王靈哲，宋鋒惠，史彥江＊，羅 達(dá)，凌錦霞，左 琛

(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2. 新疆林科院經(jīng)濟(jì)林研究所，新疆 烏魯木齊 830063)

平歐雜種榛（Corylus heterophylla×Corylus avellana）是通過種間雜交培育出來的優(yōu)良樹種，具有易栽植、成活率高、抗寒抗旱性強(qiáng)、坐果率高等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，其果實(shí)大而美觀，殼薄、仁滿、味正、營養(yǎng)價(jià)值高，與核桃、扁桃和腰果稱為世界四大堅(jiān)果[1]。許多研究表明，氮（N）、磷（P）、鉀（K）對(duì)植物的品質(zhì)有深遠(yuǎn)影響，如李輝桃等[2]研究紅富士蘋果發(fā)現(xiàn)，N肥的增加使當(dāng)年的新生枝條長度、葉厚、葉質(zhì)量等增加，當(dāng)N、P、K的施肥量為0.89、0.45、0.52 kg·株-1時(shí)會(huì)增加蘋果產(chǎn)量，超過該施肥量會(huì)引起減產(chǎn)；譚博等[3]研究全球紅葡萄（Vitis vinifera L. cv. Red Globe）時(shí)表明，N、P、K不但增強(qiáng)了葡萄光合作用的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）等，同時(shí)不同程度地提高了果實(shí)的可溶性固形物、總糖以及Vc的含量；孔芬等[4]研究山地核桃（Juglans regia L.）表明，N、P、K合理的配施增加產(chǎn)量，過多會(huì)抑制，適量范圍內(nèi)施肥量增加會(huì)提高核桃耐高溫和強(qiáng)光的能力。由此可見，均衡N、P、K肥對(duì)改善作物產(chǎn)量與品質(zhì)變得尤為重要。近年來，榛子成為新疆發(fā)展的新樹種，南北疆各地均已開始試種，通過試驗(yàn)觀察，其生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)、果實(shí)品質(zhì)表現(xiàn)良好，具有很大的發(fā)展?jié)摿?，有望成為新疆新一代?jīng)濟(jì)樹種。由于榛子在新疆栽培時(shí)間短，缺乏適合在新疆自然條件下的生產(chǎn)技術(shù)，關(guān)于施肥對(duì)榛樹產(chǎn)量品質(zhì)的影響尚不完善。因此，針對(duì)榛子生產(chǎn)中存在的問題開展了氮磷鉀施肥試驗(yàn)。以新疆9 年生平歐雜種榛為研究對(duì)象，測定榛子光合和果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)等指標(biāo)，探明氮磷鉀不同施肥量對(duì)平歐雜種榛產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，提出適宜的施肥參數(shù)，為新疆榛子栽培技術(shù)中的施肥技術(shù)提供參考[5]。

1 研究區(qū)概況

新疆烏魯木齊縣安寧渠位于 86°37′33″～88°58′24″ E，43°45′32″～ 44°08′00″ N，海拔 935.3 m，地勢平坦，屬于中溫帶半干旱大陸性氣候，年均降水量286.1 mm，年均蒸發(fā)量2 164.2 mm，年均日照時(shí)數(shù)為2 775 h，光熱資源豐富[6]。

2 材料與方法

試驗(yàn)地位于新疆烏魯木齊縣安寧渠農(nóng)科院平歐雜種榛豐產(chǎn)栽培示范園，以9 a‘達(dá)維’（Dawei）為試驗(yàn)材料。南北行向栽植，株行距4.0 m×1.5 m，林相整齊，樹勢健康無病蟲害、各樣株長勢基本一致。

2018年3月在施肥試驗(yàn)前采集樣園土壤樣品進(jìn)行養(yǎng)分分析，結(jié)果表明，樣園土壤類型為土層深厚的沙土，0～40 cm土層土壤基本化學(xué)性質(zhì)的堿解N、有效 P、速效K的含量分別為 38.20、7.97、114.67 mg·kg-1。根據(jù)全國第2次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)樣園土壤有機(jī)質(zhì)含量低，堿解N為5級(jí),有效P為4級(jí)，速效K為3級(jí)，綜合土壤養(yǎng)分條件屬中等[7]。采用“3414”肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)（表1），肥料因素為N、P、K，4個(gè)水平分別為0（不施肥）、1（常規(guī)施肥量的50%）、2（常規(guī)施肥量）、3（常規(guī)施肥量的150%），共14個(gè)處理（記為Ti：i=1，2，3， ·· ·，14），每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)小區(qū)，隨機(jī)排列，每試驗(yàn)小區(qū)5株，共計(jì)210樣株。所選樣株平均株高、地徑、冠幅分別為（2.5±0.4）m、（5.3±0.2）cm、（2.0±0.3）m。肥料選用尿素（含N 46%）、重過磷酸鈣（含P2O546%）、硫酸鉀（含K2O 51%）。根據(jù)2017年施肥試驗(yàn)量，每樣株N、P2O5、K2O的常規(guī)施肥量（純量）分別為0.7、0.3、0.2 kg，于2018年4月榛子初萌芽前1次性施入，施肥方法為在樹冠2/3處采用環(huán)狀溝施，施肥溝距樹體67 cm、開溝深度為30 cm。

