不同肥料配施对樱桃叶片生长及矿质元素的影响

王田 ,  张帆 ,  马铭泽 ,  李文芳 ,  毛娟 ,  陈佰鸿 ,  马宗桓

甘肃农业大学学报 ›› 2024, Vol. 59 ›› Issue (06) : 84 -97.

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甘肃农业大学学报 ›› 2024, Vol. 59 ›› Issue (06) : 84 -97. DOI: 10.13432/j.cnki.jgsau.2024.06.010
农学·园艺·植保

不同肥料配施对樱桃叶片生长及矿质元素的影响

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Effects of various fertilizer combinations on leaf growth and mineral elements in cherry sapling

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摘要

目的 探究不同肥料配施对美早樱桃叶片生长及矿质元素含量的影响,为兰州地区樱桃种植园合理施肥提供理论依据。 方法 以1年生的美早樱桃为试材,设置10种不同肥料配施,分别在萌芽期、新梢旺长期、盛花期进行3次施肥处理,通过测定樱桃叶片叶绿素含量、叶面积及光合参数和叶片矿质元素,分析在不同施肥处理下樱桃叶片生长及叶片中矿质元素含量。 结果 除7月11日,T9处理在其他时期叶绿素含量均为最高,叶片SPAD平均值(48.19)较CK(46.45)增长了3.75%,叶片净光合速率为9.42 μmol/mol,是CK的1.97倍。T3是叶片中铜、铁、锌元素含量增长最多的处理,较CK分别提高了25.97%、13.53%、36.35%,T9处理樱桃叶片矿质元素氮、磷含量最高,较CK分别提高了0.64%、15.56%,T2次之;T9、T10处理叶片中钾、钙、锰元素含量显著高于其他处理,分别为10 039.68、10 024.59,1 776.18、1 784.01,167.06、89.04 mg/kg。 结论 综合比较筛选出T9为樱桃叶片生长的最佳肥料配施。此外,经过叶面积与叶片光合特性及叶片矿质元素的相关性分析,发现樱桃叶片叶面积的大小与光合参数及矿质元素钙、铜呈现重要的相关性。

Abstract

Objective The objective of this study was to investigate the impact of different fertilizer combinations on leaf growth and mineral element content in Meizao cherry trees,laying a theoretical foundation for optimal fertilization practices in cherry plantations in Lanzhou. Method One-year-old Meizao cherry trees were selected as the experimental subjects.Ten distinct fertilizers were utilized,and fertilization treatments were administered at the germination stage,new shoot vigorous growth stage,and full-bloom stage,respectively.Chlorophyll content,leaf area,photosynthetic parameters,and leaf mineral element levels were assessed to examine the effects of various fertilization treatments on cherry leaf growth and mineral element content. Result The results revealed that,with the exception of July 11,treatment T9 exhibited the highest chlorophyll content during other periods.The average SPAD value of leaves (48.19) was 3.75% greater than that of the control group (CK) (46.45).The net photosynthetic rate of leaves in treatment groups was notably higher,with a value of 9.42 μmol/mol,representing a 1.97-fold increase compared to CK.Treatment T3 demonstrated the most significant increase in copper,iron,and zinc content in the leaves,showing increments of 25.97%,13.53%,and 36.35% over CK,respectively.Furthermore,the highest nitrogen and phosphorus content in cherry leaves was observed in treatment T9,with values 0.64% and 15.56% higher than CK,respectively,followed by T2.Potassium,calcium,and manganese levels in the leaves of treatments T9 and T10 were markedly higher than in the other treatments,at 10 039.68,10 024.59,1 776.18,1 784.01,167.06 and 89.04 mg/kg,respectively. Conclusion In conclusion,the fertilizer combination in treatment T9 proved to be the most effective for promoting cherry leaf growth.Furthermore,through correlation analysis of leaf area,photosynthetic characteristics,and leaf mineral elements,it was determined that the leaf area of cherry leaves exhibited significant correlations with photosynthetic parameters,as well as mineral elements such as calcium and copper.

