楊江波，張績，李俊杰，鄭永強，呂強，謝讓金，馬巖巖，鄧烈，何紹蘭，易時來

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三峽重慶庫區(qū)施氮水平對塔羅科血橙樹體養(yǎng)分、 產(chǎn)量品質及土壤理化性質的影響

楊江波，張績，李俊杰，鄭永強，呂強，謝讓金，馬巖巖，鄧烈，何紹蘭，易時來

（西南大學柑桔研究所/中國農(nóng)業(yè)科學院柑桔研究所，重慶 400712）

【目的】通過在三峽重慶庫區(qū)典型代表性柑橘園研究不同施氮水平對晚熟柑橘塔羅科血橙樹體養(yǎng)分吸收、果實產(chǎn)量品質及土壤理化性質的影響，為三峽重慶庫區(qū)晚熟柑橘優(yōu)質豐產(chǎn)提供理論依據(jù)。【方法】以7年生枳橙砧塔羅科血橙為試材，研究在0（N0）、1（N1）、1.5（N2）、2（N3）、2.5（N4）和3 kg/株（N5）6個施氮水平處理下樹體枝梢干物質積累量、枝葉與果實養(yǎng)分吸收、果實產(chǎn)量和品質以及土壤理化性質的差異?！窘Y果】本試驗結果表明，不同施氮水平處理后，血橙各時期葉片和枝條干物質量變化趨勢相似，均表現(xiàn)為隨著施氮量的增加顯著增加，但春梢葉片干物質量在N3—N5處理差異不顯著。不同時期的枝葉干物質量均表現(xiàn)為春梢大于秋梢，葉片干物質量要遠大于枝條。春梢的氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量在N0處理下均為最低，隨著氮肥施入，吸收量顯著增加，其中葉片的氮吸收量在N2處理達到峰值，磷、鉀吸收量在N3處理達到峰值，隨后有所下降，但差異不顯著，枝條的養(yǎng)分吸收量一直在增加，N3—N5處理差異不顯著。秋梢葉片和枝條的氮吸收量隨著施氮量增加顯著增加，在N5處理達到最大值，磷和鉀吸收量在N0處理時略高于低氮處理（N1、N2），而高氮（N3—N5）處理顯著增加。果實氮和鉀含量隨施氮量增加呈先增后降趨勢，在N2處理達到最大值，各處理的果實磷含量差異不顯著。果肉中氮和鉀含量遠高于果皮，而果皮中的磷含量高于果肉。不同施氮處理的果實養(yǎng)分帶走量差異顯著，隨著施氮量的增加，果實氮、磷、鉀養(yǎng)分帶走量以N2處理最高，顯著高于其他各處理；果實養(yǎng)分帶走量順序為鉀＞氮＞磷。隨著氮肥投入增加，土壤有機質含量顯著下降，堿解氮和有效磷含量顯著增加，速效鉀含量在N3處理達到最大值后開始降低。土壤硝態(tài)氮淋溶作用隨著施氮量增加而增大，0—20 cm土層內(nèi)以N2處理硝態(tài)氮含量最高，顯著高于N5處理；銨態(tài)氮含量比較穩(wěn)定，與施氮量呈正相關；20—40 cm土層內(nèi)各處理間的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量差異均不顯著；40—60 cm土層內(nèi)高氮處理下硝態(tài)氮含量顯著增加，而銨態(tài)氮含量變化不明顯。果皮厚度與施氮量呈正相關，果實縱徑、橫徑、單果重和產(chǎn)量均隨著施氮量增加先增加后降低，N3處理縱、橫徑顯著高于其他處理，而N2處理的單果重和產(chǎn)量最高?？扇苄怨绦挝锖侩S施氮量增加呈先增后降趨勢，各處理間差異不顯著；隨施氮量的增加，可滴定酸含量增加，固酸比下降；維生素C和花色苷含量變化趨勢相似，在N2處理達到最大值，隨后顯著降低。果實著色在N3處理下相對較好。相關性分析表明，葉片氮含量與果實可滴定酸含量和果皮厚度呈正相關，與固酸比呈負相關，土壤堿解氮含量與可滴定酸含量和果皮厚度呈極顯著正相關，與固酸比呈極顯著負相關?！窘Y論】綜合考慮，在三峽重慶庫區(qū)柑橘園中，純氮推薦用量為0.63—0.86 kg/plant，可保證果園較高的產(chǎn)量和果實品質水平，有利于血橙樹體的養(yǎng)分吸收利用，同時果園土壤環(huán)境污染風險相對較小。

