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美国果园土壤调理与果树施肥研究

2017-05-03姚振领陈晓芳编译

中国化肥信息 2017年2期
关键词:营养元素叶面苹果树

姚振领 陈晓芳编译

(烟台众德集团研发中心,山东烟台264000)

美国果园土壤调理与果树施肥研究

姚振领 陈晓芳编译

(烟台众德集团研发中心,山东烟台264000)

前言:本文是美国华盛顿州一名果树学研究者的原创实用文章,对于中国果树学研究者和苹果栽培者都有借鉴意义。文中有关施肥方面的数据可能与中国现有数据相去甚远,这是由于地域、砧木、品种、目标产量及栽培模式的差距造成的,同时笔者将有关数学单位进行了换算(磅换算成kg,英亩换算成亩等),以便于读者理解。他山之石,可以攻玉,中国的果农需要扩大视野,向全球优质果品栽培区的果农学习,可以参考美国在果树栽培、土壤改良、施肥推荐方面的良好做法,对于提高栽培管理水平、提高科学施肥水平和促进中国果业的发展有积极意义。

一.美国果园土壤调理的做法

1.土壤pH值和石灰

一般来讲,果园的土壤pH值应该在6.5左右,以保证根系发达,丰产稳产。对于已种植的果园,不可能把石灰均匀地施到果树根系所在的土壤中。应该在种植之前,恰当地撒施石灰改良其pH值,根据后期的土壤测试,按推荐用量定期施用石灰,就能保持土壤适宜的pH值。

(1)果园种植前的土壤准备

种植前对于耕作层(0~8英寸,一英寸等于2.54厘米)和底层(8~16英寸)的土壤调整将会影响果园未来几年的表现。在耕作层和底层土壤都是天然酸性的地区,建议可以在种植前稍微撒施过量的石灰。在底层土壤天然酸性的地区,调整耕作层土壤pH值到6.5~7.0,底层土壤pH值到6.0~6.5。通常认为大范围酸化的或具有高pH值的碱性土壤,调节土壤酸碱性是不经济的。耕作层土壤和底层土壤都应该通过采样来决定正确的处理方法。

(2)已种植果园的土壤调理

对于已种植的果园,有人可能通过各种方法向树木周围撒施石灰,但是对树木状况的改善并没有太大的效果,可能是因为这些方法的影响范围太小,只改善了树木根系周围一小部分土壤pH值的原因。所以这种土壤状况的改善最好依靠肥料,而不是石灰。对于一个需要石灰的已种植的果园,最好是每亩提供165~330kg优质农用石灰岩,每年一次,在0~20 cm和20~40 cm的深度每年重复取样测试,直到土壤pH恢复正常。第一次石灰表面撒施只能影响5 cm深的土壤,然而下层土壤的pH值将会随着时间的推移慢慢升高。

二.果树营养与施肥的若干研究

本章节中涉及到具体果树种类时,笔者多以苹果为例说明。

1.苹果树营养需求数据

准备这篇文章的时候,查看了众多来源的苹果营养需求的数据。然而每种营养元素被苹果利用和流失的量在数据上是不同的。出现这种不同的原因是因为苹果种类、砧木、文化背景的不同以及地理位置的不同。吸收数据差异的一个重要来源存在于矮砧树和标准品种之间。下列数据展示的是高产品种在优质的生产要素条件下,每种营养元素吸收和流失的数值范围。这些数值只是大约值,具体不同的情况可能存在较大的差异。

表1 营养元素吸收与流失数值 单位千克/亩

在实际生产中,要做到科学合理施肥,果农应该用树叶分析和感官来监视果园的营养状态,并对营养计划做出恰当的调整,这是作物表现最佳和达到理想利润的唯一方式。

2.氮肥

对所有果园来说,没有单一的氮肥是合适的。氮不足在很多作物上的症状和问题表现都类似。这些表现包括树木不强健,叶色淡绿或黄绿,长势弱和低产量。如下图所示。

图1 氮正常(左)与氮不足(右)对比图

对很多品种的果树来说,氮不足是一个问题,然而氮过量也同样不好。苹果的氮项目跟很多因素有关,下面是其中一些因素的列举。因为这些因素,果农必须监测树的长势、叶营养水平、产量和果实品质来做每年的氮项目调整。