关键词

樱桃 / 肥料配施 / 光合作用 / 叶片矿质元素

Key words

cherry / fertilizer combined / photosynthesis / leaf mineral elements

Author summay

王田,硕士研究生。E-mail:

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王田,张帆,马铭泽,李文芳,毛娟,陈佰鸿,马宗桓. 不同肥料配施对樱桃叶片生长及矿质元素的影响[J]. 甘肃农业大学学报, 2024, 59(06): 84-97 DOI:10.13432/j.cnki.jgsau.2024.06.010

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樱桃为蔷薇科李属樱桃亚属乔木型果树,常见的栽培品种有中国樱桃、欧洲甜樱桃、欧洲酸樱桃、毛樱桃等1,本试验选材美早品种是由大连市农科院从美国引进,是一种结果早、品质好、耐储运的中早熟品种,其果形呈心型、大小整齐、果面紫红色,光亮透明,风味酸甜可口,品质优良,可食率达92.3%,可溶性固形物含量17.8%,具有很高的营养价值,所以备受人们喜爱2
施肥是促进果树生长发育和提高树体营养水平的有效途径,使树体保持良好的营养条件,从而改善果实品质,达到高产和优质的目的3。目前樱桃种植受制于园区传统的种植施肥模式,不同果树之间套种,效率低的传统施肥,导致樱桃养分收支不平衡,使得产量和品质严重下降。因此对樱桃进行合理施肥配比,不仅能促进樱桃营养生长和生殖生长,而且还能提高土壤肥沃性,从而保持良好的土壤环境。乔光4研究了不同施肥处理对玛瑙樱桃生长发育的影响,结果表明,施肥处理有利于提高玛瑙樱桃年生长量、叶片光合速率及花芽数量,刘俊灵等5以传统施肥为对照,研究4种不同施肥处理对苹果品质及果树生长的影响,从而发现4种不同施肥处理均显著提高了果实的品质,并且对果树的生长特性也有着一定的促进作用。马宗桓等6通过研究施肥配比对黑比诺葡萄叶片生长及矿质元素的影响,发现不同施肥配比,增加了叶片中叶绿素的含量,使叶片中干物质的积累不断增加,同时不同施肥处理不同程度地增加了叶片中矿质元素的含量,与本试验的研究结果相似。周兴等7通过研究不同施肥处理下葡萄的光合性能及果实品质发现,相较于施用化肥,施用有机肥可以促进葡萄树体生长,施用有机肥和腐殖质生物有机肥可提高葡萄叶绿素的含量,“葡萄专用有机肥”可提高酿酒葡萄的净光合速率。在实际生产上因缺乏成熟的肥料配施理论,盲目的施肥及不合理的施肥配比,极大程度地降低了肥料利用率,进而降低了树体吸收利用,因此,合理的肥料配施对改善树体长势及提高果实品质和产量具有重要意义。
本试验材料取自甘肃省兰州市西固区樱桃种植园,以1年生的美早为试验材料。对于选取1年生的幼树作为试验材料的研究很少,而一年生的幼树生长更需要足够的营养,才能抵御不良环境的影响,使其成活率得到保障,为后期幼树生长发育及果实形成提供良好的营养条件。本试验以不同肥料配施处理樱桃幼树,以期在樱桃幼龄期提供足够的营养物质,为后期樱桃生长发育打下良好基础。樱桃种植园的施肥方式以开沟冲施为主,且以氮磷钾复合肥的使用最为普遍。从施肥量及施肥时期来看,也很少做到适量施肥和关键时期施肥,同时也缺少其他大量元素及微量元素的补充等。因此,在常规施肥中存在许多弊端,如土壤概况不明确、施肥方式过于单一、施肥时期不明确、微量元素补充缺乏等问题。尽管近年水肥一体化技术在大多数果园开始使用,但还未形成较成熟的水肥一体化肥料配施方案8。为提高种植园肥料利用率,节约生产成本,减少环境污染等,种植园应改变传统施肥方式,加快水肥一体化设施、设备的建设,完善水肥一体化肥料配施理论方案,并尽快将水肥一体化技术应用到种植园。为后期种植园肥料配施提供便捷,以期筛选出适用于该地区的肥料配施方案。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于甘肃省兰州市西固区樱桃园,该地区平均年降雨量约为337 mm,年平均日照时数2 714.8 h,昼夜温差大,特别在6~9月份(气温14 ℃左右)。试验期间,灌水量及灌溉时间与当地管理保持一致。处理前测得:土壤有机质为10.14 g/kg,碱解氮为19.35 mg/kg,有效磷为13.04 mg/kg,速效钾为202.25 mg/kg,土壤pH为8.32,土壤含盐量为4.41 g/kg。

