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上海‘翠冠’梨园土壤和叶片养分状况调查分析

2018-03-07王晓庆施春晖张学英褚长彬吴淑杭

上海农业学报 2018年1期
关键词:梨园限值速效

王晓庆,施春晖,张学英,褚长彬,吴淑杭,骆 军*

(1上海市农业科学院林木果树研究所/上海市设施园艺技术重点实验室,上海201403;2上海市农业科学院生态环境保护研究所,上海201403)

‘翠冠’梨系浙江省农业科学院选育出的早熟砂梨品种,肉质细嫩松脆,品质上等,坐果率高,产量高且稳产[1],目前是上海地区主栽梨品种,在生产上深受果农的青睐。土壤是果树生产的基础,果品的质量直接受果园土壤养分状况的影响,叶片是树体上对土壤矿质营养反应最敏感的器官,众多研究工作者致力于把果树营养诊断应用于指导施肥[2],并取得了显著效益[3-4]。果树营养诊断研究,最好的诊断方法是将两者结合起来[5-6]。生产上由于果农缺乏对土壤、树体营养状况的了解,生产中仍采用传统的经验施肥法,因而施肥不合理成为进一步提高果品质量的关键性障碍因子。本研究通过对上海‘翠冠’梨主产区5个在产量和管理水平上有代表性的‘翠冠’梨园土壤、叶片营养状况进行了跟踪调查和分析,以期摸清上海梨主产区果园土壤及叶片的养分状况,不仅为合理施肥提供依据,而且对提高‘翠冠’梨的品质、保持长期丰产、稳产具有重要作用。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2009—2010年,在松江区仓桥镇、奉贤区庄行镇、金山区枫泾镇、崇明县庙镇、青浦区徐泾镇等示范基地进行,采集‘翠冠’梨园内土壤和叶片进行分析。

土壤和叶片取样参照李美阳等[7]和魏雪梅等[8]的方法,略加改进。各园中,采用对角线法,每点选取5棵有代表性的植株作为采样点,分别采取3月(萌芽期)、7月(果实采收前)、9月(施基肥前)的土壤,于树冠垂直投影部位挖取两个方向相对的0—40 cm深的土壤。分别将5棵树的10个取土点的土样混合为一个样品,重复3次,遇到施肥部分则绕过,所取土样装入布袋中,带回实验室,阴干后用对角四分法进行取弃,直至剩下的土样为500 g左右为止,磨碎、过筛,待分析。

结合土壤采集,从4月份起,每个月采叶样1次,一年内共采样7次。取树冠外围目视高度东南西北各方位,新梢中部无病虫害及机械损伤的完好叶片,每棵树取20片叶,每个采样点合计100片叶,装入纸袋中,尽快带回实验室内。叶样清理首先放入自来水中清洗,再用无离子水冲洗,滤纸吸干水,放入140℃鼓风干燥箱中杀青3 min,然后再在70—80℃烘干至脆,取出放在干净塑料薄膜中,轻轻搓碎,然后在磨样机中研细成粉,装入纸袋置于干燥器中备用。

1.2 方法

1.2.1 土壤及叶片营养成分测定

委托上海市农业科学院生态所环境微生物课题组测定,土壤测定pH、电导率(EC)、有机质含量、碱解氮、有效磷、速效钾。pH及电导率(EC)分别使用pH计及电导率仪进行测定,有机质采用重铬酸钾外加热法测定,碱解氮采用碱解扩散法测定,有效磷采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法测定,速效钾采用乙酸铵溶液浸提-火焰光度法测定;叶片测定全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)、全锌(Zn)、全铁(Fe)、全镁(Mg),大量元素N含量采用H2SO4-H2O2消煮-蒸馏法测定,P含量采用H2SO4-H2O2消煮-钼锑抗比色法测定,K含量采用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度法测定,微量元素采用原子吸收法测定。

1.2.2 梨园果实可溶性固形物含量、平均单果重及单位产量测定

果实可溶性固形物含量采用日本产的MASTER-α糖度计进行测定,测定10个果子,重复3次;果实平均单果重及单位产量参考徐超等[9]的方法进行计算。

1.2.3 土壤、叶片养分适宜值标准

土壤、叶片养分适宜值参照亚热带季风区砂梨[10]的标准。pH适宜值参照南方梨[11]的标准。

1.2.4 数据分析

试验数据采用Excel 2003和SPSS 11.0统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 上海‘翠冠’梨园土壤养分状况