2.1 測定方法

2.1.1 葉綠素測定 試驗(yàn)于7月中旬（果仁膨大期），晴朗無云下，用SPAD-502手持葉綠素儀對(duì)每一供試樣株的東南西北4個(gè)方向隨機(jī)選取30個(gè)樹冠外圍中部、健康、功能完全葉片測定。

2.1.2 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測定 試驗(yàn)于7月中旬（果仁膨大期），在晴朗天氣、自然光照條件下，采用FMS-2型（英國，Hansatech）便攜調(diào)制式葉綠素?zé)晒鈨x測葉綠素?zé)晒鈪?shù)的最大光能轉(zhuǎn)換效率（Fv/Fm）、初始熒光（Fo）、最大熒光（Fm）及可變熒光（Fv）數(shù)據(jù)。從8：00到20：00，每隔2 h測定1次，每次測定前將葉片暗適應(yīng)30 min，每一供試樣株上測定5個(gè)葉片作為重復(fù)。

表 1 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Field trial design

2.1.3 果實(shí)測定 8月25日果苞基部變黃、果殼硬化呈黃褐色，分別調(diào)查試驗(yàn)株結(jié)果數(shù)量，然后將不同處理采收的15株果實(shí)混合裝入網(wǎng)袋，帶回實(shí)驗(yàn)室，脫苞。自然晾干25 d，對(duì)不同處理隨機(jī)選取100粒果實(shí)測定單果質(zhì)量、縱橫徑、果殼厚度、果仁質(zhì)量等指標(biāo)，計(jì)算出仁率、單株產(chǎn)量。出仁率=果仁質(zhì)量/單果質(zhì)量×100%；單株產(chǎn)量=單果質(zhì)量×單株結(jié)果數(shù)量。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

不同施肥配比對(duì)產(chǎn)量及品質(zhì)差異顯著性的影響采用單因素方差分析（one-way ANOVA）的Duncan法對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)（α=0.05）。數(shù)據(jù)分析軟件Excel 2007和SPSS19.0，采用Origin9.0軟件作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同氮磷鉀施肥量對(duì)葉綠素相對(duì)含量的影響

圖1表明：隨著氮、磷、鉀不同施肥量的施入，葉綠素含量出現(xiàn)了較大幅度的變化。在磷、鉀同一施肥量下，不施氮肥（N0P2K2）與施高氮肥量（N3P2K2）的葉綠素含量差異顯著，說明施高氮肥量對(duì)榛樹葉片影響顯著。在氮、鉀同一施肥量下，常規(guī)施磷肥量（N2P2K2）與施高磷肥量（N2P3K2）差異顯著，說明施高磷肥量降低榛葉的葉綠素含量。在氮、磷同一施肥量下，不施鉀肥（N2P2K0）與常規(guī)施鉀肥量（N2P2K2）差異顯著，說明不施鉀肥降低榛葉的葉綠素含量。

圖 1 不同氮磷鉀施肥量對(duì)榛葉綠素相對(duì)含量的影響Fig. 1 Effect of different NPK fertilization amount on relative chlorophyll content of hazelnut leaf

