柑橘作为世界主要水果和经济作物之一,具有较高的营养价值、良好的经济效益和较强的环境适应性,在全球130 多个国家或地区广泛种植[1-2]。据FAO统计,2020年世界柑橘种植面积和产量分别为10.1×106 hm2和15.8×107 t,已稳居世界水果首位;自2007年以来,中国已成为世界最大的柑橘生产国,2020年全国柑橘种植面积和产量分别高达3.0×106 hm2和4.5×107 t,约占世界柑橘种植和产量的30%和28%,柑橘产业绿色发展在中国社会经济发展和乡村振兴中具有重要地位。中国作为世界柑橘的起源演化中心之一,拥有丰富的种质资源,包括柑类、橘类、橙类、柚类等广泛种植在长江以南地区[3-4]。福建省平和县(24°02′~24°35′E、116°54′~117°31′N)是中国名特优柚类品种琯溪蜜柚[Citrus grandis(L.)Osbeck‘Guanximiyou’]的原产地,作为重要的地理标志产品,该地区现已发展为中国柚类生产最集中、产值最高的种植区[5]。自20世纪80年代以来,随着蜜柚产业的快速发展,农户片面追求高产的经济效益,长期不合理地施用化肥和农药等,致使生产管理问题突出[6-9],从而导致柚园土壤养分不平衡、土壤酸化加剧、土壤质量下降[10-12],进而引起蜜柚树体养分失衡、产量和品质下降以及一系列的次生环境风险普遍发生[13-15]。因此,开展基于琯溪蜜柚养分需求特性的养分优化管理研究是平和县琯溪蜜柚提质增效生产亟须解决的重大课题,对提高县域蜜柚产业绿色高质量发展具有重要的理论和现实意义。
柑橘作为多年生常绿果树,其新生器官(1年生叶、枝、花和果)的生物量与矿质营养吸收、产量形成密切相关,既可以反映树体养分丰缺状况,也为来年开花结果奠定营养基础,是合理施肥的重要依据[16-19]。Shipley 等[20]指出生物量是衡量植物生长发育和养分吸收的重要指标之一,不同器官的生物量分配特性也进一步反映植物产量形成潜力。钙(Ca)和镁(Mg)都是植物正常生长发育所必需的营养元素,充足的Ca和Mg 营养供应是包括柑橘在内的植物正常生长发育和产量、品质形成的重要保证[15,21-25]。而Li等[10]调查指出,平和县蜜柚园土壤交换性钙和交换性镁的缺乏比例分别高达65.8%和77.4%,从而引起4.8%和35.6%的叶片Ca和Mg营养缺乏,进而导致果实开裂和叶片黄化现象突出,严重影响了树体营养和果实产量及品质[7,23]。Guo等[11-12]发现平和县不同种植系统土壤交换性钙和交换性镁的缺乏比例分别高达99.2%和81.1%,且土壤交换性钙被筛选为蜜柚园土壤化学质量评价的最小数据集指标。作为柑橘重要种类的蜜柚,前期相关研究主要聚焦在氮磷钾养分优化综合管理方面,周年地上部新生器官生物量累积与钙镁养分需求特性未见系统报道。针对琯溪蜜柚生产中Ca和Mg养分严重缺乏的现状,笔者在本研究中通过解析盛果期琯溪蜜柚周年地上部新生器官生物量累积和分配特征,探究新生器官Ca 和Mg 养分的吸收、累积与分配动态变化,综合定量分析琯溪蜜柚生长发育和钙镁养分需求特性,以期为有针对性的钙镁养分优化管理提供科学依据,结果对福建省平和县蜜柚产业绿色高质量发展具有重要的意义。
试验地点在福建省平和县坂仔镇五星村,该地区是县域琯溪蜜柚核心产区。试验蜜柚园土壤为酸性红壤,其0~20 cm土层土壤理化特性为:pH值4.3、有机质含量(w,后同)19.17 g ∙kg-1、速效氮含量45.88 mg∙kg-1、有效磷含量473.96 mg∙kg-1、速效钾含量268.61 mg∙kg-1、交换性钙含量294.86 mg∙kg-1和交换性镁含量73.58 mg ∙kg-1,属于高磷钾低钙镁水平[6,10,12]。试验蜜柚园为酸柚嫁接红肉琯溪蜜柚种植10 a(年)的盛果期蜜柚树,其树势和种植特性为:株高3.5 m、冠幅2.9 m、茎基部直径0.13 m、鲜果产量70 kg·株-1和种植密度750 株·hm-2。
依托笔者课题组设置的蜜柚养分资源综合管理定位试验[6],于2019—2020 年连续进行2 a(年),共选取代表性长势一致的8 株蜜柚树作为试验材料,单株重复,分别采集新叶、新枝、果实和落花落果作为样品。试验地采取优化施肥处理,其N-P2O5-K2O化肥用量为200-0-200 kg ∙hm-2,供试肥料为尿素(46%N)和硫酸钾(51%K2O),施肥时期分为4个阶段,即促梢促花肥(2月)、稳果肥(4月)、果实膨大肥(6 月)以及过冬肥(12 月),肥料运筹比例为3∶2∶3∶2,各肥料均在离树干20~80 cm 处进行环形均匀撒施。
