设施基质蓝莓生产养分管理研究
2022-10-19南京智丰农业科技有限公司南京210000
邓 捷(南京智丰农业科技有限公司,南京 210000)
蓝莓在酸性条件下生长的更好,通过肥料添加营养是实现产量增加的必要手段之一。作物生长所需的营养元素根据需求量的不同大致可以分为大量元素和微量元素。其中,大量元素包括氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)。微量元素包括铁(Fe)、锰(Mn)、硼(B)、锌(Zn)、钼(Mo)、铜(Cu)。大量元素中用量最大的是氮、磷和钾。虽然植物所需的微量元素非常少,但是它和大量元素一样,对于作物的生长发育起着至关重要的作用。大量的栽培过程中发现,蓝莓生长过程对钙、铁、锰和硼等元素需求极为严格。此外,蓝莓对锰、硼、氯和钠较为敏感,易出现这些元素中毒的情况。
营养元素
大量元素
氮元素
氮是氨基酸的组成元素,因此几乎所有的植物组织都需要氮,氮对植物活力、树冠和果实生长都很重要。根系吸收两种形态的氮为硝态氮和铵态氮,不同于大多数的植物,蓝莓是喜铵态氮的作物。因此在施肥中,可以施用100% 的铵态氮作为氮源或者75% 的铵态氮加25% 的硝态氮组合的方式。尿素水解之后为铵态氮,经常被使用在传统露天蓝莓的种植中。硫酸铵经常被使用,因为铵的吸收有助于将基质的pH 保持在适当的范围。但需要注意的是,铵态氮会降低作物对钙、钾和镁的吸收。
氮是叶绿素的成分,与光合作用密切相关。植物缺氮会表现生长缓慢,叶片弱小、僵硬、变黄绿或微红色,叶柄缩短(图1)。由于氮在植物内部是一种非常容易移动的元素,缺氮时老叶中的含氮化合物分解、转运到幼嫩组织内,所以植株由下部叶片开始逐渐向上发黄,老叶先变黄枯死。特别是在果实成熟期,缺氮会严重影响蓝莓的座果率,影响产量。而过量施用氮肥会降低果实产量,延缓果实成熟,降低植株的抗寒性,使其更容易受到病虫害的侵袭。
图1 蓝莓缺氮的表现
磷元素
缺磷的症状在蓝莓上并不常见。缺乏磷的蓝莓可能会发育不良并有很多小叶子表现出生长迟缓、植株虚弱的症状。作物的成熟有明显的延迟,叶片薄、直立且小。缺磷组织呈紫色或紫色调,这是因为蛋白质合成的减少导致糖的相对增加,从而促进花青素的合成。由于移动性强,首先出现在植株的老叶上(图2)。
图2 蓝莓缺磷的表现
另需注意磷元素过高有时候会抑制植物对铁的吸收,从而导致缺铁。
钾元素
钾可以促进糖分从叶子到果实的转运,因此钾有助于提高果实的大小、硬度和糖分。此外,钾还参与调节重要的渗透过程,如通过渗透作用来调节植物气孔开闭,进而调节植物的蒸腾作用和生长速度。相比于氯化钾,蓝莓种植最好选用硫酸钾,因为蓝莓对氯化物很敏感,容易伤害蓝莓的根系。
缺钾会导致生长迟缓,尤其是在需要碳水化合物才能形成的储备器官中,如果实等(图3)。因此,在缺钾情况下,植株产量显著下降(在缺钾症状明显之前——“隐性饥饿”,作物产量就已经被影响),茎变细。在晚期,叶片出现斑驳的黄斑,尖端和边缘烧焦、卷曲以及产生坏死斑。此外,植株对疾病和寒冷的抵抗力也较差。
图3 蓝莓缺钾的表现
值得注意的是,氮磷贡献率高时,会加速缺钾症状的出现。在控制营养动态方面,氮与钾的比值比这些元素的含量更有决定性。高水平的镁和铵也会干扰钾的吸收。
钙元素
钙是细胞壁的重要组成元素。在蓝莓营养生长旺盛与大量结果的时期需要增加钙的用量。由于钙在植物体内不可移动,所以基质或土壤中所含的可被利用的钙将决定植物中钙元素的含量。植物根系(通常为根的新生区域)吸收钙属于主动运输,这意味着钙的吸收需要随水的吸收一起。当植物吸水受到抑制时(如:在高湿度环境、基质或土壤中缺氧),钙的吸收也被抑制。
钙为非移动元素,症状最初出现在果实、幼叶和生长的根尖上,其包括植物发育迟缓、局部组织坏死和叶缘坏死。缺钙在蓝莓生长中并不常见(图4)。
图4 蓝莓缺钙的表现
镁元素
