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有机液肥施用对纽荷尔脐橙幼树生长及其养分吸收的影响

2021-02-09赖金平姚锋先徐丽红刘桂东周高峰管冠张永浩陈蓉

南方农业学报 2021年10期
关键词:养分生长

赖金平 姚锋先 徐丽红 刘桂东 周高峰 管冠 张永浩 陈蓉

摘要:【目的】研究動植物源有机液肥单施或与化肥配施对纽荷尔脐橙幼树生长及养分吸收的影响,以期为丘陵山地脐橙园液态有机肥灌溉施用技术标准的研制及其推广应用提供技术支撑。【方法】进行大田试验,以2年生纽荷尔脐橙幼苗为试材,以(100%化肥氮)为对照(CK),设T1(100%动物源氮)、T2(100%植物源氮)、T3(50%动物源氮+50%化肥氮)和T4(50%植物源氮+50%化肥氮)处理,测定不同处理纽荷尔脐橙树体生长及养分吸收等指标,并进行主成分分析。【结果】与CK相比,动植物源有机液肥单施或与化肥配施(T1~T4处理)整体上均能促进纽荷尔脐橙幼树生物量积累。T4处理纽荷尔脐橙幼树接穗茎、砧木茎、根系干重和整株干重均高于其他处理,其中较CK分别显著增加62.42%、40.14%、42.08%和47.21%(P<0.05,下同)。在对纽荷尔脐橙幼树生长量影响方面,T1~T4处理主要影响幼树基径和春梢叶片叶绿素相对含量(SPAD值);与CK相比,T1~T4处理均显著促进基径增大,增幅最高可达29.17%(T4处理);除T2处理外,其他3个处理均显著促进春梢叶片SPAD值增加,其中T4处理作用最明显,增幅为9.19%。除T3处理外,其他3个处理均促进脐橙幼树春梢长和比叶重显著增加,其中T2处理作用最显著,较CK分别增加36.67%和12.10%。此外,T4处理显著促进幼树根总长和根总表面积的增加,但显著降低根平均直径,降幅为18.42%。T1~T4处理均在不同程度上影响脐橙幼树不同器官对氮磷钾元素的吸收。主成分分析结果表明,各施肥处理对脐橙幼树树体生长及其养分吸收综合评价得分排序为T4>T1>T3>T2>CK。【结论】动植物源有机液肥单施或与化肥配施均可促进纽荷尔脐橙幼树干物质量增加和树体生长,以50%植物源有机液肥+50%化肥(T4处理)对脐橙幼树生长及养分吸收效果最佳,可在赣南脐橙幼龄园液态有机肥灌溉施用系统中推广应用。

关键词:纽荷尔脐橙;液态有机肥;生长;养分

中图分类号:S666.4                          文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2021)10-2814-10

Abstract:【Objective】In order to provide technical support for the development and application of liquid organic fertilizer for irrigation of navel orange orchard in hilly areas,the effects of single application of animal and plant-based organic liquid fertilizer or combine with chemical fertilizer on growth and nutrient absorption of Newhall navel orange young trees was researched. 【Method】Field experiment was carried out with two-year-old Newhall navel orange young trees and CK(100% chemical fertilizer nitrogen),T1 (100% animal-based N), T2 (100% plant-based nitrogen), T3 (50% animal-based nitrogen+50% chemical fertilizer nitrogen) and T4 (50% plant-based nitrogen+50% chemical fertilizer nitrogen) were set to measure the growth and nutrient absorption of Newhall navel orange trees under different treatments and principal component analysis was processed. 【Result】Compared with CK, the biomass accumulation of Newhall navel orange saplings was promoted by applying organic liquid fertilizer from animal and plant sources alone or combined with chemical fertilizer(T1-T4 treatments). The dry weight and total dry weight of scion stem,rootstock stem,root system and whole plant of Newhall navel orange seedlings in T4 treatment were higher than those in other treatments,which significantly increased by 62.42%,40.14%,42.08% and 47.21% respectively compared with CK(P<0.05,the same below). For the growth of Newhall navel orange, T1-T4 mainly affected the basal diameter and chlorophyll relative content(SPAD value) of spring shoot leaves. Compared with CK,all treatments significantly promoted the increase of basal diameter, with the highest increase rate of 29.17%(T4 treatment). Except T2 treatment,other treatments significantly increased the SPAD value of spring shoot leaves,and T4 treatment had the most obvious effect,increase reached 9.19%. Except T3 treatment,other treatments significantly increased the spring shoot length and specific leaf weight of fruit trees,and T2 treatment was the most significant, increased by 36.67% and 12.10% respectively compared with CK. In addition,T4 treatment significantly increased the total root length and total root surface area of fruit trees,but significantly reduced the average root diameter by 18.42%. The absorption of nitrogen,phosphorus and potassium in different organs of young navel orange trees was affected by the application of organic liquid fertilizer alone or combined with chemical fertilizer(T1-T4 treatments). The results of principal component analysis showed that the order of comprehensive evaluation scores of growth and nutrient absorption of navel orange saplings under different fertilization treatments was T4>T1>T3>T2>CK. 【Conclusion】The application of liquid organic fertilizer from animal and plant sources alone or combined with chemical fertilizer can promote the growth of Newhall navel orange young trees. The results of principal component analysis shows that 50% plant-based nitrogen+50% chemical fertilizer nitrogen (T4 treatment) has the best effect on the growth and nutrient absorption of navel orange young trees and it can be popularized and applied in the irrigation and application system of liquid organic fertilizer in young navel orange garden in southern of Jiangxi.