3.2 不同氮磷鉀施肥量對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

3.2.1 不同氮磷鉀施肥量對(duì)Fv/Fm日變化的影響

圖2A表明：在磷、鉀同一施肥量下，施高氮肥（N3P2K2）的Fv/Fm波谷出現(xiàn)在14:00，不施氮（N0P2K2）和常規(guī)施氮量（N2P2K2）的Fv/Fm波谷出現(xiàn)在 16:00，同時(shí)施低氮肥（N1P2K2）的Fv/Fm日變化水平一直高于其他處理，說明低氮可以增加榛樹抗高光、高溫的能力。圖2B表明：在氮、鉀同一施肥量下，不同施磷肥的Fv/Fm日變化呈V型曲線，不施磷（N2P0K2）的Fv/Fm波谷出現(xiàn)在16:00，施常規(guī)施磷量（N2P2K2）的Fv/Fm日變化平穩(wěn)高于其他處理，說明常規(guī)施磷肥量促進(jìn)光能捕捉效率。圖2C表明：在氮、磷同一施肥量下，不同施鉀肥的Fv/Fm日變化也呈V型曲線，波谷均出現(xiàn)在14:00；在“午休”過后，F(xiàn)v/Fm隨著鉀肥的增加而變高（N2P2K2除外），說明鉀肥的增加能夠減少平歐雜種榛的光抑制，提高其光能捕捉效率。

3.2.2 熒光參數(shù)日均值的比較 由表2看出：不同施肥處理對(duì)Fo、Fm、Fv影響顯著；不同施肥量下，F(xiàn)o值為237.29～294.14，其中，最大值出現(xiàn)在T5，最小值出現(xiàn)在T6，且T5與大部分處理差異顯著。不同施肥量下，F(xiàn)m值為1 059.26～1 453.86，其中，最大值出現(xiàn)在T5，其次是T13，T5和T13差異不顯著，分別比T1高26.7%和26.4%。不同施肥量下，F(xiàn)v值為785.48～1 164.57，其中，最大值出現(xiàn)在T13，其次是T5，最小值出現(xiàn)在T14，T13與T5之間差異不顯著。通過對(duì)熒光參數(shù)均值變化的比較，氮磷鉀對(duì)榛樹熒光參數(shù)影響的順序?yàn)镹＞K＞P，少量或過量施肥會(huì)抑制葉綠素對(duì)光能吸收、轉(zhuǎn)化等過程，從而使榛樹光合作用下降。

圖 2 不同氮磷鉀施肥量對(duì)平歐雜種榛Fv/Fm的影響Fig. 2 Effect of different NPK fertilization amount on chlorophyll content of hazelnut leaf

表 2 果仁膨大期不同施肥處理間平歐雜種榛Fo、Fm、Fv日均值的比較Table 2 Comparison of daily mean values of Fo, Fm and Fv in hazelnut between different fertilization treatments during fruiting

3.3 不同氮磷鉀施肥量對(duì)平歐雜種榛外在品質(zhì)的影響

從表3看出：不同氮磷鉀施肥量對(duì)榛子的縱徑、橫徑、側(cè)徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量和出仁率有不同程度的影響，其中，對(duì)單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量和出仁率影響顯著。不同氮磷鉀施肥量下榛子的縱徑變幅為18.97～20.98 mm，最大縱徑出現(xiàn)在T9，為20.98 mm，比 T1提高 9.96%；其次是 T13，為20.57 mm，比 T1提高 7.81%。橫徑的變幅為16.17～17.75 mm，最大橫徑出現(xiàn)在T9，為17.75 mm，比T1提高 9.77%；其次是T2，為17.65 mm，比T1提高 9.15%。側(cè)徑的變幅為 14.68～16.44 mm，最大側(cè)徑出現(xiàn)在 T9，為 16.44 mm，比 T1提高11.99%；其次是 T2，為 16.23 mm，比 T1提高10.56%。說明適量的磷肥會(huì)提高榛子的果實(shí)大小。不同氮磷鉀施肥量榛子的單果質(zhì)量變幅為1.69～2.52 g，最大單果質(zhì)量出現(xiàn)在T9，為2.52 g，比T1提高 31.94%；其次是T2，為2.32 g，比T1提高 21.47%。果仁質(zhì)量的變幅為 0.65～0.88 g，最大果仁質(zhì)量出現(xiàn)在T2，為0.88 g，比T1提高11.39%；其次是T9，為0.87 g，比T1提高10.13%。不同氮磷鉀施肥量下榛子的出仁率變化不大，集中在36%～39%。

表 3 不同氮磷鉀施肥量對(duì)榛子外在品質(zhì)的影響Table 3 Effect of different N, P and K fertilization rates on the external quality of hazelnut