1.3.1 蜜柚地上部新生器官样品采集 在蜜柚5个关键生育期,即春梢萌发期(spring shoot germination stage,SSGS)、开花期(flowering stage,FS)、幼果期(young fruit stage,YFS)、果实膨大期(fruit expanding stage,FES)和果实成熟期(fruit maturity stage,FMS)分别进行地上部新生枝条和果实样品采集,在树高1.0~1.5 m树冠外围处分别沿南北和东西对称方位采集代表性的新生挂果枝梢和未挂果枝梢各4个,并进一步区分为挂果叶(leaf with fruit,L+F)、挂果枝(branch with fruit,B+F)、未挂果叶(leaf without fruit,L-F)、未挂果枝(branch without fruit,B-F)、果皮(peel)和果肉(pulp)6 个部分。同时,从盛花期(3月)到稳果期(5月),于每株蜜柚树下铺设3 m×3 m的106 μm尼龙网至树冠滴水线外30 cm处并固定,分别于盛花期后20、27、34、41 和48 d 收集落蕾、落花及落果,其总量即为落花落果(fallen flowers and fruits,FFF)生物量[5],并记录每株树的最终挂果量。另外,在蜜柚采收后2 个月(12 月)进行枝叶修剪,收集每株树的修剪物,分离出新生叶片和枝条器官,分别记录其数量和生物量,并依此统计蜜柚树上未修剪的新叶和新枝器官的数量和生物量;其中,由于蜜柚夏秋梢较少,不单独计量而合计为新生器官。蜜柚地上部新生器官样品采集和分类如图1所示。
图1 琯溪蜜柚地上部新生器官样品采集和分类
Fig.1 The samples collected and classification of aboveground newborn organs of Guanximiyou pomelo trees
1.3.2 蜜柚植株生物量和养分测定方法 每次收集的落花落果用去离子水清洗后置于烘箱中105 ℃杀青30 min,经75 ℃烘干至恒质量后称量,5次收集总质量即为落花落果生物量[5]。叶片、枝条和果实器官各部分样品先称量其鲜质量,再用去离子水清洗后置于烘箱中105 ℃杀青30 min,经75 ℃烘干至恒质量后称量干质量;然后,用不锈钢粉样机将各部分干样粉碎、过筛并保存备用待测。采用浓HNO3-HClO4混合酸法消解提取,使用ⅠCP-OES(Optima 7300 DV,PerkinElmer,美国)仪器测定样品中的Ca 和Mg 含量。在Ca和Mg元素含量测定过程中以购买自中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所制备的国家标准物质——柑橘叶(GBW10020)为参照。
1.3.3 蜜柚植株生物量和养分累积计算 修剪新生枝(叶)器官和未修剪新生枝(叶)器官的生物量之和为蜜柚树地上部新生枝(叶)器官生物量;各时期新生枝(叶)器官生物量=各时期单个枝(叶)生物量×修剪时统计单株蜜柚树新生枝(叶)数量;各时期果实总生物量=各时期单果质量×成熟期挂果量;各时期蜜柚树地上部新生器官总生物量为各时期各新生器官(即叶片、枝条、果实或落花落果)生物量之和;各时期蜜柚树地上部新生器官总养分累积量为各时期各新生器官养分累积量(养分含量×生物量)之和;蜜柚树地上部养分表观平衡=施肥养分量-地上部新生器官养分累积量[17-18]。
试验数据采用Microsoft Office Excel 2020 和SPSS 26.0 软件进行整理和统计分析(p<0.05),应用Origin 2022软件作图。
蜜柚地上部新生器官生物量随生育进程逐渐增加,且各器官生物量增长速率表现为果实>叶片>枝条(图2)。2019 和2020 年周年蜜柚地上部新生器官总生物量平均为17.69 kg·株-1,其中,叶片、枝条、果实和落花落果生物量平均分别为4.14、0.67、12.32 和0.57 kg·株-1,且均以未挂果叶(96.08%)、未挂果枝(91.49%)和果肉(61.88%)部分生物量为主。
