解小鋒,王中堂,張業(yè)梅,沙建川,王建國,張瓊*
(1.山東省林業(yè)保護(hù)和發(fā)展服務(wù)中心,山東濟(jì)南 250014;2.山東省果樹研究所,山東泰安 271000;3.微山縣兩城鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心,山東微山 272191;4.濱州市沾化區(qū)馮家鎮(zhèn)人民政府,山東濱州 256600)
棗(ZiziphusjujubaMill.)屬于鼠李科(Rhamnaceae)棗屬植物,原產(chǎn)于中國,有4 000余年栽培歷史[1]。目前中國棗栽培面積約200萬hm2,年產(chǎn)量900萬t,產(chǎn)量和栽培面積均占世界的98%以上,年產(chǎn)值約1 000億元人民幣,以棗業(yè)為主要經(jīng)濟(jì)來源的人口2 000萬[2]。中國棗產(chǎn)區(qū)主要分布在華北和西北地區(qū),面積和產(chǎn)量占比較大的產(chǎn)區(qū)分別為新疆(31.0%、49.1%)、河北(18.6%、10.5%)、山西(14.0%、9.0%)、陜西(12.4%、12.0%)、山東(5.6%、11.3%)。國外僅韓國有少量商品化栽培。目前棗產(chǎn)業(yè)市場的基本形勢是供求結(jié)構(gòu)性失衡,即低端產(chǎn)品嚴(yán)重供過于求,中高端產(chǎn)品仍供不應(yīng)求[3]?,F(xiàn)在棗產(chǎn)業(yè)的首要任務(wù)是提質(zhì)增效,提高肥料利用效率,減少生產(chǎn)成本,增加果農(nóng)收入。筆者概述了棗的氮、磷、鉀養(yǎng)分和水分的需求特性,結(jié)合目前棗的施肥現(xiàn)狀,對未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了建議,為棗相關(guān)科研工作者和棗農(nóng)提供借鑒參考。
關(guān)于棗的需肥特性研究,與蘋果等大宗水果比較相對落后,目前的文獻(xiàn)報道主要集中在氮的吸收利用特性,其它肥料元素的吸收利用特性尚未形成系統(tǒng)研究。
棗樹在不同物候期對氮的吸收分配存在較大差異,張進(jìn)等[4]在冬棗上春季土施氮肥后發(fā)現(xiàn),在果實(shí)膨大期前15N優(yōu)先向貯藏器官轉(zhuǎn)運(yùn),然后再向外轉(zhuǎn)運(yùn)至樹體新生器官;在果實(shí)膨大期至果實(shí)采收期,15N主要用于新生器官建造;在果實(shí)采收后,15N主要向貯藏器官積累。張進(jìn)等[5]還發(fā)現(xiàn)冬棗植株對15N的當(dāng)季利用率隨時間延長逐漸下降。另外在冬棗硬核期土施15N尿素,果實(shí)膨大期新生營養(yǎng)器官對氮素吸收征調(diào)能力明顯高于貯藏器官,果實(shí)采收后,葉片、棗吊中15N已開始回流并優(yōu)先貯藏于粗根[6]。此時施氮肥有利于提高樹體貯藏氮水平。氮肥施用不當(dāng)影響果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。果實(shí)膨大期正值雨熱同季,尿素施用過多容易淋失和揮發(fā),造成氮肥浪費(fèi),同時氮素向果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)過多會降低果實(shí)品質(zhì)。文獻(xiàn)報道蘋果果實(shí)膨大期可通過少量多次施氮肥、施用硝化抑制劑、外源脫落酸涂抹果實(shí)等方法來提高氮素利用率,減少氮素對果實(shí)品質(zhì)的影響[7-10]。因此需研究棗樹上果實(shí)膨大期的氮肥施用方法。
棗樹物候期重疊現(xiàn)象較其它落葉果樹更突出,營養(yǎng)需求時期集中,若貯藏營養(yǎng)不足則影響其花芽分化以及坐果,根外追肥可快速補(bǔ)充不足的養(yǎng)分。萌芽前葉面施肥,可緩解因貯藏營養(yǎng)不足引起的養(yǎng)分競爭問題,改善萌芽后葉片特別是結(jié)果枝(脫落性枝)的葉片質(zhì)量,起到“以氮增碳”作用。張進(jìn)等[11]在冬棗萌芽前用15N尿素水溶液涂抹冬棗多年生棗頭枝發(fā)現(xiàn)盛花期的15N利用率高達(dá)42.8%。晚秋葉面施肥也特別重要,在落葉前葉片吸收的氮素回流,可長距離運(yùn)輸?shù)礁蒂A藏,增加樹體氮素貯藏營養(yǎng),利于翌年植株生長發(fā)育。趙登超等[12]在冬棗上發(fā)現(xiàn)晚秋時期對不同枝條涂抹15N-尿素,休眠期樹體枝干和根系中可檢測到15N,翌年盛花期的新生器官中也可檢測到15N,其分配勢隨新生器官生理年齡的增加而增大(棗吊>葉片>花)。