三峽重慶庫區(qū)；塔羅科血橙；施氮水平；氮肥減量；養(yǎng)分；果實產(chǎn)量與品質

0 引言

【研究意義】柑橘是世界第一大宗水果，中國是柑橘的生產(chǎn)、消費和出口大國，根據(jù)國家統(tǒng)計局《中國統(tǒng)計年鑒（2017年）》統(tǒng)計，2016年我國柑橘以栽培總面積2.56×106hm2，總產(chǎn)量3.76×1011t，連續(xù)多年位居世界首位。三峽重慶庫區(qū)柑橘園面積為2.03×105hm2，產(chǎn)量2.42×1010t，柑橘產(chǎn)業(yè)已成為三峽重慶庫區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。在當前柑橘產(chǎn)業(yè)中化肥的作用舉足輕重，尤其是氮肥，其對柑橘生長發(fā)育有十分重要的影響[1]。氮素營養(yǎng)與樹體生長和果實產(chǎn)量、品質有著密切關系，因此導致生產(chǎn)過程中常為追求高產(chǎn)而過量投入氮肥，氮肥過量后又易導致樹體生長紊亂、果實產(chǎn)量品質下降[2]，同時對生態(tài)環(huán)境也造成不良影響[3]。因此，如何通過控制氮肥投入而平衡柑橘樹體生長、果實產(chǎn)量和品質以及環(huán)境污染之間的關系是當前庫區(qū)柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵問題?！厩叭搜芯窟M展】魯劍巍等[4]的研究顯示，合理施用氮、磷、鉀肥能明顯促進幼齡柑橘樹體生長發(fā)育，同時能提高柑橘產(chǎn)量和改善果實品質；而氮肥的過量和缺乏均會產(chǎn)生不良影響，過量施氮令植株徒長、抗性下降，果實內(nèi)外品質變差，而施用不足會使枝梢發(fā)育不良，造成減產(chǎn)或大小年，果小且回青嚴重[5]；凌麗俐等[6]和楊生權等[7]的研究表明果實總酸含量與葉片氮含量呈顯著正相關；李信五[8]通過溫州蜜柑氮肥試驗發(fā)現(xiàn)，氮素過量會誘導果實皮厚、貪青、風味變淡；巴西柑橘施氮0.25 kg/株時會增產(chǎn)32%，提高到0.50 kg/株時則沒有進一步增產(chǎn)[9]；Byju等[10]認為，不合理的氮肥投入會導致養(yǎng)分吸收和肥料利用率下降；氮肥表觀利用率在10%—18%，隨施氮量增加略有降低[11]；周鑫斌等[12]通過三峽重慶庫區(qū)柑橘園的調查發(fā)現(xiàn)，果園土壤氮素盈余嚴重超標，庫區(qū)柑橘園已成為氮污染高風險區(qū)；劉相超等[13]的調查也發(fā)現(xiàn)，庫區(qū)地表水的硝酸鹽氮污染表現(xiàn)為沿地表徑流從上游至下游呈現(xiàn)出加重趨勢?！颈狙芯壳腥朦c】目前我國柑橘施肥研究大多集中于寬皮柑橘的幼齡果樹，且關于養(yǎng)分吸收與轉化機理研究較多，而針對結果盛期的晚熟甜橙類品種的研究報道鮮見，尤其系統(tǒng)研究分析施氮對樹體養(yǎng)分吸收、果實產(chǎn)量品質以及對土壤環(huán)境影響等的綜合報道少見?！緮M解決的關鍵問題】選擇三峽重慶庫區(qū)具有代表性的盛產(chǎn)期晚熟甜橙園，以氮素為對象，系統(tǒng)研究施氮水平對塔羅科血橙樹體養(yǎng)分吸收、果實產(chǎn)量品質以及土壤理化性質的影響，通過施氮量與產(chǎn)量、品質擬合模型尋找最佳施肥方案，為三峽重慶庫區(qū)的晚熟甜橙優(yōu)質豐產(chǎn)施肥技術提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與試驗材料

試驗在重慶市萬州區(qū)甘寧鎮(zhèn)重慶蕤豐園農(nóng)業(yè)有限公司玫瑰香橙園進行。該地區(qū)位于北緯30°40′、東經(jīng)108°15′，平均海拔333 m，氣候屬亞熱帶季風氣候型，年均氣溫17.7℃，平均年日照1 485 h，年均降水量1 200 mm以上，雨季主要集中在每年6—9月。果園土壤為水稻土，土壤pH 6.0、有機質13.92 g·kg-1、全氮0.76 g·kg-1、堿解氮64.84 mg·kg-1、有效磷56.45 mg·kg-1、速效鉀185.75 mg·kg-1。

試驗樹為7年生‘卡里佐’枳橙（×）砧‘塔羅科’血橙（‘Tarocco’），果園采用起壟栽植，壟面寬3 m，壟溝寬2.5 m、深0.5 m，株行距為2.5 m×5.5 m，栽植密度為660株/hm2。試驗用化學肥料尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀的有效養(yǎng)分含量分別為N 46%、P2O512%以及K2O 51%。

1.2 試驗設計與方法

試驗共設6個施氮水平處理，分別為N0（0）、N1（1.0 kg/株，尿素，其余同）、N2（1.5 kg/株）、N3（2 kg/株）、N4（2.5 kg/株）和N5（3 kg/株），對應純氮施用量分別為0、0.46 kg/株、0.69 kg/株、0.92 kg/株、1.15 kg/株、1.38 kg/株。N3處理的施氮量根據(jù)重慶地區(qū)近幾年柑橘園氮肥投入量及土壤基礎肥力確定，其他各處理分別在此基礎上上、下浮動25%— 50%。各處理過磷酸鈣和硫酸鉀用量一致，過磷酸鈣2.5 kg/株，硫酸鉀1.5 kg/株。每處理一行，選擇生長健壯、長勢中庸一致的樹17株，頭和尾各一株分別為保護樹（采樣時避開此樹），每5株為1重復，共3個重復。尿素在3月萌芽期和7月膨大期分2次/年施用，比例為50﹕50；過磷酸鈣于3月萌芽期、7月膨大期和10月轉色期分3次/年施用，比例為20﹕20﹕60；硫酸鉀施用次數(shù)和時間與過磷酸鈣一致，比例為25﹕50﹕25。施肥方式3月為溝施，沿樹體兩側滴水線處挖長×寬×深為1 m×0.2 m×0.2 m的條溝，肥料施入后用鋤頭將肥料與土壤混勻回填并灌水；7月和10月為撒施，施肥后松土，同時與肥料充分混勻并灌水，其他病蟲害等田間管理按常規(guī)生產(chǎn)技術進行。本試驗不同氮水平處理已進行3年（2016—2018），由于塔羅科血橙為2—3月成熟的晚熟品種，試驗收集的數(shù)據(jù)以2017—2018年度最為齊全，故本論文中以該年度觀測數(shù)據(jù)為例。