图2 琯溪蜜柚地上部新生器官(A)、叶片(B)、枝条(C)和果实(D)生物量累积动态
Fig.2 The biomass accumulation dynamics in aboveground newborn organs(A),leaves(B),branches(C),and fruits(D)of Guanximiyou pomelo tree
SSGS.春梢萌发期;FS.开花期;YFS.幼果期;FES.果实膨大期;FMS.果实成熟期;L-F.未挂果叶;L+F.挂果叶;B-F.未挂果枝;B+F.挂果枝。不同小写字母表示在同一年份不同生育期间差异显著(p<0.05)。下同。
SSGS.Spring shoot germination stage; FS.Flowering stage;YFS.Young fruit stage; FES.Fruit expanding stage; FMS.Fruit maturity stage; L-F.Leaf without fruit;L+F.Leaf with fruit;B-F.Branch without fruit;B+F.Branch with fruit.The different small letters indicate significantly difference among different growth stages in the same year at p<0.05.The same below.
蜜柚各新生器官生物量分配随生育进程动态变化而变化,表现出叶片和枝条生物量分配逐渐下降而果实生物量分配逐渐上升的趋势;其中,果皮生物量分配随果实发育呈先增加后下降的变化趋势,而果肉生物量分配则逐渐增加(图3)。2019和2020年成熟期蜜柚叶片、枝条和果实的生物量分配平均分别为24.14%、3.89%和71.97%,其中,挂果叶(L+F)和未挂果叶(L-F)平均分别为0.95%和23.19%,挂果枝(B+F)和未挂果枝(B-F)平均分别为0.33%和3.56%,果肉和果皮平均分别为44.54%和27.43%,而落花落果的生物量分配分别约占开花期和成熟期的14.80%和3.53%。
图3 琯溪蜜柚地上部新生器官生物量分配特性
Fig.3 The biomass distribution characteristics of aboveground newborn organs of Guanximiyou pomelo tree
由表1 和表2 可知,蜜柚地上部新生器官在不同生育期Ca 和Mg 含量均存在显著差异。整体而言,除果肉Ca 含量随生育进程逐渐下降外,其他器官Ca 含量均呈上升趋势;Mg 含量在未挂果枝条中呈上升趋势,在未挂果叶中则呈先上升后下降变化趋势,而在其他器官中则呈下降趋势。不同器官Ca 含量整体表现为枝条>叶片>果实,而Mg 含量则为叶片>枝条>果实;其中,挂果梢Ca 和Mg 含量低于未挂果梢,而果皮则高于果肉。双因素方差分析显示,年份与器官的交互作用显著影响周年蜜柚新生器官Ca 和Mg 含量,年际对Ca 含量有影响,但对Mg含量无影响。
表1 琯溪蜜柚地上部新生器官钙含量动态
Table 1 The dynamics of Ca concentration in aboveground newborn organs of Guanximiyou pomelo trees (g∙kg-1)
注:同一行不同小写字母表示同一器官在不同生育期差异显著(p<0.05)。双因素方差分析中,NS 表示差异不显著;*.p<0.05;**.p<0.01。下同。
Note:The different small letters in the same line indicate significantly difference among growth stages of the same organ at p<0.05.Ⅰn two-way ANOVA analysis,NS means no significant;*.p<0.05;**.p<0.01.The same below.