镁是叶绿素的组成元素之一,意味着镁的缺失会影响植物的光合作用。在基质蓝莓种植中,缺镁的情况很常见。在叶片的主脉之间会形成一种独特的黄萎病模式,这些区域可能会从黄色变为鲜红色,而与主脉相邻的组织仍保持绿色。这些首先出现在老叶子上,芽尖的嫩叶很少受到影响。症状通常出现在果实成熟期间(图5)。
图5 蓝莓缺镁的表现
微量元素
对于蓝莓来说,有六种微量元素(Fe、Mn、B、Zn、Mo、Cu)对蓝莓植株的生长发育和产量有着直接的关系,即使需要的量非常少。在植物生长周期的一些阶段,特定的微量元素对于蓝莓生长极为重要。
微量营养的缺乏可以通过相关症状的观察和叶片分析来确定,并且通过水肥配方添加或者叶面肥喷施来进行治疗和补充。微量元素的缺乏可能也表明pH 超出推荐范围,或者根系生长条件不好(排水不良等原因)。此外,蓝莓根系无根毛,吸收养分的能力较弱,有时需要和一些菌类共生才能更好地吸收营养。
铁元素
铁是叶绿素的关键组成元素(叶片越绿,植物的新陈代谢就越好)。铁在较低的pH 下更有效,而且其对高pH 非常敏感。蓝莓种植比较常见的营养问题中就有缺铁(高pH)引起的黄化(图6)。
图6 蓝莓缺铁的表现
缺铁的症状在蓝莓中很常见。缺乏铁将导致茎脉之间的组织发展为淡黄色至青铜色的黄萎病。症状不同于缺镁的症状,因为缺铁的叶片主脉依旧保持绿色,症状主要表现在朝向芽尖的新叶上。
锰元素
蓝莓中通常不会出现锰(Mn)的缺乏。缺锰时,一般表现为新梢枯死,叶脉间萎黄,严重时沿叶边缘出现坏死区。如果锰过高,则会影响钙的缺乏。需注意某些杀菌剂含有Mn,会增加叶片表面的Mn 的含量(图7)。
图7 蓝莓缺锰的表现(左);锰中毒的表现(右)
硼元素
硼与细胞壁的形成、花粉萌发及糖的运输和转运有关,其在体内的移动性差,症状首先出现在新生组织和器官上。硼元素缺乏一般会顶芽枯萎,导致花芽减少,果实变小,在严重缺乏的蓝莓植株中,果子不能发育。缺硼在冬季对蓝莓植株的伤害会更大。此外,蓝莓上也存在硼中毒的情况(图8)。
图8 蓝莓缺硼的表现(左);硼中毒的表现(右)
锌元素
锌是一些激素合成的必要物质,如生长素。当锌含量低时,其在植物内部的移动性比较差。缺锌表现为叶片变小、花环变大,叶边扭曲变形有褶皱,脉间失绿等症状。并且植株发育迟缓,花分化差,开花差,发芽差(图9)。
图9 蓝莓缺锌的表现
钼元素
钼是硝酸还原酶和固氮酶分子的一部分,是合成氨基酸和植物利用氨和硝酸盐所必需的。
铜元素
铜与分生组织的活性、氮代谢以及碳途径有关。缺铜会引起叶脉间变黄和嫩芽枯死。
营养分析方法
叶片分析监测
叶片检测可以揭示各营养元素在叶片中的含量水平,这种监测方法有助于确定可能发生的营养不足或过剩。其一大优势是可以在整个种植季的任何时间记录准确的养分水平;此外,在问题扩大前,叶片分析可以帮助确定养分缺乏的初始风险。仅仅依靠观察是不可能及时解决问题的,如果营养缺乏的症状已经出现,说明损害已经发生了(图10)。
图10 根据蓝莓叶片症状表现判断方法
叶片取样的方法
取样时间在9:00 之前(因露水或其他原因叶面潮湿,可用吸水纸轻拭干燥)。取样时要避免区域(大棚、地块)边缘取样,避免滴灌带前后10 m 范围内取样,避免异常株取样(需差异性取样时,例如黄化苗取样时只取表现相似植株样品)。
取样部位要选取成熟植株老叶取枝条基部往上15 cm 区域完整无病害叶片,新叶取枝条顶端往下15 cm 范围内完整无病害叶片。新移栽苗木枝条、叶片数量和生长量小,老叶较少,可取枝条中部叶片(避免取苗木移栽前已存在的老叶)。
成熟植株同品种同生长阶段同处理植株,幼叶、老叶各50 片叶子可达到完全分析的目的。检测项目包括铁(Fe),锰(Mn),铜(Cu),锌(Zn),硼(B),钾(K),钙(Ca),镁(Mg),钠(Na),硫(S),磷(P),钼(Mo),氯(Cl),硝酸根(NO3-),铵根(NH4+)。
进排液取样检测