袋控緩釋肥是近年興起的一種新型緩控釋肥,以微孔來控制肥料釋放速率。具有簡單易行、省工節(jié)肥、養(yǎng)分穩(wěn)定供應(yīng)、減少環(huán)境污染、控釋效果好的特點(diǎn),已大范圍應(yīng)用于果品生產(chǎn)。彭福田等[13]研究發(fā)現(xiàn)袋控緩釋肥處理土壤養(yǎng)分供應(yīng)穩(wěn)定,接近穩(wěn)態(tài)營養(yǎng)理論提出的養(yǎng)分穩(wěn)定供應(yīng)要求。因此袋控緩釋肥處理的棗樹植株生長健壯,克服了化肥撒施后短期內(nèi)土壤無機(jī)氮水平過高,刺激棗頭大量萌發(fā),造成營養(yǎng)競爭的問題,并且使葉片葉綠素含量與凈光合速率(Pn)值高且穩(wěn)定,顯著提高了產(chǎn)量與品質(zhì)。
棗樹不同類型枝條上的葉片制造的養(yǎng)分對樹體發(fā)育影響不同。在冬棗生長發(fā)育后期用0.3%15N尿素水溶液涂抹不同類型枝條葉片發(fā)現(xiàn),結(jié)果棗吊葉片吸收的15N主要供給果實(shí)和棗吊;營養(yǎng)枝葉片吸收的15N向果實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)較少,其自留量較多,并且長距離運(yùn)輸能力較強(qiáng),對全樹氮素營養(yǎng)的分配有調(diào)控作用[14]。因此,通過合理的整形修剪調(diào)節(jié)各類枝條比例,使?fàn)I養(yǎng)枝和結(jié)果枝搭配適當(dāng),連年形成健壯新梢和足夠的花芽,同時配合合理的施肥管理措施,可為果實(shí)品質(zhì)提升創(chuàng)造良好的條件。
鉀素被譽(yù)為“品質(zhì)元素”,有效參與了植株的光合作用,促進(jìn)光合產(chǎn)物向果實(shí)等庫器官的轉(zhuǎn)運(yùn)[15]。關(guān)于棗的需鉀特性,吳翠云[16]分別從鉀肥施用方式、施肥時期、施用量3個角度探討了鉀肥對駿棗的生長發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響。坐果期葉面噴施0.6%KH2PO4或每666.7 m2土施30 kg KH2PO4可顯著增加駿棗葉片光合速率和葉綠素含量,提高果實(shí)發(fā)育后期的(SPS)活性和中期的酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)、蔗糖合成酶(SS)及中性轉(zhuǎn)化酶(NI)活性,使果實(shí)單果重、可溶性糖、維生素C含量及淀粉含量增加, 降低了有機(jī)酸含量。但是關(guān)于棗的需鉀特性,相對氮來說研究的比較少,亟需進(jìn)一步開展系統(tǒng)研究。
相較于氮和鉀的需求特性,棗對磷的需求比較低。閆鵬科等[17]在同心圓棗上發(fā)現(xiàn),當(dāng)666.7 m2產(chǎn)量達(dá)到1094.5 kg時,對N、P2O5和K2O的總需求量分別為37.5、16.1和26.2 kg,果實(shí)膨大期和轉(zhuǎn)色期對P2O5的需求量最大。王斌等[18]也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果,認(rèn)為棗對N、P2O5和K2O的需求比例接近2∶1∶2。在紅棗上研究表明,棗樹植株體內(nèi)磷素積累動態(tài)變化基本呈穩(wěn)步上升趨勢,各生長期根和葉中的磷素積累量變化不大,枝干和果實(shí)的磷素積累比較明顯[19]。在棗的生長后期應(yīng)注重對磷素的補(bǔ)給。
目前中國果園普遍存在建園條件差,有機(jī)肥投入不足,有機(jī)質(zhì)含量低的問題。土壤有機(jī)質(zhì)含量與氮的利用率密切相關(guān)。若有機(jī)質(zhì)含量不足1%,氮肥利用率不足20%,若有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到1.5%,氮肥利用率可上升至30%[20]。崔亞榮[21]在陜北黃土高原開展了有機(jī)肥在駿棗上應(yīng)用研究,每株生物有機(jī)肥用量為1.0 kg時有利于產(chǎn)量提高;每株生物有機(jī)肥用量為1.5 kg時有利于提高棗的營養(yǎng)品質(zhì)。目前關(guān)于棗園的有機(jī)肥施用研究較少,沒有形成較為系統(tǒng)的施用方法。而蘋果上關(guān)于有機(jī)肥的施用方法較為成熟,開展了有機(jī)肥部分替代化肥、有機(jī)肥分次施肥、有機(jī)肥有效成分、有機(jī)肥施肥位置的研究[22-25],取得了較為系統(tǒng)的研究成果,可以借鑒。