Key words:Newhall navel orange; liquid organic fertilizer; growth; nutrient

Foundation item:National Natural Science Foundation of China(31760606,32160763);Key Research and Development Project of Jiangxi (20181BBF60011);Ganzhou Science and Technology Innovation Talent Plan Project(Ganshikefa〔2019〕60)

0 引言

【研究意义】研究表明,相比单施化肥,施用家禽粪肥和堆肥等有机肥能明显提高柑橘茎和枝条的生长,增加叶面积,增大树冠,促进生长(Mohamed and Ragab,2003;Barakat et al.,2012;Martínez-Alcántara et al.,2016a)。但目前我国仅47.8%的柑橘园施用有机肥,年均有机氮、磷、钾养分仅分别占总施用量的9.58%、19.60%和6.24%,有机肥投入严重不足(雷靖等,2019)。长期试验显示,随土壤有机物质供应水平的提高,土壤质量性状全面改善,作物产量平均增加10%~30%,最高可达123%~127%(张维理等,2020)。施用有机肥已成为优化柑橘生长,促进其养分吸收的重要措施。因此,研究柑橘生长及其养分吸收对有机液肥施用的响应,对于在柑橘园中化肥减量施用及赣南脐橙产业可持续发展具有重要现实意义。【前人研究进展】目前,有机肥施用对作物生长、产量及品质影响的研究主要集中在胡萝卜、菠萝、桃、小麦和玉米等作物上(罗华等,2012;Lars et al.,2016;Koutroubas et al.,2016;Marie et al.,2018;王嘉男等,2020),而柑橘上僅有少量农学试验报道(范美蓉等,2009;储长彬等,2012),且基本上是有机无机配施的效果试验。近年来,有机肥形态和施肥方式在生产上的应用均有拓展。利用形式已从固体利用转向液态或半固态形式(VanderZaag et al.,2013;Maillard et al.,2016;Martínez-Alcántara et al.,2016b),施用方法上也有注射施肥(Federolf et al.,2016)、滴灌施肥(Martínez-Alcántara et al.,2016a,2016b)和叶面喷施(Pillai and Sheela,2016)等。由于有机肥原料、不同物料元素含量以及动、植物源有机肥施用时的形态等均会影响施用后元素的溶解性及植物吸收的有效性,因而关于有机肥对矿质营养元素利用影响的不同研究会呈现出不同或相反的结果。但总体来看,与单施化肥相比,虽然有机肥中氮磷钾大量元素含量相对较低,但有机肥含有的其他中微量元素施用到土壤中能被植株持续吸收利用。Martínez-Alcántara等(2016a)研究表明,施用化肥和有机肥均能显著提高柑橘树春梢叶片中的营养元素含量;与单施化肥相比,有机肥管理叶片中磷含量更高,铁、镁、锰和锌含量也显著提高。对纽荷尔脐橙、奈维林娜脐橙及烟草的研究表明施用有机肥可提高植株叶片中磷和钾水平(Canali et al.,2004;Barakat et al.,2012)。Baldi等(2014)研究发现,化肥与堆肥处理间油桃树叶片中的钙、镁和铁含量差异不显著。Federolf等(2016)利用定位注射方法施用液态有机粪肥,对玉米最终的生长和产量影响不显著,但氮肥利用率提高了6%~7%,且显著减少土壤中氮和磷的残留量。【本研究切入点】赣南是我国柑橘的主产区,但赣南脐橙园大多建在丘陵山地上,地形地貌变化大,坡度在10º~30º的占比达83.5%(王瑞东等,2011)。有机肥灌溉施肥是一种省工省力的施肥新模式,有望破解南方丘陵山地柑橘园传统有机肥施用面临的“用工荒”难题。然而,目前有关动、植物源有机液肥施用对大田条件下柑橘生长及矿质元素的吸收研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】以无机液肥为对照,设置纯施动、植物源液态有机肥、有机无机混合液肥等不同施肥处理,研究不同处理对脐橙幼树生长及其养分吸收的影响,以期为丘陵山地脐橙园液态有机肥灌溉施用技术标准的研制及其推广应用提供技术支撑。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

于2019年3—11月在赣南师范大学国家脐橙工程技术研究中心校内脐橙种植基地(东经114°48′,北纬25°48′)进行大田试验。供试土壤属红壤,其基础理化性质为:pH 4.5,土壤有机质6.94 g/kg,碱解氮46.43 mg/kg,有效磷5.63 mg/kg,速效钾159.67 mg/kg。试验材料为长势基本一致的枳壳砧纽荷尔幼龄果树,嫁接时间为2018年8月,2019年3月12日定植。试验用水均为去离子水。