2.1.1 上海‘翠冠’梨园不同样点土壤养分含量

一年中分别于3月(萌芽期)、7月(果实采收前)、9月(施基肥前)取来自上海‘翠冠’梨主产区各点的土样,北、中、南各点依次为崇明庙镇、青浦徐泾镇和金山枫泾镇。

从pH可以得出(表1),庙镇梨园的土壤呈碱性,徐泾的呈中性,枫泾的偏酸性,pH均值分别为8.04、7.16和6.72。参考适宜标准范围5.8—7.0,可见庙镇梨园的土壤pH不在适宜标准内。土壤电导率Ec值以果实采收前最高,尤其是庙镇梨园的土壤Ec值,达389μS/cm。庙镇、徐泾、枫泾梨园土壤的有机质平均含量都在适宜标准上限,枫泾的土壤有机质含量丰富。

表1 上海‘翠冠’梨园0—40 cm土层土壤养分含量(2009年)Table 1 The contents of soil nutrients in 0—40 cm soil layer in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai(2009)

3个梨园土壤碱解氮、有效磷和速效钾平均含量在适宜标准内,徐泾和枫泾的土壤碱解氮含量在萌芽期比适宜标准上限值偏高,庙镇土壤速效钾含量在施基肥前略低于适宜标准下限值,未缺乏。从萌芽期-果实采收前-施基肥前,整体来看徐泾和枫泾的土壤碱解氮含量减少量小,相近时期两样点差异都不显著;有效磷和速效钾含量降低量多,相近时期徐泾有效磷、速效钾差异显著,枫泾有效磷、速效钾从萌芽期到果实采收前差异显著,之后差异不显著,可见果实采收前对有效磷和速效钾需求大。庙镇土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量从萌芽期到果实采收前没有减少,各养分该阶段差异不显著,且碱解氮和速效钾含量在该阶段较枫泾和徐泾低,从果实采收前到施基肥前,有效磷和速效钾含量减少,差异显著。

2.1.2 上海‘翠冠’梨园不同年份土壤养分含量

在2009年采样期间,布置仓桥和庄行两个地方,连续两年对‘翠冠’梨园果实采收前的土壤养分进行跟踪,以第1年指导第2年,调查其效果(表2)。

表2 2009—2010年上海‘翠冠’梨园0—40 cm土层土壤养分含量(7月份)Table 2 The contents of soil nutrients in 0—40 cm soil layer in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai in 2009—2010(July)

仓桥‘翠冠’梨园土壤pH较稳定,为7左右,庄行梨园土壤pH不稳定,或呈碱性或呈酸性。仓桥、庄行梨园土壤的有机质含量都较高,接近丰富,且前者比后者高,含量近3%。

仓桥、庄行梨园土壤2年里通过施肥的调整,碱解氮、有效磷和速效钾含量2010年比2009年增加,差异显著(仓桥梨园土壤有效磷除外)。2009年庄行梨园土壤pH为8.40时,其土壤碱解氮和速效钾含量本身也较低,与前面庙镇梨园高pH土壤的养分趋势一致,2010年施肥量的增加也增加了土壤电导率Ec值,同时土壤pH下降。仓桥土壤碱解氮和速效钾含量超过适宜标准上限值。

2.2 上海‘翠冠’梨园叶片养分状况

2.2.1 上海‘翠冠’梨园不同样点叶片大量元素的含量

结合土壤测试,从4月份开始,叶样每月取样1次,直到秋施基肥后,全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)含量变化见表3。

表3 上海‘翠冠’梨园叶片大量元素含量(2009年)Table 3 The contents of leafmacroelements in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai(2009) g·kg-1

3个梨园叶片N和P含量存在一定差异,K含量均低于适宜标准范围13—25 g/kg,多在7 g/kg上下,缺K状态严重。庙镇‘翠冠’梨叶片N含量在4月与8月份超出适宜标准上限值,4月份高达34.82 g/kg,7月份不足适宜标准下限值,P含量在4、7、9、10月份都超出适宜标准上限值,7月份高达3.73 g/kg,高出标准上限值约50%。徐泾梨叶片N含量除了8月份超出适宜标准上限值,6月份不足适宜标准下限值,其他都在适宜标准内,P含量在4、6、7月份都超出适宜标准上限值。枫泾梨叶片N含量在4、5、6、8月都超出适宜标准上限值,4月高达42.23 g/kg,高出标准上限值近51%,7月与9月份不足适宜标准下限值,P含量在5、7、8、9、10月份都超出适宜标准上限值。可见,庙镇和枫泾‘翠冠’梨叶片N含量施用不合理,尤其是后者,徐泾则叶片N含量施用较均衡。而P含量整个生长期都有超标的发生。

7月份(果实采收前),庙镇、枫泾叶片N含量降低,徐泾N含量升高,采收后8月份又逐渐上升,9、10月份又减少。K含量整个生长期7月份最低,果实采收前对K需求大,吸收多,转化多。

2.2.2 上海‘翠冠’梨园不同样点叶片微量元素的含量

全锌(Zn)、全铁(Fe)、全镁(Mg)含量变化见表 4。

表4 上海‘翠冠’梨园叶片微量元素含量(2009年)Table 4 The contents of leafm icroelements in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai(2009)