年份Year 2019春梢萌发期SSGS 幼果期YFS 果实膨大期FES 果实成熟期FHS开花期FS 3.69±0.21器官Organ落花落果Fallen flowers and fruits挂果叶L+F未挂果叶L-F挂果枝B+F未挂果枝B-F果肉Pulp果皮Peel落花落果Fallen flowers and fruits挂果叶L+F未挂果叶L-F挂果枝B+F未挂果枝B-F果肉Pulp果皮Peel 3.70±0.22 e 6.26±0.46 e 23.00±0.68 c 28.13±0.40 c 18.29±0.70 c 28.52±1.21 c 2.76±0.14 b 5.43±0.40 c 25.65±0.38 b 30.20±0.79 b 28.95±0.49 b 32.09±1.25 b 2.51±0.16 c 7.33±0.51 b 27.94±0.45 a 32.48±0.85 a 30.37±0.87 a 36.46±1.11 a 2.25±0.18 d 8.44±0.67 a 2020 22.01±0.90 d 18.31±0.59 d 13.39±0.97 d 16.46±0.88 d 3.48±0.37 a 4.36±0.24 d 3.30±0.11 3.90±0.21 e 5.10±0.39 e 24.91±0.49 c 19.29±0.60 d 12.77±0.78 d 13.27±0.58 d 2.95±0.21 a 3.94±0.37 d 25.58±0.74 c 29.98±1.06 c 18.87±0.67 c 25.18±0.93 c 2.41±0.19 b 6.25±0.31 c 29.85±0.84 b 31.02±1.30 b 25.88±1.43 b 32.41±1.45 b 2.12±0.23 c 7.24±0.61 b 31.31±1.23 a 36.17±0.64 a 30.27±1.35 a 38.91±1.14 a 1.90±0.11 d 9.15±0.72 a方差分析Analysis of variance年份Year(Y)器官Organ(O)Y×O************NS*********NS****
表2 琯溪蜜柚地上部新生器官镁含量动态
Table 2 The dynamics of Mg concentration in aboveground newborn organs of Guanximiyou pomelo trees (g∙kg-1)
年份Year 2019春梢萌发期SSGS幼果期YFS果实膨大期FES果实成熟期FHS 1.57±0.17 d 2.22±0.15 d 3.10±0.20 a 3.24±0.17 a 1.67±0.08 b 2.75±0.18 c 1.39±0.13 b 1.80±0.02 a 2.76±0.11 b 3.12±0.17 ab 1.53±0.08 c 3.05±0.03 b 1.09±0.09 c 1.42±0.10 b 2.37±0.21 c 2.78±0.19 c 1.58±0.06 bc 3.22±0.06 a 0.97±0.07 d 1.18±0.10 c 2020器官Organ落花落果Fallen flowers and fruits挂果叶L+F未挂果叶L-F挂果枝B+F未挂果枝B-F果肉Pulp果皮Peel落花落果Fallen flowers and fruits挂果叶L+F未挂果叶L-F挂果枝B+F未挂果枝B-F果肉Pulp果皮Peel 1.48±0.15d 2.32±0.17 c开花期FS 1.78±0.09 3.11±0.24 a 3.01±0.15 b 1.85±0.10 a 2.69±0.15 c 1.53±0.12 a 1.90±0.12 a 1.84±0.12 3.01±0.33 a 2.69±0.15 b 1.95±0.12 a 2.67±0.23 