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氮磷钾是植物生长必须的三大元素。氮磷钾施肥能够提高果树的产量,改善果实的品质[1-3]。叶面喷肥具有养分吸收快,用量少,养分吸收利用率高,可及时缓解果树缺素症状,提高果实品质,增加产量等特点,现已成为果树施肥中不可缺少的辅助措施,在优良果品生产中作为常规措施来运用。因此,叶面喷施氮磷钾肥成为生产上进行氮磷钾追肥的一种重要方式,但叶面喷肥只能起补充和调节作用,不能代替土壤施肥。达维是目前中国寒冷地区的主要杂交榛Corylus heterophylla × C. avellana栽培品种,具有树势强壮,果仁光洁,饱满,丰产性、适应强,一序多果的特点[4]。目前,生产上榛子Corylus chinensis追肥主要采用土施法,但由于磷、锌、硼、铁等元素易被土壤固定而难以很快发挥效用,且不同土壤中的矿质元素含量不同,施肥量不容易把握。在生产中,由于缺乏科学指导施肥,农民对榛子的施肥量较大,偏施氮肥,施肥量随意性大,致使肥料的增产效果未能充分发挥出来,还导致了一系列的生态环境问题[5]。因此,通过叶面追肥来补充土壤追肥的不足是一个很好的手段,尤其是在土壤肥力不足的地区。到目前为止,叶面追肥在榛子上的应用已有报道。薛光艳等[6]研究了氨基酸螯合液肥对杂交榛子和野生榛子产量的影响,研究结果显示:叶面喷施氨基酸螯合液肥能够促进杂交榛子与野生榛子枝条生长,提高果实产量。可见,叶面追肥能够提高榛子的产量。但在国内针对氮磷钾叶面喷肥对榛子产量及果实品质的影响却未见报道。因此,本试验研究了不同氮磷钾配比喷肥对杂交榛产量及果实品质的影响,旨在对杂交榛适宜的氮磷钾用量及适宜比例进行初步探讨,为杂交榛人工栽培叶面追肥提供技术依据。
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试验于2013年在北京市昌平区西郊鹫峰林场实验基地(39°56′N,116°28′E)进行。试验地土壤基础理化性质如表 1。供试材料为生长发育正常、无病虫害的8年生杂交榛达维。
pH值 全氮/(g·kg-1) 碱解氮/(mg·kg-1) 有效磷/(mg·kg-1) 速效钾/(mg·kg-1) 有机质/(g·kg-1) 7.17 0.823 16.04 11.024 92.940 10.9 Table 1. Basical physical and chemical properties of soil of the selected hazel park
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试验采用正交设计,选用正交表L16(45)得试验方案于表 2。使用肥料种类为尿素(含氮460.0 g·kg-1),磷酸二氢钾(纯品含钾340.2 g·kg-1,磷520.2 g·kg-1),氯化钾(含钾525.0 g·kg-1)。试验选择生长健壮、长势基本一致的植株,于2009年5月13日和5月21日(新梢快速生长期)进行叶面喷肥试验,以叶面布满水珠但不滴水为宜,树叶正反面均匀喷施[7]。试验采用单株小区,随机排列。于2013年8月27日分别统计各处理的产量,并采集果实供品质测定。
序号 处理 氮/(g·kg-1) 磷/(g·kg-1) (g·kg-1) 1 N1P1K1(ck) 0 0 0 2 N1P2K2 0 1.8 2.6 3 N1P3K3 0 2.6 5.2 4 N1P4K4 0 3.7 7.9 5 N2P1K2 1.2 0 2.6 6 N2P2K1 1.2 1.8 0 7 N2P3K4 1.2 2.6 7.9 8 N2P4K3 1.2 3.7 5.2 9 N3P1K3 2.5 0 5.2 10 N3P2K4 2.5 1.8 7.9 11 N3P3K1 2.5 2.6 0 12 N3P4K2 2.5 3.7 2.6 13 N4P1K4 3.5 0 7.9 14 N4P2K3 3.5 1.8 5.2 15 N4P3K2 3.5 2.6 2.6 16 N4P4K1 3.5 3.7 0 Table 2. Scheme of prescription fertilization of hybrid hazel
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坚果质量和种仁质量用千分之一天平测定,果实的横纵径用游标卡尺测定。用蒽酮比色法测果实的可溶性总糖,用索氏抽提法测果实的粗脂肪,蒽酮比色法测果实的淀粉,蛋白质用凯式定氮法测定[8]。所得数据用Excel 2003进行统计,用SPSS 18.0进行方差分析,用最小显著差法(LSD)检验。
1.1. 试验地点和材料
