秸秆和生物质炭对苹果园土壤容重、阳离子 交换量和氮素利用的影响

【目的】中国苹果园土壤有机碳含量较低,氮肥施用量偏高。本研究为苹果生产上合理应用秸秆和生物质炭来提高土壤缓冲性能和氮肥利用效率提供依据。【方法】以两年生富士/平邑甜茶为试材,采用15N标记示踪技术,研究添加秸秆和生物质炭对土壤容重、阳离子交换量、植株生长及氮素转化（树体吸收、氨挥发、N2O排放和土壤残留）的影响。试验共设4个处理：对照（CK）、单施氮肥（N）、施用氮肥并添加生物质炭（N+B）和施用氮肥并添加秸秆(N+S)。【结果】不同处理的土壤容重在0-5 cm和5-10 cm两个土层中的变化趋势一致。CK与N处理间差异不显著,但均显著高于N+B和N+S处理;两个添加外源碳的处理间,N+B处理的土壤容重显著低于N+S处理。与N处理相比,N+S和N+B处理的0-5 cm和5-10 cm两个土层的容重分别降低了0.06、0.09 g•cm-3和0.07、0.11 g•cm-3。与CK（18.32 cmol•kg-1）和N（19.61 cmol•kg-1）处理相比,N+S（22.27 cmol•kg-1）和N+B处理（25.35 cmol•kg-1）显著提高了0-10 cm土层土壤阳离子交换量,并且以N+B处理效果较好。3个施氮处理间植株总干重、15N积累量和15N利用率均以N+B处理最高,N+S处理次之,N处理最低。与CK相比,3个施氮处理（N、N+S和N+B处理）的氨挥发量均显著增加。与N处理相比,添加外源碳的两个处理（N+S和N+B处理）显著减少了氨挥发损失量,以N+B处理减少幅度最大。与CK相比,3个施N处理（N、N+S和N+B处理）的N2O排放量均显著增加,以N+B处理最高,其次为N+S处理,N处理最低,可见添加外源碳的两个处理的N2O排放量均有所增加,但3个施氮处理间差异不显著。去掉CK本底值后,N、N+S和N+B处理的氮素总气态损失量（氨挥发+N2O排放）占施氮量的比例分别为6.54%、4.33%和3.04%。可见,添加秸秆和生物质炭显著降低了氮素气态损失,以N+B处理效果较好。耕层土壤（0-50 cm）的15N残留量以N+B处理最高,N+S处理次之,N处理最低;而深层土壤（50-100 cm）则以N处理最高,N+S处理次之,N+B处理最低。3个施氮处理间,N回收率（树体吸收+土壤残留）以N+B处理最高,为42.26%,其次为N+S处理（37.22%）,N处理最低（31.54%）;N损失率以N处理最高,为68.46%。其次为N+S处理（62.78%）,N+B处理最低（57.74%）。【结论】添加秸秆和生物质炭显著降低了土壤容重,提高了土壤阳离子交换量,促进了苹果植株生长和对肥料氮的吸收,增加了土壤对氮的固定,减少了氮肥的气态损失,提高了氮肥利用率,其中以添加生物质炭的效果较好。     

基于光谱指数的苹果叶片水分含量估算模型研究

建立快速、无损的苹果叶片水分含量高光谱估算模型,为苹果树干旱预警提供理论依据。以2个不同生育期采集的苹果叶片为研究对象,研究了不同水分含量的苹果叶片高光谱特征,分析了苹果叶片水分含量与光谱指数(WI、WBI、PWI、GVWI、MSI、 NDW)之间的相关关系,建立了苹果叶片水分含量估算模型。结果表明,苹果叶片水分含量的敏感光谱波段主要集中于近红外和短波红外波段;利用6个光谱指数建立的单变量估算模型均达到了极显著水平(P<0.01),但以水分指数（WI）建立的估算模型y=29503x2-57746x+28317的拟合决定系数R2最大,为0.5401;经检验,拟合方程的RMSE为 2.4,RE为 5.8%,检验精度达到了94.2%。采用主成分回归分析方法,建立的苹果叶片水分含量估算模型y=-556.819+347.838x1-17.815x2-27.864x3+299.492x4+25.647x5+9.835x6的拟合决定系数R2为0.6371,经检验,拟合方程的RMSE为 1.26,RE为 1.8%,检验精度达到了98.2%。表明以主成分回归分析建立的苹果叶片水分含量估算模型具有较好的敏感性和稳定性。     