1.2 供试材料

以1年生的美早为试材,试验材料樱桃幼树定植时间为2020年3月22日,东西朝向,株行距3 m×4.5 m,共栽培植株143株。供试肥料如表1所示。

1.3 试验设计

2020年,以山樱桃为砧木嫁接的1年生美早樱桃为试材,设置10个处理,以不施肥和常规施肥(N、P、K基础肥)两组为对照,其他处理如表1所示,试验设计为完全随机区组设计,每个处理做3次重复,处理10棵树,各处理每棵树距离根部30 cm分别在东南西北4个方位挖深度为20~25 cm的洞穴4个,然后施入不同处理组合肥料,在萌芽期(4月1日)、新梢旺长期(4月21日)、盛花期(5月11日)进行3次施肥,施肥量为萌芽期(4月1日)50%、新梢旺长期(4月21日)30%,盛花期(5月11日)20%,然后进行统一灌溉,最后进行标记,避免采样时与施肥位置重复。自2020年6月1日起,每隔20 d测定一次叶片叶绿素含量、叶面积及光合参数,一共进行5次。

1.4 样品采集

2020年6月1日起,每隔20 d,每个处理各选3株长势一致的樱桃幼树,在新梢基部3~4节选5片无染病且生长势一致的完整叶片,3个重复,每个重复选15片叶,将采集的样品放入冰盒保存,一共进行5次采集。

1.5 试验方法

1.5.1 叶片叶绿素含量的测定

在早晨的9∶00~11∶00进行叶片叶绿素含量的测定,每个处理在带有标签的植株功能叶附近随机选取15片叶子,采用手持托普TYS-B便携式SPAD叶绿素含量测定仪(型号:TYS-B,浙江托普云农科技股份有限公司研发),测量叶片的SPAD值,每个叶片测定3次,记录数值。

1.5.2 叶片光合参数的测定

试验选择晴天进行,在早上10∶00~11∶00进行测定。利用光合测定仪(型号:LI-6800,美国LI-COR公司研发)对樱桃成熟叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及胞间CO2浓度(Ci)等重要光合参数进行测定。随机选择3棵长势良好的树体,在树体冠层朝南方向的中上部外围选择3个成熟功能叶片进行各项指标测定,每个叶片重复读取5个数据。测定指标时,需要避开主叶脉,且待系统稳定后记录数据。测定时的光强、空气温度等均以自然环境为准。CO2浓度设置为400 μmol/mol,在仪器预热期间,对样品室、参比室的CO2浓度进行匹配。

1.5.3 叶面积的测定

从2020年6月1日开始,每隔20 d取样一次,每个处理随机选取功能叶附近的30个叶片,用作物叶片形态测定仪(型号:TPYX-A,杭州托普仪器有限公司)测定,记录数据,共进行5次。

1.5.4 叶片矿质元素测定

将采集的样品先在实验室中称质量并记录叶片的鲜质量,然后将样品放入烘箱中,在105 ℃下杀菌15 min,然后在80 ℃烘干至恒温后称质量,将烘干的样品研磨成粉末装入自封袋,放入干燥器中储藏,用于叶片矿质元素测定。

2020年9月起进行叶片矿质元素的测定。样品处理采用湿式消解法9,并稍作调整。称取0.5 g样品于150 mL三角瓶中,加入5 mL浓H2SO4静置24 h后置于电热板加热(180 ℃),沸腾时加入H2O2,此时三角瓶中冒出大量白烟,继续加热至无色透明液体且白烟稀少,后用超纯水定容至50 mL,静置2 h,取上层液于4 ℃储存,用于叶片矿质元素的测定。样品全氮含量用凯氏定氮法10测定。样品磷元素含量采用钼锑抗比色法11测定;铜、铁、锰、锌、钾、钙和镁元素采用原子吸收光谱法12测定,所用原子吸收光谱仪型号为ZEEnit700P(德国耶拿分析仪器股份公司)。