需水特性是指果樹不同生育階段的需水量占全生育期內(nèi)總需水量的比例。李曉彬等[26]在陜北地區(qū)梨棗上發(fā)現(xiàn)田間持水量60%可同時達(dá)到高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì),提出了梨棗開花坐果期與果實(shí)膨大期是影響果實(shí)品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵需水時期。在溫室條件下,果實(shí)成熟期重度調(diào)虧處理(不灌水)在減產(chǎn)不顯著前提下,改善了棗的品質(zhì),提高了水分利用效率,是實(shí)施調(diào)虧灌溉的最佳階段[27]。在梨棗萌芽展葉期、開花坐果期、果實(shí)膨大期和果實(shí)成熟期4個發(fā)育期設(shè)置不同水分調(diào)虧處理,研究表明在萌芽展葉期和果實(shí)成熟期的中度調(diào)虧(灌水量25 mm)及重度調(diào)虧(不灌水)下,果實(shí)產(chǎn)量得到提高,在果實(shí)膨大期和果實(shí)成熟期進(jìn)行的輕度調(diào)虧(灌水量40 mm),其果實(shí)產(chǎn)量與充分供水(灌水量60 mm)下相近。并且水分調(diào)虧處理使果實(shí)發(fā)育期時期提前10~15 d,提高了果實(shí)市場價格[28]。Cui等[29]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)在適當(dāng)?shù)臅r期進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃痔澣惫芾?,可顯著減少灌溉水量,抑制枝條徒長,調(diào)節(jié)棗樹營養(yǎng)生長和生殖生長的矛盾。新疆南疆地區(qū)的棗園適宜含水量為最大田間持水量的60%~80%,提倡用滴灌技術(shù)。在遼西、山東和河北的丘陵坡地棗園中水源條件好的地方,可實(shí)行畦灌(樹盤漫灌);水源條件不好的實(shí)行樹下開溝擔(dān)水灌溉。灌水時期在棗樹發(fā)芽前、花期、幼果期和土壤封凍前進(jìn)行,每次灌水量為達(dá)到田間最大持水量的60%~70%。
目前雖然對棗樹水分供需利用特性進(jìn)行了大量研究并取得了一些成果,但總體而言仍顯不足。水分對棗樹影響的內(nèi)在生理機(jī)制尚未明確,使得今后棗生產(chǎn)中更加精確有效的水分調(diào)控缺少理論依據(jù),應(yīng)開展系統(tǒng)和定量的棗樹抗旱生理機(jī)制研究,更多采用滴灌、滲灌、水肥一體化等現(xiàn)代高效灌溉模式。
中國棗產(chǎn)業(yè)在過去的十五年經(jīng)歷了巨幅波動,先是在不到10年的時間里,從小產(chǎn)業(yè)發(fā)展成引人注目的大產(chǎn)業(yè);又用不到5年的時間,從發(fā)展頂峰迅速跌落。從供不應(yīng)求、利潤暴漲到供過于求,出現(xiàn)賣果難的問題,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫[30]。
開展根層調(diào)控施肥技術(shù)研究應(yīng)用。根層養(yǎng)分供應(yīng)與果樹根系之間存在反饋機(jī)制,一方面適宜的根層養(yǎng)分含量利于合理根型構(gòu)建和促進(jìn)根系生長,另一方面有節(jié)奏的根系生長和合理的根系構(gòu)型又能促進(jìn)養(yǎng)分的生物有效性。因此,把根層土壤有效養(yǎng)分含量控制在既能滿足棗樹根系的養(yǎng)分需求,又不至于因養(yǎng)分過量累積而污染環(huán)境,達(dá)到肥料、土壤和環(huán)境的養(yǎng)分供應(yīng)與棗樹養(yǎng)分需求相適應(yīng),是提高肥料利用效率的重要途徑。在其他果樹上研究發(fā)現(xiàn)將肥料精準(zhǔn)施入根系密度較高的根層,氮素利用率可提高10.15~15.23個百分點(diǎn)[31-35]。
研究棗樹的年周期養(yǎng)分需求特征。目前果樹施肥策略中大多推薦肥料用量是果樹整個生長季的用量,但是棗樹的年不同生長發(fā)育階段對養(yǎng)分的需求量不同,極易形成某個階段施肥不足和某個階段施肥過量的現(xiàn)象。今后棗樹不同生長發(fā)育階段肥料推薦用量的確定必須以該階段施肥的環(huán)境效益特征和樹體的養(yǎng)分需求特性為基礎(chǔ),協(xié)同實(shí)現(xiàn)肥料高效利用,以取得棗樹的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。