根域限制下不同肥料种类与施肥量对幼龄柿树生长及生理特性的影响*

吕英忠，代永欣，李 卓，张拥兵，王 林

（1山西农业大学果树研究所，太谷030815）（2山西农业大学林学院）

我国是柿（Diospyros kakiThunb.）的原产国之一，也是世界上栽培历史最悠久、面积最大和产量最多的国家[1-2]。柿树为高大落叶乔木，耐瘠薄，抗旱，适应性较强[3-4]，生产上多采用大冠稀植栽培，不仅树干养分消耗量大，风光条件差，也直接导致结果晚，单位面积产量低[5]，因目前没有适合的优良矮化砧木，矮化密植栽培主要通过环剥手段控冠，效果差，果园密闭，影响产量和品质[6]。

果树根域限制栽培是将植物根系人为地限制在一个可控的范围内，通过控制根系生长调节其地上部营养生长和生殖生长的一种栽培模式，目的是减少冗余生长、提高产量与果实品质[7-8]，目前在葡萄[9]、柑橘[10]、苹果[11]、桃[12]、樱桃[13]等果树上都有较深入的研究应用，在柿栽培上也有一定研究[14]。控根容器栽培是根域限制栽培中一种重要的栽培方式。

肥料与果树生长发育和果实产量、品质息息相关，正确的施肥方式和适当的施肥量是影响果树生长最重要的因素之一。目前果树施肥中存在问题较多：一是有机肥施用较少、化肥施用过量，导致土壤有机质含量低、土壤酸化；二是有机肥施用过量，导致土壤出现磷、钾积累；三是施肥方法不当，造成肥料浪费，影响肥效发挥。柿树生产中也存在以上问题。国内外学者对柿树施肥量和施肥时间做了一些研究，Choi等[15]研究指出，高施肥量并不能增加‘扶余’柿的产量、单果重和可溶性固形物含量，只有叶果比与施肥量维持一定比例才能获得高产稳产，保持树体强健；Hossain等[16]研究表明，对甜柿施用叶面肥不仅可提高柿树产量，也可提高甜柿品质；丁向阳等[17]研究表明，柿树施肥的3个关键时期为4月中旬至6月中旬、7月中下旬和秋季，增施氮、磷、钾肥是提高柿坐果率和单果重的一种关键措施。但目前尚未见限根控冠栽培中柿树肥料种类和施肥量对其生长发育影响的相关报道。本文分别选取发酵有机肥、复混缓控释肥和普通化肥3种肥料，在柿树生长发育期以大田正常施用量作为全量施肥，全量减半作为半量施肥，研究控根容器栽培下3种肥料和2种不同施用量对柿树生长发育和叶片生理特性的影响，旨在为柿树限根栽培提供科学合理的施肥技术，为限根栽培技术的进一步推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017—2018年在山西省农业科学院果树研究所果树容器大苗培育基地进行，试验材料为自主培育的2年生‘孝义牛心柿’，砧木为君迁子，控根容器直径40 cm、高40 cm，日常管理浇水方式为滴灌，修剪、病虫害防治等采用常规方法，2017年当年定植后未施肥，2018年春选择树体大小、长势、主干粗度、新梢数量和长度基本一致的柿树为试材，每处理10株，单株重复。

处理前基质基本理化性状为：有机质含量44.5 g/kg，全氮含量0.54 g/kg，有效磷含量45.1 mg/kg，速效钾含量485 mg/kg，pH值7.85。供试化肥为普通尿素、磷酸二铵、硫酸钾；供试有机肥购自附近羊场，有机质含量236 g/kg，全氮含量15.58 g/kg，全磷含量12.98 g/kg，全钾含量19.3 g/kg，秋季以1∶2比例加水在发酵池中发酵供第2年春季使用；供试复混缓控释肥购自山东胜邦绿野化学有限公司，全氮含量180 g/kg，全磷含量80 g/kg，全钾含量180 g/kg。