b 1.36±0.11 a 2.11±0.15 a 2.97±0.17 a 2.99±0.22 a 1.72±0.08 b 2.73±0.11 b 1.29±0.14 a 1.99±0.16 a 2.60±0.30 b 3.12±0.17 a 1.62±0.10 b 2.92±0.28 ab 0.95±0.07 b 1.60±0.05 b 2.49±0.12 b 2.51±0.11 c 1.61±0.08 b 3.12±0.24 a 0.84±0.03 c 1.20±0.10 b方差分析Analysis of variance年份Year(Y)器官Organ(O)Y×O NS**NS NS****NS****NS***NS****
蜜柚地上部新生器官Ca 累积量随生育进程逐渐显著增加(图4)。2019 和2020 年成熟期蜜柚地上部新生器官Ca 累积量分别为201.27 和245.88 g·株-1,2020 年Ca 累积量高于2019 年,这主要是因为2020 年叶片Ca 累积量高于2019 叶片Ca累积量。成熟期蜜柚叶片、枝条和果实2年平均Ca累积量分别为141.88、24.51 和57.19 g·株-1,且均以未挂果叶(96.62%)、未挂果枝(92.98%)和果皮(72.20%)部分Ca累积量为主,而落花落果2年平均Ca累积量仅为2.00 g·株-1。
图4 琯溪蜜柚地上部新生器官(A)、叶片(B)、枝条(C)和果实(D)钙累积动态
Fig.4 Ca accumulation dynamics of aboveground newborn organs(A),leaves(B),branches(C),and fruits(D)of Guanximiyou pomelo tree
与Ca 相似,蜜柚地上部新生器官Mg 累积量也随生育进程逐渐显著增加,但成熟期叶片Mg 累积量显著下降(图5)。2019和2020年成熟期蜜柚地上部新生器官Mg累积量分别为25.54和25.14 g·株-1,其中2020年叶片Mg累积量高于2019年,而2019年果实Mg 累积量高于2020 年。成熟期蜜柚叶片、枝条和果实2 年平均Mg 累积量分别为10.83、2.01 和12.50 g·株-1,且均以未挂果叶(96.37%)、未挂果枝(95.48%)和果皮(44.90%)部分Mg 累积量为主,而落花落果2年平均Mg累积量仅为1.03 g·株-1。
图5 琯溪蜜柚地上部新生器官(A)、叶片(B)、枝条(C)和果实(D)镁累积动态
Fig.5 Mg accumulation dynamics of aboveground newborn organs(A),leaves(B),branches(C),and fruits(D)of Guanximiyou pomelo tree
整体而言,除新梢萌发期外,蜜柚果实中的Ca和Mg 累积分配均随生育进程逐渐增加,而叶片则呈下降趋势,枝条相对稳定(图6)。2019 和2020 年成熟期蜜柚叶片、枝条和果实的Ca累积分配分别为63.10%、11.03%和25.87%,Mg 累积分配分别为42.75%、7.92%和49.33%;其中,未挂果叶、未挂果枝和果皮中为Ca 主要累积分配部位,分别为60.94%、10.26%和18.60%,而未挂果叶、未挂果枝和果肉中为Mg 主要累积分配部位,分别为41.20%、7.56%和27.17%。
图6 琯溪蜜柚地上部新生器官钙(A)和镁(B)累积分配特性
Fig.6 The distribution characteristics of Ca(A)and Mg(B)accumulation in aboveground newborn organs of Guanximiyou pomelo tree
