水肥处理对苹果幼树树体结构、叶片及光合作用的影响

陈 汝，王金政，薛晓敏，聂佩显，王贵平 (山东省果树研究所，山东泰安271000)

目前果品生产中普遍存在有机肥施用量少、化肥施用量偏大且肥料种类单一，致使土壤结构遭到破坏，养分比例失调，土壤肥力逐渐退化。这不仅导致果园生产能力降低，肥料利用率下降，严重影响果园生产体系的良性持续发展，而且影响生态环境安全［1－2］。科学施肥是保证果树高产、稳产的重要措施。化肥仍作为苹果增产的重要因子，在我国果园生产中发挥举足轻重的作用。因此，如何提高肥料利用率，降低生产成本，减少农业生态面源污染，已成为当前研究的重点。分区灌溉作为一种现代农业节水技术，是一种既具经济效益又具生态效益的灌溉方式。分区灌溉可以减少叶片蒸腾，提高水分利用效率，从而达到节水、丰产、优质、高效的目的［3－4］。研究表明，分区灌溉可以控制植物营养生长，提高或稳定植物产量，改善产品品质，使作物在节水30%的情况下不显著减产［5－6］。

施肥、灌水对幼树生长和提早开花有显著的影响［7］。水肥耦合能有效提高肥料利用率和土壤养分含量，经济效益显著。在施肥量不变的情况下，增加灌水量，能提高苹果园效益1．5% ～14．3%;而在灌水量不变的情况下，增施氮肥、磷肥和有机肥能显著提高苹果产量、质量，提高效益1．7% ～18．4%;水肥耦合后提高果园经济效益 12．5% ～25．7%［8］。笔者利用滴灌施肥的方法，研究了水肥组合对苹果幼树树体结构和生长发育的影响，其目的在于探讨水分与养分联合调控的理论与方法，明确苹果生长过程中水分与养分供应间的关系，优选苹果栽培中滴灌施肥的适宜灌水量和施肥量组合，从而提高苹果对肥料和水分的利用率，防止不合理施肥造成的土壤和水体污染与肥料流失，使得生态环境良性循环，真正达到可持续发展要求。

1 材料与方法

1.1 试验设计 试验材料为天红2号/SH40/海棠。试验于2009年12月开始在山东省果树研究所苗圃进行。试验地土壤为壤土，土壤容重为1．42 g/cm3干基，田间持水量为29%。

采用基施和追施肥料的方式。施用的肥料为“绿霞”牌袋装有机肥，氮磷钾总含量为6．0%，含氮量为2．4%，有机质含量≥40．0%;化肥为尿素，含氮量为46．0%。追施分3、6、9月3次进行，根据用量不同分4个水平，每个水平为1行;基施分3个水平，于2009年初一次性施入，每个水平为1个小区。因此，肥料处理分4行12个小区(具体施肥量见表1)。水分分全根灌溉和半根灌溉2个处理。灌溉采用控制灌溉量的滴灌方法，每个滴头的流速为2．5 L/h，每次灌溉到土壤含水量达到田间持水量的75%。为了防止不同处理间水分和肥料的相互渗漏，各小区间用深2 m的水泥槽隔开。每个水泥槽为一个小区，长7．0 m，宽1．5 m，每个小区5棵树。水肥组合共分8行24个小区。

1.2 测定方法

1.2.1 树体结构指标的调查。调查树高、干周、冠径及树体短枝数、中枝数、长枝数，并且计算出枝类比等。以上调查采用随机取样法，单株小区，重复5次。

1.2.2 各叶片参数的测定。在距离地面1．5 m处的树冠外围随机选取100片功能叶，应用SPAD-502(日本美能达)测定叶片的SPAD值;用直尺测量叶片的长度和宽度，并且计算单叶面积;同时，测定叶片厚度。

表1 不同基肥和追肥处理组合 kg/hm2

表2 不同水肥组合处理对树体枝类组成的影响

1.2.3 叶片光合速率的测定。应用英国PP-Systems公司生产的CIRA S-II型便携式光合系统测定仪，测定成熟叶片的净光合速率。每个部位测定5叶，取其平均值。