1. 2 试验设计

试验设5个处理(表1),每处理12个重复,每株树为1个重复。对照(CK)为1.58倍Hoagland全浓度营养液处理,营养液配制参照Hoagland和Arnon(1950)的方法。T1和T2处理分别为由鸡粪和菜籽饼粕沤制的液态有机肥处理,分别作为动物源和植物源有机肥;T3和T4处理分别为动、植物源有机液肥与无机营养液混合溶液。试验采用等氮量设计,每株树总施氮量为50 g。CK、T1和T2处理均施肥24次,每8~10 d施肥1次;T3和T4处理均施肥12次,每15~20 d施肥1次。各处理每次浇施液肥约6 L,施肥前用盐酸或氢氧化钠将液肥pH调至7。

1. 3 测定项目及方法

1. 3. 1 生长指标及根系形态测定 株高:自茎基处至植株最高生长点的高度,使用卷尺测定。冠幅:以东西方向测定,使用卷尺测定。树冠高度:主干分支处至植株最高生长点的高度,使用卷尺测定。基径:嫁接口往上1 cm处,使用游标卡尺测定。春梢长及春梢直径分别使用卷尺和游标卡尺测定。春梢叶片叶绿素相对含量(SPAD值):使用便携式叶绿素测定仪SPAD-502 Plus测定,取当年生春梢中部位叶片进行测定,结果以10片叶片SPAD值平均值表示。春梢叶片叶面积采用方格法测定。春梢长、春梢直径、春梢叶片数和春梢叶片面积于7月测定;幼树株高、树冠高度、冠幅、基径和春梢叶片SPAD值于11月测定。根系形态测定:使用根系扫描仪LA2400进行扫描,WinRHIZO分析系统分析。

在测定果树生长指标后,对其进行破坏性取样(以根为中心,半径40 cm、深50 cm取样)。将采集的叶片、接穗茎、砧木茎和根系等洗净,对根系形态进行测定后,分别置于105 ℃烘箱内杀青30 min,然后在75 ℃条件下烘至恒重,称重,记录叶片、接穗茎、砧木茎和根系干物质量,粉碎样品,分别测定氮磷钾含量。

根冠比=地上部各器官干物质量之和/根系干物质量

比叶重=叶片干重/叶片叶面积

1. 3. 2 植株不同器官氮磷钾含量测定 叶片、接穗茎、砧木茎和根系的氮磷钾含量采用H2SO4-H2O2消煮,全自动间断化学分析仪(Smart Chem 200,意大利)测定不同器官氮和磷含量,火焰光度计测定不同器官钾含量(鲁如坤,2000)。各器官养分累积吸收量=各器官养分含量×干物质积累量。

1. 4 统计分析

采用Excel 2007对试验数据进行统计分析,以SPSS 23.0进行显著性分析和主成分分析。

2 结果与分析

2. 1 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树生物量的影响

由表2可知,CK及T1~T3处理间纽荷尔脐橙幼树接穗茎、砧木茎、根系和整株干重无显著差异(P>0.05,下同),T4处理的接穗茎、砧木茎、根系和整株干重均显著高于CK及T1~T3处理(P<0.05,下同)(除与T1处理的根系干重无显著差异外),其中较CK分别显著增加62.42%、40.14%、42.08%和47.21%;各处理间叶片干重无显著差异;CK、T2和T4处理间根冠比无显著差異,T1和T3处理的根冠比较CK分别显著增加36.36%和65.45%;同一处理脐橙幼树不同器官干物质量排序均为根系>叶片>接穗茎>砧木茎。

2. 2 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树地上部分的影响

2. 2. 1 不同施肥处理对幼树生长量的影响 由表3可知,施肥处理210 d后,与CK相比,T1~T4处理纽荷尔脐橙幼树株高均无显著差异;T2~T4处理冠幅与CK间无显著差异,T1处理冠幅较CK显著减小;各处理间树冠高度均无显著差异;与CK相比,T1~T4处理幼树基径均显著增大,分别增加22.15%、15.46%、16.56%和29.17%;T1、T3和T4处理春梢叶片SPAD值较CK分别显著增加8.56%、4.25%和9.19%,而T2处理春梢叶片SPAD值与CK无显著差异。

2. 2. 2 不同施肥处理对幼树春梢的影响 由表4可知,与CK相比,T2和T4处理纽荷尔脐橙幼树春梢叶片数无显著差异,T1处理春梢叶片数显著减少,T3处理春梢叶片数显著增加;T1、T2和T4处理春梢长和比叶重较CK显著增加,增幅分别为20.48%、36.67%、19.05%和8.20%、12.10%、8.88%,T3处理春梢长和比叶重与CK间无显著差异;与CK相比,T1、T3和T4处理春梢直径无显著差异,T2处理春梢直径显著增加;T1~T4处理春梢单叶面积较CK显著增大,增幅分别为24.19%、43.13%、26.30%和32.62%,但4个处理间无显著差异。

