褚橙龙陵基地柑橘叶片DRIS图解法和指数法综合营养诊断分析

2020-01-21 15:36周龙汤利陈俊曾志伟杨德荣
南方农业学报 2020年10期
关键词:成熟期

周龙 汤利 陈俊 曾志伟 杨德荣

摘要:【目的】开展基于综合营养诊断施肥法(Diagnosis and Recommendation Integrate System,DRIS)的冰糖橙种植基地柑橘营养诊断,为柑橘园的营养诊断和平衡施肥提供参考依据。【方法】以云南褚橙龙陵基地500 ha冰糖橙為研究对象(柑橘园随机划分为8个区域),通过测定成熟秋梢叶片中氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铜(Cu)、锌(Zn)和铁(Fe)矿质营养的含量,运用DRIS图解法求得冰糖橙叶片各营养元素诊断参数最适比范围,依据DRIS指数法求得各区域冰糖橙需肥紧迫程度排序及养分不平衡指数(NII),初步制定冰糖橙树体营养元素DRIS指数分级标准。【结果】整个园区高产园(>22500 kg/ha)的各营养元素含量大多高于低产园(≤22500 kg/ha),高产园和低产园间N、Fe、N/Fe、P/Fe、Ca/Mg、Ca/Fe、Mg/Zn差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)。当N/P在2.27~2.57,N/K在1.58~1.91,P/K在0.66~0.79时冰糖橙叶片N、P和K养分含量平衡;当Ca/Mg、Ca/Fe、Mg/Fe、Cu/Zn、Cu/Fe和Zn/Fe分别在17.01~19.09、0.21~0.26、0.012~0.015、2.77~4.60、0.30~0.43和0.09~0.12时,冰糖橙叶片Ca、Mg、Fe、Zn和Cu养分处于平衡状态。综合诊断显示冰糖橙叶片养分需求顺序为Mg>N>K>P>Ca>Cu>Zn>Fe,不同区域冰糖橙养分需求顺序不同,高产园冰糖橙相对缺乏的养分有N、P,低产园相对缺乏的养分有N、Mg,相比之下,低产园营养比例失衡情况较严重。依据高产园叶片矿质营养元素含量范围确定冰糖橙叶片矿质营养元素的适宜值为N(11.66~13.30 g/kg)、P(4.74~5.61 g/kg)、K(6.23~8.23 g/kg)、Ca(13.67~19.33 g/kg)、Mg(0.86~0.97 g/kg)、Cu(14.49~37.71 mg/kg)、Zn(6.38~8.02 mg/kg)和Fe(55.91~85.74 mg/kg)。【结论】根据DRIS诊断,褚橙龙陵基地冰糖橙园普遍存在N、P、K、Ca、Mg缺乏,Cu、Zn、Fe相对过剩问题。DRIS图解法和指标法综合诊断既可求得各元素最适比范围和需肥紧迫程度,同时,参照冰糖橙叶片养分含量分级标准能判断树体营养元素的平衡状况,可用于生产上指导下一年合理施肥。

关键词: 综合营养诊断;DRIS;冰糖橙;成熟期;矿质营养

中图分类号: S666.4                          文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2020)10-2498-09

Comprehensive nutritional diagnosis and analysis of Bingtang orange leaf based on DRIS graphic method and index method in Chucheng orange Longling base

ZHOU Long1, 2, TANG Li2, CHEN Jun3, ZENG Zhi-wei1*, YANG De-rong1,4

(1Yunnan Yuntianhua Co., Ltd., Kunming  650228, China; 2College of Plant Conservation, Yunnan Agricultural University Kunming  650201, China; 3College of Agronomy and Biotechnology, Yunnan Agricultural University Kunming  650201, China; 4Yunnan Chemical Research Institute, Kunming  650228, China)

