)肥料施用量以達(dá)到營(yíng)養(yǎng)均衡。N:K比是蘋果樹最重要的營(yíng)養(yǎng)比例。低氮需求的蘋果樹品種,例如McIntosh,最適N:K=1:1至1.25:1;高氮需求的蘋果樹品種,最適N:K=1.25:1至1.5:1。樹葉分析顯示,兩種營(yíng)養(yǎng)元素都應(yīng)該在適宜的范圍值內(nèi),若兩種營(yíng)養(yǎng)元素失衡,應(yīng)該適當(dāng)增加較缺乏的營(yíng)養(yǎng)元素的施用量。
(2)視覺判斷果樹的氮含量狀況
最合理的氮管理規(guī)定,在前期,保持相對(duì)高氮狀態(tài)能促進(jìn)果樹快速抽葉、坐果和花芽形成,但是準(zhǔn)許氮含量隨著時(shí)間推移逐漸降低。這能夠加強(qiáng)樹勢(shì),加快著色。可以從以下幾個(gè)方面來判斷蘋果的氮含量狀況,但這些都不能取代每年的樹葉分析。
①果色:在結(jié)果期的果樹,高氮水平能夠延緩蘋果著色。如果其他因素正常,葉片氮含量每增加0.1%,將會(huì)使果實(shí)紅色減少5%。這種關(guān)系通常在顏色不是特別深的蘋果品種上比較重要,例如金帥。
②果實(shí)大小和硬度:這兩者通常是相反的關(guān)系,但都受氮含量狀況的影響。高氮含量通常能使果實(shí)增大,在作物負(fù)載量不超的情況下,會(huì)導(dǎo)致果肉的硬度降低。
③品種差異:果色和果肉堅(jiān)實(shí)程度的差異也被看作是評(píng)價(jià)氮含量狀況的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。果肉較軟的,或者直接供給瓜果市場(chǎng)的品種比果肉較硬、用來再加工的品種需要的氮量較少。
④二年生水果產(chǎn)品:一些蘋果品種有隔年結(jié)果的趨勢(shì)。在很多品種上,缺氮會(huì)加強(qiáng)隔年結(jié)果趨勢(shì),尤其是金帥(Golden Delicious)和McIntosh。在這兩種品種或其它品種上通過減少氮含量來加快著色可能導(dǎo)致隔年結(jié)果。
⑤枝條生長(zhǎng)的強(qiáng)健狀況:氮是一種主要營(yíng)養(yǎng)元素,氮吸收越多越會(huì)刺激果樹進(jìn)行頂端生長(zhǎng)。高氮環(huán)境比較適合幼樹,但不適合已結(jié)果的樹。對(duì)于長(zhǎng)枝型的品種,樹勢(shì)強(qiáng)健每年頂端生長(zhǎng)20~30 cm,對(duì)于短枝型品種,樹勢(shì)強(qiáng)健每年頂端生長(zhǎng)15~20 cm。
⑥綜合的氮關(guān)系:高產(chǎn)量的果樹樹葉中氮含量較高,低產(chǎn)量的果樹樹葉中氮含量較低,這種情況反映出枝條生長(zhǎng)和果實(shí)生長(zhǎng)間相反的關(guān)系。果樹產(chǎn)量小,會(huì)加速枝條生長(zhǎng),單位葉干重中氮的濃度較低,盡管所有葉片含氮的總量和長(zhǎng)滿果實(shí)的樹葉中氮含量相似。葉片中的氮也會(huì)因?yàn)楦珊祷螂s草的競(jìng)爭(zhēng)而降低??傊?,施氮量增加或減少10%,會(huì)使葉片中氮相應(yīng)改變0.1%。
表2 判斷果樹氮狀況的指標(biāo)(以蘋果樹為例)
(3)施氮建議
在缺乏葉片分析或其他當(dāng)?shù)靥赜械臄?shù)據(jù)來決定蘋果的正確施氮量的時(shí)候,可以用下列的方法。
①土壤提供的氮
種植前:種植前應(yīng)施純氮3 kg/畝。如果土壤上有永久性的雜草生長(zhǎng),應(yīng)額外多施3 kg/畝。此時(shí)的氮供應(yīng)是生茬地春季種植的全年氮項(xiàng)目供應(yīng)的一部分,還有其他額外的氮可能需要被供應(yīng),如下所述。
幼樹以及未結(jié)果的樹:最典型的氮用量建議是0.05~0.1 kg/棵。然而果農(nóng)還需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)氮施用量進(jìn)行調(diào)整,以保證果樹葉分析結(jié)果正常,保證樹的良好生長(zhǎng),每年樹木頂端生長(zhǎng)25~60 cm,并且在夏末的一系列分析中氮含量充足。葉面噴施或滴灌施肥可用來調(diào)整葉片中氮的水平。幼樹的最優(yōu)生長(zhǎng)通常是葉片中氮含量是2.4%~2.6%。當(dāng)樹下有雜草生長(zhǎng)時(shí),果農(nóng)可能需要調(diào)整氮施用量增加0.09~0.18 kg/棵。
