施肥深度对高海拔区核桃产量及生长发育的影响

    王平生 祁维红 鲁涛林 康夏明 王彩娟

    

    

    

    摘要：在高海拔核桃集聚种植区，以8年生核桃品种清香为试验材料，研究了0～20、20～30、30～40、40～50 cm 4个施肥深度对核桃产量及生长发育的影响。结果表明，0～20 cm施肥核桃的产量最高，为1 400 kg/hm2，施肥效益最好，为26 500元/hm2，与其余处理相比较，分别提高了2.6%～6.1%、6.2%～23.8%，侧枝直径年增加量、相对含水量提高了17.7%～133.8%、5.0%～11.8%，叶面积、百叶重、叶片相对含水量分别提高了3.8%～26.0%、8.4%～16.9%、0.9%～2.6%，叶片氮磷钾含量明显提高，施肥深度越深其观察值均有明显降低，而树体的周年胸径增加量和树高略有降低。高海拔河谷核桃种植区，0～20 cm施肥对核桃树体当季综合表征响应最优，且产量和施肥效益最高，应大面积示范推广。

    关键词：核桃;施肥深度;胸径;标准枝;产量

    中图分类号：S664 ? ? ? ? ? 文献标志码：A ? ? ? ? ? 文章编号：1001-1463（2020）06-0045-05

    doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.06.012

    Characteristics of Cold and Dry Agriculture and Cultivation Measures Cold and Dry Resistance in Winter Wheat of East Gansu

    ZHAO Gang 1， FAN Tinglu 2， DANG Yi 1， LI Shangzhong 1， ZHANG Jianjun 1， LI Xingmao 1， WANG Lei 1， WANG Shuying 1， CHENG Wanli 1， NI Shengli 1

    （1. Institute of Dryland， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China; 2. Science and Technology Management Department，Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

    Abstract：East Gansu province is located in the northwest loess plateau hinterland， for typical rainfed agricultural region， winter wheat production occupies an important position in grain production in this area. Precipitation in East Gansu province is concentrated in Jul-Sept， and seasonal drought occurs frequently. The precipitation satisfaction rate of winter wheat during the maximum water demand period was only 29.31%. The overall temperature was warm of winter wheat growth， but the temperature changed dramatically from Dec. to Feb. and Apr. of the following year， under the condition that the growth period of winter wheat is advanced， frost damage is formed. On the basis of analyzing the characteristics of cold and drought and the causes of winter wheat disaster in East Gansu province， according to the local climate and precipitation characteristics， puts forward the technical model of biological active drought-resistant and cold-resistant technology， that is， breeding new drought-resistant and cold-resistant winter wheat varieties and supporting drought-resistant and cold-resistant cultivation technology， so as to ensure the safety of regional winter wheat production.

    Key words：Characteristics of cold and dry agriculture;East Gansu;Winter wheat;Cultivation cold and dry resistance

    果樹科学合理的施肥是使其树体正常生长及生产优质果品的重要措施[1 ]，矿质营养是核桃树生长发育、产量形成和品质提高的基础[2 ]。平衡施肥技术是提高单产、改善品质、降低种植成本、培肥土壤地力、减少肥料污染和降低不可再生资源消耗速度的重要措施[3 ]，是提高肥料利用率的途径。实现根层养分供应与高产作物需求在数量上匹配、时间上同步、空间上一致，同时提高作物产量和养分利用效率，协调作物高产与环境保护是农业资源与环境科学工作者的奋斗目 标[4 ]。目前，国内果树施肥技术研究，多集中于施肥养分的种类、数量、比例及次数等对产量及其生长发育的影响[5 - 8 ]，对施肥深度鲜有报道。高海拔区甘肃积石山县大河家镇生产的鸡蛋皮核桃产品，荣获“甘肃名牌产品”和“国家地理标志保护”产品[9 ]，是甘肃传统核桃生产的重点集聚区域，近年来，随着种植面积逐年扩大，已成为当地农村经济的支柱产业，也是群众的主要经济来源之一。核桃树体高大，年干物质累积量较多，需要的养分较多，而当地核桃生产中养分管理粗放，导致树体早衰，严重影响其产量和种植效益，同时，也造成施肥引起的农业面源污染，为此，我们在开展相关试验的基础上，研究了不同施肥深度对核桃生长发育及产量的影响，以期为核桃的合理施肥提供参考依据。