3个梨园叶片Zn、Fe、Mg含量存在一定差异。庙镇‘翠冠’梨叶片Zn含量在4、6、7月份虽在适宜标准范围内,但最高为7月份的23.02 mg/kg,其他低于适宜标准下限值,Fe含量在6、9月份低于适宜标准下限值,其余都在适宜标准范围内,其中7月份高达132.00 mg/kg,Mg含量基本在适宜范围内,最高也为7月份。徐泾梨叶片Zn含量在适宜标准范围内,Fe含量除了6月份的低于适宜标准下限值,其余都在适宜范围内,采收后高于采收前。Mg含量基本在适宜标准范围内,7月份过后逐渐降低。枫泾梨叶片Zn含量5月份低于适宜标准下限值,其余都在适宜范围内,Fe含量除了8月份的低于适宜标准下限值,其余都在适宜范围内,Mg含量除了6、10月份的低于适宜标准下限值,其余都在适宜范围内。

7月果实采收之后,各样点叶片Mg含量逐渐降低。庙镇‘翠冠’梨叶片Zn含量在7月之后低于适宜标准下限值,Fe含量最高值和最低值(低于适宜标准下限值)都在该园发生,施肥存在不合理。

2.2.3 上海‘翠冠’梨园不同年份叶片养分含量

在2009年土壤养分跟踪的同时,测定了两个样点的‘翠冠’梨叶片的营养养分含量(表5)。

表5 2009—2010年上海‘翠冠’梨园叶片大量与微量元素含量(7月份)Table 5 The contents of leafmacroelements and m icroelements in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai in 2009—2010(July)

仓桥‘翠冠’梨叶片N含量2009年在适宜标准范围内,2010年则超过适宜标准上限值,庄行梨叶片两年里N含量都超过适宜标准上限值。叶片P含量,2009年两个样点都超适宜标准上限值,2010年通过调整,庄行的回落到适宜标准范围内,仓桥的不但没有降低,反而上升。叶片K含量均低于标准下限值,只为下限值一半,叶片缺钾严重。叶片Zn、Fe、Mg含量基本都在适宜标准范围内,Zn、Fe含量庄行比仓桥的略高,两年变化小,Mg含量庄行比仓桥的低,其中2009年的处于缺乏状态,2010年的略高于适宜标准下限值。

2.3 上海‘翠冠’梨园各样点果实成熟时可溶性固形物含量及单位产量

通过跟踪调查,对5个果园的‘翠冠’梨果实品质和产量进行了测试(表6)。5个果园的‘翠冠’梨树龄高低依次为:庙镇、仓桥、枫泾、庄行、徐泾;庙镇示范基地‘翠冠’梨树龄大,产量最高,每667 m2产量为3 370.4 kg,果实可溶性固形物含量最高,为12.6%;仓桥示范基地‘翠冠’梨的单果重最大435 g,产量较高,果实可溶性固形物含量次之;枫泾示范基地‘翠冠’梨产量和果实可溶性固形物含量居中;庄行 ‘翠冠’梨的树龄小,产量最低,每667 m2产量为1 765.0 kg,果实可溶性固形物含量最低,为12.2%;徐泾示范基地‘翠冠’梨树龄最小,果实单果重较大,可溶性固形物含量高。可见,树龄大的‘翠冠’梨单位产量高,平均单果重大,果实可溶性固形物含量也高。树龄较小的‘翠冠’梨单位产量中等,平均单果重也大,果实可溶性固形物含量也高。而庄行6年生树龄的‘翠冠’梨单位产量和果实可溶性固形物含量最低,可能和该基地施肥的不稳定性有关。

表6 上海‘翠冠’梨园各样点果实成熟时的可溶性固形物含量及单位产量(2010年)Table 6 Fruit soluble solid content and yield per 667 m2 in‘Cuiguan’pear orchards in Shanghai different sam p les point(2010)

3 结论与讨论

在土壤科学中,常用电导法估测土壤的可溶盐含量,对于非盐渍化土壤,土壤电导率可作为土壤肥力的一个综合性参考指标[12]。电导率也作为反映城市土壤盐渍化的指标,如包兵等[13]发现重庆市主城区部分市街绿地土壤电导率高于1mS/cm,甚至高达2mS/cm,开始出现盐渍化现象。本研究发现,土壤电导率EC值果实采收前最高,尤其是庙镇梨园的土壤EC值,达389μS/cm。可见该地方的水溶性含盐量较高,但未盐渍化。