不同类型红富士苹果对春季土施~(15)N-尿素的吸收、分配和利用特性研究

以15年生"惠民短枝"(短枝型)和"长富10"(普通型)红富士苹果/平邑甜茶(M.domesticaBorkh.cv.RedFuji/M.hupenensisRhed)为试材,研究其对春季土施15N-尿素的吸收、分配与利用特性。结果表明,盛花期短枝型和普通型红富士均以细根中吸收的氮素来源与肥料的比例(Ndff)值最高,分别为0.407%和0.286%,短枝型显著高于普通型;新梢旺长期和花芽分化期,根部吸收的15N优先向新生营养器官运转,短枝型红富士,除叶片外,其余各器官中Ndff值均高于普通型;果实膨大期和果实采收期,短枝型和普通型红富士均以果实中Ndff值最高,短枝型高于普通型;采收后,短枝型和普通型红富士均以粗根中Ndff值最高,分别为0.902%和0.792%,短枝型高于普通型。不同物候期短枝型和普通型红富士吸收的15N在各器官的分配率存在差异,盛花期贮藏器官15N分配率最高,两品种差异不显著;新梢旺长期和花芽分化期,短枝型和普通型红富士贮藏器官15N的分配率不断下降,15N主要向营养器官分配,短枝型低于普通型;果实膨大期和果实采收期短枝型和普通型红富士生殖器官成为新的分配中心,短枝型显著高于普通型;采收后15N向贮藏器官回流、积累,短枝型红富士贮藏器官能积累更多的营养物质。春季土施15N-尿素,随着物候期的推移,短枝型和普通型红富士对15N尿素的吸收利用率逐渐上升,采收后达到最高,分别为24.643%和16.311%;短枝型红富士氮素利用率普遍高于普通型。     

春季有机肥和化肥配施对苹果园土壤氨挥发的影响

采用磷酸甘油-双层海绵通气法对旱地苹果产区不同有机肥和化肥配施下的氨挥发进行了研究。结果表明,不同有机肥和化肥配施显著影响了氨挥发速率和损失量。各处理氨挥发速率峰值大小和出现时间存在差异,纯化肥(100%N)处理峰值最高,达2.07kg N/(hm2.d),而纯有机肥(100%Y)处理峰值出现时间最早。氨挥发损失量以100%N处理为最大,达10.39kg N/hm2,占施氮量的3.46%,显著高于其它处理;50%N+50%Y处理氨挥发损失量和占施氮量的比例均为最低。有机无机肥配施可以有效减少氨挥发损失,以有机肥和化肥各半最好。     

基于高光谱和数码照相技术的苹果花期光谱特征研究

 【目的】旨在探索苹果花期的光谱特征和敏感波段。【方法】以栖霞市为研究区,利用苹果花期数码照片监督分类,提取苹果花树比和花叶比指标信息,通过与同步高光谱探测数据的相关分析,研究苹果树花期光谱特性,确定其敏感的光谱波段。【结果】苹果树花期光谱特征主要表现为对蓝光和红光的吸收、对绿光的反射,和对750～1 300 nm近红外的强烈反射。其光谱特征变化与花叶比和花树比指标呈现较好的相关性,敏感波段范围为400～530 nm的蓝青光和570～700 nm的橙红光,以及中等花树比果树760～1 350 nm的近红外。【结论】该研究提出了高光谱遥感与数码照相技术相结合的有效方法,初步探明了苹果树花期的光谱特征,为苹果园地信息提取、营养诊断和苹果生产管理的实时性与信息化提供了理论依据和技术支撑。     

常规施肥和滴灌施肥对苹果园土壤硝态氮分布的影响

在大田条件下,通过常规施肥和滴灌施肥处理,研究了其对苹果园土壤硝态氮年周期变化及不同土壤层次分布的影响。结果表明：常规施肥和滴灌施肥处理,0—20、20—40cm土层硝态氮分布在不同物候期的变化趋势一致,均呈双峰趋势,以新梢旺长期和果实膨大期为最高;60—80、80—100cm土层硝态氮分布在不同物候期的变化趋势也一致,均变化较为平缓;而40—60cm土层硝态氮分布在苹果不同物候期差异显著,滴灌处理明显高于常规处理。     

嘎啦苹果不同施肥深度对15N-尿素的吸收、分配与利用特性

[目的]为苹果生产中确定合理的施肥深度提供科学依据.[方法]以8年生嘎拉苹果/平邑甜茶为试材,采用表层(0 cm)、中层(20 cm)和深层(40 cm)3个施肥深度处理进行同位素示踪试验.[结果]不同施肥深度处理,嘎啦苹果各器官Ndff值存在差异,深层施肥和表层施肥各器官Ndff值显著低于中层施肥,各处理盛花期均以细根Ndff值最高,粗根次之;新梢旺长期和果实膨大期根部吸收的15N优先向新生营养器官运转;果实成熟期均以果实中Ndff值最高;果实采收后贮藏器官的Ndff值较高,新生营养器官下降到较低水平.不同物候期各器官的 15N分配率存在显著差异,但不同深度施肥处理之间差异并不显著.随物候期的推移,植株对 15N-尿素的利用率逐渐升高,到采收后达到最大;各物候期中层施肥处理均显著高于表层和深层处理.[结论]中层施肥处理能够增强植株对氮的吸收征调能力,提高肥料利用率.     