进排液取样时要避免初次灌溉过程中取样,累积一天浇灌任务完成后的进排液样品。主要有以下几个流程。
进液
(1)田间每个轮灌区放置一个采样点收集滴箭处进液,避免在边界区域设点,确保所设采样点具有代表性(差异性调查除外)。
(2)将一株植株的所有滴箭放在一个采样容器(遮光密封)中,避免异物进入。
(3)每次灌水后收集样品,将所有采集样品充分混合在遮光密封容器中,一天浇灌任务结束后统一取样。
(4)装样在200 mL 棕色瓶,装满,尽可能没有空气,确保密封好,不会撒漏。
(5)贴标签,填写“检测信息汇总表”。
排液
同状态下的每个轮灌区放置一个采样点,每次灌溉结束40~50 min 后可收集排液至避光密封容器中,混合一天的排液,取200 mL 装瓶送检,同品种、同苗龄取1~2个样,样品越多,准确度越高。
检测项目
铁(Fe),锰(Mn),铜(Cu),锌(Zn),硼(B),钾(K),钙(Ca),镁(Mg),钠(Na),硫(S),磷(P),钼(Mo),碳酸氢根(HCO3-),氯(Cl-),硝酸根(NO3-),铵根(NH4+),pH 和 EC。
基质取样检测
选取两次浇水中间取样,两个样品同时段快速取样。采样流程:①确定采样区,保证同品种,同长势,同施肥方案(差异性调查除外);②选定20 株苗木(越多越好);③每个植株根系周边采集样本100 g 左右(可使用类似土样采样器的设备),不可挤压、晾晒,保证取样是本来状态;④然后将各轮灌区所采集的样本混合均匀,再取1 kg 作为最终样品寄送。
不同时期蓝莓对各营养元素的需求
营养生长时期(5~10 月)
这个生长阶段是茎、叶、根和芽的生长时期。营养生长发生于定植、修剪后、休眠后和结果后。
对于刚定植完的植株,应逐步增加营养,以支持植物的生长及其日益增长的营养需求。对于幼苗,较高的磷有助于根系的建立和生长。养分比例应随着幼苗的生长调整,最终过渡到较高的氮供给。根据基质中养分的有效性,肥力计划可以逐渐过渡到8N:3P:5K。
营养生长时期总体的趋势是高氮低钾,但是需注意在决定水肥配方的时候,一定要根据品种的实际需求来,比如品种‘优瑞卡’生长比较旺盛,持续高氮容易造成徒长的现象,所以可以适当降低一点氮肥比例。又比如如果阳光不足,植株木质化程度较差,那么应该相应提高钾肥,促进木质化的形成。
花芽形成时期(10~12 月)
从营养生长到生殖阶段的转变时期为花芽形成的阶段。在这一时期营养生长停止,花芽分化开始。昼夜长度和温度的变化影响蓝莓从营养生长时期进入生殖生长阶段。
在这一发育阶段,由于植物组织的生长发育很少,所以,所需的氮很少。但花的形成需要高磷和高钾的支持。低氮高钾也可以促进花芽分化的形成。
生殖生长时期(12 月~次年5 月)
这一发育阶段是花芽发育、开花、座果、果实成熟并行的阶段。如果在果实成熟前需要进行一些特殊的措施,则必须在开花期间完成。如果在开花后才采取措施,植株并不会有相应的响应。这个时期微量元素的含量也一定要跟上,其将在很大程度上影响果实的膨大,口感与品质。
在这个阶段,糖的转运、果实大小、硬度和甜度都需要钾来调节。花的形成和成熟需要磷。果实组织发育则需要氮。坐果~绿果期:8N:6P:10K,绿果~中等负载量:6N:4P:12K,高负载量:8N:5P:14K。
基质蓝莓使用单质肥为主,通过水肥配方的确定,计算出所需要的单质肥配比,一般采用A,B,C 三个母液灌。A 灌添加硝酸钙等与其他元素容易沉淀的肥料,B 灌添加其他肥料,C 灌一般为调酸灌,加硝酸或者硫酸。
总结
基质蓝莓的水肥方案是一个复杂的工程,相比于传统露天蓝莓使用基肥和追肥的种植模式,基质种植每天需要浇水7~10 次,甚至更多,采用“多频少量”的方法,同时根据植物生长的时间及形态来调整水肥配方,做到给予植株合理的营养。以上提到的施肥方案和各元素比例仅作为参考,具体方案的制定应依据当地水质情况、进排液所含元素、叶片检测结果、植株状态及生长阶段。