1.2. 试验方法
1.3. 果实品质测定
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氮磷钾叶面喷肥对杂交榛果实产量的影响见表 3。从表 3中可以看出:在本试验田土壤矿质元素基本水平情况下,处理16的单株产量最高(841.21 g·株-1),与对照组(处理1,177.6 g·株-1)相比,提高了373.7%,其次是处理14(671.51 g·株-1),其单株产量提高了278.1%;处理4的单株产量最低(92.18 g·株-1),与对照组相比降低了48.1%。处理14的单粒质量最大(2.57 g·粒-1),与对照组相比(处理1.99 g·粒-1)提高了29.15%,处理8的单粒质量最小(1.78 g·粒-1),与对照相比降低了11.80%。分析各因素对杂交榛单株产量及单粒质量的影响(表 4),进行极差排序,R-单株产量:氮 > 钾 > 磷;R-单粒质量:氮 > 磷 > 钾,说明氮肥对杂交榛单株产量和单粒质量的影响最大。为进一步证实氮、磷和钾喷肥对杂交榛单株产量和单粒质量的效应,进行了方差分析。方差分析结果显示:除了3.5 g·kg-1的氮肥对杂交榛产量的影响达到了显著水平外(P=0.012),其他均不显著。由此可见,在新梢生长期,叶面喷施3.5 g·kg-1的氮肥对杂交榛有显著的增产效应,喷施磷肥和钾肥增产效应不显著。喷施3.5 g·kg-1的氮肥能够显著(P=0.042)地增加杂交榛的单粒质量,而磷、钾肥对杂交榛果实单粒质量的影响均不显著。
序号 处理 单株产量/(g·株-1) 单粒质量/(g·粒-1) 1 N1P1K1(ck) 177.60 1.99 BCce 2 N1P2K2 111.39 2.07 BCbe 3 N1P3K3 231.47 2.20 ACbc 4 N1P4K4 92.18 2.07 BCbe 5 N2P1K2 253.13 2.03 BCbe 6 N2P2K1 119.35 2.24 ABbc 7 N2P3K4 182.47 2.09 BCbc 8 N2P4K3 281.57 1.78 Ce 9 N3P1K3 171.29 2.08 BCbe 10 N3P2K4 136.20 2.29 ABabc 11 N3P3K1 193.12 2.36 ABab 12 N3P4K2 126.55 2.28 ABabc 13 N4P1K4 173.75 2.35 ABab 14 N4P2K3 671.51 2.57 Aa 15 N4P3K2 460.85 2.04 BCbe 16 N4P4K1 841.21 2.12 BCbc Table 3. Yield of hybrid hazel
处理 单株产量/(g·株-1) 单粒质量/(g·粒-1) 平均值 极差(R) 平均值 极差(R) N1 153.16Ab 383.67 2.13Abc 0.23 N2 209.13Ab 2.07Aac N3 156.79Ab 2.27Aab N4 536.83Aa 2.3Aa P1 193.94Aa 141.44 2.14Aab 0.19 P2 259.61Aa 2.31Ab P3 266.98Aa 2.2Aab P4 335.38Aa 2.12Aa K1 332.82Aa 192.81 2.22Aa 0.13 K2 237.98Aa 2.12Aa K3 338.96Aa 2.19Aa K4 146.15Aa 2.25Aa 说明:小写字母表示在0.05水平上差异显著,大写字母表示在0.01水平上差异显著。 Table 4. Effect of different fertilizer concentration on yield of hybrid hazel
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氮磷钾叶面喷肥对杂交榛果实外在品质的影响见表 5。从表 5中可以看出:在本试验田土壤矿质元素基本水平情况下,处理14的果实横径最大(17.18 mm),比对照组(处理1,16.02 mm)增加了7.24%,且两者之间的差异达到了显著水平(P=0.003);处理8的果实横径最小(15.67 mm),比对照组减小了2.19%。处理12的果实纵径最大(27.09 mm),比对照组(处理1,23.47 mm)增加了15.42%;处理13的果实纵径最小(19.92 mm),比对照组减少了15.13%。处理14的果仁质量最大(1.22 g);与对照组(0.92 g)相比增加了32.61%;处理8的果仁最轻(0.89 g),与对照组相比减少了3.26%。处理8的出仁率最高(50.04%),比对照组(46.36%)增加了7.94%;处理13的出仁率最低(42.45%),比对照组降低了8.46%。