張華美 彭福田 房龍等
摘 要:高pH值和土壤鐵有效性低是石灰性土壤上誘發(fā)植株缺鐵黃化的兩大因素,作為近年來矯治植物缺鐵效果較好的EDTA-鐵,因其高價格及其在堿性環(huán)境下有效性低的特點而使其推廣受到了限制。本試驗結(jié)合袋控緩釋肥成本低、肥料利用率高的特點,設(shè)計了加入螯合鐵和氨基磺酸的袋控緩釋肥,以桃幼苗為試材,對其補鐵效果進行研究。結(jié)果表明,肥料袋控緩釋處理在植株生長季中土壤有效鐵濃度穩(wěn)定,而肥料撒施處理土壤有效鐵濃度波動大;同時,加入氨基磺酸的袋控緩釋處理顯著降低了土壤pH值和HCO-3濃度,其中只加入氨基磺酸的袋控緩釋處理降低幅度最大,其次是B2處理(袋控緩釋肥的肥芯是12 g EDTA-鐵和15 g氨基磺酸);袋控緩釋處理植株的根冠比、葉綠素含量、活性鐵及其全鐵含量高于撒施處理,其中B2處理最佳。
關(guān)鍵詞:桃;EDTA-鐵;氨基磺酸;袋控緩釋;補鐵
中圖分類號:S662.106+.2文獻標(biāo)識號:A文章編號:1001-4942(2013)09-0070-06
全世界約40%土壤上的植物存在缺鐵黃化現(xiàn)象,尤其在干旱和半干旱的石灰性土壤上更為嚴(yán)重。高pH值是限制石灰性土壤中多種營養(yǎng)元素有效性的關(guān)鍵。土壤中鐵的有效性受土壤pH值的影響很大。當(dāng)pH值>7.5時,土壤pH值每升高一個單位,土壤溶液中鐵的活性就降至原活性的1/1 000[1]??梢?,高pH值與土壤有效鐵含量低是石灰性土壤上誘發(fā)植物缺鐵失綠黃化癥的兩大因素。
近年來,國外多用螯合鐵作微肥矯治植物的缺鐵癥狀[2],效果明顯,但因其價格較高,在國內(nèi)仍未大面積推廣。作為化肥革新研究的熱點——緩控釋肥,具有養(yǎng)分釋放與作物吸收同步、簡化施肥技術(shù)的特點,實現(xiàn)一次性施肥滿足作物整個生長期的需要,肥料損失少,利用率高,環(huán)境友好,是提高肥料利用率的最有效措施之一[3~5]。袋控緩釋肥是緩控釋肥的一種,它利用控釋袋包裝達到控制肥料釋放的目的,其改變了一般控釋肥顆粒包膜的設(shè)計思路,適合個體較大的果樹使用,而且袋控緩釋肥生產(chǎn)工藝簡單,生產(chǎn)成本低,更有利于大面積推廣應(yīng)用,同時,袋控緩釋肥對提高肥料利用率和改善果樹及其他作物的品質(zhì)也起到了很好的作用[6~11]。
為了尋找經(jīng)濟有效的矯治缺鐵黃化的肥料,我們選用矯治黃化效果好的螯合鐵——EDTA-鐵以及酸性物質(zhì)氨基磺酸作為肥芯成分,并將袋控緩釋技術(shù)應(yīng)用于鐵肥的制作,通過對桃樹補鐵效果的比較試驗,篩選出經(jīng)濟高效的鐵肥。
1 材料與方法1.1 材料
試驗設(shè)在山東省泰安市紅廟試驗基地。試驗果園土壤有機質(zhì)9.20 g/kg,pH值7.96,碳酸氫根99.63 mg/kg,堿解氮52.85 mg/kg,速效磷58.60 mg/kg,速效鉀84.96 mg/kg,有效鈣210.25 mg/kg,有效鎂15.57 mg/kg,有效鐵6.28 mg/kg,有效鋅0.95 mg/kg。供試材料是當(dāng)年生桃苗。
1.2 試驗設(shè)計
試驗處理如表1,袋控肥中螯合鐵的含量按樹冠垂直投影面積每平方米15、30 g計算而得。
1.3 試驗方法
2012年5月25日,選擇長勢基本一致的桃苗,每3天灌溉1次堿液(NaHCO3和Na2CO3按9∶1摩爾比混合,20 mmol/L,pH值8.51),10天后,桃苗出現(xiàn)黃化現(xiàn)象,此時按照試驗設(shè)計方案施入肥料,此后每次灌溉仍是使用堿液灌溉。肥料在6月5日一次性施入試驗地里。處理一個月后開始采集新鮮葉片和土壤,并及時帶回實驗室處理,共取樣4次,分別為施肥后28天(7月3日)、53天(7月28日)、74天(8月17日)和85天(9月4日);同時每個處理選3棵樹,將肥料袋取出,將泥土處理干凈后風(fēng)干,稱重,測定肥料的釋放率。
1.4 測定方法
新鮮葉樣取回后,蒸餾水洗凈,晾干,用鹽酸浸提活性鐵,原子吸收分光光度法測定。SPAD葉綠素儀測定葉綠素相對值。將采取的新鮮葉樣洗凈,于105℃下殺青30 min,然后75℃烘干,用HNO3-HClO4消煮,原子吸收分光光度法測定全鐵。用常規(guī)方法測定土壤pH值和HCO-3含量以及植株的地上部和地下部鮮重,計算根冠比。土壤有效鐵用DTPA溶液浸提—原子吸收分光光度法測定。
1.5 數(shù)據(jù)分析
