不同施肥方式对桑树光合特性及产叶量的影响

2015-05-24叶楚华胡兴明

中国蚕业 2015年3期

关键词：穴施净光合单侧

于翠范锦邓文李勇熊超叶楚华胡兴明杜寒

（湖北省农业科学院经济作物研究所，湖北武汉 430064）

不同施肥方式对桑树光合特性及产叶量的影响

于翠范锦邓文李勇熊超叶楚华胡兴明杜寒

（湖北省农业科学院经济作物研究所，湖北武汉 430064）

为探求桑树高效施肥技术，研究了每667 m2桑园全年施用有机—无机桑树专用复混肥200 kg时，4种施肥方式，即1次双侧沟施、2次单侧沟施、1次穴施、2次穴施对桑树叶片光合参数、产叶量、品质等的影响。结果显示，1次双侧沟施的施肥方式，桑树叶片净光合速率（Pn）、1，5-二磷酸核酮糖（RUBP）最大再生速率、产叶量、相对叶绿素含量（SPAD）、全糖含量等均显著高于2次单侧沟施、2次穴施和1次穴施的施肥方式，但光合能力、羧化效率、表观量子效率、蛋白质含量与其它施肥方式相比差异不明显（P＜0.05），表明全年1次双侧沟施有机—无机桑树专用复混肥，可提高桑树光合效率和产叶量，并能达到省工、省时的效果。

桑树；施肥方式；双测沟施；单测沟施；穴施；光合特性；产叶量

施肥方式是影响肥料使用效果的主要因素之一，探讨不同施肥方式对桑树生长的影响，对于提高肥料利用率、节约成本、促进桑树高产和稳产、提高生态效益具有重要的意义。关于施肥方式的研究已取得一些进展，焦蕊等［1］以红富士苹果为试验材料研究表明，单从提高果实品质而言，以沟施肥料效果最好，撒施效果次之。范艺宽等［2］试验表明，追肥灌注处理的烤烟叶绿素含量最高，追肥穴施处理高于追肥侧条施。王允喜等［3］对山楂和桃树施肥试验表明，穴施不仅能使有限的肥水得到最大程度的利用，并能促进果树的生长，增加产量，尤其对幼龄果树效果更好。付倩雯等［4］认为，采用辐射状施肥的方式，枣树的光能利用率较强，能明显增加枣果产量和改善果实品质，适宜在枣树高效栽培技术中优先推荐。

蚕桑生产中桑树施肥主要有沟施、穴施、环状施肥、撒施等方式，有关施肥对桑树光合特性影响的研究已有报道，但主要是针对施肥种类及施肥配比方面的研究［5-9］，而对不同施肥方式对桑树光合特性的影响未见研究报道。栽桑养蚕一年需要多次采叶，带走大量的营养物质，需要多次施肥补充土壤的养分，桑园管理劳动力成本高，而氮肥的大量撒施，造成桑园土壤的营养元素不均衡，肥料的利用率下降，桑叶产量低、质量差［10-11］。为缓解农村劳动力紧缺的压力，降低生产成本，维持土壤生态系统的稳定性，桑园轻简化合理施肥是未来发展的方向。为探求桑树优质高产的施肥方式提供理论依据，我们研究了4种不同施肥方式对桑树生长和光合特性的影响。现将有关情况报告如下，供同仁参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试桑树品种：农桑14号，于2011年3月24日栽植于湖北省农业科学院经济作物研究所桑树种质资源圃，每667 m2栽植980株，株行距为0.4 m× 1.7 m，低干树型养成。

施肥品种：有机—无机桑树专用复混肥（以下简称复混肥），是根据桑园土壤特点及桑树对养分的基本需求研制而成的，由湖北有机生物肥料有限责任公司生产，其中N、P2O5、K2O的比例为15∶4∶6，有机质质量分数为20%。

主要仪器：LI-6400型便携式光合作用测定系统，美国LI-COR公司生产；SPAD-502便携式手持叶绿素测定仪，日本美能达有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设置与施肥方法桑园施肥方式设2次单侧沟施（FG）、1次双侧沟施（QG）、2次穴施（FX）和1次穴施（QX）4个处理区，每个小区面积66.7 m2，3次重复，试验区随机排列。每667 m2桑园全年施复混肥200 kg，1次性施肥的在3月15日进行，施入复混肥20 kg／区；全年分2次施肥的春季在3月15日施复混肥8 kg／区，夏伐后在6月4日施复混肥12 kg／区。2011—2014年连续3年，按4种施肥方式进行施肥，试验期间不另行施肥与翻耕，统一进行桑园管理。

施肥方法：单侧沟施是用旋耕机在桑树一侧50 cm处开沟，施肥后旋耕覆土；双侧沟施是用旋耕机在桑树两侧50 cm处开沟，施肥后旋耕覆土；穴施是在2株桑树中间挖深20 cm的穴，施肥后覆土。