1.6 统计分析

采用Microsoft Excel 2010软件对数据进行处理和绘图,采用SPSS 23.0统计分析软件对数据进行差异显著性检验(LSD法,α=0.05),利用隶属函数进行综合分析。综合分析值为隶属值的平均值,综合分析值越大,施肥处理优越性越好。

2 结果与分析

2.1 不同肥料配施对樱桃叶片光合生理的影响

2.1.1 不同时期樱桃叶片叶绿素的含量

表2可知,T2、T3、T6、T9处理与CK之间叶绿素含量存在显著差异。T2在6月1日至6月21日之间叶绿素含量显著高于CK,但在7月11日和8月21日低于CK;叶片SPAD值总体呈现先加速增长后缓慢增长,达到峰值后出现降低的现象。6月1日,叶片SPAD值在T9处理达到最大值,为42.87,T8处理次之,且各处理与CK之间叶绿素含量均无显著差异,但CK>T1、T3、T7;6月21日,SPAD值在T9处理时为48.02,较CK(44.53)增加了7.84%;7月11日,叶片SPAD值T6为最佳,为49.34,较CK(48.9)增加了0.9%,T9处理次之;8月1日,各处理叶片SPAD值均达到最大值,其中T9处理 叶片SPAD值最大,为51.91,相比CK(49.09)和CK1(49.05)分别增加了5.74%、5.83%。6月1日至8月1日樱桃逐渐成熟,叶片叶绿素含量呈上升的趋势,8月1日至8月21日到樱桃成熟后期,叶片叶绿素开始下降。

2.1.2 不同施肥配比对樱桃叶片净光合速率的影响

净光合速率在一定程度上反映了植物光合作用的水平。如表3所示,T9处理的叶片净光合速率最高,为9.42 μmol/(m2·s),显著高于其他处理,CK(CK1)净光合速率最低,为3.17 μmol/(m2·s);不同处理总体上呈现先快速增长,后下降,最后又快速增长的趋势,T3、T5、T6处理叶片净光合速率分别出现了不同程度地下降,说明T3、T5、T6处理的施肥配比会影响叶片净光合速率;T7~T9处理净光合速率呈逐渐上升的趋势,显著高于CK及CK1

2.1.3 不同施肥配比对樱桃叶片蒸腾速率的影响

表3可知,各处理叶片的蒸腾速率均高于CK(CK1),且在T9处理达到最大值,为4.65 μmol/(m2·s),相对于CK及CK1提高了,97.03%、90.57%,T10处理次之;但不是叶片的蒸腾速率越强对植物生长发育越好,相对本试验的樱桃叶片的蒸腾速率过强,反而会使叶片失水,发生干旱的生理现象,因此我们选择不同施肥配比时也要考虑一定的利弊关系。

2.1.4 不同施肥配比对樱桃叶片胞间CO2浓度的影响

表3所示,叶片各处理的胞间CO2浓度差异显著,其中,T9处理胞间CO2浓度含量最高,为306.05 μmol/mol,其次为T10处理301.08 μmol/mol,CK与CK1胞间CO2浓度含量最低,分别为112.3 μmol/mol与115.08 μmol/mol。且T1、T5、T6处理胞间CO2浓度明显低于其他处理。

2.1.5 不同施肥配比对樱桃叶片气孔导度的影响

气孔是植物体CO2和H2O进出叶片的通道,直接影响植物的生长发育。如表3所示,T1~T10处理的气孔导度均高于CK与CK1,所以各处理相对于CK及CK1均能有效提高叶片气体交换,其中,T9处理的气孔导度最大,为0.85 mol/(m2·s)与CK相比,提高73.47%,与CK1相比,提高66.67%。T10处理次之,为0.82 mol/(m2·s),较CK及CK1分别提高了67.35%与64.71%。

