一种长效复合铁肥矫治樟树缺铁黄化的评价

李利敏，吴良欢，马国瑞

（1. 教育部环境修复与生态健康重点实验室，浙江大学环境与资源学院，杭州 310029；

2. 浙江省亚热带土壤与植物营养重点实验室，浙江大学环境与资源学院，杭州 310029）

樟树(Cinnamomum camphora(L)Presl)又名香樟，具有树型美观、四季常青、抗病驱虫，并能短期耐水淹、对二氧化硫和臭氧有较强的抗性等多种优点[1]，深受欢迎，在南方被广泛栽植．所以，早在 1984年樟树已荣膺杭州“市树”之美名，2009年又被评为浙江省“省树”．

樟树喜欢湿润肥沃的微酸性土壤，不耐干旱和瘠薄，而市区土壤瘠薄，污染严重，所以樟树在市区特别是滨海地区的市区难以获得适宜的生存条件，致使樟树黄化现象普遍而严重[2]，从而导致巨大的经济和生态损失．诱致失绿的内外因素极为复杂，对失绿原因也有不同看法. 有研究指出，滨海地区石灰性土壤，樟树失绿黄化症主要起因于土壤条件，即土壤 pH高、HCO3

-浓度高、有机质含量低，从而影响了土壤中铁的活化和吸收[3]．目前市场上的铁肥多为不同类型的无机铁肥，土施效果均不理想，如施入七水硫酸亚铁，铁离子很快就与土壤中的碳酸盐结合为铁的难溶性化合物，同时Fe2+易转化成Fe3+而变得无效，不易被植物吸收[4]；而叶面喷施因Fe2+易氧化为 Fe3+而失效，难以保证喷洒均匀，点状复绿，效果不佳[5-6]．其他防治措施如埋瓶、吊瓶、浸根和强力注射等[7-8]，其共同特点是在短期内强力补铁，且易分配不均形成肥害和对树体造成伤害．有机螯合铁肥[9-11]如 FeEDDHA、FeEDDHSA和FeEDDHMA等，这类铁肥适应性广、肥效稳长[12-14]，但其成本昂贵、售价极高．

至今对樟树黄化病的防治仍无经济有效的方法，为此，在前人研究的基础上，笔者研制了一种长效复合铁肥，旨在确认一种肥效高、施肥成本低、可操作性强的根际施肥技术来矫治和预防樟树黄化病．众所周知，樟树生长规律受温度、光照、降水等环境因子不同程度制约，这些环境因子影响叶片颜色及其营养元素的变化．但是，迄今这方面的研究不多，尤其施肥对黄化樟树叶片营养元素随时间变化的研究更少．因此，这里对杭州市滨海地区黄化樟树施肥后叶片营养元素随时间变化规律做了探讨，以便为樟树养分综合管理提供实验依据．

1 材料与方法

1.1 供试肥料

长效复合铁肥为浙江大学环资学院研制，以亚铁试剂与有机材料为主要原料，并添加氮、磷、钾等多种养分．

1.2 供试树

供试树为浙江省杭州市经济技术开发区五号大街行道樟树．

1.3 实验设计方案

设 7个处理，即：对照(CK)，5,kg肥料(F1)，7.5,kg肥料(F2)，25,kg 红土+5,kg肥料(S1+F1)，25,kg红土+7.5,kg肥料(S1+F2)，50,kg红土+5,kg肥料(S2+F1)，50,kg红土+7.5,kg肥料(S2+F2)．每个处理重复3次，于2008年4月中旬在下沙五号路选黄化程度和树体大小一致的樟树施入．基础土壤和所用红土基本理化性质见表1．

表1 施肥前土壤和所用红土基本理化性质Tab.1 Basic physical and chemical properties of pre-fertilization soil and red soil used in the experiment

1.4 采样时间与方法

分别于2008年6月1日、8月12日、10月24日和12月31日，在每株树上随机取数片叶，除全磷、全氮、全钾和全铁分析用烘干样品外，其余项目均采用洗净，混匀的鲜样测定．

