叶面肥对苹果果树生长与果实品质的影响研究.docx
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叶面肥对苹果果树生长与果实品质的影响研究
2010届高校教师人员申请硕士学位论文
叶面肥对苹果果树生长与
果实品质的影响研究
作者姓名李志强
指导教师郝建平副教授
学科专业细胞生物学
研究方向细胞工程
培养单位生命科学学院
学习年限2007年9月-2010年6月
二〇一〇年六月
山西大学
2010届高校教师人员申请硕士学位论文
叶面肥对苹果果树生长与
果实品质的影响研究
作者姓名李志强
指导教师郝建平副教授
学科专业细胞生物学
研究方向细胞工程
培养单位生命科学学院
学习年限2007年9月-2010年6月
二〇一〇年六月
ThesisforMaster’sdegree，ShanxiUniversity，2010
EffectofDifferentFoliarFertilizerinAppleTreeGrowthandFruitDevelopment
StudentName
Zhi-qiangLi
Supervisor
Prof.Jian-pingHao
Major
CellBiology
Specialty
CellEngineering
Department
SchoolofLifeScience
ResearchDuration
2007.09-2010.06
June，2010
中文摘要I
ABSTRACTII
个人简介32
Contents
ABSTRACT（Chinese）…………………………………………………………………I
ABSTRACT（English）…………………………………………………………………II
1Introduction…………………………………………………………………………1
1.1Foliarfertilizerinvolvedinnutrientcyclingmechanismsoforchard………………1
1.2Researchstatusofdomesticandabroad………………………………………………3
1.3Purposeofthestudy…………………………………………………………………4
2MaterialsandMethods………………………………………………………………5
2.1Testmaterials………………………………………………………………………5
2.2Experimentaldesign…………………………………………………………………5
2.3Analysismethods…………………………………………………………………5
3ResultsandAnalysis…………………………………………………………………8
3.1Differenttreatmentsmeasuredinleavesofmineralnutrition………………………8
3.2Thesoilindifferentdeterminationofmineralnutrition……………………………12
3.3Determinationoffruitquality………………………………………………………15
3.4Determinationofmineralelementsinfruit…………………………………………20
4Conclusion……………………………………………………………………………24
4.1Monopotassiumphosphate＋Benzymeisthemostbeneficialforleavestoabsorbnutrientsandthefruittreestogrow…………………………………………………24
4.2UreaandMonopotassiumphosphate＋Benzymearethemostbeneficialtoincrease
productionandimprovefruitquality………………………………………………24
5ResearchProspects…………………………………………………………………25
References………………………………………………………………………………26
Acknowledgements……………………………………………………………………31
PersonalResumeandContacts………………………………………………………32
TheLetterofCommitment……………………………………………………………33
中文摘要
叶面肥不仅能够提高作物养分的供应效率，而且可以增加作物生育期内大量元素和各种微量元素的来源。
喷施叶面肥是农业生产上常用的措施，通过在叶面喷施叶面肥来补充作物养分、调控作物生长，从而达到增加作物产量、改善作物品质之目的。
本试验以盛果期红富士苹果为试材，在果树生长期喷施不同组合叶面肥，试验结果表明：
⑴喷施尿素组合叶面肥有利于果树叶片对N和Mg元素的吸收，显著促进果树生长；喷施磷酸二氢钾＋乙酵素，有利于叶片对K，Cu，Zn，Mn，Fe，Mg和B等元素的吸收。
不同的配方叶面肥喷施对土壤中交换性Mg的含量影响不大。
当果园地施用底肥中N养分供应充足时，通过喷施磷酸二氢钾＋乙酵素组合的叶面肥能最大速度的供应养分，起到增加果树长势的效果，但如果单施一种养分组合往往效果不明显，且相对较差。
本试验中磷酸二氢钾＋乙酵素为最好的叶面肥配方。
