王貴芳,魏樹偉,張勇
(山東省果樹研究所,山東 泰安 271000)
氮素是果樹生長發(fā)育過程中不可或缺的核心礦質(zhì)元素,被認(rèn)為是果樹生長的物質(zhì)基礎(chǔ),有植物的“生命元素”之稱[1]。果樹新梢生長,以吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)氮元素合成蛋白質(zhì)進(jìn)行器官建造為主,對氮的需求量較大。因此,氮素的供給、吸收和分配一直是果樹生產(chǎn)研究的重點(diǎn)[2]。
目前生產(chǎn)中施用最廣泛的氮肥是尿素。尿素是非極性的中性分子,分子小,擴(kuò)散性強(qiáng),吸收速度快,被認(rèn)為是葉面施肥中毒性最小、效果最好的氮肥。但根施尿素易揮發(fā)、淋溶,不僅肥料利用率低、浪費(fèi)資源,而且還會出現(xiàn)土壤板結(jié)、酸化、地表水富營養(yǎng)化及生態(tài)平衡被破壞等一系列問題[3-5]。當(dāng)前尿素施用過量問題普遍存在[6,7]。因此,研究科學(xué)的葉面施氮方法以提高氮肥利用率、減少用量已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問題。果樹施用氮肥除了根施,還可以進(jìn)行葉面噴施。果樹葉面施氮,氮素可以直接通過葉片進(jìn)入樹體內(nèi)部,參與有機(jī)物質(zhì)的合成,加速新陳代謝,有效改善葉片的營養(yǎng)狀況。葉面施氮具有用肥量少、肥效快、養(yǎng)分利用率高且不受養(yǎng)分分配中心影響等優(yōu)點(diǎn),是一種重要的施氮方式,能及時(shí)滿足果樹生長需要,也是果樹補(bǔ)充氮素、預(yù)防早衰、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)的重要手段之一[8-10]。
桃是山東省重要的落葉果樹之一,栽培面積和產(chǎn)量均居全國首位[11]。近幾年本省桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,種植面積逐漸擴(kuò)大,而生產(chǎn)中普遍存在施肥過量問題,影響桃產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。桃樹葉面噴施肥料,可有效提供其所需養(yǎng)分,減少肥料用量。朱華等[12]研究表明,桃樹噴施有機(jī)液肥旱地龍和大量元素肥料,可提高果樹產(chǎn)量和品質(zhì),促進(jìn)果實(shí)著色;王玉霞等[13]研究表明,對晚熟油桃“福秀”噴施“泰寶”腐植酸肥和“愛吉富”海藻肥,可以顯著改善葉片質(zhì)量、提高葉片光合能力和果實(shí)品質(zhì)。
目前,桃幼樹期肥料施用過量問題未能引起人們重視,對其施肥方法的相關(guān)研究也較少。本試驗(yàn)以2年生‘黃金蜜’油桃幼樹為材料,在盆栽條件下研究不同濃度尿素葉面肥噴施,對桃幼樹生長發(fā)育及碳代謝的影響,以期篩選出適宜的尿素葉面肥用量,為桃樹建園前期幼樹葉面肥的施用及如何提高肥效提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2019年3—9月在山東省果樹研究所試驗(yàn)基地(泰安)進(jìn)行。
以2年生‘黃金蜜’油桃/山毛桃嫁接苗為試材。尿素購自天津市凱通化學(xué)試劑有限公司(分析純,純度>99.0%)。盆栽用土為砂壤土,采自0~30 cm表層園土。供試土壤基本理化性狀:有機(jī)質(zhì)含量15.03 g·kg-1、堿解氮 36.41 mg·kg-1、速效磷 47.05 mg·kg-1、速效鉀3.76 mg·kg-1,pH 6.83。
2019年3 月20 日,將自然風(fēng)干園土過篩,稱取 29.5 kg,摻入腐熟風(fēng)干羊糞 0.5 kg,混勻,裝盆(盆口直徑36 cm,高48 cm)。選取植株大小基本一致、無病蟲害桃苗30株,每盆種植1株。栽植時(shí)澆透水,之后每隔3~5天澆水1次,及時(shí)鋤草、滅蟲。
桃幼樹緩苗結(jié)束(5月20日)正常生長時(shí)進(jìn)行葉面肥試驗(yàn)處理。于無風(fēng)或微風(fēng)上午進(jìn)行葉面噴施尿素,著重噴葉片背面,以霧粒細(xì)密、葉面著霧均勻但不下滴為度。共設(shè)5個(gè)處理:對照(CK)為清水,尿素溶液設(shè) T1(2 g·L-1)、T2(4 g·L-1)、T3(6 g·L-1)、T4(8 g·L-1)4個(gè)濃度梯度。單株為1次重復(fù),每個(gè)處理重復(fù)6次。每隔10天噴1次,共噴6次。
處理后50天左右取樣測定葉片葉綠素、淀粉、可溶性糖含量和新梢生長量。處理后70天左右,按葉片、枝、主干、根系4個(gè)部分對植株進(jìn)行整株解析。樣品用清水洗凈,最后用去離子水沖洗,放于105℃烘箱殺青30 min,隨后80℃下烘干至恒重,用電子天平稱量各器官的干物質(zhì)量,然后用植物磨樣機(jī)磨樣,過80目篩備用。