3.4 不同氮磷鉀施肥量對(duì)平歐雜種榛粗脂肪、粗蛋白的影響

粗脂肪、粗蛋白是衡量堅(jiān)果營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)，其含量的高低決定了堅(jiān)果營養(yǎng)價(jià)值和口感，從而影響堅(jiān)果的商品價(jià)值。由表4看出：不同的氮磷鉀施肥量對(duì)平歐雜種榛的粗脂肪、粗蛋白影響顯著。最大粗脂肪含量出現(xiàn)在T11，為53.23%，其次是T9，為52.41%；最小含量出現(xiàn)在T13，為41.04%。說明當(dāng)N肥不充足時(shí)會(huì)影響榛子中粗脂肪的含量。最大粗蛋白含量出現(xiàn)在T12，為4.81%，其次是T13，為4.30%；最小含量出現(xiàn)在T10，為3.06%，且處理間差異顯著。說明少量的氮肥會(huì)增加榛仁中蛋白質(zhì)的含量，而過量的鉀肥會(huì)降低榛仁中粗蛋白的含量。通過對(duì)平歐雜種榛粗脂肪、粗蛋白的單因素分析，表明氮、磷、鉀在一定范圍內(nèi)表現(xiàn)出正效應(yīng)，當(dāng)施肥量超過一定的范圍時(shí)表現(xiàn)出負(fù)效應(yīng)，說明氮、磷、鉀的施肥量保持一定的量才能獲得高品質(zhì)的榛果。

表 4 不同氮磷鉀施肥量對(duì)榛子粗脂肪、粗蛋白的影響Table 4 Effects of Different N, P,K Fertilizer Application Rates on Crude Fat and Crude Protein of hazelnut

3.5 不同氮磷鉀施肥量對(duì)平歐雜種榛產(chǎn)量與肥料方程效應(yīng)的響應(yīng)

目前，氮磷鉀對(duì)植物的肥料效應(yīng)模型大多采用多元回歸方程，即不同氮磷鉀施肥量為自變量，以產(chǎn)量為因變量建立回歸模型，通過計(jì)算機(jī)模擬，提出不同產(chǎn)量水平下氮磷鉀的最佳組合。本研究分別以平均單株榛果產(chǎn)量（G）以10為底的常用對(duì)數(shù)（log10G）為因變量，N、P、K三元二次多項(xiàng)式的非常數(shù)項(xiàng)為自變量進(jìn)行多元線性回歸逐步分析，得關(guān)系式：

（R=0.618，F(xiàn)=7.596，顯著水平p=0.009，剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=0.040 7，調(diào)整后的相關(guān)系數(shù)Ra=0.124）。

通過模型分析得出：以平歐雜種榛平均單株產(chǎn)量為經(jīng)濟(jì)目標(biāo)時(shí)，施N為1 205.6 kg·hm-2，施P2O5為 485.00 kg·hm-2，施 K2O 為 329.3 kg·hm-2時(shí)單株產(chǎn)量可以達(dá)到1.98 kg。氮磷鉀對(duì)平歐雜種榛平均單株產(chǎn)量的作用順序?yàn)椋篘＞P＞K，氮肥與鉀肥之間具有協(xié)同作用，氮肥與磷肥，磷肥與鉀肥之間的交互作用不明顯。

4 討論

有研究發(fā)現(xiàn)，適量的氮肥會(huì)提高葉片中葉綠素的含量，提高作物粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖以及Vc的含量，同時(shí)表明，少氮會(huì)降低植物進(jìn)行光合作用[8]。磷肥參與植物體內(nèi)脂肪、蛋白質(zhì)等的合成，有研究發(fā)現(xiàn)，適量的磷肥會(huì)提高植物體內(nèi)的RuBP羧化酶活性和葉片光合速率，從而影響植物干物質(zhì)的積累[9]；適量的鉀肥能提高作物可溶性糖含量和產(chǎn)量[10]。氮、磷、鉀肥的協(xié)同作用會(huì)提高葉綠素的相對(duì)含量（SPAD），促進(jìn)植物進(jìn)行光合作用，合成光合產(chǎn)物。本試驗(yàn)結(jié)果表明，平歐雜種榛的SPAD值隨著氮肥的增加而增加，說明氮肥會(huì)促進(jìn)榛葉合成葉綠素；過量的磷或不施鉀肥會(huì)抑制葉綠素的合成，說明適量的磷肥和鉀肥有助于合成葉綠素。