1.5 测试项目

叶片活性铁采用 1,mol/L HCl浸提24,h，用原子吸收分光光度计测定[15]；全铁采用干灰化法[16]；过氧化氢酶和过氧化物酶分别采用碘量法[17]和愈创木酚法[18]测定；样品经 H2SO4-H2O2消煮后全氮采用扩散法[16]测定，全磷用钒钼黄比色法测定，全钾用火焰光度计测定[16]；叶绿素计读数(SPAD 值)判读方法如下：从各处理每株树的树冠中部不同方位随机取6张叶片，分别在供试叶片中脉两侧各取上下两点，用日本产叶绿素测定仪(SPAD-520)读取叶绿素计读数(SPAD 值)，最后取平均值；土壤碱缓冲性能按水土质量比为2∶1提取，测定[19-20]．

实验数据用EXCEL2000和DPS(data processing system)软件进行统计分析，差异显著性分析采用Duncan’s新复极差检验法．

2 结果与分析

2.1 对叶片活性铁、全铁和SPAD值的影响

在石灰性土壤上生长的果树根系吸收并运输到叶片中的铁并不一定都被叶肉细胞所利用，部分铁在叶片质外体中可能出现沉淀或失活，而不能被叶肉细胞所利用，被叶肉细胞所利用的铁是叶片中的活性铁，其与叶片的失绿黄化程度有极大的相关性，是叶片内铁营养水平的量度[21]．由表 2可以看出，不同取样时间、不同处理，活性铁变化较大，范围为 8～54,mg/kg．与 CK 相比，各取样时间不同处理均显著增加了叶片的活性铁．CK、F1和 F2活性铁随取样时间呈现先增加后减少的趋势，F1+S1，F2+S1、F1+S2和F2+S2活性铁随取样时间呈现出逐渐增加的趋势，除F2+S1在8月、10月和12月之间外，其余处理各取样时间间差异显著．总体上，不同取样时间活性铁含量高低顺序为8月＞10月＞12月＞6月；不同处理活性铁高低顺序为F2+S2＞F2+S1＞F1+S2＞F2＞F1+S1＞F1＞CK．

表2 不同处理各采样期叶片SPAD、活性铁和全铁Tab.2 SPAD value, active Fe and total Fe in leaves with different treatments in different sampling periods

不同取样时间不同处理全铁变化较大，范围为30～110,mg/kg．与 CK 相比，12月 F1、F2和 F1+S1显著减少了叶片的全铁含量，其他取样时间各处理均显著增加了叶片的全铁含量．CK和F2全铁随取样时间呈现先增加后减少而再增加的趋势，F1、F1+S1和F1+S2全铁随取样时间呈现出先增加后减少的趋势，F2+S1和 F2+S2全铁随取样时间呈现出逐渐增加的趋势，且各取样时间间差异显著．总体上，不同取样时间全铁含量高低顺序为8月＞12月＞10月＞6月；不同处理全铁含量高低顺序为 F2+S2＞F1+S2＞F2+S1＞F1+S1＞F2＞F1＞CK．

SPAD 值与叶绿素总量呈极显著相关[3]，可用SPAD值来表述叶片叶绿素含量．不同取样时间不同处理 SPAD 值变化较大，范围为 10～40．与 CK 相比，各取样时间不同处理均显著增加了叶片的 SPAD值．对照和各处理 SPAD值随取样时间均呈现先增加后减少的趋势，除F16月和12月之间，F26月、10月和12月之间，F2+S1、F1+S28月和 10月之间外其余处理各取样时间间差异显著．总体上，不同取样时间SPAD值高低顺序与活性铁一致；不同处理SPAD值高低顺序为 F2+S2＞F2＞F2+S1＞F1＞F1+S2＞F1+S1＞CK．

2.2 不同处理各时期叶片过氧化氢酶和过氧化物酶变化情况

由表3可以看出，不同取样时间不同处理过氧化氢酶变化较大，范围为 8～33,mg/(g·min·20,℃)．与CK相比，各取样时间不同处理均显著增加了叶片的过氧化氢酶．CK、F1和 F2过氧化氢酶随取样时间均呈现先增加后减少的趋势；F1+S1、F2+S1、F1+S2和F2+S2过氧化氢酶随取样时间呈现出逐渐增加的趋势，且各取样时间间差异显著．总体上，不同取样时间过氧化氢酶含量高低顺序为12月＞8月＞10月＞6月；不同处理过氧化氢酶含量高低顺序为 F2＞F2+S2＞F2+S1＞F1＞F1+S2＞F1+S1＞CK．