2.2 不同肥料配施对樱桃叶片叶面积的影响

表4可知,各处理的叶片叶面积大小随着樱桃生长总体上呈增加的趋势。6月1日,各处理的叶片叶面积与其他时期存在显著差异,均为最小值,T9、T10处理分别为65.89 cm2和65.41 cm2,较CK(58.52 cm2)分别提高12.59%、11.77%;6月21日,除T1小于CK1之外,其他处理叶面积均大于CK及CK1;7月11日至8月21日,3个时期各处理变化基本相似,且叶片叶面积增长迅速,至8月21日CK及CK1及各处理叶面积均达到峰值,其中,T10处理的叶面积达到最大值,为96.28 cm2,显著高于CK及CK1,分别提高了14.39%和9.8%,T9处理次之。

2.3 不同肥料配施对樱桃叶片矿质元素的影响

2.3.1 不同肥料配施对樱桃叶片氮元素的影响

表5所示,叶片中氮元素含量总体呈先上升后下降的趋势。T2处理各时期与CK间存在显著差异,在6月21日达到最大值,为13 672.31 mg/kg,比同期CK高0.52%,比CK1高0.42%;不同处理之间,T9处理在各时期氮元素含量均最大,其中在6月21日时达到最大值,为13 746.41 mg/kg,比同期CK提高了1.06%,比CK1提高了0.96%,T10次之。6月1日各处理叶片氮含量与CK及CK1存在显著差异,其中T9叶片氮含量最大,为13 677.35 mg/kg,分别较CK(13 597.78 mg/kg)和CK1(13 602.44 mg/kg)增加了0.59%和0.55%;6月21日,T1~T10处理叶片氮含量均显著高于CK及CK1;7月11日,叶片中氮元素含量表现为:CK>CK1、T1、T5,说明这3个处理无法满足樱桃对氮元素的需求量;8月21日,除T4处理,CK、CK1及各处理的叶片氮元素含量均为最小值。

2.3.2 不同肥料配施对樱桃叶片磷元素的影响

表6所示,叶片中磷元素含量总体呈先上升的趋势,但在8月1日至8月21日有所降低。T2处理各时期叶片磷元素含量显著高于CK及CK1;T9处理在各时期均最高,且在6月21日为最大值,为4 487.71 mg/kg,比同期的CK高18.76%,比CK1高12.28%;T8处理次之。6月1日至7月11日,各处理的磷含量均显著高于CK,T9处理达到最大,分别为4 381.26、4 487.71、4 436.41 mg/kg,相比于CK分别提高了19.31%、18.76%、19.01%,T2处理次之;同一时期,除8月1日、8月21日T1<CK(CK1)之外,T1~T10处理叶片中磷含量均显著高于CK及CK1,在T9处理达到最大,相对于CK及CK1,分别提高了10.53%、10.64%。

2.3.3 不同肥料配施对樱桃叶片钾元素的影响

表7可知,叶片中钾元素含量总体呈先上升后下降的趋势。T2处理各时期叶片钾元素含量显著高于CK及CK1,在6月21日达到最大值,为11 393.31 mg/kg,比同期CK高2.03%,比CK1高0.95%;T9处理各时期叶片钾元素含量与CK及CK1间存在显著差异,T9处理在各时期均达到最高,在6月21日达到最大值,为11 417.58 mg/kg,比同期CK高2.25%,比CK1高1.17%,T10处理次之。此外,8月21日,除CK之外,其他各处理叶片的钾含量均为最小值,T9处理为8 837.16 mg/kg,较CK仅提高了1.52%,较CK1仅提高了1.05%。因此,除T9处理,T2、T10处理也可以有效提高樱桃叶片钾元素含量。

2.3.4 不同肥料配施对樱桃叶片钙元素的影响

表8可知,叶片中钙元素含量总体呈先上升后下降的趋势。各处理中,T3处理在6月21日至8月1日叶片钙元素含量在所有处理中均为最高,且在6月21日达到最大值,为2 534.98 mg/kg,比同期CK高8.44%,比CK1高5.71%;T10处理在6月1日和8月21日叶片钙元素分别为1 649.67、1 060.67 mg/kg,T9处理次之。在6月21日,T1~T10处理钙含量相对于其他时期的处理均达到最大值,并且显著高于CK(2 337.59 mg/kg)。此外,在8月21日,叶片各处理的钙含量均为最小值,其中,T9处理的钙含量为1 060.67 mg/kg,显著高于CK(1 001.22 mg/kg)与CK1(1 004.77 mg/kg)。总体分析,不同时期各处理在T3、T9、T10处理时显著高于其他处理,且T3、T9、T10处理之间差异不明显,因此,这3个处理都可以用于樱桃叶片钙元素含量的施肥处理。