1.2.2 桑叶净光合速率的测定每个处理区选择3株长势一致的桑树，再从3株桑树中选择5根光照良好的顶部新梢，测定每个新梢的第7位叶片的净光合速率，分别于2013年5月16日、9月16日，2014年5月23日、9月13日9：30—11：30，用LI-6400型便携式光合作用测定系统进行测定。测定条件：环境温度28.9～30.3℃，光照强度1 000μmol／（m2·s），大气CO2浓度（Ca）400μmol／mol，相对湿度76%～80%。相同施肥处理区重复测定5片桑叶，同一时段不同施肥处理区叶片按一定的次序轮换测定，以消除由于测试时间的不同而带来的误差，最后求平均值。

1.2.3 桑叶气体交换参数日变化的测定测定桑树的叶位和方法同1.2.2。于2013年8月13日6：00—18：00，每隔2 h测定1次，采用LI-6400型便携式光合作用测定系统，进行净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）的日变化测定。

1.2.4 桑叶光合生理参数的测定测定桑树的叶位和方法同1.2.2。于2013年9月14日用LI-6400型便携式光合作用测定系统，测定净光合速率（Pn）-光合有效辐射（PAR）响应曲线、净光合速率（Pn）-胞间CO2浓度（Ci）响应曲线。用直线回归求得Pn-PAR响应曲线的初始斜率d Pn／d PAR，即为表观量子效率。用直线回归求得Pn-Ci响应曲线的初始斜率d Pn／d Ci，即为羧化效率。以胞间CO2浓度饱和时的净光合速率为1，5-二磷酸核酮糖（RuBP）最大再生速率；以没有气孔限制时的同化速率（即胞间CO2浓度为350μmol／mol的净光合速率）代表光合能力。

1.2.5 桑叶相对叶绿素含量的测定测定桑树的叶位和方法同1.2.2。2013年（5月16日、9月16日）和2014年（5月23日、9月13日）在测定净光合速率的同时，采用日本美能达有限公司生产的SPAD-502便携式手持叶绿素仪，活体测定桑叶的相对叶绿素含量（SPAD）。

1.2.6 不同季节桑叶全糖和蛋白质含量的测定桑树叶位的选择同1.2.2。2013年4月27日（春季）、9月18日（秋季），2014年4月23日（春季）、9月11日（秋季），采用蒽酮比色法［12］测定桑叶全糖含量，采用凯氏定氮法［13］测定桑叶蛋白质含量。

1.2.7 桑树产叶量和公斤叶片数调查分别于2013年的春季（5月21日）、秋季（8月29日）及2014年的秋季（9月11日）进行桑树产叶量和公斤叶片数的调查，每个施肥处理区调查5株桑树，4次重复（2014年春季因试验区桑叶被养蚕工人采摘，所以缺少春季产叶量数据）。

1.3 数据处理

采用SPSS 19.0数据处理系统进行统计分析（LSD法），用Excel软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方式对桑叶气体交换参数日变化的影响

从图1-A看不同施肥方式桑叶净光合速率日变化均呈单峰曲线，但峰值出现的时间不同。2次穴施和1次穴施处理净光合速率在12：00时达峰值，而2次单侧沟施和1次双侧沟施处理净光合速率在14：00时达峰值。各处理叶片气孔导度（图1-B）和胞间CO2浓度（图1-C）总体来说均呈逐渐下降的趋势，且于18：00左右时降至最低值。1次双侧沟施、1次穴施及2次单侧沟施处理区的蒸腾速率在14：00时达最大值，之后呈下降趋势（图1-D）。处理间比较而言，不同施肥处理区桑叶净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率差异不显著。沟施和穴施净光合速率峰值出现的时间不同，可能是与测定的时间间隔及施肥方式不同有关。

图1 不同施肥方式对桑叶气体交换参数日变化的影响（2013－08－13）

2.2 不同施肥方式对桑叶光合生理参数的影响

从不同施肥方式对桑叶光合生理参数的影响（表1）可以看出，4种不同施肥方式桑叶的表观量子效率、羧化效率、光合能力差异不显著，但RUBP最大再生速率1次双侧沟施［46.70±2.36μmol／（m2·s）］处理区高于其他施肥处理区，且与2次单侧沟施、2次穴施处理间差异达到显著水平（P＜0.05），说明全年1次双侧沟施的施肥方式与其他施肥方式相比桑树叶片同化CO2的能力有增加的趋势。