⑵通过对不同叶面肥喷施后果实品质各项指标的分析，发现喷施尿素和清水，可显著提高果形指数、叶绿素含量和可滴定酸的含量，最有利于增大果实；不配合施其它肥料将会影响果实品质的提高。
通过磷酸二氢钾＋乙酵素的处理，其对果实的单果重、花青苷含量、果实硬度和果实矿质养分等都有明显的提高，显著的提高了果实的品质。
因此，在果树的生长前期和中期，要注重对果树喷施尿素，从而加快果树生长，增强果树的树势，增加单果重，提高产量；在生长后期，特别是果实上色期，要注重磷酸二氢钾＋乙酵素组合叶面肥的喷施，提高果实的品质，增大生产效益。
关键词：
苹果；叶面肥；矿质营养；果树生长；果实品质
ABSTRACT
Foliarfertilizernotonlycanimprovethenutrientsupplyefficiencyofcrop,butalsocanincreasethesourceofmajorelementsandvariouselementsduringcropgrowthperiod.Fertilizersprayingisacommonsmeasureinagriculturalproduction.Fertilizersprayingcanreplenishnutrientsofcrop,regulateplantgrowthandincreasecropyield,improvecropquality.ThisexperimentuseredFujiappleinflourishingperiodforthetestmaterialsandspraydifferentcombinationsoffertilizerduringfruittreesgrowingperiod.Theresultsareasfollows.⑴Sprayingcombinationfertilizerofureacansignificantlypromotethegrowthoffruittreesandincreaseamountoffruittreegrowth.Meanwhile,thiscombinationoffertilizerisbeneficialforfruittreesleavestoassimilateN,MgandhasmaximuminhibitiveabilityinabsorptionofP,Fe;sprayingmonopotassiumphosphate＋BenzymeismostbeneficialforleavestoassimilateK,Cu,Zn,
Mn,Fe,Mg,B.However,sprayingdifferentingredientfertilizerhaslittleeffectonexchangeableMginsoil.Thus,whentheNnutrientsupplyofbasalfertilizerusedinorchardissufficient,sprayingmonopotassiumphosphate＋Benzymecansupplynutrientsbymaximumspeed,andisabletoincreasethegrowthvigoroffruittrees,butifsprayingasinglenutrientcompositionoftenhaslittleeffect,andrelativelyispoor.Therefore,themonopotassiumphosphate＋Benzymeisthebestfertilizerformulainthisexperiment.⑵Theanalysisofdifferentindicatorsforfruitqualityaftersprayingdifferentfoliarfertilizeshowedthatsprayingureaandwatercansignificantlyincreasefruitshapeindex,chlorophyllcontentandtitratableacidcontent,andisthemostbeneficialtoincreasethefruit,butifinappropriatelysprayingotherfertilizerwillaffectimprovementoffruitquality.Andthetreatmentofmonopotassiumphosphate＋Benzymecansignificantlyincreasefruitweight,anthocyanin,fruitfirmnessandfruitmineralnutrients,significantlyimprovethequalityofthefruit,sointheearlyandmid-termoffruittreesgrowing,shouldsprayingureaandwateronfruittreestospeedupthegrowthoffruittreesandincreasefruittreesgrowthvigorandsignificantlyincreaseproduction,andinthelaterstageofgrowth,especiallyintheperiodofimprovementofthefruitquality,weshouldfocusonsprayingmonopotassiumphosphate＋Benzyme,andthussignificantlyimprovefruitquality,increaseproductionbenefit.