2.3.5 不同肥料配施对樱桃叶片镁元素的影响

表9可知,叶片中镁元素含量总体呈先上升的趋势,T3处理各时期叶片镁元素含量均最高,在8月21日达到最大,为5 822.68 mg/kg,比同期CK提高了2.01%,较CK1提高了0.94%;同一时期,各处理的镁元素含量显著高于CK(CK1);其中,6月21日各处理叶片镁含量较6月1日的已有较大提升;以至到8月21日T1~T10处理的镁含量均达到峰值,显著高于其他时期的处理,T3、T9处理(5 822.68 mg/kg、5 817.66 mg/kg)显著高于CK(5 707.95 mg/kg)与CK1(5 768.56 mg/kg),其中,T9处理的镁元素含量,较CK及CK1分别提高了1.92%、0.85%。

2.3.6 不同肥料配施对樱桃叶片铜元素的影响

表10可知,叶片中铜元素含量总体呈先下降后快速上升的趋势。T3处理各时期樱桃叶片铜元素含量均最高,在8月21日达到峰值,为18.7 mg/kg,较C提高了11.58%,较CK1提高了8.53 %,T10处理的铜含量次之,最大值为18.59 mg/kg,相较于CK提高了10.92%,相较于CK1提高了7.89%。6月1日,叶片铜含量在T3处理达到最大值,为8.95 mg/kg,相对于CK(7.01 mg/kg)提高了27.67%,相较于CK1(7.48 mg/kg)提高了19.65%,T10处理次之;6月21日各处理的叶片铜含量均为最小值,T3处理为5.46 mg/kg,CK与CK1分别为3.52、3.99 mg/kg;不同时期,各处理均在T3处理时叶片铜含量达到最大值,T9、T10处理次之,即T3、T9、T10处理均可以作为提高樱桃叶片铜含量时的肥料配施方案。

2.3.7 不同肥料配施对樱桃叶片铁元素的影响

表11可知,樱桃叶片中铁元素含量呈升-降-升的趋势,T3处理各时期叶片铁元素含量均达到最大值,在8月21日达到峰值,为93.49 mg/kg,较CK(87.32 mg/kg)提高7.07%,较CK1(90.04 mg/kg)提高3.83%;其次是T9处理,最大值为93.05 mg/kg,较同期的CK与CK1分别提高了6.56%、3.34%;且同一时期,各处理的铁元素含量差异显著。T1和T7处理叶片铁元素含量较其他处理均较低,而T3处理的铁元素含量均为最大值,T9次之;7月11日,叶片中铁元素含量较其他时期处理均为最小值,T3处理最大,为27.89 mg/kg,CK与CK1分别为21.72 mg/kg、24.44 mg/kg;8月21日,T1~T10处理的铁含量均达到最大值,且高于CK与CK1。说明T1、T7处理对叶片铁元素含量影响较小,不适宜用作增加叶片铁元素的施肥处理,而T3、T9能够大量增加叶片中铁元素含量,则可以优先选择。

2.3.8 不同肥料配施对樱桃叶片锰元素的影响

表12可知,叶片中锰元素含量总体上呈现下降的趋势,除6月1日T3处理在各时期叶片锰元素含量均最高,6月1日,T9处理为最大值,为115.67 mg/kg,较同期CK与CK1分别提高了45.52%、15.23%;6月1日除T3处理,CK(CK1)及各处理叶片中锰含量均为最大值。 6月21日至8月1日3个阶段,叶片锰元素含量的变化趋势基本相似,均为T3处理锰元素含量最高,分别为98.6、99.76、84.26 mg/kg,T9次之,T2和T6处理有明显的降低;8月21日,各处理的锰含量均为最小值,其中,T3处理的锰含量最高,为76.13 mg/kg,与CK相比提高了43.59%,与CK1相比,提高了36.26%。T9处理的锰含量次之,较同期CK和CK1分别提高39.95%、32.81%。