    1 ? 材料与方法

    1.1 ? 试验地概况

    试验于2018年设在甘肃省积石山县大河家镇（102° 45.994 E，35° 49.937 N），距县城27 km，属典型的大陆性季风气候，冬春季干燥，夏秋季湿润，海拔1 816 m，年日照时数2 323.4 h，年平均气温8.0 ℃，≥0 ℃积温2 552.5 ℃，≥10 ℃积温1 760. 3≥ ℃，年降水量660.2 mm，无霜期153 d。试验地有灌溉条件，土壤为川谷地麻红土，质地中壤，耕层容重1.18 g/cm3，耕层土壤含有机质10.5 g/kg、全氮0.636 g/kg、全磷0.707 g/kg、缓效钾0.872 g/kg、碱解氮31.85 mg/kg、有效磷14.7 mg/kg、速效钾188.36 mg/kg，pH 8.39。

    1.2 ? 供试材料

    供试核桃树选用当地主栽品种清香，树龄为8 a。供试肥料为有机无机复混肥（含N 9%、P2O5 ?6%、K2O 3%，有机质25%）、氮肥为尿素（含N 46%）、磷肥为普通过磷酸钙（含P2O5 ?12%），钾肥为硫酸钾（含K2O ?51%）。氮素组成为40%有机氮素肥与60%无机氮素。

    1.3 ? 试验方法

    试验前在园中选取品种、树龄、树干粗度、树高、栽植密度等相同，小区土壤肥力、水分等条件相近，立地条件一致，历年产量接近的核桃树挂牌标记。试验每株施N 0.6 kg、P2O5 0.4 kg、K2O 0.3 kg相同条件下，设4个不同施肥深度的处理，分别为处理A深度为0～20 cm，处理B深度为20～30 cm，处理C深度为30～40 cm，处理D深度为40～50 cm。试验采用随机区组设计，每处理为1株树，重复3次，共12株树。株行距5.0 m×4.5 m，栽植密度400株/hm2。氮肥的60%与磷肥和钾肥在核桃树萌芽前施入，剩余氮40%在膨果前期追施，施肥方式为条状施肥，在树的两侧挖2条沟（长40 cm×宽40 cm）施入。其他田间管理与当地相同。

    1.4 ? 测试项目与方法

    1.4.1 ? ?胸径年增加量 ? ?春季（4月19日）与秋季（10月21日）距地面1 m处用测树钢围尺测量树干周长值之差。

    1.4.2 ? ?标准枝直径增加量 ? ?每处理选择3棵标准枝，在距主枝5 cm处用数显游标卡尺测量其直径。

    1.4.3 ? ?树高增加量 ? ? 用克莱期顿测高仪测量树高。

    1.4.4 ? ?叶片的测定 ? ?叶片样本于果实缓慢生长期（8月7日）采集，每个处理每株采样树的东、西、南、北4个方向各取发育枝中部成熟健康的叶片（含叶柄）20片，每处理60个叶为一个样品。鲜叶经1/1 000天平称取叶片重量;叶面积选用干净纸绘制成单位网格，用重量与面积换算为线形模型方程，再将纸与叶片重叠并剪呈叶片形状，称其叶片状的纸片重量，用模拟方程测算其叶片面积;叶片干重经烘干至恒重后稱取其重量;叶片营养成份测定，烘干后的叶片样研磨后用H2SO4-H2O2 消解，全氮用全自动凯氏定氮仪测定，全磷采用钒钼黄比色法测定，全钾用火焰光度法测定。