Keywords:
Apple;Foliarfertilizer;Mineralnutrition;Fruittreegrowth;Fruitquality
1综述
在农业生产中，当作物根际施肥不能满足作物对养分的需求时，往往通过叶面喷施叶面肥来补充作物养分、促进作物生长，从而达到增加作物产量、改善作物品质的目的。
喷施叶面肥是农业生产上常用的措施，目前主要应用于蔬菜和水果生产[1]，一般以微量元素和氨基酸复合肥为主[2～6]。
叶面喷施肥能够补充作物所缺乏的养分，提高水果、蔬菜的蛋白质以及各类维生素和可溶性糖含量，进而达到改善品质的目
的[7]。
通过适时、适量施用叶面肥，能够显著增加作物产量，提高作物叶片的光合能力[8]。
在作物的中后期喷施叶面肥可以显著抑制叶绿素的降解，使植株体内保护酶活性保持较高的水平，降低细胞膜脂过氧化水平，能够延缓功能叶片的衰老[9，10]。
随着人们对全球变暖及环境污染问题的关注，现实生产中施肥带来的环境污染问题和产品品质下降问题越来越受到人们的重视[11，12]。
因此，如何科学、快速地补充作物所需要的养分已经成为目前研究的重点[13～16]。
按照苹果的生长需肥规律，针对性的研究不同配方叶面喷施肥的养分的快速补给显得更加重要。
1.1叶面肥参与果园养分循环机制
在农业生产中，当作物根际施肥不能满足作物对养分的需求时，往往通过叶面喷施叶面肥来补充作物养分、促进作物生长，从而达到增加作物产量、改善作物品质的目的[17]。
1.1.1果树叶片对矿质元素的吸收机理
植物除了根系以外，地上部分（茎叶）也能吸收矿质元素[18]。
生产上把速效性肥料直接喷施在叶面上以供植物吸收，这种施肥方法称为根外施肥或叶面营
养[19～22]。
当溶于水中的营养物质喷施叶面之后，主要通过气孔，也可通过湿润的角质层进入叶内。
角质层是多糖和角质（脂类化合物）的混合物，分布于表皮细胞的外侧壁上，不易透水。
但角质层有裂缝，呈细微的孔道，可让溶液通过[22，23]。
溶液经过角质层孔道到达表皮细胞外侧壁后，进一步经过细胞壁中的外连丝到达表皮细胞的质膜。
外连丝里充满表皮细胞原生质体的液体分泌物，从原生质体表面透过壁上的纤细孔道向外延伸，与质外体相接。
当溶液经外连丝抵达质膜后，就被转运到细胞内部，最后到达叶脉的韧皮部[24]。
1.1.2果园果树—土壤体系中养分元素的循环
通过喷施肥进入果园果树–土壤体系中的养分元素，在果树–土壤系统中循环着，即喷施的叶面肥溶液中的营养离子通过果树叶片的吸收进入植物体并成为植物体的组成部分，其中的一部分营养离子又以果实（收获物）的形式离开循环体系，一部分则以有机残体的形式进入果园土壤中，经过微生物的分解，又可重新释放进入土壤溶液中[24～27]。
在分解果园残留物的同时，微生物体也吸收了所需要的微量元素，组成生物量[28]；由于微生物的世代繁殖，生物量中的养分元素会较快的被释放入果园土壤中。
即果园果树–土壤体系中的养分元素既参与了果园土壤中的生物化学反应，又表现为生物（包括果树和微生物）的固定和分解反应方式[29，30]。
以上两种反应方式组成了果园果树–土壤体系中的养分元素循环模式。
1.1.3叶面肥对果树生长发育及产量的效应
自从叶面肥的营养性被确定和公认以来，其在植物生理功能与纠正植物缺素方面起到了巨大作用[31]。
从整体上看，叶面肥元素供应与果树生长发育与产量之间的关系可以用下面的示意图来表示。
图1.1叶面肥施用量与产量的关系
如图1.1所示，曲线ABCDE分别表示果树生长状况、产量与养分元素含量之间的关系，同时也表明了养分元素含量不足与过量都难以获得高产。