(1)影响氮项目的因素

①结果树和幼树:相比于树龄较大和已结果的树,幼树和未结果的树更需要高氮。幼树是营养生长为主,目标主要是树的生长;而结果的树是生殖生长为主,营养生长为辅,目标是高产量、高品质的果实。

②种类不同:苹果树一般可以大致分为高氮需求和低氮需求两种类型。国内较熟悉的乔纳金属于低氮需求品种,新红星(蛇果)、富士和嘎拉均属于高氮需求品种,并且一般都认为需要再加工的苹果品种比直接运到新鲜瓜果市场的品种对氮的需求量高。

③生长习性:果树的氮需求通常被认为和树的大小有关系。换句话说,高大的树通常比矮小的树需要更多的氮。

④修剪程度:严重修剪的树通常需要较少的氮,这是因为修剪后,吸收利用氮的树枝和叶子减少,树的根冠比例提高了。

⑤种植密度:通常来说,每亩土地上种植的树越多,氮需求量就越大。然而,高密度种植的强壮矮小品种,如果修剪严重,果农发现优质叶片的氮需求可能和低密度种植的氮需求差别不大。

⑥其他营养元素:果树的氮状况是通过叶片组织中氮的绝对数额以及与其他营养元素有关的氮的相对数额来判定的。换句话说,一棵树的氮含量和另一种营养元素含量都适量,但是彼此之间不平衡,这种情况就应该调节肥料施用量以达到营养均衡。N:K比是苹果树最重要的营养比例。低氮需求的苹果树品种,例如McIntosh,最适N:K=1:1至1.25:1;高氮需求的苹果树品种,最适N:K=1.25:1至1.5:1。树叶分析显示,两种营养元素都应该在适宜的范围值内,若两种营养元素失衡,应该适当增加较缺乏的营养元素的施用量。

(2)视觉判断果树的氮含量状况

最合理的氮管理规定,在前期,保持相对高氮状态能促进果树快速抽叶、坐果和花芽形成,但是准许氮含量随着时间推移逐渐降低。这能够加强树势,加快着色。可以从以下几个方面来判断苹果的氮含量状况,但这些都不能取代每年的树叶分析。

①果色:在结果期的果树,高氮水平能够延缓苹果着色。如果其他因素正常,叶片氮含量每增加0.1%,将会使果实红色减少5%。这种关系通常在颜色不是特别深的苹果品种上比较重要,例如金帅。

②果实大小和硬度:这两者通常是相反的关系,但都受氮含量状况的影响。高氮含量通常能使果实增大,在作物负载量不超的情况下,会导致果肉的硬度降低。

③品种差异:果色和果肉坚实程度的差异也被看作是评价氮含量状况的一个标准。果肉较软的,或者直接供给瓜果市场的品种比果肉较硬、用来再加工的品种需要的氮量较少。

④二年生水果产品:一些苹果品种有隔年结果的趋势。在很多品种上,缺氮会加强隔年结果趋势,尤其是金帅(Golden Delicious)和McIntosh。在这两种品种或其它品种上通过减少氮含量来加快着色可能导致隔年结果。

⑤枝条生长的强健状况:氮是一种主要营养元素,氮吸收越多越会刺激果树进行顶端生长。高氮环境比较适合幼树,但不适合已结果的树。对于长枝型的品种,树势强健每年顶端生长20~30 cm,对于短枝型品种,树势强健每年顶端生长15~20 cm。

⑥综合的氮关系:高产量的果树树叶中氮含量较高,低产量的果树树叶中氮含量较低,这种情况反映出枝条生长和果实生长间相反的关系。果树产量小,会加速枝条生长,单位叶干重中氮的浓度较低,尽管所有叶片含氮的总量和长满果实的树叶中氮含量相似。叶片中的氮也会因为干旱或杂草的竞争而降低。总之,施氮量增加或减少10%,会使叶片中氮相应改变0.1%。

表2 判断果树氮状况的指标(以苹果树为例)