用Microsoft Excel 2003 和DPS 軟件進行數(shù)據(jù)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 袋控緩釋鐵肥的養(yǎng)分釋放情況
袋控緩釋肥的養(yǎng)分釋放可以分為兩個階段:第一階段是土壤水分從微孔進入袋內(nèi),袋內(nèi)肥料形成飽和溶液;第二階段是養(yǎng)分從微孔釋放的過程,這個過程在生長季中一直進行,影響其釋放的因素主要有土壤水分、溫度、袋微孔數(shù)目等[7]。從圖1中可以看出,加入氨基磺酸的袋控緩釋肥的前期釋放量明顯高于未加入處理,其釋放特性可用二次曲線來模擬,且相關(guān)系數(shù)都在0.9980以上。施肥28天時,A1、A2、B1、B2、H的釋放率分別是7.21%、4.38%、21.89%、9.30%、40.09%,加入氨基磺酸的袋控緩釋肥在85天內(nèi)的釋放率都在65%以上,而只加EDTA-鐵的袋控緩釋肥的釋放率只有25%~34%(表2)。
2.2 不同施肥處理對土壤pH值、HCO-3濃度和有效鐵的影響
在施肥85天內(nèi),不同施肥處理對土壤pH值和HCO-3濃度的影響明顯不同。其中,袋控緩釋肥處理的兩個指標(biāo)低于撒施處理(圖2、圖3),肥料袋控緩釋的效果更好。
在施肥前期(7月3日),加入氨基磺酸的袋控緩釋處理(B1、B2、H)明顯地降低了土壤pH值,較對照分別降低了9.34%、11.70%、14.78%;隨著時間的延長,雖然其pH值不斷增加,但至施肥后85天(9月4日),仍比對照分別低7.61%、6.38%、7.61%。撒施處理(S1、S2)土壤pH值雖然也低于空白對照,但其效果不如袋控緩釋肥處理,只比對照低3.5%。對土壤HCO-3濃度的影響與對土壤pH值的影響趨勢基本一致。在施肥85天內(nèi),施肥處理的土壤HCO-3濃度比對照分別低16.47%(A1)、19.81%(A2)、23.53%(B1)、27.56%(B2)、29.60%(H)、16.95%(S1)、11.96%(S2)。
2.3 不同施肥處理植株生長和生理指標(biāo)的變化
根冠比一般指植物地下部分與地上部分的鮮重或干重的比值,它的大小反映了植物地下、地上部生長發(fā)育狀況,根冠比大則根系活性強,植株能吸收更多的營養(yǎng)。由圖5看出,在施肥后85天,施肥處理的根冠比均高于對照。加入EDTA-鐵及氨基磺酸的袋控肥處理的根冠比基本比撒施處理高,其中,B2的比值最高,其次是B1。但由于影響根冠比的因素多,再加上大田的環(huán)境變化因素較多,桃苗的土壤營養(yǎng)狀況略有差異,造成S1
3 結(jié)論與討論
3.1 袋控緩釋肥與包膜緩釋肥相同,都可以避免因施肥量過高而造成土壤有效養(yǎng)分驟增,危害植株的生長[6,13]。在本試驗中,撒施肥處理后,短期內(nèi)土壤有效鐵含量驟增,這樣不僅容易對植株根系造成傷害,而且造成了肥料的浪費;而袋控緩釋處理在施肥后,土壤有效鐵變化波動小,有效濃度比較穩(wěn)定。袋控緩釋肥的釋放也一直處于較穩(wěn)定的狀態(tài),在整個試驗期間,只加EDTA-鐵的A1、A2處理的釋放量僅為25%~34%,而加入氨基磺酸的袋控緩釋處理B1、B2、H的釋放量卻可達到65%以上,氨基磺酸增強了螯合鐵的釋放,同時它降低了土壤pH值和土壤HCO-3濃度,使土壤中有效鐵的含量明顯增加,這與前人的研究相一致[2]。
3.2 植株在缺鐵條件下葉片中的葉綠素及礦物質(zhì)含量出現(xiàn)顯著下降[14],影響植株的生長。根冠比反映了植株地上部分和地下部分的生長發(fā)育狀況。在本試驗中,施肥處理桃苗的根冠比高于空白對照,而袋控緩釋處理根冠比基本都比撒施處理高,這與袋控肥附近有較多的細根有關(guān),在袋控緩釋處理中,根冠比最高的是B2處理;本試驗測定的葉片葉綠素含量和全鐵含量,空白處理比施肥處理低,但在活性鐵含量上,撒施肥處理并不比空白對照高,這應(yīng)該與植株的“黃化的自相矛盾”[12]現(xiàn)象有關(guān),袋控緩釋肥處理在這三個指標(biāo)上都比撒施處理高,其中活性鐵和全鐵含量最高的是B2處理,而B2處理的葉綠素含量在各個處理中位于第三位,這應(yīng)該是由于植株間存在個體差異及植株所處具體土壤環(huán)境的不同所導(dǎo)致的。
總結(jié)本試驗的研究結(jié)果可以看出,加入EDTA-鐵12 g和氨基磺酸15 g的袋控緩釋肥處理(即B2處理)對于桃苗的補鐵效