Abstract:【Objective】The nutrient comprehensive diagnosis of Citrus reticulate Blanco in Bingtang orange planting base was carried out by diagnosis and recommendation integrated system(DRIS)to provide a reference for nutrient diagnosis and balanced fertilization of citrus. 【Method】Taking 500 ha of Bingtang orange in Chucheng Orange Longling base in Yunnan as the research object(the orchard was randomly divided into eight regions), the research obtained the optimum ratio range of diagnostic parameters of various nutrient elements in Bingtang orange leaves by determining the contents of nitrogen(N), phosphorus(P), potassium(K), calcium(Ca), magnesium(Mg), copper(Cu), zinc(Zn) and iron(Fe) in leaves of mature autumn shoots and using the DRIS graphic method. And depending on the DRIS index method, the order of the urgency of Bingtang orange fertilizer demand and the nutrient imbalance index(NII) in each region were obtained. Therefore, the DRIS index classification standard of nutrient elements in citrus trees was preliminarily established. 【Result】The results showed that the content of nutrient elements in the high yielding garden(>22500 kg/ha) were higher than those in the low yielding garden(≤22500 kg/ha), there were significant differences(P<0.05) or extremely significant differences(P<0.01) in N, Fe, N/Fe, P/Fe, Ca/Mg, Ca/Fe, Mg/Zn between high-yield orchards and low-yield orchards. When the ratio of N/P ranged from 2.27 to 2.57, N/K ranged from 1.58 to 1.91, and the P/K ranged from 0.66 to 0.79, the nutrients of N, P and K were in equilibrium in Bingtang orange leaves. When the ratios of Ca/Mg, Ca/Fe, Mg/Fe, Cu/Zn, Cu/Fe and Zn/Fe were 17.01-19.09, 0.21-0.26, 0.012-0.015, 2.77-4.60, 0.30-0.43 and 0.09-0.12, Ca, Mg, Fe, Zn and Cu nutrients were in equilibrium in Bingtang orange leaves, respectively. Comprehensive diagnosis showed that the order of nutrient requirements for Bingtang orange leaves was Mg>N>K>P>Ca>Cu>Zn>Fe. The order of nutrient requirements for Bingtang orange in different regions was different, in which the nutrient requirements for high-yield orchards were N and P, while the nutrient requirements for low yield orchards were N and Mg. The average nutrient imbalance index (NII) showed that the nutrient proportion of citrus in low yield orchards was seriously unbalanced. According to the content range of mineral nutrient elements in leaves of high yield orchard, the suitable values of mineral nutrient elements in Bingtang orange leaves were determined as follows:N(11.66-13.30 g/kg), P(4.74-5.61 g/kg), K(6.23-8.23 g/kg), Ca(13.67-19.33 g/kg), Mg(0.86-0.97 g/kg), Cu(14.49-37.71 mg/kg), Zn(6.38-8.02 mg/kg) and Fe(55.91-85.74 mg/kg).【Conclusion】According to DRIS, the Bingtang orange orchards in Longling base generally lack N, P, K, Ca and Mg, but Cu, Zn and Fe are relatively surplus. The comprehensive diagnosis of DRIS graphic method and index method can obtain the optimal ratio range of each element and the urgency degree of fertilizer demand. Furthermore, the classification standard of leaf nutrient content can intuitively judge the balance of each nutrient element in citrus tree body, which is significant to guide reasonable fertilization in actual production in the next year.

Key words: comprehensive nutritional diagnosis; DRIS; Bingtang orange; mature period; mineral nutrition

Foundation item: National Key Research and Development Program of China(2017YFD0200207)

