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        氮磷鉀葉面肥配施不同碳源對桃樹新梢生長及果實(shí)品質(zhì)的影響

        2021-02-07 01:24:14王貴芳姚元濤李素紅董亞茹高曉蘭王紅郜懷峰梁家慧張勇魏樹偉
        山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:葉面肥凈光合單果

        王貴芳,姚元濤,李素紅,董亞茹,高曉蘭,王紅郜懷峰,梁家慧,張勇,魏樹偉

        (1.山東省果樹研究所,山東 泰安 271000;2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),山東 泰安 271018)

        施肥與果樹產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)息息相關(guān)[1]。但過量施用化肥導(dǎo)致肥料利用率不高、土壤肥料流失嚴(yán)重[2],并造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題[3,4],威脅到農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。因此,如何在滿足果樹樹體營養(yǎng)需求情況下提高肥料利用率成了果樹營養(yǎng)與肥料研究的主題[5]。

        葉面施肥是生產(chǎn)中重要的追肥方式,其用量少、肥效快、養(yǎng)分利用率高,且不受養(yǎng)分分配中心的影響,能及時滿足果樹的營養(yǎng)需求,并可避免某些元素在土壤中固定。研究表明,葉面噴施尿素、磷酸二氫鉀等葉面肥能夠提高谷子的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度等光合指標(biāo)[6]。茶樹噴施尿素和專用葉面肥均能提早茶葉的開采期,提高茶葉品質(zhì)[7]。蘋果樹噴施葉面肥能顯著提高葉片的光合性能[8],顯著增加蘋果果實(shí)可溶性固形物含量和揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量,降低可滴定酸含量,提高果實(shí)品質(zhì)[9]。噴施磷酸二氫鉀可增加‘紅將軍’蘋果葉片的質(zhì)量、提高光合速率及蒸騰速率,同時提高果實(shí)的單果重及可溶性固形物含量[10]。何平等[11]研究發(fā)現(xiàn),葉面噴施鉀、鎂和鈣肥可以在一定程度上改善桃果實(shí)著色,提高果實(shí)品質(zhì)。王國棟等[12]以7年生的魯星油桃為試材,對桃樹梢葉局部涂抹納米碳與尿素溶液,結(jié)果發(fā)現(xiàn)納米碳能夠促進(jìn)新梢葉片對氮素的吸收利用,有效提高葉綠素含量、光合效率及新梢局部氮素利用率,影響氮素在梢葉各部位間的分配,促進(jìn)氮素向新生嫩葉的轉(zhuǎn)移。另有研究表明,葉面噴施糖醇小分子有機(jī)物能促進(jìn)小白菜的生長,改善其品質(zhì)[13]。李秋利等[14]研究表明,葉面噴施山梨醇和蔗糖均能改善桃果實(shí)著色和品質(zhì)。

        桃樹是我國重要的落葉果樹之一,分布范圍廣,栽培面積大[15]。目前關(guān)于如何改善桃果實(shí)品質(zhì)、提高肥料利用率而達(dá)到提質(zhì)增效目的的研究尚比較欠缺,同時小分子糖醇作為葉面肥對果樹生長發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響研究較少。本研究以5年生結(jié)果期桃樹為試材,探討氮磷鉀葉面肥配施不同碳源對桃樹新梢生長、果實(shí)大小及品質(zhì)的影響,明確調(diào)控桃樹生長、提高果實(shí)品質(zhì)的最佳配方,以期為結(jié)果期桃樹葉面肥的施用提供參考,為桃產(chǎn)區(qū)化肥減施與提質(zhì)增效提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        試驗(yàn)于2019年5—8月在山東省泰安市泰山區(qū)省莊鎮(zhèn)紅廟桃園進(jìn)行。供試桃樹品種為中油16號,5年生結(jié)果期桃樹,選取生長勢一致的植株為試材。桃園土壤為棕壤,有機(jī)質(zhì)含量11.68 g/kg、堿解氮74.12 mg/kg、速效磷65.72 mg/kg、速效鉀63.33 mg/kg,pH值7.11。試驗(yàn)所用尿素、磷酸二氫鉀、蔗糖、葡萄糖購自天津市凱通化學(xué)試劑有限公司;海藻糖、山梨糖醇購自北京索萊寶科技有限公司。