2. 3 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树根系的影响

由表5可知,与CK相比,T1~T3处理的纽荷尔脐橙幼树根总长无显著差异,T4处理根总长显著增加;T1、T3和T4处理根总表面积较CK显著增大,增幅分别为58.52%、47.75%和68.86%,T2处理根总表面积与CK无显著差异;T1和T3处理根总体积较CK显著增大,但T2和T4处理根总体积与CK间无显著差异;与CK相比,T1~T3处理根平均直径无显著差异,T4处理根平均直径显著减小18.42%,T2和T3处理根尖数也无显著差异,T1和T4处理根尖数分别显著增加60.50%和86.69%。

2. 4 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树各部位氮磷钾含量的影响

由表6可知,同一处理纽荷尔脐橙幼树接穗茎、砧木茎和根系中氮含量均较叶片显著降低,但三者间无显著差异。与CK相比,T1~T4处理均提高纽荷尔脐橙幼树叶片氮含量,增幅分别为10.77%、16.31%、16.05%和38.01%,其中T4处理与CK间差异显著,T1~T3处理差异不显著;不同处理纽荷尔脐橙幼树的接穗茎和根系中氮含量无显著差异;T4处理砧木茎中氮含量较CK显著降低,T1~T3处理与CK间无显著差异。

同一处理纽荷尔脐橙幼树叶片中磷含量最高,接穗茎最低。与CK相比,T1~T4处理均不同程度增加纽荷尔脐橙不同器官中磷含量。

与CK相比,T1、T3和T4处理纽荷尔脐橙幼树叶片中钾含量分别显著增加37.83%、17.70%和20.55%,T2处理叶片中钾含量显著降低13.53%;T1和T4处理接穗茎中钾含量较CK增加,但未达显著差异水平,T2和T3处理接穗茎中钾含量较CK显著降低;与CK相比,T1~T4处理均提高砧木茎中钾含量,增幅分别为45.38%、57.07%、5.43%和11.14%,其中T1和T2处理达显著差异水平;T1~T4处理根系中钾含量较CK均显著增加,增幅分别为74.92%、28.90%、45.41%和50.92%。同一处理下,钾含量在纽荷尔脐橙幼树叶片中最高,其次为根系和接穗茎,砧木茎最低。

2. 5 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树各部位氮磷钾养分吸收的影响

由表7可知,同一处理下,纽荷尔脐橙幼树不同器官中氮磷钾累积量均表现为叶片中最高,其次为根系和接穗茎,砧木茎最低。

与CK相比,T4处理纽荷尔脐橙幼树叶片、根系和整株中氮累积量显著增加,增幅分别为63.05%、82.63%和63.56%。CK及T1~T4处理接穗茎和砧木茎中氮累积量无显著差异。T1~T3处理纽荷尔脐橙幼树不同器官和整株中氮累积量与CK间均无显著差异。

与CK相比,T1~T4处理均可提高纽荷尔脐橙幼树叶片中磷累积量;T1~T3处理接穗茎中磷累积量与CK无显著差异,T4处理接穗茎中磷累积量显著增加,增幅为178.39%;T1、T2和T4处理均可显著提高纽荷尔脐橙幼树砧木茎、根系和整株中磷累积量,较CK分别增加53.38%~167.72%、78.81%~282.08%和78.31%~230.65%,而T3处理与CK间差异不显著。

与CK相比,T1~T3处理纽荷尔脐橙幼树叶片和接穗茎中钾累积量无显著差异,T4处理显著提高叶片和接穗茎中钾累积量,增幅分别为49.20%和72.56%。T1、T2和T4处理较CK顯著提高砧木茎中钾累积量,增幅分别为58.22%、61.10%和55.25%,而T3处理砧木茎中钾累积量与CK间无显著差异。T1和T4处理较CK显著提高根系和整株中钾累积量,增幅分别为107.03%、109.37%和48.98%、66.12%,而T2和T3处理与CK间无显著差异。

2. 6 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树树体生长及其养分吸收的综合评价结果

2. 6. 1 主成分分析 通过对不同施肥处理纽荷尔脐橙幼树的25个测定指标进行主成分分析,各主成分的特征值、贡献率及累积贡献率见表8。第一主成分(PC1)的特征值为17.084,贡献率为68.334%,主要由根总长、整株磷累积量和叶片磷累积量决定;第二主成分(PC2)的特征值为5.345,贡献率为21.379%,主要由根总体积和叶片钾含量决定;第三主成分(PC3)的特征值为1.766,贡献率为7.064%,主要由根冠比和冠幅决定。前3个主成分的累计贡献率达96.777%,基本包含了所测指标的全部信息。3个主成分载荷矩阵见表9。