0 引言

【研究意義】我国是柑橘种植和生产大国。柑橘因具有特殊的风味和较丰富的营养价值,深受广大消费者喜爱(赵晓春,2017)。当前,受气候条件和病害等因素的影响,柑橘种植呈现西移现象,云南作为柑橘规模种植的新兴区域,在种植面积大量扩展的同时,种植技术相对较落后,缺乏科学技术指导,突出表现为生产中柑橘产量普遍不高、品质良莠不齐等。通过科学诊断施肥可获得果树优质丰产,确保补充营养充足平衡,并降低肥料浪费、减轻环境风险。诊断施肥综合法(Diagnosis and recommendation integrate system,DRIS)是根据植物养分平衡原理提出的一种可对多种营养元素同时诊断的叶片营养诊断法(Beaufils,1973)。DRIS法的诊断结果不易受采样时期、叶位、叶龄、品种及矿质元素间交互作用等因素的影响,因而成为目前重要的果树科学施肥植物营养诊断方法(刘红霞等,2009)。因此,开展基于DRIS图解法和指数法的柑橘综合营养诊断施肥,对探究柑橘叶片营养状况指导科学合理施肥具有重要意义。【前人研究进展】叶片营养诊断法作为一种重要的植物营养诊断方法,最早用于甘蔗(Elwali and Gascho,1983)和大豆(Beverly et al.,1986)等作物的施肥诊断,至今已经在大田作物(Mackay et al.,1987)、经济林(陈礼光等,2005;刘克林等,2009)和果树(马海洋等,2013;李志国等,2014)上得到广泛应用。尤其在指导果树科学施肥和果树营养状况诊断等方面,前人已在苹果(耿增超等,2003;马海洋等,2013)、葡萄(姜继元等,2013)、柑橘(杨宇等,2013;郑永强等,2018)、猕猴桃(李志国等,2014)、香梨(柴仲平等,2014)、菠萝蜜(Sun et al.,2015)、芒果(康专苗等,2018)和柚子(吴良泉等,2019;冯大兰等,2020)等果树上进行了广泛应用。Singh等(2012)通过对植物叶片营养元素含量及其比值进行DRIS诊断,确定了作物需肥顺序和施肥量;杨宇等(2013)开展柑橘叶片营养诊断施肥研究,通过柑橘叶片养分含量与分级参考标准进行对比简单得出叶片养分含量诊断结果;谢文龙等(2014)通过研究纽荷尔脐橙叶片矿质元素含量与果实品质的关系,在参考甜橙类(Reuther et al.,1968)叶片营养诊断标准的基础上,初步提出纽荷尔脐橙叶片16项矿质元素诊断标准;冯大兰等(2020)对柚园的叶片营养状况进行DRIS营养诊断分析,确定了梁平柚叶片矿质营养元素的适宜值。【本研究切入点】叶片养分DRIS综合营养诊断对科学指导果树施肥具有重要实践意义,但当前研究未将图解法和指数法进行有效结合,并运用于果树施肥顺序和营养元素适宜值研究,且目前关于云南柑橘叶片营养诊断的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】选取褚橙龙陵基地500 ha的冰糖橙为研究对象,将基地划分为8个区域,按照产量划分为高产园和低产园,随机采集冰糖橙秋梢叶片测定氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铜(Cu)、锌(Zn)和铁(Fe)8种矿质元素含量,采用DRIS图解法和指数法对冰糖橙叶片营养状况进行综合诊断分析,明确冰糖橙叶片养分含量分级标准,为冰糖橙的科学施肥提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验地概况

试验取样地为褚橙龙陵基地,位于云南省龙陵县勐糯镇(东经99°2',北纬24°14'),平均海拔904 m,面积约500 ha,坡度5°~20°。该区域属南亚热带季风气候,年平均气温约20.6 ℃,年均积温6812.1 ℃,雨量充沛但分布不均,干湿季分明,每年5—10月为雨季(9—10月雨量最充沛),11月—翌年4月为旱季,年均降水量约1260 mm,年均日照时数2316 h,年均相对湿度约79%,终年无雪。土壤以酸性红壤土为主。