    1.5 ? 数据分析

    试验数据为3株树的平均值，采用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0统计软件进行统计分析。

    2 ? 结果与分析

    2.1 ? 不同施肥深度对核桃产量及施肥效益的影响

    从表1可看出，在施肥水平相同的条件下，各施肥深度处理的折合产量以处理A最高，为1 400 kg/hm2，比其余处理增产2.6%～6.1%;处理D最低，为1 320 kg/hm2，但处理间产量差异均不显著。相对产量以处理D最低，为94.3%，其余处理均在97%以上。随着施肥深度的增加其产量随之降低，说明春季0～20 cm施肥处理更有利于核桃当季吸收利用。随着施肥深度的增加，其施肥投入的人工费用也随之增加。处理A产值28 000元/hm2，施肥投入1 500元/hm2，施肥效益最高，为26 500元/hm2，较处理D 增加23.8%，较其余处理增加6.2%～9.1%。表明，在高海拔河谷区域，春季核桃高产高效适宜的施肥深度为0～40 cm，最佳施肥深度0～20 cm。

    2.2 ? 不同施肥深度对核桃树体生长的影响

    不同施肥深度影响根系对肥料营养养分元素的吸收、利用与分配，进而影响树体的生长。从表2可知，不同施肥深度处理的树体胸径周年增加量为4.27～5.60 cm， 其中以处理B增量最大，为5.60 cm;处理C次之，为5.17 cm;处理A 增量最小，为4.27 cm。说明在20～40 cm土层施肥有利于树干的干物质累积。除处理D外，树高周年增长量随着施肥深度的增加而增加，在0～40 cm土层，施肥深度的增加有利于树干向上生长。标准枝的直径周年增加量随着施肥深度的增加其逐渐降低，以处理A增量最大，为1.73 mm，较其余处理分别提高了17.7%、88.0%和133.8%。标准枝相对含水量变化与直径周年增加量一致，以处理A增量最大，为484 g/kg，较其余处理分别提高了5.0%、10.3%和11.8%。说明在0～20 cm土层施肥能提高树体侧枝的物质累积量，促进树体侧枝生长;20～50 cm土层施肥，随着施肥深度其增量随之降低，特别是40～50 cm土层施肥其侧枝直径增量较0～20 cm土层降低0.99 mm。表明0～20 cm土层施肥能明显促进侧枝生长，20～40 cm土层施肥能促进树体主干枝的高度和物质累积量。综合评估认为，最佳施肥深度为0～30 cm，此施肥深度既可满足树干的生长需求，又能促进侧枝的正常发育。

    2.3 ? 不同施肥深度对核桃叶片生长的影响

    不同施肥深度对叶片生长及其营养元素含量影响较大。从表3可以看出，处理A叶面积为82.8 cm2、百叶干重为37.3 g、叶片相对含水量为711 g/kg，均达到最高，与最低的处理D相比，叶面积提高了26.0%、百叶干重提高了10.7%、叶片相对含水量提高了18 g/kg，说明施肥深度0～20 cm能有效促进叶片的生长发育。

    不同施肥深度处理的叶片养分含量随着施肥深度的增加呈“波浪式”下降趋势。叶片中氮、磷元素含量均以处理A最高，分别为18.07、4.56 g/kg;处理C和处理D次之;处理B最低。不同处理的叶片钾元素含量与氮磷含量变化相反。说明不同施肥深度对叶片营养元素含量影响较大，0～20 cm土层施肥能最大限度满足叶片生长发育所需的营养元素含量。

    3 ? 结果与讨论

    试验结果表明，在高海拔核桃种植集聚种植区，在施肥水平相同的条件，核桃最佳施肥深度为0～20 cm，其产量为1 400 kg/hm2，较其余处理增产2.6%～6.1%，施肥效益26 500元/hm2，较其余处理提高 ? ? ? 1 550～5 100元/hm2;能协调树体营养分配，侧枝直径年增加量提高了17.7%～133.8%;能明显提高叶面积和百叶重，改善叶片营养元素供应条件，促进光合效率和维持核桃健壮树势、提高产量和产值，实现高产、稳产具有重要意义。