提高Fv/Fm有利于葉綠體更快、更有效地將捕獲的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為光合碳同化提供更多的能量。Fv/Fm越高光利用率越高，適應(yīng)弱光環(huán)境的能力越強(qiáng)[11]。本研究結(jié)果表明：在磷、鉀同一施肥下，F(xiàn)v/Fm日變化中，施少量氮肥（N1P2K2）或常規(guī)氮肥（N2P2K2）高于其他施肥量。說明施氮肥會(huì)提高PSII活性和光化學(xué)效率，使光合色素所捕獲的光能更快速、更高效地轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為碳化提供充足的能量，從而提高了光合速率。有研究表明，施適量氮顯著提高Fv/Fm和Fv/Fo，有利于光合同化中各種蛋白質(zhì)酶合成和電子傳遞等，從而改善葉片的光合作用，提高CO2的同化速率[12]；同時(shí)，氮素供應(yīng)量不足或過大時(shí)，影響光合產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化和輸出[13]。通過電荷在反應(yīng)中心分離引起的初原能量轉(zhuǎn)換是光合作用最基本的反應(yīng)。葉綠素?zé)晒鈪?shù)能充分反映植物葉片對(duì)光能的吸收、傳遞、分配以及消耗的效率[14]。本試驗(yàn)結(jié)果表明：14個(gè)施肥處理對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)有不同差異，其中T5（N2P1K2）對(duì)Fo、Fv和Fm有顯著調(diào)控作用，表明適量的氮肥和鉀肥會(huì)使葉綠素光合機(jī)構(gòu)受損的程度降低，光合特性越好，這與王剛等[15]的研究結(jié)果相吻合。

本試驗(yàn)條件下，不同氮、磷、鉀施肥處理對(duì)榛子的外在和內(nèi)在品質(zhì)的影響差異顯著，與其他處理相比，T9（N2P2K1）榛果的縱徑、橫徑、側(cè)徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量和出仁率比T1（N0P0K0）分別增加了9.96%、9.77%、11.99%、31.94%、10.13%和5.56%，粗脂肪和粗蛋白比T1增加了11.56%和16.67%。T10（N2P2K3）榛果的縱徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量、粗蛋白以及粗脂肪均比T1低，說明過量的鉀肥會(huì)抑制礦物質(zhì)元素的吸收以及蛋白質(zhì)合成的運(yùn)輸,這與前人研究結(jié)果基本一致[16-17]。如陳虹等[16-18]對(duì)6 年生和8年生的核桃進(jìn)行了“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計(jì)，研究表明，氮肥影響核桃樹高、枝長，磷、鉀肥影響核桃鮮質(zhì)量、干果質(zhì)量以及核仁質(zhì)量，且過量的鉀肥會(huì)降低核桃粗脂肪和粗蛋白的含量。

科學(xué)合理的作物肥料需求是保證作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件，同時(shí)在不破壞土壤生產(chǎn)力和不破壞生態(tài)環(huán)境的前提下提高肥料的利用率。氮、磷、鉀作為果樹生長和發(fā)育所必需的大量礦質(zhì)營養(yǎng)元素，對(duì)果樹及其果實(shí)的生長發(fā)育有深遠(yuǎn)影響。彭少兵等[19]研究表明，缺肥或少肥對(duì)核桃的產(chǎn)量影響很大，同時(shí)采用三元二次效應(yīng)方程擬合出最高和最佳產(chǎn)量分別為8.373、1.227 6 kg·株-1時(shí) 的 施 肥 量 是 N為 0.987 5 kg·株-1、P2O5為0.164 8 kg·株-1、K2O 為 1.226 0 kg·株-1。柴仲平等[20]研究表明，414.9、280.2、33.6 kg的氮、磷、鉀肥在1 hm2且滴灌水量為5 250 m3下，可提高灰棗的單果質(zhì)量和產(chǎn)量；過量施肥不僅使灰棗產(chǎn)量和品質(zhì)下降，還會(huì)降低肥料利用率，土壤鹽漬化加重，給生態(tài)環(huán)境造成污染。

5 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著N肥的增加，榛葉的葉綠素相對(duì)含量日變化值逐漸增大，過量的磷和缺失鉀不利于榛樹進(jìn)行光合作用；T9的榛果縱橫、側(cè)徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量、出仁率、粗蛋白和粗脂肪含量均呈較高水平，而T10過量的鉀肥會(huì)使榛果品質(zhì)降低。因此，在本實(shí)驗(yàn)條件下，以2018年的產(chǎn)量為目標(biāo)，N、P2O5、K2O施肥純量分別為1 205.6、485.00、329.3 kg·hm-2時(shí)，榛果達(dá)到了優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，有利于提高新疆平歐雜種榛的經(jīng)濟(jì)效益。