处理2,处理3,处理5,处理6,处理9,处理13和处理15的空壳率均为0,比对照组(10.00%)降低了100%;处理10,处理11,处理12,处理14和处理16的空壳率均为3.33%,比对照组降低了66.7%;处理8的空壳率最高,为26.67%,比对照组增加了166.7%,且两者之间的差异达到了极显著水平(P=0.000)。分析氮、磷、钾肥对杂交榛外在品质的影响(表 6),进行极差排序,R-果实横径:氮 > 磷 > 钾。R-果实纵径:氮 > 钾 > 磷。R-仁质量:氮 > 磷=钾。R-出仁率:钾 > 磷 > 氮。R-空壳率:磷 > 氮=钾。排序结果表明,在新梢生长期,氮肥比例是影响杂交榛果实横径、纵径、果仁质量的主要因素,钾肥是影响杂交榛出仁率的主要因素,磷肥比例是影响杂交榛空壳率的主要因素。为进一步证实氮、磷和钾喷肥对杂交榛果实横径、果实纵径、果仁质量、出仁率和空壳率的效应,进行了方差分析。方差分析结果显示:除了3.7 g·kg-1的磷肥能够显著(P=0.022)地增加杂交榛的果实横径,3.7 g·kg-1的磷肥能够极显著(P=0.003)地增加杂交榛的空壳率外,其他质量分数的氮、磷、钾肥对杂交榛果实横径、果实纵径、果仁质量和出仁率的影响均不显著。
序号 处理 果实横径/mm 果实纵径/mm 仁质量/g 出仁率/% 空壳率/% 1 N1P1K1(ck) 16.02ABbc 23.47Aab 0.92ABb 46.36Aab 10.00Bb 2 N1P2K2 16.13ABbc 20.37Ab 0.92Bb 44.44Aab 0Cc 3 N1P3K3 16.13ABbc 20.32Ab 0.98ABb 44.43Aab 0Cc 4 N1P4K4 16.17ABbc 20.53Ab 0.98ABb 47.19Aab 10.00Bb 5 N2P1K2 15.94ABbc 20.482Ab 0.91Bb 44.49Aab 0Cc 6 N2P2K1 16.48ABabc 20.47Ab 1.03ABab 46.01Aab 0Cc 7 N2P3K4 16.31ABabc 20.53Ab 0.98ABb 46.69Aab 6.67BCb 8 N2P4K3 15.67Bc 20.52Ab 0.89Bb 50.04Aa 26.67Aa 9 N3P1K3 16.34ABabc 20.48Ab 0.96ABb 46.25Aab 0Cc 10 N3P2K4 16.72ABab 20.77Ab 1.00ABab 43.56Aab 3.33BCc 11 N3P3K1 16.63ABab 20.87Ab 1.05ABab 44.28Aab 3.33BCc 12 N3P4K2 16.27ABabc 27.09Aa 1.04ABab 45.4Aab 3.33BCc 13 N4P1K4 16.02ABbc 19.92Ab 1.00ABab 42.44Ab 0Cc 14 N4P2K3 17.18Aa 21.7Aab 1.22Aa 47.14Aab 3.33BCc 15 N4P3K2 16.22ABabc 20.43Ab 0.92ABb 45.25Aab 0Cc 16 N4P4K1 16.06ABbc 20.54Ab 0.98ABb 44.17Aab 3.33BCc 说明:小写字母表示在0.05水平上差异显著,大写字母表示在0.01水平上差异显著。 Table 5. Apparent quality of hybrid hazel
处理 果实横径/mm 果实纵径/mm 仁质量/g 出仁率/% 空壳率/% 平均值 极差(R) 平均值 极差(R) 平均值 极差(R) 平均值 极差(R) 平均值 极差(R) N1 16.11Aa 4.06 21.22Aa 1.88 0.94Aa 0.15 45.60Aa 2.1 5.00Aab 6.67 N2 20.17Aa 20.50Aa 0.95Aa 46.80Aa 8.33Aa N3 16.51Aa 22.38Aa 1.01Aa 44.40Aa 1.70Ab N4 16.38Aa 20.66Aa 1.09Aa 44.70Aa 1.67Aa P1 16.08Ab 0.60 21.15Aa 1.66 0.94Aa 0.1 44.16Aa 3.16 2.50Bb 9.17 P2 16.64Aa 20.85Aa 1.04Aa 44.96Aa 1.67Bb P3 16.33Aab 20.55Aa 0.98Aa 44.50Aa 2.50Bb P4 16.04Ab 22.21Aa 1.00Aa 47.31Aa 10.83Aa K1 16.32Aa 0.18 21.4Aa 1.73 1.05Aa 0.1 47.29Aa 3.61 4.17Aab 6.67 K2 16.14Aa 22.16Aa 0.95Aa 44.65Aa 0.83Ab K3 16.31Aa 20.77Aa 0.99Aa 45.32Aa 7.50Aa K4 16.32Aa 20.43Aa 0.98Aa 43.68Aa 5.00Aab 说明:小写字母表示在0.05水平上差异显著,大写字母表示在0.01水平上差异显著。 Table 6. Effect of different fertilizer concentration on apparent quality of hybrid hazel