分別于果實膨大期（第2次施肥時）和果實轉色期（第3次施肥時）按單株樹調查當年生春梢和秋梢數(shù)量并記錄，于果實成熟期（翌年2月）按單株樹調查實際產(chǎn)量。

1.3 采樣與項目測定

1.3.1 枝梢采樣與養(yǎng)分測定 分別于果實膨大期和果實轉色期枝梢老熟時采集當年生春梢和秋梢，沿樹冠外圍每個方位采2個枝條，每5株樹混合為一個樣品，3次重復，立即放入冰盒保存。將葉片和枝條分離，去離子水洗凈后擦干，烘箱中105℃殺青30 min，然后調至60—80℃烘至恒重并分別稱干重，計算樹體枝梢干物質重。樣品磨細并過0.5 mm篩，干燥器保存。植株樣品采用H2SO4-H2O2法消煮，氮、磷、鉀含量分別采用半微量凱氏定氮法、鉬銻抗比色法、火焰光度法測定[14]。

1.3.2 果實品質與養(yǎng)分測定 于成熟期采集果實樣品，樹體上、中、下及四周等各部位采1個果，5株樹為一個混合樣品，3次重復，立即帶回實驗室測定單果重和果實縱、橫徑等。果實用去離子水洗凈后擦干，采用CR-10手持色差計（日本柯尼卡美能達公司）測定果面色差（Lab色差模型），即以L值表示果面果皮亮度，值越大表示果皮亮度越高，a值表示紅綠色差，值越大表示紅色較深，b值表示黃藍色差，值越大表示黃色較深[15]。再用游標卡尺測定果皮厚度，樣品榨汁后采用PAL-1數(shù)顯糖度儀（日本ATAGO公司）測定可溶性固形物含量（total soluble solid，TSS），NaOH中和滴定法測定可滴定酸含量（titratable acid，TA），比值法計算固酸比（TSS/TA），2,6-二氯苯酚吲哚酚鈉滴定法測定維生素C（vitamin C，Vc）含量，pH示差法測定總花色苷含量。果實測定品質后果皮樣品前處理與葉片相同，同時將果渣與果汁混合打碎攪勻后用于測定含水量，果皮、果肉分別測定氮、磷、鉀含量。

1.3.3 土壤采集與測定 采果前采集土壤樣品。田間用環(huán)刀法測定0—20 cm土層容重，用土鉆分別取0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm土壤剖面樣品，每處理取6點，每2點混合為一個樣品，立即放入冰盒并帶回實驗室，樣品混勻后去除石子和植物根系等雜物，立即取5 g，加入50 mL 1 mol·L-1KCl溶液，震蕩浸提30 min后過濾，濾液用德國DeChem-Tech全自動間斷化學分析儀（CleverChem380）測定銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量。將0—20 cm土層樣品風干后磨細并過20目尼龍篩，用于測定有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量。同時用烘干法測定土壤含水量。

1.4 計算公式及統(tǒng)計方法

養(yǎng)分吸收量為施肥到采樣時期內(nèi)單株樹（枝、葉、果）氮（磷、鉀）的吸收量；根據(jù)當年新生枝梢數(shù)量和樣品干物質量（水分含量）計算樹體當年生新梢的干物質總量；根據(jù)枝梢養(yǎng)分含量及干物質量計算其養(yǎng)分吸收量。根據(jù)果實產(chǎn)量（或果實干物質重）及果實養(yǎng)分含量計算果實養(yǎng)分帶走量。

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016和SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析，差異顯著性采用鄧肯氏新復極差法分析。

2 結果

2.1 施氮水平對塔羅科血橙樹體枝梢干物質量和養(yǎng)分吸收利用的影響

2.1.1 施氮對血橙枝梢干物質積累的影響 由圖1可知，氮肥投入能夠顯著提高血橙樹體葉片的干物質量。在不同施氮水平下，春梢葉片干物質量隨著施氮量的增加先快速增加，然后平緩增加至N5處理時又呈下降趨勢；與對照（N0）相比，N3處理的葉片干物質量提高了79.6%，差異達顯著水平。與春梢葉片相似，秋梢葉片的干物質量隨施氮量增加呈緩慢增加趨勢，在N5處理達到最大值，與其他處理（N4除外）差異達顯著水平。枝條的干物質量要遠小于葉片，春、秋梢枝條的干物質量隨著施氮量的增加呈顯著增加趨勢，在N5處理均達到最大值，分別為717.66 g/株和582.96 g/株，顯著高于其他處理（圖2）。春梢的干物質量整體都明顯高于秋梢。經(jīng)曲線擬合得到施氮量與春梢葉片干物質量的方程為=-856.032+2242.5+ 1713.6（2=0.97，=0.006），與春梢枝條干物質量的方程為=-20.0642+276.5+383.02（2=0.92，= 0.0023），與秋梢葉片干物質量的方程為=348.162+ 385.86+847.52（2=0.97，=0.005），與秋梢枝條干物質量的方程為=135.462+73.259+222.31（2=0.96，=0.007），相關性均達到極顯著水平?？梢赃M一步看出施氮對血橙枝梢的干物質量積累有明顯促進作用，其中春梢葉片的最適年純氮用量為1.31 kg/株。

不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）。下同 Different lowercase letters indicate significant differences (P＜0.05). The same as below

