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吴正保, 哈地尔·依沙克, 罗 达
(新疆林业科学院，新疆 乌鲁木齐 830000)
叶片营养分析与诊断己广泛应用于经济林树种营养与土壤肥力研究，根据叶片营养诊断，可以确定施肥时补充养分的先后顺序，诊断出潜在的养分缺乏问题以及叶片矿质养分总的平衡状况，该方法已成为经济林树种现代化生产的重要手段之一[1-8]。2020年底，新疆维吾尔自治区(不含兵团)红枣种植面积达3.187×105hm2，其中灰枣种植面积约占70%左右。但生产中枣农施肥盲目，导致肥料利用率低、生产成本增加，这是造成近些年红枣种植效益下降的主要原因之一。目前，国际上常用的作物营养诊断方法主要有4种[9]，其中DRIS(Diagnosis and Recommendation Integrated System)法是以植物养分平衡状态诊断植物营养状况，具有确诊率较高、诊断结果受植株年龄和品种及取样部位影响小等优点[10]，因而在油茶、柑橘、苹果、香蕉、石榴和板栗等营养诊断上已有广泛应用[11-17]；
关于枣树营养诊断的研究已有报道[18-23]，但迄今鲜见对新疆成龄灰枣叶片的DRIS研究报道。为此，本试验通过对阿克苏地区主要种植区的灰枣叶片养分含量进行分析测定，以及叶片主要营养元素间的回归分析和相关分析，并利用DRIS法对叶片营养状况进行诊断，从而探讨丰产枣树的营养指标，同时了解阿克苏地区灰枣园的叶片营养平衡状况和需肥状况，旨在为灰枣叶片营养诊断体系的建立、科学施肥技术的制定提供理论参考。
1.1 试验地概况
新疆阿克苏地区属暖温带干旱气候区，降水稀少，蒸发量大，气候干燥；
无霜期205～219 d，年平均太阳总辐射量为544～590 kJ·cm-2，年日照2 855～2 967 h，年均气温9.9～11.5℃，平均降雨量44.6～60.8 mm，年蒸发量1 980～2 602 mm，年均风速1.7～2.4 m·s-1。红枣栽植区土壤主要以棕漠土、风砂土、棕钙土为主，且多数为盐碱土。
1.2 试验材料及采样
根据阿克苏地区灰枣的分布、立地条件、产量等特点，选取阿克苏市、温宿县、实验林场和红旗坡农场的代表性枣园共31个作为叶样采集样园(面积>1 hm2)，常规施肥管理。供试品种为灰枣，树龄12～14 a，株行距(2～3) m×4 m。
于2020年7月中旬，枣树开花末期采集叶样。每个枣园随机选取20株树，选择树冠外围中部东、西、南、北4个方向的二次枝进行标记，采集其中部枣股所抽生枣吊的中部叶片(带叶柄)，每株树4个方向各采叶3片，组成混合样，重复4次。将采集的叶样放入密封袋后带回试验室，依次用自来水、蒸馏水和无离子水逐片快速冲洗，干净叶样置于105℃恒温杀青和80℃烘12 h至恒重，用不锈钢粉碎机粉碎后，将叶样装入密封袋中待测。
1.3 测定项目及方法
叶片N元素浓度测定采用靛酸蓝比色法；
P元素浓度测定采用钼锑抗比色法；
K元素浓度测定采用火焰光度计法；
叶片Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg元素浓度测定采用原子吸收分光光度计法；
单果重用千分之一电子天平测定。
10月上旬枣果完熟期，人工统计各采样株的枣果数，并在每个标记的二次枝上随机采集3个枣果，同一枣园的枣果进行混样，用四分法在每个样本中取60个左右枣果测定单果重，以计算单株产量。
1.4 数据处理
统计分析叶片营养元素含量范围、平均值、标准差，变异系数等，进而确定阿克苏地区灰枣叶片各元素的营养现状。DRIS指数表示作物对某一养分元素需求程度，需肥次序的诊断用DRIS指数法，DRIS指数的计算均按标准方法进行，公式如下：
(1)
(2)
式中,A,B,X,…代表灰枣叶片对应的养分浓度；
a/b代表与A/B相对应的高产组灰枣叶片中养分含量的比值；
CV为高产组灰枣叶片中任意2种养分含量比值的变异系数；
n为参与营养诊断的矿质营养种类数。所有数据均采用SPSS 18.0 for Windows(Copyright SPSS Inc. 2007)和Excel 2010分析，用SigmaPlot for Windows Version 12.0(Copyright Systat Software Inc. 2011)作图。
2.1 不同灰枣园叶片主要营养元素含量和产量分析
由表l可见，灰枣叶片大量元素的含量范围分别为N 2.93～3.90 g·100g-1、P 0.15～0.45 g·100g-1、K 1.35～2.56 g·100g-1、Ca 1.81～3.23 g·100g-1、Mg 0.36～0.71 g·100g-1，平均值分别为:N 3.40 g·100g-1、P 0.24 g·100g-1、K 1.85 g·100g-1、Ca 2.44 g·100g-1、Mg 0.50 g·100g-1；
微量元素的含量范围分别为：Mn 28.60～107.67 mg·kg-1、Cu 2.30～7.17 mg·kg-1、Fe 211.33～446.00 mg·kg-1、Zn 16.27～18.37 mg·kg-1，平均值分别为：Mn 63.10 mg·kg-1、Cu 4.60 mg·kg-1、Fe 321.90 mg·kg-1、Zn 28.59 mg·kg-1。产量范围为1.39～7.80 kg·株-1，其平均单株产量为5.47 kg。通过t-检验测定的各项指标覆盖范围均比较全面，数据范围大，选择的枣园条件符合做DRIS营养诊断分析。