1. 2 样品采集与测定

于2018年11月下旬开展试验,柑橘品种为冰糖橙,果园树龄均在4年左右,株行距为2 m×4 m,根据基地分布情况,将整个基地划分为8个具有代表性且产量稳定的冰糖橙园区(每个园区的面积均大于1 ha),并将8个冰糖橙园区分为高产园(>22500 kg/ha)和低产园(≤22500 kg/ha),其中高产园编号为2号、4号、7号和8号园区,低产园编号为1号、3号、5号和6号园区。每个园区选择长势基本一致的冰糖橙20株,并在树冠外围中部东、西、南、北4个方向上选择长度在20 cm以上的健壮秋梢进行叶片采集,每树10~15片,将每个方向分类单元叶片采摘混合后按四分法缩分成1个样本,及时送回实验室进行处理。

将各样本叶片分别洗净擦干,105 ℃下杀青30 min,75 ℃下连续烘干12~24 h至恒重,不锈钢粉碎机粉碎过0.25 mm尼龙筛,装袋待测。采用H2SO4-H2O2消解叶片样品,凯氏定氮法测N含量,钒钼黄比色法测P含量,火焰光度法测K含量;采用HNO3-HClO4消解,原子吸收分光光度计AAS法测Ca、Mg、Cu、Fe和Zn含量(鲁如坤,2000)。

1. 3 DRIS营养诊断分析

1. 3. 1 DRIS诊断参数统计 依据DRIS法计算原理,将各冰糖橙园叶片营养元素分析值和比值用N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、N/P、N/K、N/Ca、N/Mg、N/Cu、N/Zn、N/Fe、P/K、P/Ca、P/Mg、P/Cu、P/Zn、P/Fe、K/Ca、K/Mg、K/Cu、K/Zn、K/Fe、Ca/Mg、Ca/Cu、Ca/Zn、Ca/Fe、Mg/Cu、Mg/Zn、Mg/Fe、Cu/Zn、Cu/Fe和Zn/Fe等共36种形式表示,分别计算高产园和低产园叶片营养元素分析值和比值的平均值、标准差、变异系数、方差及方差比(VL/VH),并对不同高低产园叶片营养元素分析值和比值进行独立样本T检验。

1. 3. 2 DRIS图解法 参照陈礼光等(2005)关于柳杉苗木综合营养诊断研究中的2圆3坐标线18区域构成展示法,将10个区域分为平衡区、轻度不平衡区及严重不平衡区,分别使用“→”、“↗”和“↘”、“↑”和“↓”表示。

1. 3. 3 DRIS指数法 DRIS指数表示柑橘对某种营养元素的需求强度,表征实测值偏离最适值的程度,通过DRIS指数计算、排序来反映柑橘叶片对营养元素的需求情况(Monta?és et al.,1993),最终以营养不平衡指数(Nutrient imbalance index,NII)反映相应营养元素的平衡状况,当NII为0时,则营养元素含量处于平衡状态,NII为正值和负值分别表示营养元素含量相对过剩或相对缺乏,NII的绝对值越大说明营养元素含量越不平衡。以实测值相对于高产组最适值的偏离程度来计算DRIS指数,定义A/B为任意两种营养元素含量之比,a/b为高产园两种营养元素比的平均值,构建函数f(A/B)描述(A/B)偏离(a/b)的程度,则f(A/B)计算公式(McCray et al.,2010)如下:

A/B>a/b时,f(A/B)=[(A/B)/(a/b)-1]×1000/CV;

A/B

A/B=a/b时,f(A/B)=0  (1)

式中,CV表示A/B的变异系数。

N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn和Fe 8种元素的DRIS指数(以N为例)表达公式为:

IN=[f(N/P)+f(N/K)+f(N/Ca)+f(N/Mg)+

f(N/Cu)+f(N/Zn)+f(N/Fe)]/7          (2)