2.1.2 施氮對血橙枝梢養(yǎng)分吸收量的影響 從表1可以看出，不同施氮水平下塔羅科血橙樹體春梢和秋梢的氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量存在明顯差異。春梢生長期，血橙處于枝梢大量抽發(fā)階段，養(yǎng)分集中向葉片運轉。與N0相比，施氮能夠顯著增加葉片吸氮量，隨著施氮量增加，春梢葉片吸氮量呈先增加后降低再增加的趨勢；隨施氮量增加，磷素吸收先增后降；而鉀素吸收量與施氮量呈正相關，但N4、N5處理增加較少。磷和鉀的吸收量遠小于吸氮量，表明此時樹體處在氮素吸收高峰期，需要大量氮素供給葉片生長。秋梢葉片的氮、磷、鉀吸收量整體低于春梢葉片；隨著施氮量增加，秋梢氮素吸收量呈顯著增加趨勢，與N0相比，中氮量（N3）和高氮量（N5）處理下差異均達到顯著水平，分別增加了76.5%和147.1%。秋梢葉片的磷、鉀吸收量N0處理的比低氮水平處理（N1、N2）的略高，而其他施氮處理下的磷、鉀吸收量隨施氮量增加呈顯著增加趨勢。春梢枝條的吸氮量整體略高于秋梢枝條，磷素和鉀素吸收量差異不大。隨著施氮量的增加，春梢枝條氮、磷吸收量均呈顯著增加趨勢，但鉀素吸收量在N5處理時有所下降。秋梢枝條的磷、鉀吸收與葉片類似，N0處理略高于低氮處理（N1、N2）。同一枝梢類型間，葉片養(yǎng)分吸收量要遠遠大于枝條的吸收量。

圖2 施氮對血橙枝條干物質積累的影響

表1 施氮對血橙枝梢養(yǎng)分吸收的影響

不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05）。下同 Different lowercase letters indicate significant differences (＜0.05). The same as below

柑橘栽培施肥管理中一般選擇老熟春梢葉片作為營養(yǎng)診斷的樣品，通過擬合得到施氮量與春梢葉片吸氮量間的方程：=-27.6012+63.512+40.467，決定系數(shù)為0.84（＜0.05），當葉片吸氮量最大時，對應年純氮用量為1.15 kg/株。

2.2 施氮對塔羅科血橙果實養(yǎng)分吸收的影響

2.2.1 血橙果實養(yǎng)分含量 由圖3可知，血橙果皮的氮含量要明顯高于果肉。在一定范圍內(nèi)，隨著施氮量的增加，果肉和全果氮含量呈上升趨勢，N5處理有所下降。果皮中氮含量隨施氮量增加呈先上升后下降再上升的趨勢，各處理間的差異均不顯著。

與氮素不同，血橙果實吸磷量相對較小，果肉磷含量高于果皮。不同施氮水平下，血橙果肉磷含量變動幅度為0.40—0.45 g·kg-1，各處理間差異不顯著。果皮磷含量相對較低，變幅為0.35—0.40 g·kg-1。果實（全果）磷含量與果肉類似（圖4）。

從圖5可以看出，血橙果實吸鉀量與吸氮量相似，遠高于吸磷量。不同施氮處理的果皮鉀含量均高于果肉，隨著供氮水平增加，果皮中鉀素含量先增后降，在N2處理時達到最大，分別較不施氮（N0）和高氮（N5）處理提高了46.5%和40.2%，各施氮處理的果肉鉀含量差異不顯著。對于全果實，鉀素含量同樣隨施氮量增加先增后降，在N2處理達到最大之后逐漸降低，與N0和N5相比，鉀含量分別提高了21.1%和17.8%，差異達顯著水平。

2.2.2 施氮對血橙果實養(yǎng)分帶走量的影響 果實在成熟過程中會帶走大量的氮、磷、鉀等養(yǎng)分，與枝葉相比，果實對養(yǎng)分的需求量大大提高，由于柑橘生長周期內(nèi)養(yǎng)分主要由果實帶走，“以果定肥”對指導柑橘施肥具有重要意義。由圖6可以看出，血橙果實對氮、磷、鉀的需求量大小順序為鉀＞氮＞磷。N0處理下，果實的氮、磷、鉀帶走量分別為28.37、9.35和30.72 g/株，在N2處理達到最大值，分別為53.82、15.92和63.31 g/株，較N0分別增加了89.8%、70.3%和106.2%，差異均達到顯著水平。但隨著施氮量增加，果實養(yǎng)分帶走量同樣出現(xiàn)了下降，與N2相比，N3處理的氮、磷、鉀帶走量分別下降了7.6%、11.8%和20.0%，N4處理的氮、磷、鉀帶走量分別下降了38.3%、41.1%和44.2%，N5處理的氮、磷、鉀帶走量分別下降了47.5%、48.3%和45.8%。同時經(jīng)曲線擬合后得出，施氮量與果實氮、磷、鉀帶走量間具有顯著相關性，決定系數(shù)達到0.88以上，相應的最適年純氮用量分別為0.67、0.63和0.67 kg/株（表2）。