2. 6. 2 不同施肥处理对脐橙幼树树体生长及其养分吸收综合评价 由特征向量与所测指标标准化后的数值可得出3个主成分得分的表达式分别为:

y1=0.222x1+0.189x2+0.190x3+0.227x4+0.229x5+0.006x6+0.103x7-0.103x8+0.191x9+0.221x10+0.220x11+0.238x12+0.213x13+0.119x14-0.153x15+0.237x16+0.218 x17+0.229x18+0.137x19+0.212x20+0.226x21+0.233x22+0.234x23+0.219x24+0.228x25;

y2=-0.170x1-0.266x2-0.262x3-0.130x4+0.020x5+0.337x6+0.147x7-0.300x8+0.209x9+0.056x10+0.175x11+0.022x12+0.188x13+0.360x14+0.317x15+0.090x16-0.127 x17-0.011x18+0.335x19-0.202x20-0.140x21-0.089x22-0.079 x23+0.137x24+0.114x25;

y3= 0.011x1-0.044x2+0.094x3-0.060x4-0.128x5+0.473x6-0.576x7+0.421x8+0.284x9+0.076x10-0.063x11+0.101x12+0.136x13+0.169x14+0.023x15-0.018x16+0.206 x17-0.036x18-0.055x19+0.081x20+0.108x21-0.031x22-0.079 x23-0.060x24-0.106x25。

不同施肥处理对脐橙幼树树体生长及其养分吸收综合评价得分由函数式(1)计算得到:

式中,y为综合得分,y1、y2和y3分别为PC1、PC2和PC3的得分,t1、t2和t3分别为PC1、PC2和PC3的主成分特征值。

将数据代入后即得综合得分计算式:

y=0.7061y1+0.2209y2+0.0730y3                  (2)

将每个测定指标的标准化处理数据代入函数式算出y1、y2和y3,再依据公式(2)计算出综合得分,并排序。由表10可知,各施肥处理对脐橙幼树生长及其养分吸收综合评价得分排序为T4>T1>T3>T2>CK,即T4处理对脐橙幼树生长及其养分吸收的综合效果最好。

3 讨论

3. 1 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树生物量的影响

氮素施用量相同的有机液肥或化肥均能显著提高柑橘地上部生物量(Martínez-Alcántara et al.,2016a),也有研究发现,施用有机肥有降低植株幼苗根冠比的趋势(叶荣生等,2014;周金燕等,2020)。本研究结果表明,在试验期间施氮总量一致的情况下,与CK相比,有机液肥单施或配施(T1~T4处理)均在不同程度上增加纽荷尔脐橙幼树叶片、接穗茎、砧木茎、根系和总干重,但只有植物源有机液肥配施化肥处理T4达到显著差异,说明T4处理促进脐橙幼树干物质量增加的效果最好。植物源有机液肥单施或配施处理(T2和T4)叶片、接穗茎、砧木茎、根系干重和总干重均相应地大于动物源有机液肥单施或配施处理(T1和T3),与Martínez-Alcántara等(2016a)研究得出动物源有机液肥纯施处理有更高的干物质量结果不一致,可能与两者施用的有机肥原料不同有关。本研究还发现,CK、T2和T4处理之间根冠比无显著差异,而与CK相比,T1和T3处理显著增加根冠比,与叶荣生等(2014)研究得到施用有机肥会降低柑橘幼苗根冠比的结果不一致,可能与有机肥的制备原料(de Notaris et al.,2018)、施用形态(Martínez-Alcántara et al.,2016b)等因素有关。

3. 2 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树地上部生长的影响

研究发现,相比单施化肥,施用家禽粪肥和堆肥等有机肥能明显增加柑橘叶面积,增大树冠,促进茎和枝条的生长(Mohamed and Ragab,2003;Barakat et al.,2012;Martínez-Alcántara et al.,2016a)。刘松忠等(2015)研究发现,施用有机肥对盆栽梨幼树根域改良1/4时,叶片生理特性、新梢和主干生长指标均先增后减,20%有机肥处理的梨幼树主干和新梢生长量最大。本研究发现,对纽荷尔脐橙幼树进行施肥处理210 d后,与CK相比,有机液肥处理单施或配施(T1~T4处理)均在一定程度上促进脐橙幼树株高、冠幅、樹冠高度和春梢叶片SPAD值增加,基径增大,推测原因可能包括两方面:一方面,有机液肥单施或配施促进了脐橙幼树对矿质元素的吸收,进而使叶面积增大、叶片光合色素增加,叶片光合作用增强,从而促进脐橙幼树生长;另一方面,一些学者报道有益微生物如植物根际促生细菌Plant growth-promoting rhizobacteria(PGPR)能促进植株生长(Mohamed and Gomaa,2012;Radhakrishnan et al.,2017),本研究中,菜籽饼原料中本身具有或发酵过程中产生的微生物可能充当了有益微生物的角色,对脐橙幼树生长产生促进作用。

