叶面喷施不同配比氮、钾元素对富士苹果叶片性状及果实品质的影响

王 鑫，许云飞，田钰君，陶 茹，陶红霞，郭延平

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西 杨凌 712100)

苹果是中国第一大水果，苹果产业是我国农村经济发展的重要组成部分，在农民增收致富过程中发挥着重要作用[1]。肥料是果树生长必不可少的营养物质，其中氮肥是果树生长的重要物质基础，对果树的器官建造、物质代谢、生化过程、果实产量及品质的形成等都有不可替代的作用[2]，K元素是植物生长必需的营养元素，是植物中最丰富的阳离子，涉及多种与作物生长和发育相关的生理过程[3]。冯焕德等[4]研究发现，补充N元素能提高果实生长量与叶片生长量，但施氮肥不当，会导致果实硬度、色泽、可溶性固形物含量下降、树体旺长等不良后果。钾肥是植物的基本矿质元素，是许多细胞内酶的激活剂，渗透调节的主要物质[5]，钾肥施用量过多则会增加果实的含酸量，降低果实品质[6～7]。有关叶面施肥种类和作用的研究[8～13]表明，不同种类叶面肥对苹果生长皆有显著的促进作用，且氮肥、钾肥配比喷施的效果远好于单施某一种肥料。笔者研究以7年生盆栽苹果(长富 2 号/M26/八棱海棠)为试材，探讨叶面喷施不同浓度配比的氮钾肥对苹果叶片生长以及果实品质的影响，以期为苹果科学施肥提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 材料及设计

试验于2019年在西北农林科技大学北区园艺场(34°20 N, 108°24 E)进行，为避免肥料流失，试验材料均栽植在塑料盆中(直径 50 cm，高度 45 cm)。试验材料为矮化栽植的7年生长富2号(中间砧M26，基砧八棱海棠)。选取生长势基本一致、无病虫害的7年生盆栽富士，株行距为1 m×2.5 m，树高 2～3 m，纺锤形树体，排灌条件良好，南北行向，研究氮钾配施处理对苹果产量和品质的影响。试验肥料品级均为分析纯：氮肥用尿素(CH4N2O≥99.99%)，钾肥用KCl(KCl≥99.9%)。

试验园土壤 pH 7.2，碱解氮 100.5 mg·kg-1，速效磷 30.2 mg·kg-1，速效钾 88.65 mg·kg-1，有机质 26.73 g·kg-1。试验采用 2 因素 3 水平设计，共 9 个处理，每个处理重复 3 次，共 计27 株试验树，设处理 1 为对照组 ( CK) 。2 因素为尿素 CO ( NH2)2(简写N) 、磷酸二氢钾 KH2PO4(简写K) ，水平为低、中、高浓度。喷施水平和试验方案见表1。8月2日(晴天)早上8:00-10:00开始叶面喷肥，隔10 d喷施一次，共喷施3次。苹果成熟后，每个处理随机采样三次。

表1 富士苹果施肥处理对应的 N、K浓度

1.2 测定方法

1.2.1 叶片生理测定 主要有:

叶绿素：丙酮浸提比色法测定[15]；

叶面积：叶面积仪(LI-3100，USA)测定，扫描叶片面积，并记录叶长、叶宽、长宽比；

比叶重：每个处理选取 5 片叶片，每片叶用 12 mm 直径打孔器对应的打5个圆片，圆片均匀混合后，分为3 份，即 3 次重复，在 75℃烘箱烘至恒重，万分之一天平称重，并计算出比叶重；

百叶重：用电子天平称取100片随机采取的叶片。

叶片营养元素含量的测定：其中N采用凯式定氮法；P采用钒钼黄比色法；K采用原子吸收法测定。

1.2.2 果实品质测定 果实最大纵径、最大直径、果型指数：用数显式游标卡尺测定最大直径与最大纵径；

果面色泽：用便携式手持色差仪(CR-410, Konica Minolta, Japan)在每个果实的赤道部位测量3次取平均值；

果实硬度：用 FT-327 水果硬度计(Effegi, Alfonsine, Italy)测定，在果实的赤道部位均匀选取3个测量点，并取3个点去皮硬度的平均值作为果实的硬度值；

可溶性固形物、有机酸：PAL-BX/ACID F5 便携式数显糖酸一体机(ATAGO, Japan)(每个处理将所采果实的果肉混合均匀，榨汁测定三次，取其平均值)；