圖3 施氮對血橙果實氮含量的影響

圖4 施氮對血橙果實磷含量的影響

圖5 施氮對血橙果實鉀含量的影響

圖6 施氮對血橙果實養(yǎng)分帶走量的影響

表2 施氮量與果實氮、磷、鉀帶走量的數(shù)學關系

2.3 施氮對血橙園土壤理化性質的影響

2.3.1 血橙園土壤性質及有效養(yǎng)分含量 表3顯示，不同氮水平處理后土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均有明顯差異。隨著施氮量的增加有機質含量明顯下降，與N0相比，N4、N5高氮處理的有機質含量分別降低了42.4%和44.1%，差異達顯著水平。土壤堿解氮含量隨施氮水平增加而增加，其中N5處理的最高，為81.13 mg·kg-1，除與N4處理差異不明顯外，與其他各處理差異均顯著。與土壤堿解氮含量趨勢相似，土壤有效磷含量隨施氮量增加而增加，并且在N4、N5處理下明顯增加，其含量分別為116.08和130.24 mg·kg-1，顯著高于其他低氮處理。速效鉀含量呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，在N3處理下達到最大值，為348.96 mg·kg-1，分別比N0和N5處理高113.7%和41.3%，差異達顯著水平。各施氮處理的土壤容重差異不顯著。

2.3.2 血橙園剖面土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量 氮在土壤中主要以硝態(tài)氮和銨態(tài)氮兩種形式存在。由圖7可知，不同供氮水平下不同土層的硝態(tài)氮含量存在差異，由于硝態(tài)氮主要帶負電荷，在土壤溶液中流動性強，易被淋失。0—20 cm土層中硝態(tài)氮含量隨著施氮量增加呈現(xiàn)先增加后明顯下降的趨勢，在N2處理達到最大值，而N4處理最小，各處理平均含量為1.34 mg·kg-1；20—40 cm土層中，硝態(tài)氮平均含量為1.32 mg·kg-1，整體比較穩(wěn)定，以N4處理相對較低；40—60 cm土層中，硝態(tài)氮含量增加趨勢明顯，在N5處理最大，分別比N0、N1、N2、N3、N4處理顯著高出62.1%、44.3%、55.7%、36.8%和24.8%，而平均含量為1.24 mg·kg-1?？梢娺m宜的氮肥投入會提高表層土壤中的硝態(tài)氮含量，促進血橙樹體生長發(fā)育，而過量投入會加劇淋溶作用，易造成硝態(tài)氮流失，對柑橘生產(chǎn)不利，同時給土壤及地下水污染帶來潛在風險。

圖7 施氮對不同土層硝態(tài)氮含量的影響

表3 施氮對血橙園土壤理化性質的影響

銨態(tài)氮與硝態(tài)氮不同，其帶正電荷，易被土壤膠體吸附和固定，在土壤中流動性較小。圖8顯示，在0—20 cm土層中銨態(tài)氮含量與施氮量呈正相關，施氮量增加后銨態(tài)氮含量有所提高，與N0、N1、N2處理相比，N5處理銨態(tài)氮含量提高了40.1%、32.9%、26.6%，差異達到顯著水平；20—40 cm土層中各處理銨態(tài)氮含量差異并不明顯，以N1處理相對較低；40—60 cm土層中以N3處理銨態(tài)氮含量較高。不同土層間以表層土（0—20 cm）的銨態(tài)氮平均含量最高，達到8.17 mg·kg-1，20—40 cm平均為7.12 mg·kg-1，最下層為6.04 mg·kg-1，進一步說明施氮能夠提高表層土壤的銨態(tài)氮含量，隨著施氮量增加，銨態(tài)氮含量有所增加，而增加幅度較小。整體來看，純氮用量0.69 kg/株/年對土壤養(yǎng)分及理化性質有較好改善。

2.4 施氮對塔羅科血橙果實產(chǎn)量與品質的影響

2.4.1 施氮對血橙產(chǎn)量及構成因素的影響 由表4可知，不同氮肥施用量對血橙產(chǎn)量以及產(chǎn)量構成因素有明顯影響。與N0相比，施氮處理明顯促進果實膨大，增加果實縱徑、橫徑，血橙縱、橫徑在N3處理達到最大值，隨著施氮量進一步增加果實大小反而減??；果形指數(shù)在各處理間比較穩(wěn)定，差異不顯著。果皮厚度對氮素的反應比較敏感，果皮厚度與施氮量呈正相關，各施氮處理的果皮厚度大小順序為N5＞N4＞N3＞N2＞N1＞N0，且N5、N4高氮處理的果皮厚度與N3、N2、N1、N0之間差異達顯著水平。

圖8 施氮對不同土層銨態(tài)氮含量的影響

表4 施氮對血橙果實大小和果皮厚度的影響

施氮對血橙單果質量和單株產(chǎn)量均有顯著影響。在適宜施氮范圍內(nèi)，單果質量隨著供氮增加而增加，在N2處理后出現(xiàn)了下降，但差異并不顯著，與各處理相比，N2處理的血橙單果質量分別比N0、N1、N3、N4、N5高21.2%、5.4%、9.7%、8.7%、10.5%；產(chǎn)量與單果質量情況類似，隨施氮量增加產(chǎn)量呈先增后減趨勢，在N2處理達到最高產(chǎn)量，為38.62 kg/株，隨著施氮量的進一步增加反而出現(xiàn)減產(chǎn)趨勢，且差異顯著，N4、N5高氮處理的產(chǎn)量比N2處理的分別減產(chǎn)41.9%和43.5%。由圖9可知，經(jīng)曲線擬合后，相對最大單果質量和最高產(chǎn)量對應的年純氮用量分別為0.78和0.67 kg/株。

圖9 施氮對血橙單果質量（左）和株產(chǎn)（右）的影響

2.4.2 施氮對血橙果實品質的影響 表5顯示，隨著施氮量增加，血橙可溶性固形物含量呈先增后降趨勢，N0處理的最低，為10.83%，N3處理最高，達11.27%，較N0提高了4%，但差異不顯著，隨著施氮量進一步增加可溶性固形物略微降低?？傻味ㄋ岷侩S施氮量增加呈增加趨勢，與N0相比，N5處理可滴定酸含量增加了19.7%，差異達顯著水平。N0處理的固酸比最高，達到15.21，主要是由于可滴定酸含量較低，各施氮處理固酸比整體趨勢與可溶性固形物含量變化相似，N1處理相對較高，顯著高于N5處理。