不同取样时间不同处理过氧化物酶变化较大，范围为3～13,mg/(g·min·20,℃)．与CK相比，各取样时间不同处理均显著增加了叶片的过氧化物酶．CK过氧化物酶随取样时间呈现先增加后减少的趋势，各处理过氧化物酶随取样时间呈现出逐渐增加的趋势，除F210月和12月之间外其余处理各取样时间间差异显著．总体上，不同取样时间过氧化物酶含量高低顺序为10月＞12月＞8月＞6月；不同处理过氧化物酶含量高低顺序为F2+S2＞F2+S1＞F1+S1＞F2＞F1+S2＞F1＞CK．

过氧化氢酶和过氧化物酶受铁营养支配，缺铁黄化这两种酶活性急剧下降，施用复合铁肥后它们的活性显著提高，其原因可能是进入树体内的铁具有较高的活性，可直接参与细胞内生理生化反应．

表3 不同处理各采样期叶片过氧化物酶和过氧化氢酶Tab.3 Peroxidase, catalase in leaves with different treatmentsin different sampling periods mg/(g·min·20 ℃)

2.3 不同处理各采样期叶片全氮、全磷和全钾变化2.3 情况

由表4可以看出，不同取样时间不同处理全氮变化较大，范围为 15～35,g/kg．与 CK 相比，各取样时间不同处理均显著增加了叶片的全氮．CK和各处理全氮随取样时间呈现先增加后减少的趋势，且各取样时间间差异显著．总体上，不同取样时间全氮含量高低顺序为8月＞10月＞6月＞12月；不同处理全氮高低顺序为 F2+S2＞F2＞F1+S2＞F2+S1＞F1＞F1+S1＞CK．

表4 不同处理各采样期叶片全氮、全磷和全钾Tab.4 Total N, total P and total K in leaves with different treatments in different sampling periods (g/kg)

不同取样时间不同处理全磷变化较大，范围为1～4 g/kg．与CK相比，8月F1+S2和F2+S2显著增加了叶片的全磷，除 8月 F1+S1外，其余处理各取样时间均显著降低了叶片的全磷．CK、F1和 F2全磷随取样时间呈现先降低后增加的趋势；F1+S1、F2+S1、F1+S2和 F2+S2全磷随取样时间呈现出逐渐降低的趋势，除 F1+S110月和 12月之间外其余处理各取样时间间差异显著．总体上，不同取样时间全磷含量高低顺序为6月＞12月＞10月＞8月，8月磷含量较低的原因可能与磷是植物种子和果实等生殖器官的重要构成物质有关，因这个时期正是果实发育，生殖生长加快，消耗大量营养的时候；不同处理全磷高低顺序为CK＞F1＞F1+S2＞F1+S1＞F2＞F2+S1＞F2+S2.

不同取样时间不同处理全钾变化较大，范围为9～20,g/kg．与CK相比，各取样时间不同处理均显著增加了叶片的全钾．CK和F1全钾随取样时间呈现先增加后减少的趋势；F2全钾呈现先增加后减少再增加的趋势；其余处理全钾随取样时间呈现出逐渐增加的趋势，且各取样时间间差异显著．总体上，不同取样时间全钾含量高低顺序为12月＞10月＞8月＞6月；不同处理全钾高低顺序为 F2+S2＞F2＞F2+S1＞F1+S2＞F1+S1＞F1＞CK．

缺铁还使叶片内营养元素含量发生明显变化，这些元素间比例的变化又进一步加剧叶片内铁的有效性下降，使失绿黄化加重，施用复合铁肥后可调节土壤养分平衡．

2.4 叶片各元素间的相关性

叶片中各营养元素不是孤立存在的，一种元素浓度的变化必然会引起另一种元素浓度的相应改变，使得矿质元素间的相互关系表现为拮抗和增效两种作用．通过对樟树叶片矿质元素之间的相关性(见表 5)分析发现：全磷与活性铁之间呈极显著负相关，说明全磷与活性铁之间表现为拮抗作用．其余元素与活性铁之间为极显著正相关，表现为增效作用．其中过氧化氢酶作用最为显著，全钾次之，全铁最小．说明樟树正常生长发育不仅需要具备充足的矿质营养，而且还需要各矿质营养协同作用来创造动态平衡的环境，过氧化氢酶和全钾对调节铁的平衡，改善缺铁症状有重要的生理作用．

