李寶輝,陳興旺,高志紅,李雪涵,渠慎春
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,江蘇南京 210095)
近年來(lái),甜柿發(fā)展較為迅速,但到目前為止,甜柿土肥水栽培管理技術(shù)主要借鑒其他樹種的管理技術(shù)進(jìn)行管理,針對(duì)甜柿營(yíng)養(yǎng)需求進(jìn)行深入研究的文獻(xiàn)較少。甜柿園施肥中存在的主要問題有:果園之間施肥水平梯度差異大,氮磷鉀肥料施用過(guò)量,不重視有機(jī)肥的施用;肥料比例不合理,施肥時(shí)期不恰當(dāng),施肥方式粗放,肥料利用率低。上述問題造成果園土壤板結(jié)、酸化,礦質(zhì)元素失衡,引發(fā)各種生理病害,病蟲害增多,果實(shí)品質(zhì)下降,嚴(yán)重影響甜柿產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。為此,筆者借鑒國(guó)內(nèi)外研究的經(jīng)驗(yàn),利用營(yíng)養(yǎng)診斷技術(shù),根據(jù)葉片和土壤分析結(jié)果鑒定出各種元素的盈虧狀況,根據(jù)各種肥料特性動(dòng)態(tài)配方施肥,制定合理的施肥方案,達(dá)到節(jié)本增效的目的。
營(yíng)養(yǎng)診斷是以果樹礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)原理為指導(dǎo),以葉片分析、土壤分析、生理生化指標(biāo)測(cè)定和外部癥狀鑒定為手段,對(duì)果樹營(yíng)養(yǎng)狀況進(jìn)行客觀的判斷。
中國(guó)早已開展了葉分析研究工作,已進(jìn)行了多種落葉果樹葉內(nèi)礦質(zhì)元素含量標(biāo)準(zhǔn)值的探索,根據(jù)診斷結(jié)果提出肥料的適宜使用量,通過(guò)調(diào)節(jié)肥料的施用解決樹體營(yíng)養(yǎng)不平衡的問題[1]。禹慶峰以12年生陽(yáng)豐甜柿為試材,對(duì)葉片養(yǎng)分動(dòng)態(tài)進(jìn)行分析,氮(N)、磷(P)等都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì),鉀(K)元素在9
月中旬達(dá)到最大值[2]。林敏娟對(duì)黃金梨葉片礦質(zhì)元素的研究表明在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi),葉片N、P、K含量降低,Ca含量上升[3]。葉礦質(zhì)元素含量標(biāo)準(zhǔn)值是快速評(píng)估果樹營(yíng)養(yǎng)狀況的一個(gè)重要參考標(biāo)準(zhǔn)。臺(tái)灣地區(qū)甜柿產(chǎn)業(yè)以中高海拔地和山地為主要生產(chǎn)地,賴文龍等研究了適合臺(tái)灣中高海拔地的甜柿葉片養(yǎng)分適宜值[4]。劉同祥在云南省保山市選取了19個(gè)穩(wěn)產(chǎn)的次郎甜柿園,通過(guò)對(duì)果實(shí)、葉片礦質(zhì)元素的測(cè)定校正,得出保山市甜柿葉片礦質(zhì)元素適宜范圍:N(15.00~20.22g/kg )、P(1.09~2.00g/kg)、K(15.93~30.00g/kg)、Ca(10.00~40.00g/kg)、鎂(Mg,2.00~9.70g/kg[5]。
筆者項(xiàng)目組在江蘇省昆山市新品種引進(jìn)與苗木繁殖基地進(jìn)行了柿的葉片營(yíng)養(yǎng)診斷分析,供試柿品種為7年生次郎、大秋、甘秋和禪寺丸,5~10月每月取葉樣1次測(cè)定。葉片中全氮用半微量凱氏定氮法測(cè)定,P、K、Ca、Mg、Fe(鐵)、Mn(錳)、Zn(鋅)、Cu(銅)用等離子發(fā)射光譜法測(cè)定[6]。通過(guò)葉營(yíng)養(yǎng)診斷發(fā)現(xiàn),隨著生育期的變化,葉片N和P元素含量分別下降了0.82%和0.12%,K和Fe元素含量呈先上升后下降的趨勢(shì),漲幅分別為0.65%和250mg/kg, 降幅分別為0.60%和150mg/kg。Ca和Mn元素含量分別上升了1.53%和120mg/kg,Mg元素含量上升幅度為0.41%,Zn和Cu元素含量呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì),