(3)施氮建议

在缺乏叶片分析或其他当地特有的数据来决定苹果的正确施氮量的时候,可以用下列的方法。

①土壤提供的氮

种植前:种植前应施纯氮3 kg/亩。如果土壤上有永久性的杂草生长,应额外多施3 kg/亩。此时的氮供应是生茬地春季种植的全年氮项目供应的一部分,还有其他额外的氮可能需要被供应,如下所述。

幼树以及未结果的树:最典型的氮用量建议是0.05~0.1 kg/棵。然而果农还需要根据实际情况对氮施用量进行调整,以保证果树叶分析结果正常,保证树的良好生长,每年树木顶端生长25~60 cm,并且在夏末的一系列分析中氮含量充足。叶面喷施或滴灌施肥可用来调整叶片中氮的水平。幼树的最优生长通常是叶片中氮含量是2.4%~2.6%。当树下有杂草生长时,果农可能需要调整氮施用量增加0.09~0.18 kg/棵。

结果的树:没有树叶分析结果指导时,每年应施纯氮3 kg/亩。然而,若耕地以前的施氮量较多,树叶分析就可能推测出未来几年只需要极少量的氮或不需要施氮。成熟的、标准尺寸的苹果树可能需要纯氮0.037~0.075 kg/棵,矮小的苹果树可能需要纯氮0.019~0.037 kg/棵。这些所有的施用量前提是使用滴灌的方法。调整氮施用量以获得每年顶端生长20~30 cm、好的果色以及品质。较软的品种或直接运输到新鲜瓜果市场的品种叶氮水平为1.8%~2.2%,较硬的品种或需要再加工的品种叶氮水平为2.2%~2.4%。

对于灌木篱墙种植的标准树或半矮化树,每棵树每年需额外提供0.02 kg纯氮。除非通过树叶分析显示确实需要,否则每年氮施用量不能超过7.48 kg/亩。早春沿树冠投影外缘环状均匀施肥。建议施肥量适量的减少或者应该消除修剪枝条对需氮量的影响(枝条修剪越狠,需氮量越少)。若有杂草生长,每亩应额外提供纯氮1.87 kg。通常土壤施氮不建议在7月份之后,这可能导致苹果着色不良或者生长期延迟,增加树体和芽冻害的风险。因此为了提高果实品质和果色,氮施用量应尽可能少但不能不足。

②叶面供氮

选择叶面供氮的原因可能包括调整花芽氮水平以提高坐果率,减少或代替一部分土壤供氮。花芽含氮水平较低能够导致胚珠的快速退化,以至于缩短了有效授粉期。在又长又冷的开花时期,花粉管生长受阻对坐果率影响很大,所以应该在落叶期(收获和落叶之间)或者春天开花之前喷施氮肥。坐果率低还可能是因为前一年的叶氮水平低于2.2%,也可以通过叶面喷施氮肥的方法解决。叶面喷施应该被看作是确保下一年丰收的方法。若上一季的叶氮水平高于2.4%,则不适合叶面喷施氮肥。需氮量最大的营养生长时期以及土壤施氮导致氮被树木过量吸收对果色、品质和木质组织的成熟有害的时候适合叶面喷施氮肥。

氮肥尤其是尿素或其他营养元素叶面喷施能更好地被叶子吸收,尿素是苹果树和梨树最常用的叶面供氮原料。叶面喷施尿素不能用在核果类树木上,因为其不能对尿素进行有效的吸收利用。为了避免叶害,只有缩二脲含量少于0.25%的尿素才能用于叶面喷施。通常施用量是开花前每100 L喷施液中含尿素0.36kg(含N 0.1656 kg);落花期,每100 L喷施液中含尿素0.6 kg(含N 0.276 kg)。每100 L喷施液中尿素含量超过1.19 kg就会损伤新叶。

落花10~14天后喷施氮肥会延缓果实着色,或者增加早冬树木冻害风险。所以落花10~14天后不应该叶面喷施氮肥,除非树木表现出明显的氮缺乏症状。

硝酸钙已经被应用到苹果和梨树的叶面喷施,用于补氮和钙两种营养元素,但是不建议在一些特定品种的苹果树上用,比如金帅,会影响果实表观。

3.磷肥

果园土壤磷的供应能力即使用最好的土壤检测方法也很难测定。果树的根系很深,跟一年生的作物相比,可以从更深的土壤中吸收磷元素,所以果树从土壤中吸收利用的磷元素不能用常规的土壤取样方法测定。