单果重：用电子天秤称取果实重量取其平均值；

果树产量：于花后126 d果实成熟期采收每棵树上全部果实，测定总产量，并进行3 次生物学重复。

2 结果与分析

使用 Microsoft Excel 2016 进行数据处理、绘图，SPSS 22.0 进行方差分析，Duncan’s统计法计算各处理间显著性分析。

2.1 不同配比氮、钾元素对苹果叶片的影响

由图1A可知，氮钾喷施量与叶面积呈正相关，与对照相比，各处理差异显著，叶面积上升趋势由快变缓，最高为C8，最低为C1，与对照相比提高了28.95%。

图1 不同配比氮、钾元素对苹果叶片叶面积(A)、比叶重(B)、百叶重(C)、最大长宽(D)及长宽比(E)的影响

从图1B和图1C可知，氮钾喷施量与比叶重呈正相关，施氮肥的处理与不C1、C2、C3差异显著，最高为C8，最低为CK，与对照相比，提高了28.95%，氮钾喷施量与百叶重呈正相关，当施钾量恒定时，随着施氮量增加，比叶重比值增加，最高为C8，最低为CK，与对照相比，处理C8提高了28.95%。

由图1D和图1E可知，氮钾喷施量与叶片叶长、叶宽呈正相关，各处理与CK差异显著，叶片叶长、叶宽最高为C8，最低为CK，与对照相比，叶片叶长提高了16%，叶宽提高了21.7%，施氮钾肥后，叶片长宽比(叶长与叶宽比值)的处理组与对照差异明显。

由图2可知，叶面施氮钾喷施量后，各处理间叶片内叶绿素总值差异不显著；当叶面施氮量在2.5 g·L-1、叶面施钾量在1.82 g·L-1、5.46 g·L-1时与对照的叶绿素a含量存在显著差异，叶绿素a含量比对照显著增加了60.98%、60.13%；叶面施氮钾喷施量后C3、C4 类胡萝卜素与对照存在显著差异。氮肥与钾肥均可以促进比叶重、百叶重、叶面积、叶片叶长、叶宽叶绿素a、类胡罗素含量。促进了果树对光合作用进行，积累了碳水化合物来增加叶片的质量。

图2 不同配比氮、钾元素对苹果叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素总值的影响

2.2 不同配比氮、钾元素对果实品质的影响

施氮钾肥后，C1、C3 C6、C7、C8、处理与空白组的最大纵径差异显著，C2、C3与处理组的最大直径差异显著;C2、C5、C6、C6、C7、C8与处理组的果型指数差异显著。

图3 不同配比氮、钾元素对苹果最大纵径、最大直径以及果型指数的影响

由图4可知，叶施钾氮肥含量与果实单果重呈正相关，当叶施钾肥含量在0～1.82 g·L-1时促进果实生长，当叶施钾肥含量在1.82～5.46 g·L-1时抑制果实生长，C1、C3、C4、C5、C6、C7、C8与对照存在显著性差异，CK单果重为173.62 g，C7较CK增加了21.76%。

图4 不同配比氮、钾元素对苹果单果重和产量的影响

单果重与产量增幅趋势基本一致，产量与叶施钾肥含量呈正相关，当叶施钾肥含量在0～1.82 g·L-1时促进果实生长，当叶施钾肥含量在1.82 g·L-1时抑制果实生长，各处理与CK存在显著性差异，CK产量为22.35 kg·株-1，C8、C6、C7、C3、C5、C4、C2、C1与CK相比分别增产40.36%、33.07%、32.62%、23.40%、21.91%、21.47%、12.30%、6.24%。

由图5可知，氮钾喷施量对苹果色泽(L*、a*、b*值)值影响较大，各处理间存在较大差异，叶施氮钾降低了苹果的表面亮度(L*)、黄色着色率(b*)，增加了红色着色度(a*)，果实着色较好的是C4、C5。叶施钾施肥含量对与果实硬度呈正相关，与叶施氮肥含量呈负相关，各处理间与对照存在显著性差异，对照处理果实可溶性固形物为12%，C2较对照增加了5.49%。氮钾喷施量与果型指数呈正相关，叶施氮肥在5 g·L-1、叶施钾肥在5.46 g·L-1时与CK对照明显。

图5 不同配比氮、钾元素对苹果果皮色泽以及果实硬度的影响

由图6可知，叶施钾施肥含量与果实可溶性固形物含量呈正相关，与叶施氮肥含量呈负相关，各处理间存在较大差异，CK与C6可溶性固形物均为12%，C2处理果实可溶性含量最高，较CK增加了17.07%。叶施氮施肥含量对与果实可滴定酸含量呈正相关，与叶施钾肥含量呈负相关，C8较对照显著增加了45.45%。