血橙Vc含量隨著施氮量的增加呈先增后降趨 勢，除與N0處理差異顯著外，其他各處理間差異均不顯著?；ㄉ张cVc相似，是一種廣泛存在于蔬菜、水果中的具有強抗氧化性的物質，而在柑橘類中，血橙是唯一含有花色苷的品種[16]。在一定量的施氮范圍內(nèi)，血橙花色苷含量隨著施氮量的增加而增加，由圖10可知，血橙花色苷含量N2＞N1＞N0；但隨著施氮量進一步增加，花色苷含量反而呈顯著下降趨勢，即N2＞N3＞N4＞N5。經(jīng)擬合后，可得到Vc和花色苷對應的年最佳純氮用量分別為0.86、0.72 kg/株。

表5 施氮對血橙果實內(nèi)在品質的影響

圖10 施氮對血橙果實維生素C（左）和花色苷（右）含量的影響

由表6可知，施氮對血橙果皮著色有顯著影響。與不施氮相比，施入氮肥可以降低血橙果皮亮度（L）和黃色度（b），紅色度（a）和著色度（a/b）增加，果皮顏色更紅且更均勻。施氮量增加后，亮度有上升趨勢，紅色度和著色度呈現(xiàn)先增后降，而黃色度先降后增。N3處理對血橙果皮的著色效果相對較好，亮度和黃色度較低，紅色較深。

2.5 不同成分間的相關性

2.5.1 土壤、葉片氮含量與果實養(yǎng)分間的相關性 從表7可以看出，春梢和秋梢葉片的氮含量與果實氮、鉀含量以及果實的養(yǎng)分帶走量呈正相關，而與果實磷含量呈負相關，總體相關性未達顯著水平；土壤堿解氮含量除與果實氮含量呈正相關外，與其他指標均呈負相關，其中和果實磷帶走量相關性達到顯著水平，相關系數(shù)為-0.482（0.05=0.456）。

表6 施氮對血橙果面顏色的影響

表7 土壤、葉片氮含量與果實養(yǎng)分間的相關性

*表示在5%水平顯著相關。下同 *indicate significant correlation at 5% level. The same as below

2.5.2 土壤、葉片氮含量與果實品質的相關性 表8結果顯示，土壤、葉片氮含量與果實品質具有一定的相關性。春梢和秋梢的葉片氮含量與TSS含量、固酸比呈負相關，與其余指標呈正相關，其中秋梢葉片氮含量與TA含量和果皮厚度顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.493、0.520，與固酸比的相關系數(shù)為-0.568，春梢葉片氮含量與果皮厚度同樣達到顯著相關性。土壤堿解氮含量與果實TA含量和果皮厚度間均達到極顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.635和0.917（n=18，0.01=0.575），與固酸比極顯著負相關，該結果與位高生等[17]的結果一致。進一步說明葉片、土壤中氮的含量顯著影響果實的風味和果皮厚度。

表8 土壤、葉片氮含量與果實產(chǎn)量、品質的相關性

**1%水平顯著相關** indicate significant correlation at 1% level

3 討論

3.1 適量施氮促進塔羅科血橙樹體新生部位干物質的積累

已有研究表明，施氮可以顯著促進植物地上部的生長[18]。據(jù)報道，甜橙樹體樹干和枝條的干物質重占總干物質的55%左右，果實約占13%，根系約占32%[19]。在柑橘中春梢生長量最大，同時也是樹體重要的結果母枝和營養(yǎng)枝組，可為地上部提供大量的光合養(yǎng)分，而秋梢是翌年開花結果的基礎，也具有重要地位。本研究中，N2和N3處理促進了血橙新生枝梢的干物質量積累，隨著施氮量的進一步增加，干物質量增加不明顯。過多的氮素造成枝梢徒長，不利于樹體花芽分化與開花結果，同時造成肥料的浪費。因此，在滿足血橙正常生長需要的情況下，N2和N3處理相對能夠節(jié)約更多的成本。這與盧曉鵬[20]采用過量氮肥和氮脅迫對枳殼生長的研究結果類似。

3.2 適量施氮增加了塔羅科血橙當年生枝、葉、果等器官的養(yǎng)分吸收利用

柑橘當年新生器官的生長發(fā)育所需要的養(yǎng)分基本能夠反應樹體養(yǎng)分吸收情況，對指導科學合理施肥也有重要意義。柑橘中枝干和枝條中的氮約占樹體總氮的40%，根約占20%，葉片約占25%，果實約占15%[21]。植物吸收營養(yǎng)元素時，不同元素間存在相互拮抗和協(xié)同作用。在本試驗中，隨著施氮量增加，春梢和秋梢葉片吸氮量均呈增加趨勢，且春梢葉片氮、磷、鉀吸收量在N3水平均達到最大；枝條氮、磷、鉀吸收量規(guī)律與葉片類似。由此說明，過量氮肥投入會抑制樹體對磷、鉀的吸收，這與申玉香[22]、趙丹等[23]在其他作物上的研究規(guī)律一致。本試驗中N0處理的秋梢枝條和葉片的磷、鉀吸收量高于N1、N2處理，而N3—N5處理的磷、鉀吸收與施氮量趨勢一致，這可能是因為在秋梢抽生的同時，果實也處于膨大生長階段，此時期血橙樹體對磷、鉀的需求量相對大于氮，從而促使樹體吸收更多的磷和鉀。