以蜜柚常规种植密度750 株·hm-2和不施用外源Ca 和Mg 肥计,盛果期蜜柚周年地上部新生器官(叶片、枝条、果实和落花落果)的Ca和Mg养分需求量分别为169.18 和19.78 kg∙hm-2(图7);其中,因果实收获带走的Ca 和Mg 养分分别占总养分需求的25.58%和49.35%。根据表观养分平衡估算,在去除落花落果部分(Ca 1.50 kg∙hm-2、Mg 0.77 kg∙hm-2)的养分归还外,盛果期蜜柚园Ca 和Mg 养分长期处于亏缺状态。
图7 琯溪蜜柚地上部新生器官钙、镁养分的表观平衡
Fig.7 Apparent balance of Ca and Mg nutrients in the aboveground newborn organs of Guanximiyou pomelo tree
中国柑橘园钙镁养分缺乏现状普遍,已严重制约着柑橘产量和品质的提升。重庆[21,26]、福建[10-12,23]、江西[24,27-28]、四川[25]等柑橘主产区的报道指出,柑橘园土壤和叶片均呈现出不同程度的钙镁缺乏,进而影响树体的营养状况和果实产量、品质的形成。这可能是果实收获带走钙镁养分的直接损失以及柑橘园长期过量施用氮磷钾肥而忽视钙镁肥加剧土壤钙镁的相对缺乏共同所导致的[8-9]。因此,解析植株钙镁养分需求,进而有针对性进行钙镁养分施用,是柑橘产业高质量发展急需解决的关键施肥管理问题。
生物量是植物主要生物学特征之一,不同器官生物量分配决定植物生长发育的平衡。在本研究中,琯溪蜜柚花前营养生长占比较小,其春梢萌发期的茎叶生物量仅占成熟期茎叶生物量的17.57%,表现为茎叶器官的营养生长伴随果实器官的生殖生长而逐渐增加,但营养生长即茎叶器官的生物量分配则随生育进程逐渐下降。杨江波等[18]指出,塔罗科橙地上部生物量主要是由果实和枝梢决定的,枝梢中尤以春梢的生长量最大,其数量直接决定结果母枝和营养枝水平。Roccuzzo等[17]报道,塔罗科橙树周年地上部生物量累积量为7971 kg∙hm-2(11年生,417 株·hm-2),其中,果实、枝干和叶片分别占41.36%、37.14%和21.50%。无论如何,成熟期蜜柚地上部新生器官生物量主要分配在果实,其次是叶片,枝条生物量分配最少,其中尤以未挂果的枝条和叶片占主导,即各器官生物量分配为果肉(44.54%)>果皮(27.43%)>未挂果叶片(23.19%)>未挂果枝条(3.56%)>挂果叶片(0.95%)>挂果枝条(0.33%)。这些结果表明,柑橘植株地上部新生器官生物量以果实为主,但不同柑橘品种间枝条和叶片生物量差异显著,这可能直接受到品种特性的影响和栽培管理的调控。同时,对不同产量下W·默科特柑橘的调查发现,其新梢叶片和枝条的生物量与产量水平呈显著负相关[19],这进一步反映出果实生长对茎叶生长的影响,表现出明显的权衡关系。另外,蜜柚是一种落花落果比较严重的植物,其损失生物量为0.57 kg·株-1,分别占开花期和成熟期地上部新生器官生物量的14.80%和3.53%,但不同柑橘品种间落花落果的数量和生物量差异显著[5,29]。
柑橘新生器官生长发育所吸收的养分可以直接反映树体养分需求情况。作为柑橘重要种类的蜜柚,前人大多关注树体N、P和K养分的需求特性和高效施用[8-9,30],而有关其Ca 和Mg 养分的累积特性是一个极其重要却长期被忽视的科学问题[6,14-15]。6 年生哈姆林甜橙树体的养分需求为Ca(273.8 g·株-1)>N(234.7 g·株-1)>K(181.5 g·株-1)>Mg(30.2 g·株-1)>P(29.8 g·株-1),其中,Ca在果实、枝条、树干、叶片、主根和侧根中的分配分别为11.07%、32.98%、3.14%、35.17%、5.00%和12.67%,而Mg的分配分别为20.86%、23.51%、2.32%、20.86%、2.32%和30.13%[16]。