庙镇、徐泾、枫泾梨园土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量在适宜标准内。从萌芽期-果实采收前-施基肥前,整体来看果实采收前对有效磷和速效钾需求大,符合果实成熟前对磷、钾需求的特点。庙镇土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量从萌芽期到果实采收前没有减少,且碱解氮和速效钾本身含量较低,从果实采收前到施基肥前,有效磷和速效钾含量减少。这与庙镇土壤“萌芽期到果实采收前,EC高,pH 8.26—8.52,果实采收前到施基肥前,EC降低,pH 8.52—7.35”相吻合,土壤pH呈碱性,不利于养分的吸收利用,而土壤回到弱碱性,则促进了养分吸收。在仓桥和庄行连续两年‘翠冠’梨园果实采收前的土壤养分跟踪也表明,2009年庄行梨园土壤pH为8.40时,其土壤碱解氮和速效钾含量较低,2010施肥量的增加,土壤pH降低,土壤碱解氮和速效钾含量增加。土壤pH影响果树根系对营养成分的吸收和利用,适宜的土壤pH可以避免许多营养元素的缺乏和毒害作用[14]。果树生长的土壤pH小于6.0时,许多必需的大量元素(N、P、K、Ca、Mg)被果树根系吸收利用率低,pH大于7.5时,许多微量元素(Fe、Zn、B)也不能被果树根系吸收利用[15],沈洋等[16]在南果梨上的研究结果表明,土壤pH值微酸且接近中性时,才会得到较好品质。本研究的结果也基本与其吻合:徐泾、仓桥梨园的土壤呈中性,枫泾的偏酸性,pH均值分别为7.16、7.05和6.72,庙镇、徐泾、枫泾3个基地的‘翠冠’梨果实可溶性固形物含量较高,分别为12.6%、12.4%和12.4%;庄行土壤pH偏碱性,果实可溶性固形物含量相对较低,为12.2%;庙镇土壤pH均值为8.04,呈碱性,但果实可溶性固形物含量高,达12.6%,这可能与崇明岛气候或管理技术有关。

果园土壤养分含量虽然可以反映树体的营养状况,但叶片比土壤更直观反映树体的养分状况。庙镇‘翠冠’梨叶片N含量在4、8月份超出适宜标准上限值,7月份不足适宜标准下限值。枫泾梨叶片N含量在4、5、6、8月份都超出适宜标准上限值,4月份高出标准上限值近51%,7月与9月份不足适宜标准下限值。可见,庙镇和枫泾‘翠冠’梨叶片N含量施用不合理,尤其是后者。2010年仓桥、庄行两个样点叶片N含量较2009年高,且已超过适宜标准范围上限值,施N肥较多。而P含量整个生长期都有超标的发生,有的高出标准上限值约50%。K含量都不在适宜标准范围内,多在7 g/kg左右,缺K状态严重,且整个生长期7月份最低,果实采收前对K需求大,吸收多,转化多。这也与“果实采收前土壤对速效钾需求大”相一致。故生产上应合理施用N肥;控制P含量的超标,适量的P能促进果实发育和提高果实品质[17];多增施K肥,尤其是果实迅速膨大期,对K的需求量迅速增加,故可采用叶面喷K,使树体快速获得,以弥补根系吸收慢的不足,王晓庆等[18]的研究也得出‘翠冠’梨以喷施浓度为0.5% 的K2SO4叶面肥为佳。以上还说明,虽然土壤里的大量元素在适宜范围内,但叶片缺K严重,P含量有超标发生,N含量多。这可能与土壤养分转化为叶片营养的时效性有关,也可能是受各种元素绝对含量以及拮抗和促进关系的影响[17]。因此,营养诊断配方施肥方面研究还需进一步细化。

微量元素方面,庙镇‘翠冠’梨叶片Zn含量、Fe含量、Mg含量最高都在7月份。7月份之后叶片Zn含量低于适宜标准下限值,Fe含量最高值和最低值(低于适宜标准下限值)都在该园发生。可见,崇明的砂壤土会导致养分的流失,生产上应少量多次施肥,发挥肥力的效应。

结合土壤、叶片的分析发现,生产上因受长期习惯性施肥及短时突击的目的性施肥导致施肥存在不合理性。对于庙镇、仓桥、枫泾基地8年以上树龄的盛产树而言,尽管叶片养分显示存在施肥的不合理/不稳定性,但因树体多年的养分的积累及调节能力较强,并不影响最终果实的品质和梨树产量;而庄行、徐泾基地5、6年树龄梨树,则差别较大,前者施肥量的忽高忽低,树体调节能力弱,单位产量和果实品质最低,后者施肥较均衡,即使是5年生的树,单位产量中等,果实品质好。可见,保持合理的施肥,按时按量,避免超标或缺乏,维持树体对养分的平衡吸收,提高肥料利用率,有利于梨树的丰产、稳产,改善梨果品质,尤其对树龄小的幼树极其重要,对果园节本增效也有重要意义。

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