1.2 试验方法

试验设3个肥料种类（发酵有机肥、复混缓控释肥和普通化肥），2个施肥量水平（大田常规用量和大田常规用量的一半），共6个处理，以不施肥为对照。不同时间各处理柿树肥料种类及施肥量见表1。

表1 不同肥料种类及施肥量处理

1.2.1生长量与枝类组成的调查

11月上旬，用游标卡尺测量植株干径，统计各处理柿树的长、中、短枝数量（＜10 cm为短果枝，10～30 cm为中果枝，＞30 cm为长果枝），同时每株树选择5个新梢，用卷尺测量新梢长度，计算新梢数量与枝类组成。

1.2.2叶片光合特性的测定

8月初，于晴天9：00—11：00选择树苗中上部向阳面的成熟叶片，用Li-6400便携式光合测定系统（Lincoln，USA）测定。记录净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）。

1.2.3叶片水势变化的测定

7月下旬和8月下旬，用PMS1505D-EXP水势仪，分别测定凌晨（5：00—7：00）水势和正午（12：00—14：00）水势。

1.2.4叶片营养元素含量的测定

10月上旬，带叶柄取树体外围中部新梢中位叶，每株取10片叶，带回实验室自来水冲洗干净后用去离子水冲洗，105 ℃杀青30 min，80 ℃烘至恒重，粉碎过60目筛，自封袋保存备用。参考鲍士旦[18]的方法，样品用硫酸-过氧化氢消煮后，N元素含量用凯氏定氮法测定，P元素含量用钒钼黄比色法测定，K元素含量用火焰光度计法测定；用硝酸-高氯酸消解后，用原子吸收分光光度法测定Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn元素含量。

1.3 数据处理与分析

试验数据采用Excel 2007软件进行处理，用SPSS 22.0数据分析软件进行Duncan’s多重比较分析，检验其差异显著性（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同肥料种类与施肥量对柿树生长发育的影响

2.1.1对柿树生长量的影响

不同肥料种类与施肥量对柿树株高、地径及新梢平均生长量的影响如图1所示。由图1可以看出，所有施肥处理的柿树株高、地径和新梢平均生长量均显著大于对照；6个施肥处理中，半量施肥处理的株高和新梢平均生长量均明显大于相应的全量施肥处理；3个半量施肥处理中T2的株高、地径和新梢平均生长量均最高，其他2个处理之间差异不显著。

图1 不同肥料种类与施肥量对柿树生长发育的影响

2.1.2对柿树枝类组成的影响

由表2可以看出，所有施肥处理的总枝量都高于对照，除T1、T5外，其他施肥处理的总枝量均显著高于对照；半量施肥处理的柿树总枝量均高于相应的全量施肥处理，总枝量最多的是T4，但与其他2个半量施肥处理之间差异不显著；所有处理的长枝数均为5个左右，各处理之间差异不显著，除T1短枝数量小于对照外，所有处理的中枝和短枝数量均大于对照；施复混缓控释肥处理的柿树虽发枝较多，但短枝所占比率较大，T1虽中、长枝所占比率较大，但枝量较少。综合来看，T2的总枝量和中、长枝所占比率均较大。

2.2 不同肥料种类与施肥量对柿树生理特性的影响

2.2.1对柿树叶片光合参数的影响

由图2可以看出，CK各项光合参数均较低，说明施肥处理可有效提高叶片的净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度，提高养分合成和能量储备能力；6个处理中半量施肥处理的净光合速率均大于全量施肥处理，净光合速率最大的为T6，其次为T2，但二者之间差异不显著，最小的为T3；蒸腾速率最大的为T6，最小的为T2；除施复混缓控释肥的柿树外，施发酵有机肥和普通化肥的柿树叶片气孔导度也是半量施肥处理大于全量施肥处理，最大的为T6，最小的为T5；T2和T3处理的胞间CO2浓度较高，但与其他施肥处理差异不显著。整体来看，T2和T6处理的气体交换能力较好，光合能力较强。