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)共設(shè)6個處理:CK(清水)、NPK(4 g/L尿素+3 g/L磷酸二氫鉀)、Suc+NPK(10.27 g/L蔗糖+NPK)、Tre+NPK(10.27 g/L海藻糖+NPK)、Sor+NPK(5.47 g/L山梨醇+NPK)和Glu+NPK(5.40 g/L葡萄糖+NPK)。單株桃樹為一個重復(fù),每處理重復(fù)3次,每隔15天噴一次葉面肥,共噴5次。選擇無風(fēng)或微風(fēng)的多云天氣或傍晚,著重噴施葉片背面,以霧粒細(xì)密、葉面著霧均勻但不下滴為度。

        1.3 測定指標(biāo)與方法

        1.3.1 新梢生長量測量 第1次噴施葉面肥時,在植株中部外圍不同的方位選取16個長勢一致的新梢,用直尺測量新梢長度。1周后,再次測量新梢的長度,計(jì)算每個處理新梢平均生長量。

        1.3.2 葉片相關(guān)指標(biāo)測定 葉面積測定:第1次噴施葉面肥后1周,選取新梢中部的功能葉片,每個處理選取60片,采用YMJ-B便攜式葉面積儀進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定。

        葉片葉綠素含量測定參照趙世杰等[16]的方法進(jìn)行。選取晴天8∶30—11∶00和14∶30—16∶00用CIRAS-3便攜式光合儀(PPSystems,美國)測定充分展開功能葉片(新梢中部)的凈光合速率,每株桃樹測定6次,每處理重復(fù)18次,取平均值。測定時設(shè)定內(nèi)源光照強(qiáng)度為1 100μmol/(m2·s)、CO2濃度390μL/L。

        葉片可溶性糖和淀粉含量測定: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。抽提可溶性糖后的殘?jiān)尤敕兴?0 mL,再加入9.2 mol/L高氯酸2 mL,沸水浴將淀粉消化成葡萄糖,所得葡萄糖用于淀粉含量測定[17]。

        葉片硝態(tài)氮含量的測定參照植物體內(nèi)硝態(tài)氮含量的測定方法進(jìn)行[16]。葉片全氮含量采用凱氏定氮法測定;全磷含量采用釩鉬黃比色法測定;全鉀含量采用火焰光度計(jì)測定。

        1.3.3 果實(shí)相關(guān)指標(biāo)測定 8月19日采收果實(shí),每個處理隨機(jī)選取果樹外圍中部18個果實(shí)進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測定。用天平稱每個果實(shí)的質(zhì)量,計(jì)算平均單果重;用手持式硬度計(jì)測定果實(shí)硬度,每個果實(shí)測2次,計(jì)算平均硬度;用手持式糖度計(jì)測定果實(shí)的可溶性固形物含量,每個果實(shí)測2次,計(jì)算平均值。

        每個處理選取6個果實(shí),切取相同部位的果肉,剪成小塊混勻。稱取1 g樣品,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[17]。果實(shí)有機(jī)酸含量測定參照高俊鳳[18]的方法進(jìn)行;果實(shí)VC含量的測定參照趙世杰等[16]的方法進(jìn)行。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        運(yùn)用Microsoft Excel 2010進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和圖表繪制,采用SPSS 20.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析及最小顯著差異性檢驗(yàn)(Duncan’s新復(fù)極差法,P<0.05或P<0.01)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 葉面肥配施不同碳源對新梢及葉片生長的影響