式中,IN为营养元素N的DRIS指数,以NII值(NII=∑|IX|/n)表示DRIS营养不平衡指数,通过各元素诊断指数绝对值之和的平均值进行表征。

1. 3. 4 叶片营养诊断临界标准 柑橘叶片浓度标准参照唐健等(2015)的计算和划分方法分为5个等级,诊断浓度标准对应营养元素类别分别为过剩(严重过量)、偏高(轻度过量)、平衡(最适范围)、偏低(轻度缺乏)和缺乏(嚴重缺乏)。临界标准由平衡指标(高产园中柑橘叶片营养元素DRIS诊断均值)结合标准差计算而得,通式如下:

标准值=平衡指标+N×标准差   (3)

式中,N指计算标准值的系数,取4/3、8/3、-4/3和-8/3分别用于计算过剩值、偏高值、偏低值和缺乏值,平衡值(适宜范围)介于偏高和偏低之间。

1. 4 统计分析

采用Excel 2013对试验数据进行计算;使用SPSS 24.0进行不同叶片营养元素表示形式间差异显著性分析和相关分析。

2 结果与分析

2. 1 冰糖橙叶片营养诊断结果

从表1可看出,高产园与低产园间N、Fe、N/Fe、P/Fe、Ca/Mg、Ca/Fe、Mg/Zn差异显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01),而其他营养元素表示形式差异不显著(P>0.05,下同)。由此可推断,冰糖橙叶片N、Fe含量可能与产量存在一定关联,且还可能受N/Fe、P/Fe、Ca/Mg、Ca/Fe和Mg/Zn比值的影响。由表1还可看出,高产园平均值大于低产园平均值的营养元素表达形式有N、P、K、Mg、N/P、N/K、N/Ca、N/Cu、N/Zn、N/Fe、P/Ca、P/Cu、P/Zn、P/Fe、K/Ca、K/Cu、K/Zn、K/Fe、Ca/Zn、Ca/Fe、Mg/Cu、Mg/Zn、Cu/Zn、Cu/Fe和Zn/Fe,高产园平均值小于低产园平均值的表达形式有Ca、Cu、Zn、Fe、N/Mg、P/K、P/Mg、K/Mg、Ca/Mg和Ca/Cu。总体上,整个园区高产园各营养元素含量大多高于低产园,且低产园的变异系数普遍较大,说明高产园养分较低产园充足,低产园叶片各矿质元素较高产园失调严重。

2. 2 冰糖橙叶片DRIS图解法营养诊断

DRIS诊断图由2个同心圆和3条通过圆心的坐标所组成,3条坐标相互间形成60°夹角。以N、P和K养分诊断为例,将冰糖橙园高产组的3个重要参数N/P、N/K和P/K的平均值作为圆心,分别为2.42、1.74和0.72(表1),以2/3倍标准差为内圆半径,以4/3倍标准差为外圆半径,计算得到N/P的内、外圆半径分别为0.15和0.30,N/K的内、外圆半径分别为0.17和0.33,P/K的内、外圆半径分别为0.07和0.13。如图1所示,当N/P在2.27~2.57时冰糖橙叶片N和P养分均处于平衡状态,当N/P在2.12~2.27时表征N养分偏低而P养分偏高,当N/P小于2.12时代表N养分缺乏而P养分过量,当N/P在2.57~2.72时表示N养分偏高而P养分偏低,当N/P超过2.72时,则N养分过量P养分缺乏。由此可知,N/P比值大小体现冰糖橙叶片N和P养分平衡丰缺状况,比值越小N养分越缺乏而P养分越过量,比值越大N和P养分含量越不平衡。

由图1也可看出,当N/K在1.58~1.91时冰糖橙叶片N和K养分含量处于平衡状态,当N/K在1.41~1.58范围内表现为N养分偏低K养分偏高,当N/K小于1.41时表现为N养分缺乏、K养分过量,当N/K处于1.91~2.08时表现为N养分偏高而K养分偏低,当N/K大于2.08时,N养分过量而K养分缺乏。由此可知N/K越小N养分越缺乏K养分越过量,N/K越大则N和K养分含量越不平衡。同时,P/K处于0.66~0.79时冰糖橙叶片P和K养分含量平衡,当P/K在0.59~0.66时表现为P养分偏高、K养分偏低,当P/K低于0.59时K养分缺乏、P养分过量,当P/K为0.79~0.85时K养分含量偏高、P养分含量偏低,当P/K超过0.85时K养分过量、P养分缺乏。说明P/K比值越小K养分越缺乏P养分越过量,比值越大则N和K养分越不平衡。