当产量C为100%时相应的养分含量c为最适量，含量低于c属于缺乏范围，含量高于d属于中毒范围，b为临界点，含量低于b果树表现出明显缺素症状。
换言之，养分元素含量越低于b，叶面肥的增产效果就越大；养分含量超过c，若再喷施叶面肥就会造成浪费；当喷施量大到供应养分含量超过d时果树就会中毒，产量反而下降。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究概况
植物主要通过根系和叶片吸收营养元素，其中根系是主要的养分供给途径，但在植物的需肥关键期，从根系吸收的养分难以满足植物的需求[32，33]。
因此，除通过根系吸收以外，植物还需通过茎、叶来吸收养分。
在20世纪30～40年代，欧美国家已将叶面肥作为其农业生产的常规技术广泛使用，并对叶面肥的作用机理和应用方法进行了研究，主要表现在叶面肥配方、提高肥料利用效率、减轻环境影响及配套化调化控技术研究等方面[34～36]。
如奥地利的Carsontel用P32标记示踪法研究了叶面养分的吸收规律[37]；Kovacag通过电子显微镜技术研究了不同喷施肥液滴在上的分布规律及植物单位叶面积的数量等[38]。
通过这些研究，初步明确了叶片吸收养分的机理及影响叶片吸收养分的因素等，为叶面肥产品的开发和应用提供了理论支持。
进入21世纪以后，随着新的科学技术和仪器设备的发展，针对不同植物叶片的吸收养分机理和途径的研究更加深入和全面，并且步入了分子研究水平[40]。
随着农业生产对叶面肥的需求增加，其喷施方法的简单化、操作方便化是其发展的必然趋势[41，42]。
在大力发展生态农业的今天，叶面施肥作为土壤施肥的重要补充和辅助手段在农业实际生产中必然有着广阔的市场和应用前景[43]。
1.2.2国内研究概况
自20世纪80年代以来，随着高产品种的推广和肥料用量的迅速增加，广大农民迫切需要一种新型的快速施肥技术[44]。
我国的广大科技工作者吸取了国外的经验，对叶面喷施肥技术进行了大量的研究和试验，逐步形成了适合我国国情的配方叶面喷施肥技术[45～48]。
进入21世纪后，生态农业成为农业发展的主要方向之一，叶面肥作为生态农业发展中的重要方面——肥料中的重要支撑种类也获得了快速发展的良好机遇。
目前，我国在叶面肥的种类、不同配方、不同作物的应用效果等方面都已做了大量工作[49]，并取得了一定的理论成果和生产应用效果。
如水稻叶面施用N-P-K-S肥料可以提高以蛋白质含量表示的籽粒质量[50，51]。
喷施于大豆、玉米、小麦等谷类作物所作的研究表明，在籽粒灌桨期间喷施叶面肥可引起明显增产[52，53]。
徐国华和沈其荣等在小麦、玉米拔节后喷施叶面肥，可显著增籽粒加产量[54]。
在大豆灌浆期，叶片中的养分消耗较大，光合作用减慢[55]，通过喷施营养元素（特别是N，P，K，S）可以补充叶片养分，增加籽粒产量。
王强等对番茄喷施海藻肥，提高了番茄叶片叶绿素的含量[56]。
2%复硝酚钠5000倍液可明显改善番茄的品质，过高或过低的浓度均有不良影响[57，58]。
己酸二乙氨基乙醇酯（DA-6）是一种新型植物生长促进剂，有较高的生理活性，以5mg·L-1，DA-6处理的两叶期野大麦幼苗形态指标均好于对照，株高和叶宽分别比对照增加[59，60]。
综上所述，虽然我国农业科研人员在借鉴国外同行经验的基础上，又结合我国实际做了大量研究，但研究出适合我国国情的不同主栽作物品种的叶面肥配方、喷施肥技术和剂量控制方面仍然任重道远，还有很长的路要走。
1.3研究目的与意义
叶面肥不仅能够提高作物养分的供应效率，而且可以增加作物生育期内大量元素和各种微量元素的来源[61，62]。
通过叶面肥的喷施可以促进作物的生长，改善农产品的品质。