        新梢和葉片的生長量是衡量果樹生長勢強(qiáng)弱和樹體營養(yǎng)水平的標(biāo)志。從圖1可以看出,NPK處理桃新梢為10.16 cm,比CK增加11.53%,Suc+NPK、Tre+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理分別比 CK 降 低21.30%、23.16%、27.66% 和24.26%。NPK 處理平均葉面積為3 823.90 mm2,顯著高于CK,Tre+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理葉面積顯著低于CK,Suc+NPK處理與CK差異不顯著??梢?,NPK葉面肥顯著促進(jìn)新梢和葉片的生長,Suc+NPK、Tre+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理均抑制新梢的伸長;Suc+NPK處理對葉片的生長影響不顯著,Tre+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理顯著抑制葉片的伸展。

        2.2 葉面肥配施不同碳源對葉片葉綠素含量和凈光合速率的影響

        從圖2可以看出,Suc+NPK處理葉片葉綠素含量與CK差異不顯著,其他處理均顯著低于CK。不同葉面肥處理的葉片凈光合速率與CK差異均不顯著,但Suc+NPK處理比CK高6.26%,而Tre+NPK處理比CK低7.19%。綜上可見,與CK比較,葉面肥配施碳源處理對葉片凈光合速率影響不大。

        圖2 葉面肥配施不同碳源對葉片葉綠素含量和凈光合速率的影響

        2.3 葉面肥配施不同碳源對葉片可溶性糖和淀粉含量的影響

        從圖3看出,NPK和Suc+NPK處理葉片可溶性糖含量略低于CK,但差異不顯著;Tre+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理分別比CK提高15.79%、27.27%和43.46%,差異均達(dá)顯著水平。Glu+NPK處理葉片的淀粉含量最高,為16.65 mg/g,比CK高21.71%,差異顯著;NPK、Suc+NPK、Sor+NPK和Tre+NPK處理分別比CK高9.94%、8.19%、13.08%和0.95%,差異均未達(dá)顯著水平。綜上,Glu+NPK處理顯著提高葉片可溶性糖和淀粉含量。

        圖3 不同處理葉片可溶性糖和淀粉含量

        2.4 葉面肥配施不同碳源對葉片硝態(tài)氮含量的影響

        從圖4看出,NPK處理葉片硝態(tài)氮含量略高于CK,但差異不顯著;Suc+NPK、Tre+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理葉片硝態(tài)氮含量分別是CK的73.92%、32.36%、27.47%和5.13%,極顯著低于CK??梢姡~面肥配施外源碳顯著降低葉片的硝態(tài)氮含量。

        圖4 不同處理葉片硝態(tài)氮含量

        2.5 葉面肥配施不同碳源對桃樹葉片全氮、全磷和全鉀含量的影響

        由表1可以看出,與CK相比,噴施葉面肥均提高葉片全氮含量,NPK、Suc+NPK、Tre+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理分別提高40.67%、33.01%、16.27%、30.62%和35.89%,除Tre+NPK處理外其他處理均與對照差異顯著。Suc+NPK和Tre+NPK處理葉片全磷含量略低于CK,NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理則略高于CK,但差異均不顯著。NPK和Tre+NPK處理葉片全鉀含量顯著高于其他處理,Suc+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理葉片全鉀含量顯著高于CK。可見,葉面肥配施不同碳源均顯著提高葉片全氮和全鉀含量。