1.4.1 葉片可溶性糖及淀粉含量測定 取1 g樣品,剪成小塊,放入10 mL刻度試管中,加水10 mL,沸水浴抽提兩次,浸提液用于可溶性糖含量測定[14]。抽提可溶性糖后的殘?jiān)尤敕兴?0 mL,再加入 9.2 mol·L-1高氯酸 2 mL,沸水浴將淀粉消化成葡萄糖,消化所得葡萄糖用于淀粉含量測定[14]。
1.4.2 葉片凈光合速率測定 晴天 8∶30—11∶00和14∶30—16∶00用CIRAS-3便攜式光合儀測定系統(tǒng)(PPSystems,美國)測定充分展開功能葉片(新梢中部)的凈光合速率,每株桃幼樹處理測定2次,每個(gè)處理重復(fù)12次,取平均值。測定時(shí)設(shè)定內(nèi)源光強(qiáng)1 100μmol·m-2·s-1,CO2濃度390 μL·L-1。
1.4.3 葉片葉綠素含量測定 參照葉綠體色素的定量測定方法[15]。
1.4.4 葉面積測定 采用YMJ-B便攜式葉面積儀進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。
1.4.5 新梢生長量測定 以新梢萌發(fā)點(diǎn)為基點(diǎn)至新梢頂芽用直尺測量主梢莖尖的生長量。
采用Microsoft Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù)和作圖,應(yīng)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,用鄧肯氏檢驗(yàn)法進(jìn)行顯著性差異檢測(P<0.05)。
由圖1可以看出,與CK相比,不同濃度尿素葉面肥處理的葉面積,T1、T2、T3、T4分別提高9.65%、9.98%、3.19%、3.13%,T2處理葉面積最大,各處理之間差異不顯著。葉片長度T4<T3<T2<CK<T1,處理間有顯著差異。葉片寬度以T2最大,處理間差異不顯著。葉片長寬比,與CK相比,尿素葉面肥處理均變小,處理之間有顯著差異,T2值最小,其次是T3??梢姡蛩厝~面肥處理可使葉片寬度增加、葉面積增大。
圖1 不同處理桃幼樹葉片生長指標(biāo)
由圖2可以看出,尿素葉面肥處理可顯著提高葉片葉綠素含量,與 CK相比,T1、T2、T3、T4處理分別提高 12.50%、14.19%、20.27%、25.00%,可見,葉片葉綠素含量隨著尿素葉面肥濃度的增加而增加。與CK相比,隨著尿素葉面肥濃度增加,葉片凈光合速率呈先升高后降低趨勢,T2處理最大,T1、T2、T3、T4分別比 CK提高 6.68%、15.38%、13.29%、1.78%。
圖2 不同處理桃幼樹葉片葉綠素含量和凈光合速率
由圖3可以看出,葉片可溶性糖含量呈先升高后降低趨勢,與CK相比,T1、T2、T3處理分別提高 5.50%、21.64%、4.57%,T4降低 4.62%,T2處理最大,顯著高于其它處理。葉片淀粉含量也隨尿素葉面肥濃度增加呈現(xiàn)先升高后降低趨勢,T1和T2均顯著高于CK,T3和T4與CK差異不顯著??梢钥闯?,T2處理葉片可溶性糖和淀粉 含量均顯著高于CK。
圖3 不同處理桃幼樹葉片可溶性糖和淀粉含量
由圖4可以看出,對照(CK)新梢平均長度為15.98 cm,T1、T2、T3、T4處理新梢平均長度分別比 CK提高 11.26%、27.16%、12.52%、0.56%??梢?,尿素葉面肥處理促進(jìn)新梢生長,以T2處理長度最大。
由圖5可以看出,不同濃度尿素葉面肥處理間葉片和枝干物質(zhì)量差異不顯著。與CK相比,桃幼樹主干的干物質(zhì)量,T1、T2、T3處理分別提高0.28%、10.05%、0,T4降低 9.01%,T2處理最大。T1、T2、T3處理根干物質(zhì)量與CK差異不顯著,T4顯著低于對照和其它處理。
圖4 不同處理桃幼樹新梢生長量
葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場所。曲文章等[16]對甜菜的研究指出,增加施氮量可使葉片含氮量增加,同時(shí)葉片中葉綠素含量也增加。因而可以看出葉片葉綠素含量與氮素水平呈正相關(guān),氮素水平影響植物的光合速率。沙海寧等[17]對番茄的研究表明,隨施氮量增加葉片葉綠素含量顯著增加。徐躍進(jìn)等[18]同樣證實(shí)施氮肥可以促進(jìn)葉片中葉綠素的合成。本研究也表明,隨著尿素葉面肥濃度增加,葉片葉綠素含量呈上升趨勢。這與前人的研究結(jié)果一致。
碳代謝是果樹生長發(fā)育過程中極其重要的生理過程。植物利用大氣中的CO2進(jìn)行光合作用合成碳水化合物蔗糖、葡萄糖、果糖、淀粉等[19]。在植物光合作用機(jī)制中,光合作用的強(qiáng)弱與氮的可用性密切相關(guān),因而葉片葉綠體內(nèi)氮含量的高低在很大程度上影響著光合速率[20]。前人研究表明,在適宜范圍內(nèi),植物的光合速率與供氮水平之間存在正相關(guān)關(guān)系,但過低或過高供氮水平下光合速率均下降[21]。本研究表明,隨著尿素葉面肥濃度的增加,葉片凈光合速率呈現(xiàn)先升高后降低趨勢,以T2(4 g·L-1)處理最大,顯著高于對照。這與前人的研究結(jié)果類似。
適宜濃度的尿素葉面肥可以顯著增加桃幼樹葉片寬度、葉面積,顯著提高葉片葉綠素含量和光合速率,顯著提高葉片可溶性糖和淀粉含量,并可顯著增加植株主干的干物質(zhì)量。本研究中,以T2處理即4 g·L-1尿素葉面肥噴施對桃幼樹生長及碳代謝的效果最好。