1.3 数据处理 试验数据分析采用Microsoft Excel 2003软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同水肥处理对苹果树枝类组成的影响 树体枝类组成能反映植株的生长势，发育枝越多，植株的生长势就越强。幼树新梢生长对扩大光合面积、增加物质积累以及提早成形、成花具有重要作用，而合理的水肥供给则是新梢生长的基础。从表2可以看出，在半根灌溉下，处理⑤长枝最长为51．39 cm，而处理⑫长枝比例最高为88．89%;处理⑨中枝最长为12．92 cm，而处理⑫中枝比例最高为34．48%;处理⑥短枝最长为4．25 cm，而处理⑫短枝比例最高为13．79%。在全根灌溉下，处理⑬长枝最长为 59．37 cm，比例最高为88．89%，并且短枝最长为 4．15 cm;处理⑬中枝最长为 13．33 cm，而处理⑲中枝比例最高为28．89%;处理㉔短枝比例最高为19.57%。可见，基肥为432 000 kg/hm2，追肥为尿素480 kg/hm2和有机肥915 kg/hm2+0+有机肥915 kg/hm2和叶面肥(1%尿素)组合处理的短枝比例在2种灌溉条件下均最高，并且全根灌溉＞半根灌溉。

2.2 不同水肥组合处理对树体生长指标的影响 从表3可以看出，在半根灌溉条件下，处理⑫树冠体积、树高增长量及干周增长量均大于其他处理;在全根灌溉条件下，处理㉔树冠体积、树高增长量及干周增长量也均大于其他处理，并且处理㉔＞处理⑫，即基肥为432 000 kg/hm2，追肥为尿素480kg/hm2和有机肥915 kg/hm2+0+有机肥915 kg/hm2和叶面肥(1%尿素)组合在半根灌溉、全根灌溉条件下均有利于促进树体的生长，并且全根灌溉条件下效果更佳。不同水肥处理对干高的影响趋势不明显。

表3 不同水肥组合处理对树体生长指标的影响

2.3 不同水肥组合对叶片生理指标的影响 从表4可以看出，在半根灌溉下，处理⑫叶片厚度、单叶面积以及SPAD均高于其他处理;在全根灌溉下，处理㉔各叶片参数均高于其他处理，并且全根处理 ＞半根处理，即基肥为432 000 kg/hm2，追肥为尿素480 kg/hm2和有机肥915 kg/hm2+0+有机肥915 kg/hm2和叶面肥(1%尿素)组合处理有利于促进苹果叶片的生长。

表4 不同水肥组合处理对叶片生理指标的影响

2.4 不同水肥处理对叶片光合作用的影响 光合作用是积累有机物的重要途径，光合作用越大表明植物生长越旺盛。从图1可以看出，果树的光合作用在全根灌溉条件较高，其中全根灌溉下处理㉔(基肥为432 000 kg/hm2，追肥为尿素480 kg/hm2和有机肥915 kg/hm2+0+有机肥915 kg/hm2和叶面肥(1%尿素))的净光合速率最大，达到 15．7μmol/(m2·s);其次是半根灌溉下处理⑫(肥料配比同处理㉔)净光合速率为14．5 μmol/(m2·s)，处理①净光合速率最低为8．4 μmol/(m2·s)。

图1 不同水肥组合对叶片净光合速率的影响

3 结论与讨论

传统的大水漫灌不但造成水肥的极大浪费，而且恶化土壤结构，造成土壤板结，降低土壤通透性，破坏土壤微生物区系，抑制果树根系呼吸，对产量和品质造成不利的影响［9－10］。采取合理的水肥组合与管理措施，可显著改善矮化红富士幼树的营养状况，促进新梢生长，提早开花结实［7］。不同灌溉方式影响苹果树生长发育及果实的产量和品质［11］。不同水肥处理对苹果幼树枝条长度、枝类比例、干周、干高和树冠体积等树体生长指标以及叶片厚度、叶面积和SPAD等叶片参数产生不同程度的影响，并且在全灌条件下较大。水分可以显著提高肥料利用率，促进树体生长，提高叶绿素含量［12－13］。

灌溉方式影响苹果叶片的光合能力［10］，并且叶片的Pn与叶绿素密切相关［14］。在全根灌溉条件下，叶片的净光合速率较大。氮素过高或过低都不利于提高果实硬度。果实的可滴定酸含量随氮素施用量和水分供应量的增加而增加，适量施用氮肥可促进糖分的积累，水、氮耦合能显著增加果品的质量［15］。同时，不同的基肥和追肥组合对苹果树体及叶片生长的影响都较显著。无论基施或追施均有利于提高当年叶片的鲜质量、干质量、叶绿素含量、叶片中氮和钾的含量［16］。喷叶面肥有利于叶绿素含量的提高，从而提高光合作用［17］。研究中，以基肥为432 000 kg/hm2，追肥为尿素480 kg/hm2和有机肥915 kg/hm2+0+有机肥915 kg/hm2和叶面肥(1%尿素)组合对植株生长的促进作用较明显。化肥、有机肥配施可改善产品品质，同时提高化学肥料的利用率［18］。由于该次试验在室外进行，对降雨量没有严格控制，并且水分处理水平较低，因此水分处理存在一定的误差，在以后的研究中还需要进一步完善。

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