        注:表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

        2.6 葉面肥配施不同碳源對桃果實(shí)成熟期、單果重和果實(shí)硬度的影響

        圖5 不同處理桃果實(shí)表型、平均單果重和果實(shí)硬度

        從圖5看出,CK和Glu+NPK處理桃果實(shí)著色均勻,顏色鮮紅;Suc+NPK和Sor+NPK處理桃果實(shí)著色較為均勻;Tre+NPK處理的果實(shí)成熟期推遲,著色不夠;NPK處理桃果實(shí)著色最差。Glu+NPK處理平均單果重最大,比CK增加21.81%,Sor+NPK次之,比對照提高16.98%,而Tre+NPK處理單果重最低,比CK降低3.71%。NPK處理桃果實(shí)硬度最小,為9.77 kg/cm2,比CK降低34.65%,Tre+NPK處理硬度最大,為20.09 kg/cm2,比對照增加34.38%,差異均達(dá)顯著水平,其他處理均與CK差異不顯著。綜上,與CK相比,NPK處理不利于桃果實(shí)著色,顯著降低果實(shí)硬度;Tre+NPK處理顯著推遲果實(shí)的成熟期,果實(shí)硬度顯著增加;Suc+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理均有利于桃果實(shí)著色,對單果重和果實(shí)硬度影響不顯著,Glu+NPK處理單果重增加略明顯。

        2.7 葉面肥配施不同碳源對桃果實(shí)可溶性固形物和可溶性糖含量的影響

        從圖6看出,各處理果實(shí)可溶性固形物含量均無顯著差異,以Suc+NPK 處理最高,為11.57%。Suc+NPK處理桃果實(shí)可溶性糖含量最高,比CK提高13.82%,差異極顯著;Sor+NPK處理比CK增加2.83%,差異顯著;Tre+NPK處理比CK降低8.63%,差異顯著;NPK和Glu+NPK處理分別比CK降低16.43%和19.08%,差異極顯著。綜上可見,葉面肥處理對桃果實(shí)可溶性固形物含量影響不顯著;而對果實(shí)可溶性糖含量影響顯著,與CK相比,Suc+NPK處理使果實(shí)可溶性糖含量升高,效果極顯著;Sor+NPK處理也使果實(shí)可溶性糖含量升高,效果顯著;NPK和Glu+NPK處理使果實(shí)可溶性糖含量極顯著降低。

        圖6 不同處理桃果實(shí)可溶性固形物和可溶性糖含量

        2.8 葉面肥配施不同碳源對桃果實(shí)有機(jī)酸和VC含量的影響

        從圖7可以看出,NPK處理桃果實(shí)有機(jī)酸含量最高,為20.35 mg/g,顯著高于CK及其他葉面肥處理;Suc+NPK、Tre+NPK、Sor+NPK、Glu+NPK處理分別比CK降2.33、5.26、5.29、5.25 mg/g,差異均不顯著。NPK、Tre+NPK、Sor+NPK、Glu+NPK處理桃果實(shí)VC含量分別比CK提高31.47%、67.83%、41.26%和60.84%,差異均不顯著;Suc+NPK處理是CK的1.95倍,差異顯著。綜上,Suc+NPK處理桃果實(shí)有機(jī)酸含量略有降低,VC含量顯著升高。

        圖7 不同處理桃果實(shí)有機(jī)酸和VC含量

        3 討論

        3.1 氮磷鉀葉面肥配施不同碳源對桃樹新梢、葉片生長及碳氮代謝的影響

        尿素和磷酸二氫鉀作為葉面肥在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用,能夠被葉片快速吸收,補(bǔ)充樹體生長所需的養(yǎng)分[19]。前人研究表明,外源糖醇不僅能夠改善植物的生長發(fā)育過程[20]、提高植物的抗逆性[21],還可以通過光合碳代謝產(chǎn)生的糖信號參與代謝調(diào)節(jié)[22]。桃樹是喜光性果樹,生長季新梢生長旺盛,需肥量較大。本研究中噴施NPK葉面肥顯著促進(jìn)新梢的生長和葉面積的增大,在NPK葉面肥中添加不同碳源(蔗糖、海藻糖、山梨醇和葡萄糖)則有效抑制新梢的旺長,其中添加葡萄糖處理顯著增加葉片可溶性糖和淀粉的含量,添加蔗糖處理增加葉片葉綠素含量和凈光合速率,起到“以氮增碳”的效果。此外,噴施葉面肥顯著提高葉片全氮和鉀含量;而葉片的硝態(tài)氮含量可以反映植株的氮素影響狀況,NPK處理葉片硝態(tài)氮含量比CK略高,而添加不同碳源則顯著降低葉片硝態(tài)氮含量,其中Suc+NPK、Tre+NPK、Sor+NPK和Glu+NPK處理與CK差異均極顯著;可見,噴施外源碳源則有效促進(jìn)氮素的轉(zhuǎn)化,起到“以碳促氮”效果。光合碳代謝和氮代謝密切結(jié)合,相互促進(jìn),碳代謝為氮代謝提供充足的碳源和能量,氮代謝為碳代謝提供所需酶和光合色素,而能量和碳骨架是碳氮代謝共同需要的[23,24]。因此,本研究中不同碳源(蔗糖、海藻糖、山梨醇和葡萄萄)與尿素和磷酸二氫鉀作為葉面肥混施,均能夠改善桃樹新梢和葉片的生長發(fā)育,促進(jìn)光合碳代謝和氮素同化的進(jìn)行,其中Suc+NPK處理能夠顯著抑制新梢旺長,提高葉片凈光合速率,增加葉片可溶性糖和淀粉含量。