3. 3 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树地下部的影响

Alessandra等(2015)研究以柑橘枝条和橘皮沤制的堆肥、腐熟牛粪、干鸡粪3种有机肥及化肥施用对柑橘根系的影响,结果表明,有机肥显著增加柑橘细根干重,通过增加细根数量可改变根构型。夏雪(2017)研究认为,随着有机肥施用量的增加,矮化苹果树幼苗根系体积、表面积及长度逐渐增大,吸收根主要分布在土壤剖面30~40 cm处。本研究结果表明,与CK相比,灌溉施用有机肥(T1~T4处理)可增加纽荷尔脐橙幼树根总长、根总表面积、根总体积及根尖数,可能与有机液肥和无机肥之间养分利用有效性存在差异有关(Cruz-Ramírez et al.,2009),且不同类型有机液肥元素存在形态也有差异。纯施动物源液态有机肥(T1处理)较配施化肥(T3处理)对脐橙幼树地下部分生长促进作用明显,而植物源液态有机肥配施化肥(T4处理)较纯施植物源液态有机肥(T2处理)对幼树根生长效果好,表明不同类型有机肥对根系生长的影响存在差异。植物源液态有机肥配施化肥处理的根平均直径最小,可能因为该处理根尖数较多,须根数量多,导致根平均直径减小。总体而言,T4处理幼树植株根总长最长、根总表面积最大、根尖数最多,对促进幼树根系生长发育效果最好。

3. 4 不同施肥处理对纽荷尔脐橙幼树养分吸收及其累积的影响

Barakat等(2012)研究表明,施用有机肥可提高纽荷尔脐橙和奈维林娜脐橙植株叶片中磷和钾含量。本研究结果表明,同一处理下,氮含量在纽荷尔脐橙幼树叶片中最高,显著高于接穗茎、砧木茎和根系,但接穗茎、砧木茎和根系中的氮含量无显著差异;磷含量在纽荷尔脐橙幼树叶片中最高,接穗茎中最低;钾含量在不同器官中排序为叶片>根系>接穗茎>砧木茎。Zhang等(2017)在苹果上的研究结果表明,喷施2种不同浓度的果实发酵液均能增加苹果树叶片中的矿质元素含量,本研究也得到类似结果,与CK相比,T1~T4处理均能增加纽荷尔脐橙幼树叶片氮含量,其中T4处理增效显著;T1~T4处理能显著增加纽荷尔脐橙幼树叶片磷含量;与CK相比,T1、T3和T4处理纽荷尔脐橙幼树叶片中钾含量分别显著增加37.83%、17.70%和20.55%,T2处理叶片中钾含量显著降低13.53%。

矿质元素吸收与果树生长发育相互影响,联系紧密。矿物质营养在植物生长发育中起着重要的作用,因矿物质参与植物的多种生理生化过程,如蛋白质合成、核酸代谢、碳同化和异化、养分转运等,进而影响果树生长发育(Zhang et al.,2017),果树生长发育良好能促进其对矿质元素的吸收。本研究结果表明,纽荷尔脐橙幼树接穗茎和砧木茎中氮磷钾累积量高低顺序均表现为氮>钾>磷,整株和叶片中氮磷钾累积量高低顺序为钾>氮>磷,与Kang等(2019)在辣椒上研究得出钾累积量在各处理辣椒整株中最高,其次为氮和磷的结果一致,原因可能是辣椒和纽荷尔脐橙对氮的需求均大于钾。同一处理下,氮磷钾累积量在纽荷尔脐橙幼苗不同器官中均表现为叶片中最高,其次为根系和接穗茎,砧木茎最低。

4 结论

动植物源有机液肥单施或与化肥配施均可促进纽荷尔脐橙幼树干物质量增加和树体生长,以50%植物源有机液肥+50%化肥(T4处理)对脐橙幼树生长及养分吸收效果最佳,可作为一个合适的有机液肥无机肥配施比例在赣南脐橙幼龄园液态有机肥灌溉施用系统中推广应用。

参考文献:

储长彬,吴淑杭,张学英,周德平,范洁群,姜震方. 2012. 有机肥施用方式对柑橘园土壤肥力和柑橘养分、品质的影响[J]. 上海农业学报,28(1):65-68. [Chu C B,Wu S H,Zhang X Y,Zhou D P,Fan J Q,Jiang Z F. 2012. Effects of organic fertilizer application on soil fertility and leaf nutrients and fruit quality of citrus[J]. Acta Agriculturae Shanghai,28(1):65-68.] doi:10.3969/j.issn.1000-3924. 2012.01.015.

范美蓉,汤海涛,廖育林,吴家梅,蔡水文,戴慧芳. 2009. 有机无机复混肥对柑橘产量和品质的影响[J]. 中国土壤与肥料,(4):71-73. [Fan M R,Tang H T,Liao Y L,Wu J M,Cai S W,Dai H F. 2009. Effect of organic-inorganic complex fertilizers application on yield and quality of citrus fruit[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China,(4):71-73.] doi:10.3969/j.issn.1673-6257.2009.04.017.

雷靖,梁珊珊,谭启玲,胡承孝,孙学成,赵小虎. 2019. 我国柑橘氮磷钾肥用量及减施潜力[J]. 植物营养与肥料学报,25(9):1504-1513. [Lei J,Liang S S,Tan Q L,Hu C X,Sun X C,Zhao X H. 2019. The amount of nitrogen,phosphorus and potassium fertilizer used in citrus and the potential of reducing application in China[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers,25(9):1504-1513.] doi:10.11674/zwyf.18374.