由于叶面肥能制造和协助作物吸收利用多种营养元素，因此对农产品的品质有很大的改善，可以改变因单施化肥产生的“瓜不香，果不甜，茶无味”的现状，使农产品各项指标达到无公害的标准[63～66]。
随着生产的发展，果农逐渐认识到叶面肥对提高果实品质的重要作用，但市场上有众多种类的水溶性叶面肥，如何将它们更好的合理利用，即配方喷施技术的研究是现代叶面肥研究的热点。
本试验以山西省的主栽苹果品种之一“晋富2号”苹果作为供试材料，通过对生产上常用的尿素、磷酸二氢钾、氨基酸钙、乙酵素等4种叶面肥的混合配方的叶喷施，研究了不同配方叶面肥对苹果生长、产量和品质的影响，筛选出适合生产上应用的配方喷施肥方案及节约肥料投放和增加果实产量品质的方案，为促进叶面肥在苹果优质、高效、高产中的推广和应用，促进苹果产业的发展提供了理论依据和实践指导。
2材料与方法
2.1试验材料
本试验分别于2008年和2009年的4月～11月在山西省平陆县张村乡韩村的果园中进行。
土壤为沙壤土；品种为“晋富2号”苹果（MaluspumilaMill.），砧木为八棱海棠（MalusrobustaRehd），树龄为16年生；株行距为4m×5m，南北行向，全园地表覆盖三叶草，耕作条件基本一致，试验园地管理精细，在当地具有典型代表性。
2.2试验设计
本试验将喷施叶面肥、室内实验分析相结合，采用叶片分析、果实营养分析、土壤营养诊断等方法，分析“晋富2号”经过不同配方喷施叶面肥后的树体营养水平和果实品质水平，最后选出适宜的配方叶面肥组合。
该试验共设7个处理，具体见表2.1。
表2.1不同试验处理汇总表
序号
试验处理
备注
1
氨基酸钙
浓度为500～600倍（北京中农祥业生物科技有限公司生产）；主要成分：
氨基酸、Ca、Fe、Mn、Zn
2
乙酵素
浓度为2000～2500倍（陕西普诺丰生物科技发展有限公司生产）；主要成分：
黄腐植酸、有机钾、氮、磷、丰迪素、硼、有机肽、维生素、活性蛋白酶
3
磷酸二氢钾
浓度为1200～1500倍（陕西普诺丰生物科技发展有限公司生产）；主要成分：
酶化磷酸二氢钾、Cu、Fe、Mn、Zn、B、Mu
4
尿素
5
磷酸二氢钾﹢氨基酸钙
6
磷酸二氢钾﹢乙酵素
7
清水（CK）
每个处理随机选择3棵树，采用单株小区，重复3次。
从7月中旬开始，每隔7d喷一次，采果前20d停止喷施叶面肥。
2.3分析方法
2.3.1样品采集
叶样、土样、果样的采集方法如表2.2所示。
进行样品采集时应注意以下几个方面的问题：
⑴选取采样植株的叶片、果实均生长正常，表面无机械损伤，无病叶、病果。
⑵土样的采集应避开施肥区，土样装在做作好标记的袋中带回实验室进行风干处理。
⑶果实成熟以后（10月下旬～11月上旬），每种处理在上、中、下三层分别采摘30个果实，每10个果实的平均值作为一次重复，重复3次。
叶片、果实采后作好标记并立即用冰壶冷冻带回实验室，–5℃冷冻保存。
表2.2样品采集的方法
样品名
采样日期
采样地点
采样方法
样品量
叶样
2008.9.29
2009.9.29
平陆韩村
取树冠上、中、下、外、内部新梢上的功能叶，
包括东、西、南、北4个方位上的叶片
100片
土样
2008.9.30
2009.9.30
平陆韩村
在树冠的外围东、西、南、北4个方位，取0～60cm深的表土、耕作层土、心土，然后等量
混合
1kg
果样
2008.10.18
2009.10.18
平陆韩村
取树冠上、中、下、外、内部的果实各6个
30个
2.3.2样品采集与处理
将采集的叶样放在自来水中进行清
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