        3.2 氮磷鉀葉面肥配施不同碳源對桃果實(shí)品質(zhì)的影響

        果實(shí)色澤和糖酸含量是評價桃果實(shí)商品價值的重要指標(biāo)。充足的氮素可以促進(jìn)果樹營養(yǎng)生長,但對果實(shí)品質(zhì)的提高有較大的阻礙作用[25-27]。糖是光合作用的主要產(chǎn)物,薔薇科植物中主要以蔗糖和山梨醇的形式在體內(nèi)運(yùn)輸,同時糖也可以作為信號分子參與調(diào)節(jié)果實(shí)品質(zhì)與產(chǎn)量的形成。目前,蔗糖、海藻糖、山梨醇、葡萄糖均被鑒定可作為糖的信號分子[28]。李秋利等[14]研究發(fā)現(xiàn),葉面噴施山梨醇和蔗糖可顯著改善桃果實(shí)著色,提高果實(shí)可溶性固形物含量,改善果實(shí)品質(zhì)。本研究中,Suc+NPK和Sor+NPK處理桃果實(shí)著色較為均勻,與CK相比,極顯著提高果實(shí)可溶性糖含量,這與前人的研究結(jié)果類似。其中Sor+NPK處理平均單果重為295.99 g,比CK增加16.98%,可見蔗糖及山梨醇與NPK葉面肥混施促進(jìn)了桃果實(shí)商品價值的提高。Glu+NPK處理桃果實(shí)著色較好,單果重顯著增加,但可溶性糖含量極顯著降低。與CK相比,Tre+NPK處理則使桃果實(shí)的成熟期顯著推遲,單果重及可溶糖含量略有降低。因此,單獨(dú)采用氮磷鉀葉面肥對結(jié)果期桃樹進(jìn)行追肥,不利于提高果實(shí)品質(zhì)。綜合分析來看,Suc+NPK和Sor+NPK處理均顯著促進(jìn)桃果實(shí)品質(zhì)的提高。

        4 結(jié)論

        本研究表明,NPK葉面肥能夠顯著促進(jìn)桃樹新梢和葉片生長,但不利于果實(shí)品質(zhì)的提高;Suc+NPK處理不僅提高葉片葉綠素含量和凈光合速率,起到“以氮增碳”的效果,而且極顯著增加果實(shí)可溶性糖含量,降低果實(shí)有機(jī)酸含量,提高果實(shí)品質(zhì);Tre+NPK處理輕微抑制葉片的凈光合速率,顯著推遲果實(shí)的成熟期;Sor+NPK處理葉面積顯著減小,果實(shí)可溶糖含量略低于Suc+NPK處理;Glu+NPK處理葉面積及葉綠素含量均顯著減小,果實(shí)可溶糖含量較對照極顯著降低。

        綜上,本研究條件下Suc+NPK(10.27 g/L蔗糖+4 g/L尿素+3 g/L磷酸二氫鉀)處理最利于桃樹新梢生長及果實(shí)品質(zhì)的提高。

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