刘松忠,刘军,武阳,田海青. 2015. 梨幼树部分根域有机肥改良对生长与生理特性的影响[J]. 西北农业学报,24(9):98-103. [Liu S Z,Liu J,Wu Y,Tian H Q. 2015. Effects of partly root-zone improved by organic fertilizer on growth and physiological characteristics of young pear trees[J]. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica,24(9):98-103.] doi:10.7606/j.issn.1004-1389.2015.09.015.

罗华,李敏,胡大刚,宋红日,郝玉金,张连忠. 2012. 不同有机肥对肥城桃果实产量及品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报,18(4):955-964. [Luo H,Li M,Hu D G,Song H R,Hao Y J,Zhang L Z. 2012. Effects of organic fertilization on fruit yield and quality of Feicheng peach(Prunus persica cv. Feicheng)[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers,18(4):955-964.]

鲁如坤. 2000. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京: 中国农业科技出版社. [Lu R K. 2000. Analytical methods of soil agrochemistry[M]. Beijing:China Agricultural Science and Technology Press.]

王嘉男,谢军红,李玲玲,王林林,康彩睿,郭喜军,彭正凯,王进斌,Zechariah Effa. 2020. 有机肥替代化肥对陇中旱农区玉米光合特性及产量的影响[J]. 甘肃农业大学学报,55(4):29-36. [Wang J N,Xie J H,Li L L,Wang L L,Kang C R,Guo X J,Peng Z K,Wang J B,Zechariah E. 2020. Effects of replacing of chemical fertilizer with organic fertilizer on photosynthetic characteristics and yield of maize in rainfed farming areas of central Gansu,China[J]. Journal of Gansu Agricultural University,55(4):29-36.]doi:10.13432/j.cnki.jgsau.2020.04.005.

王瑞東,姜存仓,刘桂东,王运华,彭抒昂,钟八莲,曾庆銮. 2011. 赣南脐橙园立地条件及种植现状调查与分析[J]. 中国南方果树,40(1):1-3. [Wang R D,Jiang C C,Liu G D,Wang Y H,Peng S A,Zhong B L,Zeng Q L. 2011. Survey and analysis of environment and varietal structure of the navel orange orchards in southern Jiangxi[J]. South China Fruits,40(1):1-3.] doi:10.13938/j.issn.1007-1431. 2011.01.001.

夏雪. 2017. 不同比例有机肥对矮化苹果树生长的影响[D]. 杨凌:西北农林科技大学. [Xia X. 2017. Effects of different proportions of organic fertilizer on dwarf apple trees[D]. Yangling:Northwest A & F University.]

叶荣生,石孝均,周鑫斌. 2014. 有机肥对柑橘苗期生物学特性的影响[J]. 西南大学学报(自然科学版),36(10):12-18. [Ye R S,Shi X J,Zhou X B. 2014. Effects of organic materials on the biological characteristics of citrus seedlings[J]. Journal of Southwest University(Natural Science Edition),36(10):12-18.] doi:10.13718/j.cnki.xdzk.2014. 10.003.

张维理,Kolbe H,张认连. 2020. 土壤有机碳作用及转化机制研究进展[J]. 中国农业科学,53(2):317-331. [Zhang W L,Kolbe H,Zhang R L. 2020. Research progress of soil organic carbon function and transformation mechanism[J]. Scientia Agricultura Sinica,53(2):317-331.] doi:10. 3864/j.issn.0578-1752.2020.02.007.

周金燕,紀荣婷,董刚强,闵炬,施卫明. 2020. 壳聚糖类有机水溶肥对杭白菊苗期生长影响及其机制研究[J]. 土壤,52(4):789-795. [Zhou J Y,Ji R T,Dong G Q,Min J,Shi W M. 2020. Effects and mechanism of chitosan organic water-soluble fertilizer on growth of chrysanthemum[J]. Soils,52(4):789-795.] doi:10.13758/j.cnki.tr.2020. 04.019.

Alessandra T,Biagio T,Maria A,Simona R,Elvira R,Francesco I,Giuseppe R. 2015. Effects of organic fertilization on soil organic matter and root morphology and density of orange trees[J]. Acta Horticulturae,1065:1807-1813. doi:10.17660/actahortic.2015.1065.231.

Baldi E,Marcolini G,Quartieri Q,Sorrenti G,Toselli M. 2014. Effect of organic fertilization on nutrient concentration and accumulation in nectarine(Prunus persica var. Nucipersica) trees:The effect of rate of application[J]. Scientia Horticulturae,179:174-179. doi:10.1016/j.scienta.2014. 09.029.

Barakat M R,Yehia T A,Sayed B M. 2012. Response of newhall naval orange to bio-organic fertilization under newly reclaimed area conditions I:Vegetative growth and nutritional status[J]. Journal of Horticultural Science & Ornamental Plants,4(1):18-25.