柑橘除特殊情況需要修剪或每年只需少量修剪處理外，柑橘果實是樹體養(yǎng)分攜出的唯一器官，因此，通過“以果定肥”或“以果定氮”進行柑橘養(yǎng)分推薦施肥可望成為柑橘果樹養(yǎng)分推薦施肥的重要依據(jù)[24]。柑橘果實對不同養(yǎng)分的需求量不同，在生長前期，對氮、磷的吸收快速增加，到膨大期后增長緩慢，而鉀的吸收迅速增加。通常情況下，果實各元素的吸收量占樹體總吸收量的一大部分，對肥料中氮素的吸收也達到了50%左右[25]，而在果樹生長后期施用過多的氮素容易出現(xiàn)營養(yǎng)生長與果實生殖生長之間爭奪養(yǎng)分問題，反而影響果實產(chǎn)量與品質的提升，過旺的營養(yǎng)生長易導致抽生晚秋梢難以老熟而使樹體遭受凍害[26]。也有研究顯示，施氮能夠增加果實中的氮含量及降低磷、鉀吸收量[27]。本試驗結果顯示，血橙果實氮含量隨施氮量的增加而增加，磷含量雖然有下降趨勢，但整體差異并不顯著，鉀含量對供氮量的增加反應比較敏感，在N2處理達到較大值，隨后出現(xiàn)下降，這可能和元素間的拮抗作用有關。血橙果實氮、磷、鉀帶走量隨著施氮量的增加均呈先增后降的趨勢，以N2處理的氮、磷、鉀帶走量最高，過量施氮，其帶走量顯著降低。可見，過量氮肥投入既影響樹體的生長，又不利于果實產(chǎn)量和品質的提高，還給土壤生態(tài)環(huán)境帶來潛在風險。

3.3 合理施氮有利于塔羅科血橙果實生長發(fā)育與品質形成

柑橘果實品質的好壞直接影響其商品性的高低。溫州蜜柑在施氮量100—900 kg·hm-2內(nèi)，氮肥施用越多產(chǎn)量越高，伏令夏橙產(chǎn)量在施氮量150—450 kg·hm-2內(nèi)與其呈顯著正相關[28]。本試驗條件下，一定施氮范圍內(nèi)血橙果實產(chǎn)量、縱橫徑、單果重、TSS含量、固酸比、Vc以及花色苷含量與施氮量呈正相關；過量施氮后，各指標出現(xiàn)不同程度的下降，其中果實產(chǎn)量下降達顯著水平。果皮厚度和TA含量隨施氮量的增加而增加，高氮處理的果皮著色程度相對較差，這與Nakhlla等[29]和Obreza等[30]的研究結果一致。綜合分析各指標曲線擬合結果可知，三峽重慶庫區(qū)塔羅科血橙年最適純氮用量范圍為0.63— 0.86 kg/株。

3.4 過量施氮帶來了三峽重慶庫區(qū)橘園土壤與水體環(huán)境污染的風險

早在20世紀70年代，BINGHAM等[31]研究發(fā)現(xiàn)加利福尼亞甜橙果園的年氮淋失量達到67 kg·hm-2，而經(jīng)后人研究提出柑橘園純N投入一般在150—300 kg·hm-2較好[32]。三峽重慶庫區(qū)柑橘園早在2010年平均純N投入就達到了409.7 kg·hm-2，其中化學氮肥更是占到94.4%[12]，橘園生產(chǎn)體系中過量的氮肥投入會直接影響土壤環(huán)境，加重土壤氮負荷，從而造成土壤氮素淋失加劇和水體富營養(yǎng)化，使三峽重慶庫區(qū)成為硝酸鹽污染高風險區(qū)[33]。本試驗結果顯示，隨著供氮水平增加，血橙園的土壤有機質含量顯著降低，土壤堿解氮和有效磷含量升高，而速效鉀含量在N3處理達到最大值后也顯著降低。氮和磷的增加隨著土壤淋溶作用會直接影響庫區(qū)水體，增加水體富營養(yǎng)化的風險[34-35]。通過不同土壤剖面層硝態(tài)氮含量檢測結果發(fā)現(xiàn)，在高氮處理（N4和N5）下，40—60 cm土層的硝態(tài)氮含量明顯高于0—20 cm土層，進一步說明過量施氮是導致硝態(tài)氮向深層土壤移動的主要原因之一，由于硝態(tài)氮的易移動性以及重慶地區(qū)的集中性降雨量，橘園土壤中過多的硝態(tài)氮會隨著降水產(chǎn)生的徑流而大量損失[36]。另外，表層土壤的銨態(tài)氮含量同樣隨著施氮量的增加而增加，而對于喜硝態(tài)氮的柑橘來說，以硝態(tài)氮為氮源的根系生長量明顯大于銨態(tài)氮，且地上部的生長也表現(xiàn)同樣的趨勢[37]。因此，適量施氮不僅可以降低庫區(qū)氮污染風險，還能夠增加表層土壤硝態(tài)氮含量，更有利于柑橘生長。