表5 叶片各营养元素间的相关性Tab.5 Correlation between the nutrient elements in leaves

3 结 论

(1)各处理均减少了叶片的全磷含量，增加叶片的过氧化氢酶、过氧化物酶、SPAD 值、活性铁、全铁、全氮和全钾的含量，增加高低顺序为活性铁＞过氧化氢酶＞过氧化物酶＞全钾＞SPAD值＞全铁＞全氮；F1和 F2发挥肥效迅速，F1+S1和 F2+S1次之，F1+S2和F2+S2肥效发挥得最缓慢，但较持久，有后效．所加红土酸性强，有机质及氮、磷、钾含量低，红土碱缓冲容量为 0.60,mol/kg，比一般的基质[19]和土壤[20]的碱缓冲容量大，即所用红土质地黏重，吸附性强，可改变局部土壤环境，避免长效复合铁肥与石灰性土壤直接接触，使其在酸性环境中长期、稳定发挥肥效，有利于根系对铁等养分的吸收. 红土用量根据樟树黄化程度、树体大小加以确定，在条件允许下，越多越好.

(2)叶片的全磷含量为 F1＞F2，F1+S1＞F2+S1，F1+S2＞F2+S2，其余养分正好相反．合适的施肥料为5～7.5,kg，气候、土壤、樟树大小及树势等对施用量也有影响，在适宜的施肥料下，肥料越多，效果越好．

(3)不同处理养分变化规律性不强，不同取样时间养分变化规律性也不强，仅活性铁和 SPAD值变化规律一致，可能是因为影响叶片养分含量的因素较多，且各种营养元素间关系也比较复杂．多数养分在8月较高，可能是8月份光照充足、降雨较多[22]，同时微生物活动快，根系分泌物多、根生长迅速，这些都有助于养分的吸收．

(4)全磷与活性铁之间表现为拮抗作用，其余养分与活性铁之间表现为增效作用．

［1］邓建玲，陆昭君. 上海地区樟树黄化病的发生与防治[J]. 江西科学，2008，26(5)：732-734.

Deng Jianling，Lu Zhaojun. Investigation of the causal factors of camphor tree yellows and control measure in Shanghai[J].Jiangxi Science，2008，26(5)：732-734(in Chinese).

［2］陈超燕，刘洪剑，束庆龙，等. 影响市区樟树黄化病的主要因素研究[J]. 林业科学研究，2008，21(5)：625-629.

Chen Chaoyan，Liu Hongjian，Shu Qinglong，et al.Studies on the main causal factors affectCinnamomum camphoryellowing in urban condition[J]. Forest Research，2008，21(5)：625-629(in Chinese).

［3］李利敏，吴良欢，马国瑞. 樟树失绿黄化症的研究[J]. 土壤通报，2009，40(1)：158-161.

Li Limin，Wu Lianghuan，Ma Guorui. Study on the chlorosis of camphor tree[J].Chinese Journal of Soil Science，2009，40(1)：158-161(in Chinese).

［4］Römheld V，Marschner H. Evidences for a specific uptake system for iron phytosiderophore in roots of grasses[J].Plant Physiology，1986，80(1)：175-180.

［5］Fang Yong，Wang Lin，Xin Zhihong，et al. Effect of foliar application of zinc，selenium，and iron fertilizers on nutrients concentration and yield of rice grain in China[J].J Agric Food Chem，2008，56(6)：2079-2084.

［6］Victoria F，Victor D R，Lorena P，et al. Foliar fertilization of peach(Prunus persica(L. )Batsch)with different iron formulations：Effects on re-greening，iron concentration and mineral composition in treated and untreated leaf surfaces[J]. Scientia Horticulturae，2008，117(3)：241-248.

［7］黄台明，薛进军，方中斌. 铁肥及其不同施用方法对缺铁失绿芒果叶片铁素含量的影响[J]. 热带农业科技，2007，30(2)：17-18，23.

Huang Taiming，Xue Jinjun，Fang Zhongbin. The effect of iron content and applied methods on leaves with iron-deficiency of mango[J].Tropical Agricultural Science and Technology，2007，30(2)：17-18，23(in Chinese).

［8］崔美香，薛进军，王秀茹，等. 树干高压注射铁肥矫正苹果失绿症及其机理[J]. 植物营养与肥料学报，2005，11(l)：133-136.