降幅分別為18mg/kg和6mg/kg,漲幅分別為10mg/kg和1mg/kg。氮磷配合施用可促進(jìn)植物生長(zhǎng)更好,促進(jìn)植物吸收更多的氮和磷。大秋在5~7月對(duì)K元素需求較為旺盛,甘秋主要集中在5~8月,禪寺丸在5~9月。甜柿在生育期內(nèi)對(duì)P元素的吸收量不大,吸收P元素主要集中在果實(shí)采收后,作用于次年生育期的花芽分化等階段。在生育期內(nèi)對(duì)Ca肥需求量較大。Mg和Mn元素,次郎、大秋吸收主要集中在5~8月,甘秋、禪寺丸主要集中在5~9月。在8月之前,次郎、甘秋和禪寺丸樹體需要吸收大量Fe元素。
國(guó)外已經(jīng)對(duì)甜柿葉片礦質(zhì)元素的適宜值進(jìn)行了研究,新西蘭甜柿葉片養(yǎng)分的適宜值為:N(1.57%~2.00%)、P(0.10%~0.19%)、K(2.4%~3.7%)、Ca(1.36%~2.76%)、Mg(0.17%~0.46%)、Fe(56~124mg/kg)、Mn(238~928mg/kg)、Zn(5~36mg/kg)、Cu(1~13.9mg/kg)[4]。本項(xiàng)目組于2012~2014年在陜西省眉縣的甜柿主產(chǎn)區(qū)分析了26個(gè)主栽品種為陽(yáng)豐的果園,除P和Fe與國(guó)外研究結(jié)果有一定差異外,其它元素含量的適宜值范圍與國(guó)外研究結(jié)果差異不大。通過(guò)連續(xù)兩年的實(shí)驗(yàn),得出陽(yáng)豐甜柿果實(shí)成熟期葉片礦質(zhì)元素含量經(jīng)測(cè)定校正,其適宜范圍為N(1.88%~2.20%)、P(2.29~4.19mg/g)、K(3.4~11.62mg/g)、Ca(21.19~39.78mg/g)、Mg(5.15~7.95mg/g)、Fe(210.94~361.72mg/kg)、Mn(446.05~1177.85mg/kg)、Zn(21.67~70.07mg/kg)、Cu(0.11~20.89 mg/kg)[7]。
柿園的葉片進(jìn)入成熟期后,首先運(yùn)用外觀診斷法,并觀察果實(shí)生長(zhǎng)情況,初步判斷是否有缺素癥;然后采取成熟期的葉片進(jìn)行礦質(zhì)元素分析,并與該地區(qū)葉片礦質(zhì)元素適宜值含量進(jìn)行對(duì)比,若對(duì)比差值較大,應(yīng)采用葉面追肥的形式進(jìn)行特定養(yǎng)分的補(bǔ)充。
土壤營(yíng)養(yǎng)診斷可間接反映樹體營(yíng)養(yǎng)的盈虧狀況,為果園土壤養(yǎng)分管理和合理施肥提供參考,達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的目的。土壤中各種養(yǎng)分之間相互作用,協(xié)同外界環(huán)境及根系的吸收、葉片的生產(chǎn)性能共同影響著甜柿的產(chǎn)量與品質(zhì)。土壤中有效養(yǎng)分的缺乏使樹體營(yíng)養(yǎng)吸收不足,從而導(dǎo)致果園低產(chǎn)。果實(shí)產(chǎn)量與土壤中多數(shù)必需元素含量呈正相關(guān),但與土壤有效鈣含量負(fù)相關(guān),充足的氮營(yíng)養(yǎng)可提高產(chǎn)量,高鉀有利于果實(shí)內(nèi)糖的合成,氮和鉀對(duì)果實(shí)色澤的影響作用卻相反[8]。劉同祥在云南省保山市選取了19個(gè)穩(wěn)產(chǎn)的次郎甜柿園,通過(guò)對(duì)果實(shí)、土壤的礦質(zhì)元素進(jìn)行分析,得到了保山市當(dāng)?shù)氐耐寥鲤B(yǎng)分成分含量?jī)?yōu)化方案:有機(jī)質(zhì)60g/kg,堿解氮40~200mg/kg,速效磷18~80mg/kg,速效鉀35~448mg/kg[5]。
筆者項(xiàng)目組于2014年10月在陜西省眉縣選擇了13個(gè)甜柿生產(chǎn)園,主栽品種陽(yáng)豐、次郎、甘秋等,5~10月每個(gè)月在樹冠外圍垂直投影的地面[9],用土鉆取0~40cm土壤測(cè)定有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、有效鈣、有效鎂、有效鐵、有效錳、有效鋅和有效銅等[6]。結(jié)果發(fā)現(xiàn),果園中有機(jī)質(zhì)含量在生長(zhǎng)季變化較小。5月中旬到6月中旬堿解氮含量迅速升高,6月中旬之后開始下降。7月初含量迅速回升,8月中旬下降,9月甜柿樹對(duì)N元素的需求下降。P元素含量以生長(zhǎng)初期最高,隨后呈下降趨勢(shì),至9月中旬末至最低值。土壤鉀元素含量在生長(zhǎng)季呈“高低”緩慢波動(dòng)。不同品種甜柿園土壤Fe元素含量生長(zhǎng)季變化規(guī)律不一致。Mn和Zn元素含量呈波動(dòng)降低,Mn元素含量在5~15mg/kg變化,鋅元素含量在3~5mg/kg變化。果園土壤Cu元素含量在5月中旬~8月中旬呈逐漸降低趨勢(shì),8月中旬之后果園土壤Cu元素含量又回升。