同理,将Ca、Mg、Cu、Zn和Fe 5种养分元素分为Ca、Mg、Fe和Cu、Zn、Fe两组分别进行DRIS营养诊断图绘制(图2和图3),Ca/Mg、Ca/Fe和Fe/Mg的平均值分别为18.05、0.24和0.01,Cu/Zn、Cu/Fe和Zn/Fe的平均值分别为3.69、0.36和0.10(表1),计算得到Ca/Mg的内、外圆半径为1.04和2.08,Ca/Fe的内、外圆半径为0.03和0.05,Mg/Fe的内、外圆半径为0.001和0.003,Cu/Zn的内、外圆半径为0.92和1.84,Cu/Fe的内、外圆半径为0.07和0.14,Zn/Fe的内、外圆半径为0.02和0.03。

由图2和图3可知,当Ca/Mg、Ca/Fe、Mg/Fe、Cu/Zn、Cu/Fe和Zn/Fe分别在17.01~19.09、0.21~0.26、0.012~0.015、2.77~4.60、0.30~0.43和0.09~0.12时,冰糖橙叶片Ca、Mg、Fe、Zn和Cu养分处于平衡状态,当Ca/Zn和Cu/Zn分别在15.97~17.01和1.85~2.77时表现为Mg和Zn养分偏高、Ca和Cu养分偏低,当Ca/Fe和Cu/Fe分别在0.19~0.21和0.23~0.30时表现为Ca、Cu养分含量偏低Fe养分偏高,当Mg/Fe和Zn/Fe分别在0.010~0.012和0.07~0.09时表现为Mg、Zn养分偏高Fe养分偏低。

同时,当Ca/Mg和Cu/Zn分别低于15.97和1.85时Ca、Cu养分缺乏,Mg、Zn养分过量;当Ca/Fe和Cu/Fe分别低于0.19和0.23时Ca、Cu养分缺乏,Fe养分过量;当Mg/Fe和Zn/Fe分别低于0.010和0.07时Fe养分缺乏,Mg、Zn养分过量。当Ca/Mg和Cu/Zn分别在19.09~20.13和4.60~5.52时表现为Ca和Cu养分偏高、Mg和Zn养分偏低;当Ca/Fe和Cu/Fe分别在0.26~0.29和0.43~0.50时表现为Ca和Cu养分含量偏高,Fe养分偏低;当Mg/Fe和Zn/Fe分别在0.015~0.016和0.12~0.14时表现为Mg和Zn养分偏低,Fe养分偏高。当Ca/Mg和Cu/Zn分别高于20.13和5.52时表现为Ca、Cu养分过量,Mg、Zn养分缺乏;当Ca/Fe和Cu/Fe分别高于0.29和0.50时表现为Ca、Cu养分过量,Fe养分缺乏;当Mg/Fe和Zn/Fe分别高于0.016和0.14时表现为Fe养分过量,Mg、Zn养分缺乏。

2. 3 冰糖橙叶片DRIS诊断指数及需肥顺序

营养元素间偏离程度表征各元素含量相互之间相对缺乏或相对过量的状态。从表2可知,在28种已选择的营养元素表达形式参数中,负值(22种)的表达形式数目大于正值(6种),说明各元素含量间在低产组中大多存在相对欠缺。f(N/P)为-1092.99,小于零,表示N养分相对于P养分缺乏;f(Ca/Mg)为1841.27,大于零,表示Ca养分相对于Mg养分含量过量。