胡伟芳等[31]报道,生产50 kg果实贡柑树体的养分需求为N(288.5 g·株-1)>Ca(232.2 g·株-1)>K(141.5 g·株-1)>P(21.8 g·株-1)>Mg(17.6 g·株-1),其中,Ca在果实、树干、叶片和根系中的分配分别为11.0%、32.9%、32.7%和23.9%,而Mg 的分配分别为34.7%、21.6%、24.4%和19.3%。在本研究中,盛果期蜜柚树地上部表观新生器官的Ca和Mg累积量分别为225.57和26.37 g·株-1,其中,Ca在果实、枝条和叶片中的累积分配分别为63.10%、11.03%和25.87%,而Mg的累积分配分别为42.75%、7.92%和49.33%,且Ca和Mg主要累积在未挂果的叶和枝及果皮器官中。这些结果表明,不同品种柑橘树对Ca和Mg 的吸收量及其在不同器官间的分布差异显著,但柑橘植株的Ca 需求与N 相近而高于K,Mg 需求与P 相近而小于K,且主要分配在果实和叶器官中。因此,生产中应重视果实收获带走和枝叶修剪移除养分的补充和归还。
根据柑橘钙镁养分需求,科学施用钙镁肥有助于协同提高土壤质量、果实产量和品质以及改善环境生态。中国柑橘主要种植在长江以南的酸性或偏酸性的土壤上,在降低NPK肥施用的基础上适量增施石灰和镁肥是最普遍、最经济的提高土壤酸度、增加土壤钙镁含量、增强树体养分吸收和提高果实产量与品质的有效方法[14-15,24-25,32]。Liu 等[24]指出,高产高品质赣南脐橙生产的最佳镁肥(MgO)施用量为142~177 g·株-1。Wang 等[25]报道,采用减施NPK(-41%)并配施镁肥(MgO 120 kg∙hm-2)的优化施肥处理在提高春见柑橘果实产量和品质的同时还显著提高了肥料利用率。在琯溪蜜柚上的研究指出,减施NPK(-53%)并配施镁肥(MgO 196 kg∙hm-2)的优化施肥处理在提高果实产量和品质及经济效益的同时还显著降低了能量消耗和温室气体排放量[14]。Zhang等[15]进一步指出,在琯溪蜜柚上进行石灰(Ca-CO3 825 kg∙hm-2)配施镁肥(MgO 297 kg∙hm-2)的措施在显著提高果实产量、品质和经济效益的同时还提高了土壤质量,如提高土壤pH 值、降低交换性酸和铝含量、提高钙镁养分有效性等。值得注意的是,由于植物体内钙的移动性较弱而镁的移动性较强以及钙和镁的生理功能差异,有关植物体内钙和镁养分之间的拮抗效应也被关注[33],这为植物钙镁养分协同利用提出了新的课题。另外,在本研究中,琯溪蜜柚落花落果带走的Ca 和Mg 分别为1.50 和0.77 kg∙hm-2,这与张利军等[5]的研究相似,并指出琯溪蜜柚落花落果所损失的N、P、K、Ca 和Mg 分别为16.2、1.7、5.8、2.0 和1.0 kg∙hm-2,但有关该部分的养分归还特性和花期养分管理尚不清楚。因此,在柑橘园进行钙镁肥施用时,不仅需要考虑土壤的供肥能力和植株的养分需求特性,还要考虑肥料品种、施肥方式和施肥时期等因素,在重视蜜柚花果期施肥的同时还应深入研究蜜柚最佳养分用量、配伍和运筹等管理方案。总之,因地制宜地制定包括钙镁在内的养分优化管理方案是协同实现蜜柚稳产增产、提质增效和降低环境负荷的有效措施[6]。
笔者在本试验中初步定量了10 年生盛果期琯溪蜜柚树地上部新生器官的生长发育以及钙镁养分的含量、累积和分配特性,结果表明周年整株表观生物量、钙和镁累积量分别为17.69 kg·株-1、225.57 g·株-1和26.37 g·株-1,其中,生育前期落花落果损失的生物量、钙和镁累积量分别为0.57 kg·株-1、2.00 g·株-1和1.03 g·株-1。成熟期不同器官生物量和钙镁养分累积量差异显著,其中,生物量为果肉>果皮>未挂果叶>未挂果枝>挂果叶>挂果枝,钙累积量为未挂果叶>果皮>未挂果枝>果肉>挂果叶>挂果枝,镁累积量为未挂果叶>果皮>果肉>未挂果枝>挂果叶>挂果枝。研究结果可为琯溪蜜柚的生长发育调控和钙镁养分管理提供理论和实践依据。
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