苹果树在一年中很长一段时间内都可以从土壤中吸收磷,但是大多数土壤测试校准的时候都假设吸收周期稍短一点。当然,pH值、温度、湿度、土壤紧实程度等都能影响磷的吸收,所以磷的土样测试就可以忽略。事实表明,一棵健康的果树从高磷水平土样中吸收的磷比从低磷水平土样中吸收的磷多,所以定期的土壤检测是很有必要的。正因为影响因素众多,所以每年的树叶分析也很必要,通过叶面喷施和滴灌补充所需各种营养元素。

磷在大多数土壤中是被固定、不能自由移动的,所以地面撒施磷肥并不合适,大多数地面撒施的磷肥不能被当季作物吸收,一般会被土壤蓄积,在随后的几年中慢慢释放给作物,但是由于每年地面撒施肥料,所以地表的植物根系能够吸收任何可用的磷。建立一个新果园之前,调整一切土壤中可能缺乏的营养元素到正常值是非常必要的,这可能是唯一一个提高深层土壤肥力的方法,深层土壤肥力是影响树况的一个重要因素。补充磷元素一般不建议叶面供肥。

下面是苹果树不同磷状态水平(低水平、中等水平、正常水平、高水平)时的P2O5建议施用值,这些数值的建立是为了让土壤保持优质状态。这些不同的磷状况水平具有区域性,同时与土壤检测水平和土壤的阳离子交换量有关系,所以土壤磷状况不可以根据单一因素决定。

表3 新种植果树的P2O5建议施用值 千克/亩

表4 已成熟果树的P2O5建议施用值 千克/亩

4.钾肥

充足的钾能够促进苹果树膨果和果实着色,改善果实品质,也能够抵御冬天冻害、春天霜冻对花和芽的危害,还可增加抗病虫害的能力。但是叶片中氮钾比(N:K)不能太高,低氮需求品种的树(比如McIntosh)合适的N:K应该在1:1至1.25:1之间;高氮需求品种的树(比如新红星Red Delicious)合适的N:K比应该在1.25:1至1.5:1之间。若叶片分析结果显示氮和钾的含量都充足,但N:K值较大,就应该增加K2O的量来调节叶的N:K到正常范围值。

图2 钾正常(左)与钾不足(右)对比图

图3 苹果叶片缺钾示意图

(1)土壤提供:苹果对钾的反应很敏感,所以持续的土壤监测和完整的用肥计划是至关重要的,土壤钾状况是检测水平和土壤阳离子交换量的一个反应,不是由单一因素决定的。

表5 新种植果树的K2O建议施用值 千克/亩

表6 已成熟果树的K2O建议施用值 千克/亩

据美国康奈尔大学公布显示,在树两边大概树干到树冠阴影边缘二分之一处环状撒施钾肥15~20 cm宽也是有效的,且在收获之后、土壤冻结之前撒施钾肥比第二年春天施用更有益。当钾元素严重缺乏时,首先表现出的症状就是落叶。据资料显示,钾肥的肥效通常会因为其他营养元素的缺乏而受到影响。如果叶片中镁含量低于正常水平就会影响钾的作用,因此镁肥是补充钾肥必不可少的组成部分,叶片中铜增加也会更有利于钾肥发挥效果。

表7 叶片中K、Cu含量与产量关系

(2)叶面提供:当土壤供应钾肥量不足时,对果树叶面喷施钾肥是有益的,但不能完全靠叶面喷施。用于叶面喷施的钾肥必须谨慎选择,高品质硝酸钾(相当于44.5%K2O)和速溶硫酸钾(相当于50%K2O)是常用于叶面喷施的钾肥。生长前期(叶片不成熟时),当出现钾肥缺乏时,每100 L水加200 g硝酸钾或硫酸钾;生长后期(叶片成熟)每100 L水加300~400 g硝酸钾或硫酸钾,混合液喷施效果较好。

姚振岭,烟台众德集团农化经理,长期从事植物营养管理、种植技术服务等业务;陈晓芳,烟台众德集团研发中心,长期从事产品技术研发等工作。

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