通過(guò)對(duì)眉縣甜柿果園土壤養(yǎng)分和果實(shí)品質(zhì)的調(diào)查分析,應(yīng)用典型相關(guān)分析、回歸分析和線性規(guī)劃等方法,測(cè)定校正了優(yōu)質(zhì)陽(yáng)豐甜柿果實(shí)的土壤養(yǎng)分最佳含量范圍[10]。優(yōu)化方案為:有機(jī)質(zhì)19.9~32.4g/kg,堿解氮50~177.32mg/kg,速效磷5~30mg/kg,速效鉀319~600mg/kg,有效鈣200mg/kg,有效鎂100~200mg/kg,有效鐵5mg/kg,有效錳9~20mg/kg,有效銅0.5~4.3mg/kg。理論上果實(shí)單果重可達(dá)344.4g,硬度20.7kg/cm2,可溶性固形物含量19.9 %,可滴定酸0.012%,可溶性單寧0mg/kg,每100g鮮果維生素C含量350mg[10]。
柿樹的生長(zhǎng)發(fā)育需要多種營(yíng)養(yǎng)元素,不同時(shí)期需要的大量元素N、P、K比例及微量元素種類不同。柿樹在一個(gè)周年生育期內(nèi)所需養(yǎng)分有三個(gè)高峰時(shí)期:第1時(shí)期在3月中旬~6月中旬,春季萌動(dòng)發(fā)芽、枝條生長(zhǎng)、展葉至開花期,此期施肥以氮肥為主;第2時(shí)期是7月中旬~9月上旬,幼果形成至果實(shí)膨大期,此期施肥以氮肥、鉀肥為主;第3時(shí)期在10月下旬~11月上旬,果實(shí)采收后,樹勢(shì)營(yíng)養(yǎng)恢復(fù)期,此期以有機(jī)肥、磷肥為主[11]。
配方施肥是以土壤測(cè)試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ),根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng),在合理施用有機(jī)肥料的基礎(chǔ)上,提出N、P、K及中、微量元素等肥料的施用數(shù)量、施肥時(shí)期和施用方法。
配方施肥的前提是對(duì)土壤養(yǎng)分含量充分了解,常利用的方法有利用“3414”試驗(yàn)建立起來(lái)的肥料效應(yīng)函數(shù)法、全自動(dòng)土壤養(yǎng)分檢測(cè)設(shè)備與配方施肥終端程序聯(lián)合起來(lái)的自動(dòng)化施肥法與養(yǎng)分平衡校正法等。自1990年起,通過(guò)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院和有關(guān)單位的合作,已經(jīng)對(duì)31個(gè)省區(qū)進(jìn)行了土樣的研究,分析土壤樣品40000余個(gè),開展田間試驗(yàn)8000多個(gè),逐漸形成了一整套測(cè)土推薦施肥的方法和技術(shù)體系[12]。袁全國(guó)等對(duì)山東省菏澤市的3個(gè)甜柿園利用養(yǎng)分平衡校正法確定了各個(gè)柿園對(duì)氮磷鉀大量養(yǎng)分的需求,避免了過(guò)度施肥與肥料的不合理施用[13]。
所調(diào)查的甜柿果園土壤100%的果園土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低,66.67%的果園土壤鉀缺乏,53.3%的果園土壤鎂缺乏,66.67%的果園土壤錳缺乏。改變?cè)械氖┓史N類和數(shù)量,增施有機(jī)肥、K肥和Mg、Mn等微量元素肥料是提高當(dāng)?shù)毓麍@甜柿品質(zhì)的重要措施。
項(xiàng)目組根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果得到了甜柿果園適宜的土壤養(yǎng)分范圍及土壤養(yǎng)分含量?jī)?yōu)化方案,并參考土壤對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響的權(quán)重,配制了甜柿專用肥。各養(yǎng)分比例為:N 50~200份,P 30~50份,K 300~600份,Ca 100~200份,Mg 50~100份,F(xiàn)e 5~10份,Mn 10~20份,Cu 0.5~5份,Zn 0.5~5份,硼(B) 0.5~5份。