表1 不同施肥方式对桑叶光合生理参数的影响（2013－09－14）

2.3 不同施肥方式对桑叶净光合速率的影响

2013年和2014年秋季（9月16日和9月13日）桑叶的净光合速率均高于春季（5月16日和5月23日）（图2）。2013年5月16日各处理净光合速率差异不显著，2013年9月16日1次双侧沟施处理区的桑叶净光合速率高于其他处理区，且差异达显著水平（P＜0.05）。2014年5月23日和9月13日，1次双侧沟施处理区的桑叶净光合速率均高?速率与2次穴施处理区见差异达显著水平（P＜0.05）

图2 不同施肥方式对桑叶净光合速率的影响

2.4 不同施肥方式对桑叶相对叶绿素含量的影响

从不同施肥方式对桑叶相对叶绿素含量的影响（图3）可以看出，2013和2014年各测定日期1次双侧沟施和1次穴施处理区的桑叶相对叶绿素含量，均高于2次单侧沟施和2次穴施处理区；2013年5月16日和9月16日1次双侧沟施和1次穴施处理区与2次单侧沟施和2次穴施处理区的相对叶绿素含量差异，均达显著水平（P＜0.05）；2014年5月23日和9月13日1次双侧沟施、1次穴施和2次穴施处理区间相对叶绿素含量差异不显著，但与2次单侧沟施处理区的差异均达显著水平（P＜0.05）。

图3 不同施肥方式对桑叶相对叶绿素含量的影响

2.5 不同施肥方式对不同季节桑叶全糖和蛋白质含量的影响

2013年和2014年，不同季节均是1次双侧沟施处理区的桑叶全糖含量高于其他施肥处理区，且与2次单侧沟施和2次穴施处理区相比，差异达显著水平（P＜0.05）；不同季节相比，秋季各处理区的桑叶全糖含量高于春季（图4-A）。2013年，不同季节均是1次双侧沟施处理区的桑叶蛋白质含量高于其他处理区，2014年不同季节均是1次穴施处理区的桑叶蛋白质含量高于其他处理区，但处理区间差异不显著（P＜0.05）；不同季节相比，秋季桑叶蛋白质含量低于春季（图4-B）。

图4 不同施肥方式对不同季节桑叶全糖（A）和蛋白质含量（B）的影响

2.6 不同施肥方式对桑树产叶量和公斤叶片数的影响

2013年春季（5月21日）不同施肥处理区的产叶量和公斤叶片数差异不显著，秋季（8月29日）各施肥处理区的桑树产叶量，1次双侧沟施（1 000 g／株＞1次穴施（886 g／株）＞2次单侧沟施（802 g／株）＞2次穴施（776 g／株）（图5-A），且1次双侧沟施与2次单侧沟施、2次穴施处理区间差异达显著水平（P＜0.05）。2014年秋季（9月11日）各施肥处理区的桑树产叶量，1次双侧沟施（1 441 g／株）＞1次穴施（1 376 g／株）＞2次单侧沟施（1 298 g／株）＞2次穴施（1 200 g／株），且1次双侧沟施与2次穴施处理区间差异达显著水平（P＜0.05）。2013年和2014年秋季1次双侧沟施处理桑树公斤叶片数少于其他施肥处理区（图5-B）。从初步试验结果来看，1次双侧沟施桑树产叶量有高于其他施肥处理的趋势。

图5 不同施肥方式对桑树产叶量（A）和公斤叶片数（B）的影响

3 小结与讨论

施肥可以提供桑树不同生长阶段所需要的各种营养，并且提高土壤肥力，从而促进桑树的生长。本研究表明，在同等条件下，1次双侧沟施的净光合速率、RUBP最大再生速率、相对叶绿素含量、全糖含量及产叶量均显著高于其他施肥方式。分析叶片净光合速率提高的原因，除叶绿素含量增加外，主要是双侧沟施的施肥方式能改善土壤结构，为桑树生长创造良好的土壤肥力条件，从而提高了桑树对养分的吸收效率，改善了桑树叶片的光合性能，提高了产叶量。双测沟施将等量的肥料均匀分散在桑树两侧，在空间上形成了一种“分散相对集中，集中相对分散”的分布优势，充分满足根系所接触空间的养分供给［14］，使根系分布的更广，吸收根的数量增多，从而更高效地利用土壤中的水肥［4］。另外，肥料通过机械开沟旋耕施入后，土壤被打碎，可以增强土壤对养分中化学离子的吸附作用，特别是对铵离子的吸附，减少硝化作用和反硝化作用造成的氮素损失［15］，还可以减少肥料与空气的接触面，降低氨的挥发，使肥效缓、稳、长。此外，本复混肥是采用造粒工艺制成，在土壤中具有缓释效果，既能促进桑树前期快速生长，又能为后期生长奠定基础。

综上所述，1次双侧沟施复混肥不仅能提高光合效率、增加桑叶产量、改善桑叶品质；而且相比较而言，还具有省工、省时的效果，值得推荐。

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