2.3.9 不同肥料配施对樱桃叶片锌元素的影响

表13可知,叶片中锌元素含量呈逐渐下降的趋势。除8月21日,T3处理在各时期均最高,其中6月1日为最大,为174.92 mg/kg,较CK(126.28 mg/kg)提高了38.52%,较CK1(147.17 mg/kg)提高了18.86%;同一时期,除7月11日,各处理叶片锌元素含量均高于CK(CK1);6月1日至7月11日,叶片中锌含量的增长趋势基本相似,均是T3处理达到最大值,相对于CK分别增长了38.52%、44.06%、49.30%,T9处理次之;但7月11日,T1、T2、T5、T6<CK1,说明这4种肥料配施无法提高叶片锌元素含量;6月1日、6月21日,T6处理叶片锌元素含量相对于CK(CK1)增长率最低;而7月11日各处理中T2处理叶片锌元素含量最小,较CK,只增长了27.30%;8月21日,CK(CK1)及各处理叶片锌元素含量均为最小值,T9处理为最大值,T3处理次之。

2.4 叶片光合参数、矿质元素及叶面积的相关性分析

由表14可知,樱桃叶片叶面积的大小与叶片光合参数及叶片矿质元素之间存在及其重要的相关性,这其中发现叶片光合参数中的净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度与叶面积之间的相关性呈及其显著水平(P<0.01),与蒸腾速率的相关性呈显著水平(P<0.05);因此叶面积的大小与叶片光合参数存在相关性;此外,叶面积与叶片矿质元素中的钙元素、铜元素的相关性呈显著水平(P<0.05),与其他矿质元素之间没有相关性。

3 讨论

3.1 不同肥料配施对果树光合生理的影响

果树的生长发育离不开光合作用,叶片又是果树进行光合作用的重要器官。樱桃幼树生长所需的营养,除了直接土壤中吸收获取之外,还需要进行光合作用产生干物质供给树体生长。研究发现果树各器官的干物质90%以上来自叶片的光合产物。光合作用是果树生长和结果的基础,果树生长发育和果实品质的优劣都与光合作用密切相关13。净光合速率作为植物光合特性中最重要的一个参数,可反映植物同化CO2的能力,气孔是植物体CO2和H2O进出叶片的通道,气孔开度的大小直接影响了植物的光合速率、蒸腾速率。本试验研究不同肥料配施对樱桃叶片生长特性的影响,通过研究发现不同施肥处理在不同程度上促进了樱桃叶片光合作用,尤其是T9(常规施肥+盐碱土壤改良剂+微生物菌肥+氨基酸水溶肥)较CK(不施肥),极大程度地提高了叶片光合速率。研究表明,施氮量在一定程度上促进了葡萄叶片的生长,完善了叶片的功能,从而提高了果实品质和产量14。同时光合作用又是影响作物产量的重要生理过程,研究表明,施用有机肥可以提高植物的光合作用强度15

3.2 不同肥料配施对果树树体生长的影响

樱桃幼树的营养生长是非常重要的,施肥可以促进果树对营养物质的吸收,同时施肥也是果实管理和提高果实品质的重要措施。而施肥对幼树树体生长发育的影响最为直观和显著的表现方式就是其年生长量16。而本试验主要研究不同施肥处理对樱桃幼树叶片生长发育的影响,即以樱桃叶片的叶绿素含量、叶面积大小及叶片数量来衡量施肥对樱桃幼树生长发育的影响。吴文明等17研究发现,施有机肥能增加柑橘叶片面积和叶绿素含量。施肥有利于水稻、设施栽培葡萄与草莓叶片叶绿素相对含量(SPAD)的提高18-19。本试验樱桃叶片叶绿素在8月1日前后较高,均为T9处理叶绿素含量达到最大值;各处理叶面积在8月21日与其他时期存在显著差异,且T9处理为最佳;说明施肥可以有效增加叶片叶绿素含量,随着樱桃生长发育叶片叶面积也在不断增加,说明施肥可以有效改善樱桃幼树营养生长发育。