DRIS诊断以实测值偏离高产组最适值的程度来表征,反映该元素在树体内的平衡状况。表3综合分析所有区域各营养元素的DRIS指数和需肥紧迫程度,高产园和低产园总体上N、P、K、Ca和Mg 5种大量和中量元素养分的DRIS指数为负值,Cu、Zn和Fe 3种微量元素大部分的DRIS指数为正值,说明整个园区均存在大量和中量养分缺乏症状及微量养分过量症状。通过对各元素DRIS指数进行排序可看出,总体上整个园区需肥顺序为Mg>N>K>P>Ca>Cu>Zn>Fe。在低产园中,1号、3号、5号和6号园区需求顺序排在第一位的营养元素分别是Cu、Mg、Mg和N,所有园区Fe均出现在需肥顺序的倒数第一位,其他元素含量在园区间需求各异,总体上需肥顺序为Mg>N>K>P>Ca>Cu>Zn>Fe;在高产园中,2号、4号、7号和8号园区需求顺序排在第一位的营养元素分别是N、K、Zn和Cu,营养需求顺序排在倒数第一位的营养元素分别是K、Cu、Fe和P,各元素含量在园区间需求各异,总体上需肥顺序为Zn>K>Mg>P>Fe>N>Ca>Cu。

NII由DRIS指数绝对值之和的平均值计算而得,是表征树体营养状况的重要指标,其值大小反映树体矿质营养的平衡性,值越大表明矿质营养越不平衡,值越小则越接近平衡。如表3所示,低产园的NII值均高于高产园,说明低产园冰糖橙养分比例失调较高产园严重,可能是导致低产园产量偏低的重要原因。

2. 4 冰糖橙叶片营养元素相关分析和診断临界分级

对整个冰糖橙园8个园区所有叶片营养元素含量进行相关分析,结果(表4)显示冰糖橙叶片P元素含量与Mg和Zn元素含量呈显著正相关,Ca含量与Cu和Zn含量也呈显著正相关,其他营养元素间相关性不显著。同时,冰糖橙叶片中N含量与P、K、Ca、Mg、Cu呈正相关,P与所有金属元素均呈正相关,K与除Mg外所有金属元素均呈负相关。由此说明,冰糖橙叶片中N、P与大多数金属元素表现出协同现象,而冰糖橙片中K与大多数金属元素呈现拮抗现象。

以高产园冰糖橙叶片各营养元素的DRIS诊断平均值作为平衡指标,各营养元素含量划分为平衡、稍不平衡和严重不平衡3种区域,将平衡指标与标准差相结合制定出冰糖橙营养元素浓度分级标准。从表5可看出,冰糖橙叶片营养元素N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn和Fe各元素含量的适宜范围为11.66~13.30 g/kg、4.74~5.61 g/kg、6.23~8.23 g/kg、13.67~19.33 g/kg、0.86~0.97 g/kg、14.49~37.71 mg/kg、6.38~8.02 mg/kg和55.91~85.74 mg/kg。以低产园1号园区为例,N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn和Fe养分含量分别为11.08 g/kg、5.68 g/kg、5.46 g/kg、20.7 g/kg、0.932 g/kg、35.3 mg/kg、9.9 mg/kg和117 mg/kg(数据未列出),对照表5分级标准,判定出N和K养分轻度缺乏、P和Ca养分轻度过量、Mg和Cu养分在最适范围、Zn和Fe养分严重过量。