結(jié)果的樹:沒有樹葉分析結(jié)果指導(dǎo)時(shí),每年應(yīng)施純氮3 kg/畝。然而,若耕地以前的施氮量較多,樹葉分析就可能推測(cè)出未來幾年只需要極少量的氮或不需要施氮。成熟的、標(biāo)準(zhǔn)尺寸的蘋果樹可能需要純氮0.037~0.075 kg/棵,矮小的蘋果樹可能需要純氮0.019~0.037 kg/棵。這些所有的施用量前提是使用滴灌的方法。調(diào)整氮施用量以獲得每年頂端生長(zhǎng)20~30 cm、好的果色以及品質(zhì)。較軟的品種或直接運(yùn)輸?shù)叫迈r瓜果市場(chǎng)的品種葉氮水平為1.8%~2.2%,較硬的品種或需要再加工的品種葉氮水平為2.2%~2.4%。
對(duì)于灌木籬墻種植的標(biāo)準(zhǔn)樹或半矮化樹,每棵樹每年需額外提供0.02 kg純氮。除非通過樹葉分析顯示確實(shí)需要,否則每年氮施用量不能超過7.48 kg/畝。早春沿樹冠投影外緣環(huán)狀均勻施肥。建議施肥量適量的減少或者應(yīng)該消除修剪枝條對(duì)需氮量的影響(枝條修剪越狠,需氮量越少)。若有雜草生長(zhǎng),每畝應(yīng)額外提供純氮1.87 kg。通常土壤施氮不建議在7月份之后,這可能導(dǎo)致蘋果著色不良或者生長(zhǎng)期延遲,增加樹體和芽?jī)龊Φ娘L(fēng)險(xiǎn)。因此為了提高果實(shí)品質(zhì)和果色,氮施用量應(yīng)盡可能少但不能不足。
②葉面供氮
選擇葉面供氮的原因可能包括調(diào)整花芽氮水平以提高坐果率,減少或代替一部分土壤供氮。花芽含氮水平較低能夠?qū)е屡咧榈目焖偻嘶?,以至于縮短了有效授粉期。在又長(zhǎng)又冷的開花時(shí)期,花粉管生長(zhǎng)受阻對(duì)坐果率影響很大,所以應(yīng)該在落葉期(收獲和落葉之間)或者春天開花之前噴施氮肥。坐果率低還可能是因?yàn)榍耙荒甑娜~氮水平低于2.2%,也可以通過葉面噴施氮肥的方法解決。葉面噴施應(yīng)該被看作是確保下一年豐收的方法。若上一季的葉氮水平高于2.4%,則不適合葉面噴施氮肥。需氮量最大的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期以及土壤施氮導(dǎo)致氮被樹木過量吸收對(duì)果色、品質(zhì)和木質(zhì)組織的成熟有害的時(shí)候適合葉面噴施氮肥。
氮肥尤其是尿素或其他營(yíng)養(yǎng)元素葉面噴施能更好地被葉子吸收,尿素是蘋果樹和梨樹最常用的葉面供氮原料。葉面噴施尿素不能用在核果類樹木上,因?yàn)槠洳荒軐?duì)尿素進(jìn)行有效的吸收利用。為了避免葉害,只有縮二脲含量少于0.25%的尿素才能用于葉面噴施。通常施用量是開花前每100 L噴施液中含尿素0.36kg(含N 0.1656 kg);落花期,每100 L噴施液中含尿素0.6 kg(含N 0.276 kg)。每100 L噴施液中尿素含量超過1.19 kg就會(huì)損傷新葉。
落花10~14天后噴施氮肥會(huì)延緩果實(shí)著色,或者增加早冬樹木凍害風(fēng)險(xiǎn)。所以落花10~14天后不應(yīng)該葉面噴施氮肥,除非樹木表現(xiàn)出明顯的氮缺乏癥狀。
硝酸鈣已經(jīng)被應(yīng)用到蘋果和梨樹的葉面噴施,用于補(bǔ)氮和鈣兩種營(yíng)養(yǎng)元素,但是不建議在一些特定品種的蘋果樹上用,比如金帥,會(huì)影響果實(shí)表觀。
3.磷肥
果園土壤磷的供應(yīng)能力即使用最好的土壤檢測(cè)方法也很難測(cè)定。果樹的根系很深,跟一年生的作物相比,可以從更深的土壤中吸收磷元素,所以果樹從土壤中吸收利用的磷元素不能用常規(guī)的土壤取樣方法測(cè)定。
蘋果樹在一年中很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都可以從土壤中吸收磷,但是大多數(shù)土壤測(cè)試校準(zhǔn)的時(shí)候都假設(shè)吸收周期稍短一點(diǎn)。當(dāng)然,pH值、溫度、濕度、土壤緊實(shí)程度等都能影響磷的吸收,所以磷的土樣測(cè)試就可以忽略。事實(shí)表明,一棵健康的果樹從高磷水平土樣中吸收的磷比從低磷水平土樣中吸收的磷多,所以定期的土壤檢測(cè)是很有必要的。正因?yàn)橛绊懸蛩乇姸?,所以每年的樹葉分析也很必要,通過葉面噴施和滴灌補(bǔ)充所需各種營(yíng)養(yǎng)元素。