4 結論

與不施氮肥相比，施氮能夠顯著增加塔羅科血橙的枝梢干物質量、果實產(chǎn)量，樹體對氮、磷、鉀的吸收量也隨之上升，土壤中的有效性養(yǎng)分也有所增加。隨著氮肥的過量投入，果實產(chǎn)量和品質降低、枝梢抽發(fā)過旺，同時對土壤理化性質產(chǎn)生了不良影響，土壤有機質含量下降，有效鉀含量的降低以及硝態(tài)氮的淋失作用增強。過量氮肥投入還會造成更多的養(yǎng)分流失，在污染環(huán)境的同時還破壞樹體的養(yǎng)分平衡，導致果實發(fā)育后期梢、果對養(yǎng)分的爭奪，推遲果實的發(fā)育成熟甚至由于抽生冬梢不老熟而易發(fā)生凍害。本研究表明，年純氮用量在0.63—0.86 kg/株較為適宜，N2處理（0.69 kg/株）較其他處理提高血橙果實的品質，平均增產(chǎn)達44%，樹體的養(yǎng)分吸收量和果實養(yǎng)分帶走量達到較高水平，土壤養(yǎng)分狀況穩(wěn)定，有利于血橙優(yōu)質豐產(chǎn)栽培。

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Effects of Nitrogen Application Levels on Nutrient, Yield and Quality of Tarocco Blood Orange and Soil Physicochemical Properties in the Three Gorges Area of Chongqing

YANG JiangBo, ZHANG Ji, LI JunJie, ZHENG YongQiang, Lü Qiang, XIE RangJin, MA YanYan, DENG Lie, HE ShaoLan, YI ShiLai

(Citrus Research Institute, Southwest University/Citrus Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Chongqing 400712)

【Objective】 This study investigated effects of different nitrogen application levels on nutrient uptake, fruit yield and quality, soil physical and chemical properties of late ripening citrus Tarocco blood orange in typical citrus orchards to provide a theoretical basis for the high-quality and high-yield of late-maturing citrus in the Three Gorges area of Chongqing city.【Method】Six different nitrogen treatments (N0 (0), N1 (1 kg/plant), N2 (1.5 kg/plant), N3 (2 kg/plant), N4 (2.5 kg/plant) and N5 (3 kg/plant)) were performed to study its effects on nutrient absorption of branches and leaves and fruit, fruit quality and yield and soil physicochemical properties using 7-year-old Tarocco blood orange grafted on(L.).【Result】Results showed that the increased nitrogen levels except N2 group significantly increased the dry matter amount of leaves and branches in different periods of blood orange with higher level in spring shoots than autumn shoots as well as higher level in leaves than branches. The nutrient absorption of nitrogen, phosphorus and potassium in spring shoots was the lowest under N0 treatment, and the absorption of nitrogen in leaves was significantly increased by the added nitrogen fertilizer with a peak level under N2 treatment while the absorption of phosphorus and potassium with a peak level under N3 treatment. Nitrogen application significantly increased the amount of nitrogen uptake of leaves and branches of autumn shoots with a maximum level under N5 treatment. High nitrogen treatments (N3-N5) significantly increased the amounts of phosphorus and potassium uptake of leaves and branches. Nitrogen first increased then decreased the nitrogen and potassium content of fruit with the maximum level under N2 treatment. The content of nitrogen and potassium in pulp was much higher than that of peel, while the phosphorus content was opposite. The maximum nutrient removal amount of nitrogen, phosphorus and potassium was found under N2 treatment with a significant increase, and the amount of nutrient removal was potassium＞nitrogen＞phosphorus. The pH value and content of organic matter of soil decreased significantly by adding nitrogen fertilizer while the content of available nitrogen and phosphorus of soil increased significantly with the maximum available potassium content under N3 treatment. Nitrogen increased the leaching of nitrate nitrogen in soil within 0-20 cm with the highest level under N2 treatment. Ammonium nitrogen was positively correlated with the nitrogen application rate. There was no significant difference among the content of nitrate nitrogen and ammonium nitrogen under all treatments within 20-40 cm soil layer. The content of nitrate nitrogen in 40-60 cm soil layer increased significantly under high nitrogen treatments, while the ammonium nitrogen content did not change. Nitrogen application first enhanced the thickness of pericarp, the longitudinal diameter, transverse diameter, average weight and yield, and then decreased with the highest level of the longitudinal and transverse diameter under N3 treatment and the highest weight and yield under N2 treatment. Nitrogen application first increased then decreased the total soluble solid (TSS) content without significant difference. Nitrogen input increased titratable acid (TA) content and but decreased TSS/TA ratio. N2 group had the highest vitamin C and anthocyanin content. Fruit coloration was relatively good between N2 and N3 treatments. Correlation analysis showed that the nitrogen content in leaves was positively corrected with the TA content of fruit and the thickness of pericarp, and negatively correlated with the ratio of TSS/TA, and the content of available N in soil was positively correlated with TA content and pericarp thickness, which was significantly negatively correlated with TSS/TA ratio of fruit.【Conclusion】Considering and analyzing, in the citrus orchard of the Three Gorges area of Chongqing, the recommended pure nitrogen application rate was ranged from 0.63 to 0.86 kg/plant which can guarantee a high level of yield and fruit quality, and is beneficial to the nutrient absorption and utilization of blood orange tree, while the risk of orchards’ soil environmental pollution was relatively low.

three gorges area of Chongqing city; Tarocco blood orange; nitrogen application level; nitrogen reduction; nutrition; fruit yield and quality

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.05.011

2018-10-22；

2018-12-28

國家重點研發(fā)計劃（2016YFD0200104，2018YFD0700602）、重慶市社會事業(yè)保障與民生科技創(chuàng)新專項（cstc2016shmszx80006，cstc2017shms-kjfp80036）、重慶市重點產(chǎn)業(yè)共性關鍵技術創(chuàng)新專項（cstc2015zdcy-ztzx80001）

楊江波，E-mail：yjb0602@qq.com。通信作者易時來，E-mail：yishilai@126.com

（責任編輯 趙伶俐）