    根层施肥可有效提高氮肥利用率，与根系密度和肥料对根系活力的提高有关[10 ]。汪新颖等[11 ]研究结果表明，20 cm施肥深度处理的红地球葡萄产量和成熟期15N-尿素的利用率，与40 cm施肥处理相比较，分别提高了17.9%和10.92百分点。丁宁等[12 ]对5年生烟富3/M26/平邑甜茶研究结果表明，在果实成熟期，20 cm施肥处理15N肥料利用率为24.0%，显著高于0 cm（14.1%）和40 cm 施肥处理（7.6%），而贮藏器官的15N分配率显著低于0和40 cm 施肥处理。本研究结果表明，施肥深度0～20 cm处理的产量明显高于40～50 cm處理，略高于20～30 cm、30～40 cm处理，产值因施肥相对省工而提高施肥效益。试验位于高海拔的河谷区域，土层不深（约100 cm），40～50 cm土层内吸收根系分布较少，影响核桃春季的吸收利用，其产量和产值相对较低，而20～30 cm和30～40 cm两土层处理内虽然吸收根分布相对较多，但施肥后前期由于养分深度过高，化肥在土壤中水解造成盐浓度增加导致“烧根”等原因[13 ]，随着时间的推移，盐浓度降低和植物根系的再生，树体吸收营养元素的时间相对滞后，利于树干等贮藏器官的发育，不利于叶片、果枝及果实的生殖生长，此结论与前人研究成果基本一致。

    参考文献：

    [1] 柴仲平，王雪梅，蒋平安，等. ?氮磷钾配方施肥对库尔勒香梨果7种重要元素含量的影响[J]. ?西部林业科学，2012，41（6）：20-25.

    [2] 陈 ? 林，程 ? 滨，赵瑞芬，等. ?核桃养分需求规律研究[J]. ?山西农业科学，2012，40（5）：555-558.

    [3] 李彦慧，李保国，郭素萍，等. ?早实核桃幼树施肥效果研究[J]. ?河北农业大学学报，2007，29（1）：9-12.

    [4] 王平生，蔡立群，杨 ? 霞，等. ?保水型缓释玉米专用肥料研制及施肥效应研究[J]. ?农业科学，2018，8（5）：512-521.

    [5] 彭 ? 玲，董林水，陈印平，等. ?等量分次施氮对冬枣15N 和13C 利用与分配特性的影响[J]. ?应用生态学报，2019，30（4）：1380-1388.

    [6] 高占峰，陈 ?良，张永强，等. ?质谱法研究鸭梨最佳施肥期肥料N 的平衡及其效应[J]. ?分析测试通报，1992，11（5）：76-78.

    [7] 张正军，任锦涛，朱岩峰. ?核桃幼树配方施肥试验初报[J]. ?山西果树，2016（5）：04-06.

    [8] 张 ? 进，姜远茂，束怀瑞，等. ?不同施肥期沾化冬枣对15N的吸收、分配及利用特性[J]. ?园艺学报，2005，32（2）：288-291.

    [9] 孔令波. ?积石山县大河家蛋皮核桃种植农民专业合作社[J]. ?甘肃农业，2015（6）：58-58.

    [10] 李 ? 佳，闫田力，赵新节. ?三种无核葡萄根系分布特点及与早期丰产性能关系的研究[J]. ?中外葡萄与葡萄酒，2010，6：15-17.

    [11] 汪新颖，周志霞，王玉莲，等. ?不同施肥深度红地球葡萄对15N的吸收、分配与利用特性[J]. ?植物营养与肥料学报 2016，22（3）：776-785.

    [12] 丁 ? 宁， 陈 ? 倩，许海港，等. 施肥深度对矮化苹果15N-尿素吸收、利用及损失的影响[J]. ?应用生态学报，2015，26（3）：755-760.

    [13] 刘小勇，任 ? 静，韩富军. ?甘肃核桃栽培现状及主要共性问题分析[J]. 甘肃农业科技，2019（4）：59-65.

    （本文责编：杨 ? 杰）