3.3 不同肥料配施对果树树体叶片矿质元素含量的影响

果树的生长发育在一定程度上可以通过叶片中营养元素含量来评价20。合理施肥能够满足樱桃对养分的需求。氮元素、磷元素以及钾元素是樱桃生长进程中所需的大量元素,其含量随着樱桃的生长发育而发生变化21。本试验研究发现,不同施肥处理的樱桃叶片氮含量随生长发育而存在差异,总体上呈先升后降的趋势,这与孙海高22的研究结果相似,氮含量随着葡萄叶片的衰老而降低,这可能是后期叶片为树体生长供给养分,而根系未及时将地下养分输送给叶片,使叶片中氮元素含量呈降低的趋势。林敏娟等23对黄金梨在整个生育期其叶片矿质元素变化规律进行研究发现,叶片内的磷含量随叶龄增加呈降低的趋势,这与本研究结果存在差异,可能与树种及环境等有关。钾元素在樱桃中的移动性较强,易向幼嫩部位转移24。在本研究中,各处理叶片内钾含量随着樱桃生长发育呈先升后降的趋势;位杰等[25]在库尔勒香梨叶片营养元素含量的年变化规律中研究发现,钾元素全年总体呈先升后降的趋势,这与本研究结果变化规律一致;钙和镁属于营养元素中的中量元素。其中钙参与植物体内某些酶的活化及光合过程[26],而镁是核聚糖体的组成成分,促进植物体维生素的合成,增强植物的光合作用[27]。本试验中研究发现,不同施肥处理叶片钙含量随着樱桃发育进程的进行而呈先升高后降低的趋势。镁含量随着樱桃的生长发育呈上升趋势,这与位杰等[25]在梨中的研究结果相似。铜、铁、锰和锌被认为是植物所需的微量元素。其中,铜是植株体内许多氧化酶(抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶及吲哚乙酸氧化酶等)的组成成分或者某些酶的活化剂,其组成的质蓝素在光合电子传递方面起着非常重要的作用[28],铁参与植物的光合作用和叶绿素的合成[29],锰在植物的光合放氧方面发挥重要作用,锌可通过促进色氨酸的合成来间接影响生长素的合成[30]。朱海峰[31]发现库尔勒香梨叶片锰含量全年总体呈上升趋势,而铜含量呈下降趋势,与本研究的结果存在差异。贾兵等[32]在砀山酥梨中研究发现,其叶片铁含量全年变化波动较大,与本研究的结果类似。研究发现,不同施肥处理叶片内锌含量随着樱桃生长发育的进行总体呈下降趋势,这与林敏娟等[33]在黄金梨中的研究结果存在差异。可知不同的施肥处理对樱桃体内铜、铁、锰以及锌含量产生了影响,其含量存在一定的差异。韩文超等[34]研究发现,施大量元素及微量水溶肥可有效改善无花果叶片内营养状况,提高叶片内钙、镁、锌、铁以及硒元素含量,而对叶片内氮、磷以及钾元素含量无显著影响,而本研究发现,不同的施肥处理可以不同程度地提高樱桃叶片的矿质元素含量,增强叶片营养。

3.4 存在的问题

该樱桃园施肥方式过于粗糙,导致肥料利用率较低,应该尽早改用水肥一体化等技术;樱桃园区管理比较松散,没有专业的管理指导技术人员;樱桃园区内设施设备比较落后,缺乏水肥一体灌溉设备、缺少监控、管理园区的设备等;不同肥料配施所需的费用对于果农的经济收入有一定的影响。

4 结论

T9处理(常规施肥+盐碱土壤改良剂+微生物菌肥+氨基酸水溶肥)叶片中叶绿素含量最高,叶片净光合速率增长最快,叶片中矿质元素含量得到综合提升,使叶片叶面积增长率进一步提高。此外,发现叶面积的大小与光合参数、矿质元素中的钙元素和铜元素存在重要的相关性。

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基金资助

2022年青年导师基金项目(GAU-QDFC-2022-15)

国家自然科学基金项目(32160685)

2022年青年人才托举工程项目(GXH20222O530-06)

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