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氮磷钾叶面喷肥对杂交榛果实内在品质的影响见表 7。从表 7中可以看出:在本试验田土壤矿质元素基本水平情况下,处理12的粗脂肪质量分数最高(639.5 g·kg-1),比对照组(611.9 g·kg-1)提高了4.51%;处理15的粗脂肪质量分数最低(588.5 g·kg-1),比对照组降低了3.82%。处理15的粗蛋白质量分数最高(179.5 g·kg-1),比对照组(159.1 g·kg-1)提高了12.82%;处理5的粗蛋白质量分数最低(90.8 g·kg-1),比对照组降低了42.93%。处理12的可溶性糖质量分数最高(127.2 g·kg-1),比对照组(114.4 g·kg-1)提高了11.36%;处理16的可溶性糖质量分数最低(83.9 g·kg-1),比对照组降低了26.66%。处理9的淀粉质量分数最高(15.4 g·kg-1),比对照组(12.5 g·kg-1)提高了23.2%;处理13和处理15的淀粉质量分数最低(8.8 g·kg-1),比对照组降低了29.6%。分析氮、磷、钾喷施对杂交榛内在品质的影响(表 8),进行极差排序,R-粗脂肪质量分数:氮 > 磷 > 钾。R-粗蛋白质量分数:氮 > 钾 > 磷。R-可溶性糖质量分数:钾 > 氮 > 磷。R-淀粉质量分数:钾 > 氮 > 磷。排序结果表明,在新梢生长期,氮肥比例是影响杂交榛果实粗脂肪和粗蛋白质量分数的主要因素,钾肥比例是影响杂交榛果实可溶性糖和淀粉质量分数的主要因素。为进一步证实氮、磷和钾喷肥对杂交榛果实粗脂肪、粗蛋白、可溶性糖和淀粉质量分数的效应,进行了方差分析。方差分析结果显示:2.6 g·kg-1的磷肥能够显著(P=0.029)地降低杂交榛果实中粗脂肪的质量分数,5.2 g·kg-1和7.9 g·kg-1的钾肥能够显著(P5.2=0.044,P7.9=0.014)地增加杂交榛果实中粗脂肪的质量分数;1.2 g·kg-1的氮肥能够显著(P=0.024)地降低杂交榛果实中粗蛋白的质量分数;2.6 g·kg-1的磷肥能够显著(P=0.049)地增加杂交榛果实中粗蛋白的质量分数;2.6 g·kg-1的钾肥能够显著(P=0.013)地降低粗蛋白的质量分数,并显著(P=0.028)地增加可溶性糖的质量分数。
序号 处理 粗脂肪/(g·kg-1) 粗蛋白/(g·kg-1) 可溶性糖/(g·kg-1) 淀粉/(g·kg-1) 1 N1P1K1(ck) 61.19Cde 15.91ABCbc 11.44Aa 1.25Aab 2 N1P2K2 62.24BCb 10.14FGe 12.48Aa 1.13Aab 3 N1P3K3 61.53BCcd 17.32ABab 10.83ABab 1.12Aab 4 N1P4K4 62.13BCbc 14.92Cc 11.53Aa 1.16Aab 5 N2P1K2 60.78Cde 9.08Ge 10.6ABab 1.12Aab 6 N2P2K1 58.99Df 16.44ABCabc 10.35ABab 1.19Aab 7 N2P3K4 61.29Cde 12.39DEd 11.15ABab 1.29Aab 8 N2P4K3 60.66Cde 12.27Ed 9.62Ab 1.12Aab 9 N3P1K3 62.07BCbc 15.59BCbc 9.80ABab 1.54Aa 10 N3P2K4 61.43Cd 11.89EFd 12.74Aa 1.20Aab 11 N3P3K1 61.15Cde 14.45CDc 11.38ABab 1.18Aab 12 N3P4K2 63.95Aa 15.55BCbc 12.72Aa 1.03Ab 13 N4P1K4 63.02ABab 14.49CDc 11.08ABab 0.88Ab 14 N4P2K3 62.7ABCb 15.62BCbc 9.63Ab 1.31Aab 15 N4P3K2 58.85Df 17.95Aa 12.35Aa 0.88Ab 16 N4P4K1 61.71BCcd 14.89Cc 8.39Bb 1.49Aab 说明:小写字母表示在0.05水平上差异显著,大写字母表示在0.01水平上差异显著。 Table 7. Internal quality of hybrid hazel