图6 不同配比氮、钾元素对苹果可溶性固形物、可滴定酸含量的影响

2.3 不同配比氮、钾元素对苹果对苹果叶片矿质元素含量的影响

由图7知，叶施钾氮肥含量与叶片全N呈正相关，但是只有C4、C8与对照组差异显著，其他处理与对照组的叶片全N含量差异不显著；叶施钾氮肥含量与叶片全P呈正相关，但是只有C4、C5、C7、C8与对照组差异显著，当施氮量在5 g·L-1、当施钾量在5.46 g·L-1时，叶片含N含P量较低。叶施钾氮肥含量与叶片全K含量呈正相关，差异显著，C2～C8分别比对照组增幅12.14%、14.04%、21.74%、16.44%、21.39%、42.86%、42.92%、38.16%，当施氮量在5 g·L-1时，叶片中全K含量涨幅最多。

图7 不同配比氮、钾元素对苹果叶片N、P、K元素含量影响

2.4 不同配比氮、钾对苹果叶片及果实品质相关性分析

表2 不同配比氮、钾对苹果叶片及果实品质相关性分析

表3 不同配比氮、钾元素与叶片叶绿素含量及矿质元素含量相关系数

表4 不同配比氮、钾元素与果实品质、性状的相关系数

在苹果果实发育过程中，叶施氮钾对苹果叶片的叶面积、叶长、叶宽、长宽比、L*、a*、b*、单果重、产量、硬度、可溶性固形物形物、可滴定酸、百叶重有极显著相关；对比叶重、类胡罗素、全N、全P影响显著叶绿素值有显著相关；叶施氮钾对苹果叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总值无显著相关。

3 结论与讨论

果树每年都会从土壤中带走大量的营养元素，根外追肥能够快速地补充植物所需的养分，及时补充果树所需矿质元素, 保证果树正常生长和结实。氮能提高果实生长量与叶片生长量，但施氮肥过量，会导致果实硬度、色泽、可溶性固形物含量下降、树体旺长等不良后果[4]。钾是植物细胞中最丰富的离子，在植物的生长和发育中起重要作用，如促进酶的活化、蛋白质合成、光合作用，维持渗透压、调节叶片和气孔运动、细胞伸长等[21～26]。试验通过不同配比浓度的氮肥(CO ( NH2)2)、钾肥(KH2PO4)对苹果叶片生长以及对果实产量、品质的影响研究。

试验结果证明喷施氮钾肥增加叶面积、叶长、叶宽、长宽比、果皮色泽(L*、a*、b*、)果重、产量、硬度、可溶性固形物形物、可滴定酸、百叶重、比叶重、类胡罗素、全N、全P等。与前人研究结果一致[2、27～29]。叶施氮肥浓度超过2.5 g·L-1时，施氮量增加，苹果硬度、色泽指数与可溶性固形物含量下降，说明施氮量超过一定浓度范围时，氮元素对苹果硬度、色泽指数与可溶性固形物含量有抑制作用，与前人取得的研究结果一致[27]。施钾肥浓度在0～2.5 g·L-1时，钾元素对可滴定酸含量有抑制作用，提升苹果甜度；而当钾肥喷施浓度在2.5～5 g·L-1时，苹果可滴定酸含量随着钾肥浓度的增加而递减，说明施钾量超过一定浓度范围时，钾元素对苹果可滴定酸含量有抑制作用，与前人研究结果基本一致[6～7]。当叶施氮钾浓度升高时，叶片长宽比呈现先降低再增加的趋势，表明低浓度的叶施钾肥能促进叶片的纵向生长，高浓度促进纵向生长。

当施氮量为2.5 g·L-1、施钾量为1.82 g·L-1时，产量达到最大值，为31.82 kg·株-1，增产40.37%。综合考虑苹果产量、品质因素，得出长富二号最适宜的叶面混合喷施氮肥浓度是1.82 g·L-1、钾肥浓度是2.5 g·L-1， 即根外追肥氮钾配比为1∶0.728时，既减少了经济投入，又提高了苹果产量与品质。

但对叶绿素含量影响不显著，可能是由于气温降低，导致叶绿素降解。果实的品质与果实前期生长、留果量、树势、病虫害及栽培管理措施皆有密切关系，因而不可忽视这些方面的因素。叶面施肥的研究相对较少，合理配施叶面肥能有效使叶片的面积增加，增强光合作用，积累了碳水化合物，以增加产量，提高果实的商品性质。