Canali S,Trinchera A,Intrigliolo F,Pompili L,Nisini L,Mocali S,Torrisi B. 2004. Effect of long term addition of composts and poultry manure on soil quality of citrus orchards in southern Italy[J]. Biology and Fertility of Soils,40:206-210. doi:10.1007/s00374-004-0759-x.

Cruz-Ramírez A,Calderón-Vázquez C,Herrera-Estrella L. 2009. Effect of nutrient availability on root system deve-lopment[J]. Annual Plant Reviews,37:288-324.

de Notaris C,Sørensen P,Møller H B,Wahid R,Eriksen J. 2018. Nitrogen fertilizer replacement value of digestates from three green manures[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems,112(3):355-368. doi:10.1007/s10705-018-9951-5.

Federolf C P,Wasterschulte M,Olfs H W,Broll G,Trautz D. 2016. Enhanced nutrient use efficiencies from liquid manure by positioned injection in maize cropping in northwest Germany[J]. European Journal of Agronomy,75:130-138. doi:10.1016/j.eja.2016.01.016.

Hoagland D R,Arnon D I. 1950. The water-culture method for growing plants without soil[J]. California Agricultural Experiment Station Circular,347:1-32. doi:10.1016/S0140- 6736(00)73482-9.

Kang S W,Jeong C,Seo D C,Kim S Y,Cho J S. 2019. Liquid fertilizer production by alkaline hydrolysis of carcasses and the evaluation of developed fertilizer in hot pepper cultivation[J]. Process Safety and Environmental Protection,122:307-312. doi:10.1016/j.psep.2018.12.017.

Koutroubas S D,Antoniadis V,Damalas C A,Fotiadis S. 2016. Effect of organic manure on wheat grain yield, nu-trient accumulation,and translocation[J]. Agronomy Journal,108(2):615-625. doi:10.2134/agronj2015.0328.

Lars K,Eva J,Karl-Erik G,Artur G,Olsson M E. 2016. In-fluence of organic manures on carrot(Daucus carota L.) crops grown in a long-term field experiment in Sweden[J]. Renewable Agriculture and Food Systems,31(3):258-268. doi:10.1017/S1742170515000174.

Maillard E,Angers D A,Chantigny M,Lafond J,Pageau D,Rochette P,Lévesque G,Leclerc M L,Parent L E. 2016. Greater accumulation of soil organic carbon after liquid dairy manure application under cereal-forage rotation than cereal monoculture[J]. Agriculture,Ecosystems and Environment,233:171-178. doi:10.1016/j.agee.2016.09. 011.

Marie D,Patrick F,Mathieu L. 2018. Low-input pineapple crops with high quality fruit:Promising impacts of locally integrated and organic fertilisation compared to chemical fertilisers[J]. Experimental Agriculture,54(2):286-302. doi:10.1017/S0014479716000284.

Martínez-Alcántara B,Martínez-Cuenca M R,Bermejo A,Legaz F,Quiñones A. 2016a. Liquid organic fertilizers for sustainable agriculture:Nutrient uptake of organic versus mineral fertilizers in citrus trees[J]. PLoS One,11(10):e0161619. doi:10.1371/journal.pone.0161619.

Martínez-Alcántara B,Martínez-Cuenca M R,Fernández C,Legaz F,Quiñones A. 2016b. Production of 15N-Labelled liquid organic fertilisers based on manure and crop residue for use in fertigation studies[J]. PLoS One,11(3):e0150851. doi:10.1371/journal.pone.0150851.

Mohamed G A,Ragab M A. 2003. Effect of organic manure source and its rate on growth, nutritional status of the trees and productivity of Balady mandarin trees[J]. Assiut Journal of Agricultural Sciences,54:253-264.

Mohamed H I,Gomaa E Z. 2012. Effect of plant growth promoting Bacillus subtilis and Pseudomonas fluorescens on growth and pigment composition of radish plants (Raphanus sativus) under NaCl stress[J]. Photosynthetica,50:263-272. doi:10.1007/s11099-012-0032-8.

Pillai A V,Sheela K R. 2016. Enhancement of yield in bhindi by foliar application of organic liquid manures[J]. International Journal of Recent Scientific Research,7(1):8172-8174.

Radhakrishnan R,Hashem A,Abd_Allah E F. 2017. Bacillus:A biological tool for crop improvement through bio-molecular changes in adverse environments[J]. Frontiers in Physiology,8:667. doi:10.3389/fphys.2017.00667.

VanderZaag A C,MacDonald J D,Evans L,Vergé X P C,Desjardins R L. 2013. Towards an inventory of methane emissions from manure management that is responsive to changes on Canadian farms[J]. Environmental Research Letters,8(3):035008. doi:10.1088/1748-9326/8/3/035008.

Zhang J,Pang H,Tian J,Liu M J,Ji Q L,Yao Y C. 2017. Effects of apple fruit fermentation(AFF) solution on growth and fruit quality of apple trees[J]. Brazilian Journal of Botany,41(1). doi:10.1007/s40415-017-0418-8.

(責任编辑 罗 丽)

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