处理 粗脂肪/(g·kg-1) 粗蛋白/(g·kg-1) 可溶性糖/(g·kg-1) 淀粉/(g·kg-1) 平均值 极差(R) 平均值 极差(R) 平均值 极差(R) 平均值 极差(R) N1 61.77Aa 1.72 14.90ABa 3.52 11.57Aa 1.38 1.17Aa 0.11 N2 60.43Aa 12.65Bb 10.27Aa 1.19Aa N3 62.15Aa 14.29ABa 11.66Aa 1.24Aa N4 61.57Aa 16.16Aa 10.53Aa 1.13Aa P1 61.77Aa 1.41 13.75Ab 2.35 10.57Aa 0.86 1.21Aa 0.09 P2 61.34Aab 13.70Ab 11.30Aa 1.21Aa P3 60.71Ab 16.05Aa 11.43Aa 1.12Aa P4 62.11Aa 14.41Aab 10.73Aa 1.19Aa K1 60.76Ab 1.21 15.7Aa 2.64 10.56Abc 1.91 1.26Aa 0.23 K2 61.46Aab 13.06Ab 11.88Aa 1.05Aa K3 61.74Aa 15.21Aa 9.97Ac 1.27Aa K4 61.97Aa 13.96Aab 11.62Aab 1.13Aa 说明:小写字母表示在0.05水平上差异显著,大写字母表示在0.01水平上差异显著。 Table 8. Effect of different fertilizer concentration on internal quality of hybrid hazel
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因子分析是多指标综合评价中的一种常用的多元统计方法[9],它可以将一些具有错综复杂关系的变量依据其相关性缩合为少数几个综合因子[10],从而简化评价过程。因此,本研究利用主成分分析法提取得到5个主因子,并根据5个主因子的贡献率和因子得分Fi,建立杂交榛产量和果实品质性状综合评价数学模型:F=(24.73×F1+17.99×F2+17.672×F3+15.559×F4+11.076×F5)/87.027。利用该模型计算各样品性状的综合得分进行优良度排序(表 9)。从表 9可以看出:处理14的果实品质综合性状最好,其次是处理16;处理8的综合性状最差。
处理 F1 F2 F3 F4 F5 F 优良度 1 -0.70811 -0.86145 -0.53493 0.00703 0.97435 -0.36 14 2 -0.44025 0.63439 -0.87522 0.22938 -1.44708 -0.31 12 3 -0.42436 0.87259 0.30597 0.20614 0.88263 0.27 5 4 -0.20596 -0.77632 -0.47460 0.06946 -0.02707 -0.31 12 5 -0.80977 0.60536 0.11124 0.30964 -1.59043 -0.23 10 6 0.50340 0.17937 -0.02404 -0.35242 0.35610 0.16 7 7 0.20233 -0.60180 -0.23359 -0.23834 -0.96869 -0.28 11 8 -1.53462 -2.58007 0.56212 0.42017 -0.58780 -0.85 16 9 -0.31382 0.29277 -0.21937 -3.48503 0.48980 -0.63 15 10 1.03124 0.47092 -1.04757 0.02083 -1.27211 0.02 9 11 1.10456 0.30619 -0.29897 0.06904 -0.35522 0.28 4 12 0.76125 -0.70808 -1.62568 0.78065 1.65294 0.09 8 13 -0.33011 1.52588 0.10163 1.04296 0.04837 0.43 3 14 2.54320 -0.80104 1.49960 0.25428 0.22006 0.94 1 15 -1.06895 1.00574 0.08868 0.72819 1.57050 0.25 6 16 -0.31003 0.43556 2.66472 -0.06200 0.05366 0.54 2 Table 9. Scores of principal components, general scores and comparison of each