表1 不同灰枣园叶片大量元素、微量元素和产量统计表Table 1 Statistical table of leaves in major elements, trace elements and yield of different ‘Huizao’ orchards
2.2 灰枣DRIS诊断参数统计及相关性分析
以灰枣叶片N、P、K元素浓度作为诊断依据，采用DRIS诊断指数法制定灰枣DRIS营养诊断标准如表2所示。由于灰枣尚未制定产量高低标准，根据当地灰枣栽培技术和产量水平，按照单株产量的高低将31个枣园划分低产组(枣园编号为1、2、3、4、27和28)、中产组(枣园编号为5、7、18、19、20、21、22、23、24、25、26、29、30和31)和高产组(枣园编号为6、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17)。划分标准为：低产组单株产量≤4 kg，中产组单株产量为4～7 kg，高产组的单株产量≥7 kg。选择低产组、中产组与高产组方差比较大的3种元素的比值作为DRIS的重要参数，分别为N/P、N/K、K/P。由此可以确定灰枣叶片N、P、K元素浓度的最佳比值范围分别为：N/P=11.861±2.859、N/K=1.820±0.306、K/P=6.667±2.027。
表2 灰枣DRIS诊断参数统计表Table 2 DRIS diagnosis parameter statistic table of ‘Huizao’
通过对重要参数N、P、K与产量之间做一元二次回归方程拟合(如图1所示)，灰枣叶片N浓度(x)与产量(Y)回归方程为Y=-4.49x2+36.94x-67.91，相关性系数为0.85；
P浓度与产量回归方程为Y=-50.08x2+40.87x-0.941，相关性系数为0.47；
K浓度与产量回归方程为Y=1.87x2-4.32x+6.90，相关性系数为0.25。
图1 氮磷钾与产量的回归方程图和相关性Fig.1 Regression equations and correlation of N, P, K and yield
2.3 不同灰枣园DRIS诊断指数分析
根据DRIS诊断指数计算结果的检验要求指数的代数和为零的原则，要求N指数+P指数+K指数=0，如表3所示，各行3个指数的代数和为零，表明计算结果无误。负指数的绝对值越大，植物需肥强度越大。按产量组统计施肥顺序，各组各元素施肥顺序第一的枣园数及其频率分别为：高产组，N—4—37.0%，P—2—18.0%，K—5—45.0%；
中产组，N—0，P—13—92.9%，K—1—7.1%；
低产组，N—0，P—6—85.7%，K—1—14.3%。
表3 灰枣园DRIS诊断指数表Table 3 DRIS diagnostic index of ‘Huizao’ orchard
果树的营养诊断主要有4种方法，分别为充足范围法(Sufficiency Range Approach，SRA)、临界值法(Critical Value Approach，CVA)、诊断施肥综合法(Diagnosis Recommended Integrated System，DRIS)和组分营养诊断法(Compositional Nutrient Diagnosis，CND)。其中，DRIS法的优势在于不仅能有效诊断出树体养分的盈缺状况，还能对树体的养分需求程度进行量化排序[15]。本研究在阿克苏地区调查的31个成龄灰枣园中，需磷肥次数位于前列的枣园占67.7%，需钾肥次数位于前列的占19.4%，需氮肥次数位于前列的占12.9%，表明该地区的灰枣园缺磷现象普遍。造成这种现象的原因主要在于，一是该地区土壤含盐量高，土壤盐渍化严重(pH值普遍在8.0以上)[24]，导致土壤普遍甚至严重缺磷；
二是枣园以施氮肥为主，少施或不施磷肥，且由于水肥管理不当，磷肥流失严重。
DRIS诊断法是Beaufils经过20余年的研究提出的植物营养诊断方法。Mourão[25]研究认为，只有矿质元素含量的比例处于最佳平衡状态，植物才能发挥应有的产量潜力。本研究中31个枣园按产量水平分类，可分为高产组(6个)、中产组(14个)和低产组(11个),通过对叶片营养元素浓度与产量之间的相关性分析结果表明，阿克苏地区成龄灰枣产量与叶片氮含量呈正相关，说明提高灰枣叶片氮含量是提高其产量的关键。
灰枣高产组，施肥顺序中钾肥为第1位的达45%，略高于氮肥，磷肥为第1位的占18%。因此，欲使灰枣高产组更高产，需要氮肥与钾肥并增，配合磷肥，对氮、磷、钾肥及其配合施用技术要求更高；
建议暂按现有氮肥、钾肥施肥水平普遍提高10%的施肥量，在7月上中旬叶面喷施磷肥2～3次，施肥顺序第一为磷肥的枣园增加磷肥施用量10%。对于灰枣中产组和低产组，缺乏磷营养已成为其增产的限制因素，鉴于磷肥在施用氮肥和钾肥的基础上才能较好地发挥肥效，故不宜单施磷肥，应在施用氮肥和钾肥的基础上合理增施磷肥，并改进磷肥施用技术；
建议春季将磷肥在根系周围集中深施于土下8～10 cm，并结合7月上中旬喷施叶面肥。
通过对阿克苏地区7月中旬的成龄灰枣叶片养分元素(N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg)浓度进行分析，提出以叶片N、P和K营养元素浓度作为该地区成龄灰枣叶片DRIS诊断依据，取得较高的诊断正确率。试验结果表明，N/P=11.861±2.859、N/K=1.820±0.306和K/P=6.667±2.027为该地区DRIS诊断的灰枣叶片N、P、K营养元素浓度最佳比值。研究结果为阿克苏地区成龄灰枣园制定科学合理的施肥管理技术提供参考依据。
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