Cui Meixiang，Xue Jinjun，Wang Xiuru，et al. Application of iron fertilizer by use high-pressure trunkinjection to remedy the iron deficiency chlorosis in apple trees and its mechanism[J].Plant Nutrition and Fertilizer Science，2005，11(l)：133-136(in Chinese).

［9］Peryea F J，Kammereck R. Use of Minolta SPAD-502 chlorophyll meter to quantify the effectiveness of midsummer trunk injection of iron on chlorotic pear trees[J]. J Plant Nutr，1997，20(11)：1457-1463.

［10］Álvarez-fernández A，Sierra M A，Lucena J J. Reactivity of synthetic Fe chelates with soils and soil components [J]. Plant and Soil，2002，241(l)：129-137.

［11］Cantera R G，Zamarreño A M，Garcia-Mina J M. Characterization of commercial iron chelates and their behavior in alkaline and calcareous soil[J].J Agric Food Chem，2002，50(26)：7609-7615.

［12］Álvarez-fernández A，Cremonini M A，Sierra M A，et al. Nature of impurities in fertilizers containing EDDHMA/Fe3+，EDDHSA/Fe3+and EDDCHA/Fe3+chelates[J].J Agric Food Chem，2002，50(2)：284-390.

［13］Ylivainio K，Jaakkola A，Aksela R. Impact of liming on utilization of59Fe-chelates by lettuce(Lactuca sativa L.)[J].J Plant Nutr Soil Sci，2006，169(4)：523-528.

［14］Álvarez-fernández A，Garcia-marco S，Lucena J J.Evaluation of synthetic iron(Ⅲ)-chelates(EDDHA/Fe3+，EDDHMA/Fe3+and the novel EDDHSA/Fe3+)to correct iron chlorosis[J].Europ J Agronomy，2005，22(2)：119-130.

［15］Koseoglu A T，Acikgoz V. Determination of iron chlorosis with extractable iron analysis in peach leaves[J].Journal of Plant Nutrition，1995，18(1)：153-161.

［16］鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京：中国农业科技出版社，1999.

Lu Rukun.Analysis Methods of Soil and Agricultural Chemistry[M]. Beijing：China Agricultural Science and Technology Press，1999(in Chinese).

［17］山东农学院. 植物生理学实验指导[M]. 济南：山东科技出版社，1980.

Shandong Agricultural College.Experiment Guidance of Plant Physiology[M]. Jinan：Shandong Science and Technology Press，1980(in Chinese).

［18］李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

Li Hesheng. Experimental Principle and Technique of Plant Physiology and Biochemistry[M]. Beijing：Higher Education Press，2000(in Chinese).

［19］刘庆华，刘庆超，王奎玲，等. 几种无土栽培代用基质缓冲性研究初报[J]. 中国农学通报，2008，24(2)：272-275.

Liu Qinghua，Liu Qingchao，Wang Kuiling，et al.Studies on the buffering capacity of several substitute growing media[J].Chinese Agricultural Science Bulletin，2008，24(2)：272-275(in Chinese).

［20］陈翠玲，张麦生，杨雪芹，等. 潮土和石灰性褐土缓冲性能研究[J]. 河南农业科学，2004(6)：56-57.

Chen Cuiling，Zhang Maisheng，Yang Xueqin，et al.Studies on buffering action of chao soil and lime drab soil[J]. Journal of Henan Agri Sci，2004(6)：56-57(in Chinese).

［21］张朝红，王跃进，李 琰. 缺铁黄化对酥梨叶片营养元素含量和光合特性的影响[J]. 西北林学院学报，2002，17(4)：9-11.

Zhang Zhaohong，Wang Yuejin，Li Yan. Effect of iron deficiency on contents of nutrient elements and photosynthetic characteristic of leaves in pear trees[J].Journal of Northwest Forestry University，2002，17(4)：9-11(in Chinese).

［22］马玉芳，王洪起，宋红梅，等. 红富士苹果幼树根系分布及年生长特性研究[J]. 中国果树，1993(3)：1-4.

Ma Yufang，Wang Hongqi，Song Hongmei，et al. Research on the root distribution and year-growth characteristics of Red Fuji apple saplings[J].China Fruits，1993(3)：1-4(in Chinese).