N來(lái)源于尿素,P來(lái)源于過(guò)磷酸鈣,K來(lái)源于氯化鉀,Ca來(lái)源于硫酸鈣,Mg來(lái)源于硫酸鎂,F(xiàn)e來(lái)源于硫酸亞鐵,Mn來(lái)源于硫酸錳,Cu來(lái)源于硫酸銅,Zn來(lái)源于硫酸鋅,B來(lái)源于硼砂。按照肥料配比取所需原料,投入粉碎機(jī)粉碎后,過(guò)80目篩,投入圓盤造粒機(jī)中,混合造粒。造粒完成后經(jīng)烘干機(jī)烘干(物料出口溫度70~80℃)、冷卻過(guò)回轉(zhuǎn)篩(成品顆粒2~4mm),得到甜柿專用肥,可細(xì)分為3種:①N 100~150份,P 30~50份,K 300~450份,Ca 100~140份,Mg 50~70份,F(xiàn)e 5~8份,Mn 10~20份,Cu 1~3份,Zn 1~3份,B 1~3份。②N 150份,P 30份,K 300份,Ca 100份,Mg 50份,F(xiàn)e 5份,Mn 10份,Cu 1份,Zn 1份,B 1份。③N 150份,P 50份,K 450份,Ca 100份,Mg 50份,F(xiàn)e 5份,Mn 20份,Cu 1份,Zn 1份,B 1份。
有機(jī)肥以復(fù)合有機(jī)菌肥為主或菌肥配合常規(guī)有機(jī)肥以穴施、溝施等方式施入,施用時(shí)間在甜柿采收后,每666.7m2施用量2500~4000kg,N、P、K肥料參照上述方式進(jìn)行配制,總施用量為100kg,以水肥一體化方式施入,施用時(shí)間從4月到10月每30天1次。Mg、Mn等微肥于8月前以葉面追肥的形式進(jìn)行,也可以甜柿專用肥施入。
水肥一體化技術(shù)是通過(guò)利用壓力系統(tǒng)或者自然地形落差,將微肥與灌溉結(jié)合,根據(jù)作物需肥量,通過(guò)運(yùn)輸管道與滴灌口均勻定時(shí)定量為作物根系供給養(yǎng)分與水分的現(xiàn)代種植模式(圖1)。水肥一體化技術(shù)操作簡(jiǎn)便、運(yùn)用靈活,能夠準(zhǔn)確的控制施肥用量和施肥時(shí)期,可根據(jù)作物需肥規(guī)律有針對(duì)性的進(jìn)行養(yǎng)分管理,還可以充分發(fā)揮水肥之間的相互作用,提高水分和養(yǎng)分的利用效率,降低肥料的消耗[14],減少對(duì)環(huán)境的污染。目前在中國(guó)中、西部半干旱地區(qū),果園水肥一體化技術(shù)發(fā)展較快并取得了良好效果,主要應(yīng)用在蘋果、梨、桃、葡萄、櫻桃、獼猴桃和甜柿等果園,采用的灌溉形式主要是滴灌和微噴[15]。路永莉等研究表明,在不同生態(tài)區(qū)采用水肥一體化技術(shù)均可使蘋果糖酸比顯著提高,改善蘋果品質(zhì)[16]。在蘋果樹上應(yīng)用水肥一體化技術(shù)可明顯改善營(yíng)養(yǎng)狀況,促進(jìn)新梢生長(zhǎng),提高葉綠素含量和光合效率[17]。在番石榴上應(yīng)用水肥一體化技術(shù)也有增產(chǎn)提質(zhì)的效果,可使番石榴增產(chǎn)11.95%以上,果實(shí)還原糖和可溶性固形物含量顯著提高[18]。
根據(jù)江蘇昆山地區(qū)柿園的水肥一體化試驗(yàn)結(jié)果,借鑒項(xiàng)目組在蘋果水肥一體化試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn),基于甜柿百千克養(yǎng)分需求量和當(dāng)?shù)赝寥婪柿λ?,以?66.7m2投入N 20kg、P2O57kg、K2O 10kg為全量養(yǎng)分處理(100%),并以此設(shè)置施肥量100%、80%、70%和50%,施肥頻次30天/次、20天/次和15天/次,通過(guò)對(duì)果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)的分析發(fā)現(xiàn),采用施肥量100%、30天/次追肥8次(萌芽前、開花前、開花后2~4周、開花后6~8周、果實(shí)膨大初期、果實(shí)膨大中期、采收前、采收后),可以顯著提高柿樹產(chǎn)量與果實(shí)品質(zhì)。
圖1 柿樹水肥一體化
甜柿營(yíng)養(yǎng)診斷能夠確定優(yōu)質(zhì)柿園的葉片礦質(zhì)元素與土壤養(yǎng)分含量的適宜值,依據(jù)甜柿營(yíng)養(yǎng)診斷結(jié)果及柿樹需肥特點(diǎn)、土壤養(yǎng)分情況進(jìn)行合理的配方施肥,配合采用水肥一體化技術(shù),在柿樹的土肥水管理體系中發(fā)揮重要的作用。