3 讨论

植物体内养分平衡对于植物正常生长发育至关重要,某一必要养分处于相对缺乏状况时,植物的生长将受到该养分的限制,只有养分元素含量的比例处于相对最佳平衡状态时,植物产量和品质潜力才能得到应有的发挥(黄丽萍等,2017)。树体矿质营养元素含量的诊断和适宜浓度标准建立作为开展多年生果树柑橘合理施肥的重要依据,对指导科学平衡施肥以达优质高产具有重要意义(吴良泉等,2019)。DRIS法是根据树体中各种矿质元素平衡原理评估作物产量与叶片养分的关系,诊断作物高产限制养分因素,判断作物叶片养分含量间的平衡状态及其需求顺序(黄宇玉,1990)。本研究同时采用图解法与指数法相结合能更全面地对冰糖橙园区叶片营养元素进行诊断,图解法反映的养分需求范围较直观,指数法能确定各营养元素的需肥顺序,总体上整个园区需肥顺序为Mg>N>K>P>Ca>Cu>Zn>Fe。通过DRIS图解法和指数法诊断的养分需求范围、需肥紧迫程度排序及矿质营养浓度分级标准能直观判断冰糖橙叶片各营养元素的平衡、丰缺状况,可指导下一年及时合理施肥。然而,因DRIS指标表征的是相对值,未能反映单一矿质营养元素具体浓度,仅表达2种营养元素之间相对平衡状态而未充分考虑多种营养元素间的相互作用,若几种元素同时过量或过低时,可能导致高水平的平衡或低水平的营养平衡,易造成诊断误差,因此,在实际生产上,将DRIS诊断法与临界浓度法、养分范围法等多种诊断方法相结合进行诊断可进一步提高诊断精度(杜林梅,2011)。

本研究以高产园冰糖橙叶片营养元素DRIS诊断平均值作为平衡指标,提出冰糖橙生产的叶片元素N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn和Fe各养分的适宜含量范围。相较于郑永强等(2018)以高产为目标研究三峡库区鲍威尔脐橙花期叶片提出的营养诊断标准,本研究中冰糖橙叶片N、K和Zn适宜范围偏低,而P、Ca、Mg、Cu和Fe适宜范围偏高;与冯大兰等(2020)对梁平柚的营养诊断标准相比,本研究中冰糖橙叶片N、K、Ca、Mg、Zn和Fe适宜范围偏低,而P、Cu适宜范围偏高;与吴良泉等(2019)提出的琯溪蜜柚营养诊断标准(以高产优质为目标)相比,N、K、Ca和Zn适宜范围偏低,P适宜范围偏高。综上所述,说明不同柑橘品种间、不同时期叶片养分含量间存在差异,另外也表明褚橙龙陵基地冰糖橙总体养分缺乏较严重。

秋梢叶片的生长伴随着前期果实对叶片营养的竞争,影响冰糖橙叶片N、K、Ca和Mg含量,因冰糖橙秋梢作为来年的挂果(母)枝,选取秋梢叶片进行诊断,可将诊断结果结合冬肥进行施用,为来年挂果和枝梢抽发提供科学依据。从土壤养分含量来看,褚橙龙陵基地为酸性红壤,土壤肥力较低,有机质含量较少,保肥性能较差,可能是造成叶片氮含量偏低的主要原因;针对以上存在情况,可在施冬肥时增加有机肥、氮钾肥的施用,有针对性地补充硼砂等中微量元素肥以满足冰糖橙生长营养平衡。尽管叶片综合营养诊断分析可对多种营养元素诊断,然而,从叶片养分含量对树体营养状况进行评判进而指导施肥,可能缺乏对土壤养分状况的真实了解,具有一定的片面性。为更好地进行冰糖橙园营养诊断以指导科学施肥,下一步有必要将叶片营养诊断与土壤养分测试相结合进行诊断施肥研究。

4 结论

褚橙龙陵基地冰糖橙园普遍存在N、P、K、Ca、Mg缺乏及Cu、Zn、Fe相对过剩问题,低产园冰糖橙营养比例失衡情况较严重。DRIS图解法和指标法综合诊断既可求得各元素最适比范围和需肥紧迫程度,同时,叶片养分含量分级标准能直观判断冰糖橙树体各营养元素的平衡状况,可用于生产上指导下一年及时合理施肥。

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(責任编辑 邓慧灵)

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