表2 不同肥料种类与施肥量对柿树枝类组成的影响

图2 不同肥料种类与施肥量对柿树光合参数的影响

2.2.2对柿树叶片水势的影响

不同肥料种类与施肥量对柿树叶片水势的影响如表3所示，柿树凌晨水势较高，正午水势较低，凌晨与正午水势差异较大。7月CK的凌晨水势明显高于其他6个施肥处理，并与T2、T3、T4、T5、T6差异显著，6个施肥处理中施用发酵有机肥（T1、T2）柿树凌晨水势显著高于其他4个处理，2个施用普通化肥的柿树凌晨水势均较低，T6柿树凌晨水势显著低于除T4外的其他4个处理；8月施用发酵有机肥的柿树凌晨水势也较高，显著高于对照和施用普通化肥的柿树。正午水势7月各处理与对照之间差异均不显著，8月则存在一定差异，对照和施用发酵有机肥的柿树正午水势较高，显著高于T3、T5、T6。

表3 不同肥料种类与施肥量对柿树凌晨水势与正午水势的影响

2.2.3对柿树叶片矿质元素含量的影响

由表4可知，施肥处理的柿树N、K、Ca、Mg等4种矿质元素含量均显著高于CK；P和Zn元素含量虽均高于CK，但只有个别处理差异显著；除T3外，Cu元素含量均大于CK，T2、T4、T5、T6显著大于CK。6个施肥处理中，施发酵有机肥的柿树叶片中N元素含量较高，但与施用普通化肥和复混缓控释肥之间差异不显著；半量施肥处理的柿树P元素含量均小于相应的全量施肥处理；施用复混缓控释肥的柿树叶片K元素含量最高；Ca、Mg和Zn元素含量也是施用复混缓控释肥的柿树叶片最高，施用发酵有机肥的叶片Ca、Mg含量略高于施用普通化肥的叶片；T3、T4（施复混缓控释肥）和T1柿树叶片K元素含量显著大于其他3个处理；半量施肥处理叶片中Cu元素含量均显著高于相应的全量施肥处理，但三者之间差异不显著。

表4 不同肥料种类与施肥量对柿树叶片矿质元素含量的影响

3 讨 论

3.1 不同肥料种类与施肥量对柿树生长发育的影响

生长指标综合反映了苗木对基质的适应性，与基质中营养成分含量密切相关，而合适的果树枝类组成比例可以整体调控树体光合产物的积累和分配，是果树优质丰产的前提[19]。本研究中，施肥处理柿树的株高、地径、新梢平均生长量、总枝量和中枝数量均大于对照，说明施肥处理可维持基质肥力或培肥基质，对柿幼树的生长发育有积极促进作用，对照生长发育较弱，经过1年生长后，基质中原有的营养成分被大量消耗，现有营养已无法满足柿树第2年的生长发育，苗木培育过程中需提供新的肥料。刘松忠等[19]研究表明，砂土和壤土分别施用合适比例的有机肥可显著促进梨幼树新梢生长，调控长、中、短枝数量和枝类组成；赵国栋等[20]研究表明，不同比例有机肥处理可调控梢类组成，合适比例的有机肥可显著降低苹果幼树的长枝比例。本研究也得到了相似的研究结果，结果显示，半量施用发酵有机肥、复混缓控释肥和普通化肥的柿树株高、新梢平均生长量、总枝量均大于全量施肥处理的柿树，总施肥量达到大田常规施用量的一半即可使柿树正常生长，施肥量过高或过低都会抑制柿树地上部分的生长，原因在于肥量不足时，基质养分浓度低，根系无法得到充足的养分供给柿树正常生长，而施肥过量时，造成基质养分浓度过大，抑制了根系对养分的吸收利用。研究中发现，半量施用发酵有机肥更有利于培育合适的柿树枝类组成，提高中、长结果枝组比例，原因可能是氮元素是影响果树器官分化、形成及树体形态建成的主要元素，春季用于柿树器官建造的氮元素主要来源于贮藏氮和当年吸收的氮[21]，而当年吸收的氮利用率仅10%～15%[22]，普通化肥和缓控释肥氮元素利用率低，而有机肥施用次数多，氮元素相对供应充足，利用率有一定提高，故中、长枝数量相对较多。