磷在大多數(shù)土壤中是被固定、不能自由移動(dòng)的,所以地面撒施磷肥并不合適,大多數(shù)地面撒施的磷肥不能被當(dāng)季作物吸收,一般會(huì)被土壤蓄積,在隨后的幾年中慢慢釋放給作物,但是由于每年地面撒施肥料,所以地表的植物根系能夠吸收任何可用的磷。建立一個(gè)新果園之前,調(diào)整一切土壤中可能缺乏的營(yíng)養(yǎng)元素到正常值是非常必要的,這可能是唯一一個(gè)提高深層土壤肥力的方法,深層土壤肥力是影響樹況的一個(gè)重要因素。補(bǔ)充磷元素一般不建議葉面供肥。
下面是蘋果樹不同磷狀態(tài)水平(低水平、中等水平、正常水平、高水平)時(shí)的P2O5建議施用值,這些數(shù)值的建立是為了讓土壤保持優(yōu)質(zhì)狀態(tài)。這些不同的磷狀況水平具有區(qū)域性,同時(shí)與土壤檢測(cè)水平和土壤的陽(yáng)離子交換量有關(guān)系,所以土壤磷狀況不可以根據(jù)單一因素決定。
表3 新種植果樹的P2O5建議施用值 千克/畝
表4 已成熟果樹的P2O5建議施用值 千克/畝
4.鉀肥
充足的鉀能夠促進(jìn)蘋果樹膨果和果實(shí)著色,改善果實(shí)品質(zhì),也能夠抵御冬天凍害、春天霜凍對(duì)花和芽的危害,還可增加抗病蟲害的能力。但是葉片中氮鉀比(N:K)不能太高,低氮需求品種的樹(比如McIntosh)合適的N:K應(yīng)該在1:1至1.25:1之間;高氮需求品種的樹(比如新紅星Red Delicious)合適的N:K比應(yīng)該在1.25:1至1.5:1之間。若葉片分析結(jié)果顯示氮和鉀的含量都充足,但N:K值較大,就應(yīng)該增加K2O的量來調(diào)節(jié)葉的N:K到正常范圍值。
圖2 鉀正常(左)與鉀不足(右)對(duì)比圖
圖3 蘋果葉片缺鉀示意圖
(1)土壤提供:蘋果對(duì)鉀的反應(yīng)很敏感,所以持續(xù)的土壤監(jiān)測(cè)和完整的用肥計(jì)劃是至關(guān)重要的,土壤鉀狀況是檢測(cè)水平和土壤陽(yáng)離子交換量的一個(gè)反應(yīng),不是由單一因素決定的。
表5 新種植果樹的K2O建議施用值 千克/畝
表6 已成熟果樹的K2O建議施用值 千克/畝
據(jù)美國(guó)康奈爾大學(xué)公布顯示,在樹兩邊大概樹干到樹冠陰影邊緣二分之一處環(huán)狀撒施鉀肥15~20 cm寬也是有效的,且在收獲之后、土壤凍結(jié)之前撒施鉀肥比第二年春天施用更有益。當(dāng)鉀元素嚴(yán)重缺乏時(shí),首先表現(xiàn)出的癥狀就是落葉。據(jù)資料顯示,鉀肥的肥效通常會(huì)因?yàn)槠渌麪I(yíng)養(yǎng)元素的缺乏而受到影響。如果葉片中鎂含量低于正常水平就會(huì)影響鉀的作用,因此鎂肥是補(bǔ)充鉀肥必不可少的組成部分,葉片中銅增加也會(huì)更有利于鉀肥發(fā)揮效果。
表7 葉片中K、Cu含量與產(chǎn)量關(guān)系
(2)葉面提供:當(dāng)土壤供應(yīng)鉀肥量不足時(shí),對(duì)果樹葉面噴施鉀肥是有益的,但不能完全靠葉面噴施。用于葉面噴施的鉀肥必須謹(jǐn)慎選擇,高品質(zhì)硝酸鉀(相當(dāng)于44.5%K2O)和速溶硫酸鉀(相當(dāng)于50%K2O)是常用于葉面噴施的鉀肥。生長(zhǎng)前期(葉片不成熟時(shí)),當(dāng)出現(xiàn)鉀肥缺乏時(shí),每100 L水加200 g硝酸鉀或硫酸鉀;生長(zhǎng)后期(葉片成熟)每100 L水加300~400 g硝酸鉀或硫酸鉀,混合液噴施效果較好。
姚振嶺,煙臺(tái)眾德集團(tuán)農(nóng)化經(jīng)理,長(zhǎng)期從事植物營(yíng)養(yǎng)管理、種植技術(shù)服務(wù)等業(yè)務(wù);陳曉芳,煙臺(tái)眾德集團(tuán)研發(fā)中心,長(zhǎng)期從事產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)等工作。