烟台苹果产区土壤有机质和pH分布特征及其与土壤养分的关系

为明确烟台苹果产区果园土壤现状和为苹果园土壤施肥管理提供依据,笔者通过对烟台苹果产区3354个苹果园进行土壤采样,分析该产区土壤pH和有机质含量分布特征及与土壤养分的关系。结果表明：该产区土壤pH平均为5.21,31.88%的苹果园土壤pH处于适宜苹果生长的5.51~6.50,56.46%的苹果园土壤pH低于5.50。该产区土壤有机质含量平均为9.78 g/kg,58.31%的苹果园土壤有机质含量低于10.00 g/kg。土壤pH与有效锌和有效锰呈极显著负相关;与有机质、全氮、有效铁呈显著或极显著正相关。土壤有机质除与速效磷呈不显著的正相关外,与其他指标均呈极显著正相关。因此,防止土壤进一步酸化和提升有机质水平是烟台苹果产区实现果业可持续发展的紧迫任务。     

微生物菌肥促进苹果花脸病植株氮素吸收和果实增产

【目的】探究微生物菌肥对减少苹果花脸病发生,提高产量和果实品质的作用。【方法】以5年生烟富3/M26/平邑甜茶苹果为试材,采用15N同位素示踪技术,于2015～2016年进行了2年田间试验。设3个处理:花脸病树施化肥 (CK)、健康树施化肥 (T1)、花脸病树施化肥+微生物菌肥 (T2)。分别于2015年10月12日和2016年10月15日,每个处理随机采集100个果实,统计花脸病病情指数,并于2016年10月15日对整树进行破坏性取样,测定15N吸收利用情况。【结果】施化肥+微生物菌肥花脸病苹果树 (T2) 根系生物量及新梢长度显著高于施化肥花脸病树 (CK) 和健康树施化肥 (T1) 处理;施加微生物菌肥,花脸病苹果植株粗根干重、细根干重以及新梢长度比未施加的CK处理分别提高了39.4%、157.0%和42.0%。无论是否施加微生物肥,花脸病苹果植株各器官的Ndff值均显著低于健康苹果树。与CK处理相比,T2处理的果实、新梢、叶片、细根、粗根、多年生枝和中心干的Ndff值分别提高了93.4%、75.6%、63.7%、96.1%、80.2%、103.4%和95.0%;T2处理的15N利用率最高,为14.4%,显著高于T1处理 (10.4%) 和CK处理 (6.7%);T2处理的叶片、果实和新梢的15N分配率显著高于CK和T1处理。第一年施用微生物菌肥 (T2) 对花脸病的防控效果仅为7.1%,第二年显著提高至20.9%,此时T2处理的果实的产量 (6.3 kg/株)、单果质量 (208.2 g)、可溶性糖 (14.3%)、可滴定酸 (0.5%) 及糖酸比 (27.6) 均显著高于CK,但仍低于T1处理。【结论】施用微生物菌肥显著促进了花脸病苹果植株根系的生长,增强了根系对氮的吸收和向地上部的运输,从而提高了植株对氮肥的吸收利用,一定程度上减轻了花脸病对产量和品质的影响。     

开张角度对苹果植株体内源激素含量及平衡的影响

【目的】为开张角度技术在苹果生产上的推广提供理论依据。【方法】以3年生盆栽富士苹果(Malus domestica Borkh.cv.Red Fuji)/平邑甜茶(Malus hupehensis)为试材,研究开张角度对富士苹果植株体内源激素含量及平衡的影响。【结果】苹果植株茎尖的内源ABA含量随开张角度的增大显著上升,在新梢生长初期,枝条水平和枝条下垂与对照相比,分别升高了17.5%和29.2%;GAs、IAA、ZRs含量均有不同程度的下降,其中GAs、IAA含量下降显著,ZRs含量差异不显著。开张角度后,细根的内源ABA含量显著上升,GAs、IAA含量均有降低,ZRs含量差异不显著;茎尖与细根的(IAA+GAs+ZRs)/ABA比值随开张角度增大显著降低,在秋梢生长期,对照、枝条水平和枝条下垂3个处理茎尖的(IAA+GAs+ZRs)/ABA比值分别为2.11、1.61和1.36。【结论】开张角度使促进生长型激素GAs、IAA的含量显著减少,(IAA+GAs+ZRs)/ABA比值降低。