3.2 不同肥料种类与施肥量对柿树叶片生理特性的影响

叶片的光合参数与植物的生长密切相关，光合速率的强弱可以反映植物根系对水分、养分和矿质营养的吸收能力，是植物合成和储备能量的重要指标[23]，植物叶片水势反映了植物对水分的运输能力，可以分析植物施肥处理后的保水效果。叶胜兰等[24]研究表明，施用有机肥可增强叶片净光合速率和气孔导度，提高梨枣叶片水势，改善叶片水分状况，本研究也得到了相似的研究结果。由施用发酵有机肥的柿树叶片水势明显高于其他2种肥料处理的叶片可以看出，施有机肥可提高叶片水分运输能力，增强其保水效果，而半量施肥和全量施肥对叶片水势的影响差异不明显，说明影响植株保水效果的主要是肥料种类，施用有机肥叶片保水效果好的原因可能是施用有机肥可以显著提高基质的有机质含量，孔隙度增大，故持水能力提高；半量施肥处理的柿树光合参数优于全量施肥的柿树，说明影响植株光合参数的主要是施肥量，与肥料种类关系较小，施肥量影响光合参数的原因可能是控根容器条件下，肥水较为集中，肥料施于根区减少了养分的淋失，半量施肥即可维持基质肥力，为植株提供充足的养分来源，肥料过量则影响植株的养分状况，使光合参数受到影响。

均衡的矿质元素是影响植物生长发育和产量、品质的主要因素之一，叶分析是树体营养诊断最快捷有效的方法，目前在大多数果树上都有应用。赵佐平等[25]对苹果不同发育期叶片中氮、磷、钾含量研究表明，施肥处理的叶片氮、磷、钾含量显著高于未施肥处理的叶片，施有机肥的叶片其氮、磷、钾含量显著高于施化肥的叶片。任珂等[26]通过对马铃薯养分吸收试验也表明，化肥对提高土壤中氮、磷、钾含量影响较大，而有机肥对提高植株和块茎中氮、磷、钾含量影响较大。本研究表明，施肥处理的叶片N、K、Ca、Mg、P、Zn元素都较对照高，对植株的生长具有明显的促进作用，这一点与以上研究结果一致。但本研究没有得到施有机肥的叶片氮、磷、钾含量显著高于施化肥的叶片的结论，而是施3种不同肥料的叶片中氮、磷、钾含量差异较小，原因可能与栽培条件、树种和研究周期较短等都有关系，有待于后续继续分析测试。除氮、磷、钾外，施肥处理后Ca、Mg含量也显著高于对照，说明3种肥源对Ca、Mg元素的吸收都有一定的促进作用；施用复混缓控释肥的柿树叶片Ca、Mg和Zn元素含量都较高，原因是复混肥中添加了一定量的这3种中微量元素，施用有机肥的叶片Ca、Mg含量略高于施用化肥的叶片，可能有机肥中也含有一定量的Ca、Mg元素，各种微量元素虽存在一定的促进和拮抗关系，但适当增加施用量对叶片吸收该元素有一定的促进作用。

4 结 论

控根容器栽培条件下，对柿树生长发育、光合参数影响较大的是施肥量，施用大田常规施肥量的一半即可保证柿树正常生长发育；对柿树水势和枝类组成影响较大的是肥料种类，有机肥比复混缓控释肥和普通化肥可以更好地调节枝类组成，利于下一步的开花结果，且持水保水效果更佳；肥料种类对柿树叶片中矿质元素含量的影响较小，施肥量过低时才会造成柿树叶片中矿质元素含量降低。合适的施肥量不仅可以节省肥料用量，还是柿树早产丰产的前提条件，施用量不足或过高都会影响柿树的生长发育，继而影响今后丰产增收。控根容器栽培柿幼树过程中建议以施发酵有机肥为主。