Effects of Different Nitrogen Fertilizer Levels on Jujube Growth Indexes and Leaf SPAD Values under Drip Irrigation

Rui KOU, Sheng-hai JIA, You-shuai BAI, Xia ZHAO, Yan MA, Rui CAO, Chun-juan XU, Zong-qian ZHENG, Feng GAO, Shu-rui YANG

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China Rural Water and Hydropower ›› 2021 ›› (8) : 123-126.

Effects of Different Nitrogen Fertilizer Levels on Jujube Growth Indexes and Leaf SPAD Values under Drip Irrigation

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Abstract

In order to explore the effects of different nitrogen fertilizer levels on the growth indexes and SPAD value of jujube under drip irrigation， and determine the appropriate local nitrogen application rate， the field experiment was conducted with 7-year-old jujube trees in Minqin， and four nitrogen fertilizer levels （407 kg/hm2， CK； 610 kg/hm2， T1；814 kg/hm2，T2； 1 020 kg/hm2，T3） were set as the treatment. The results showed that the SPAD value of leaves increased with the increase in nitrogen application rate in each growth period.The increase in nitrogen fertilizer can promote the growth of jujube bearing branches to a certain extent. Compared with CK， T3 treatment can increase the length of jujube bearing branches by 16.75 cm， an increase of 11.57%.Increasing nitrogen fertilizer can effectively improve the fruit setting rate of local jujube trees， and T3 has the highest fruit setting rate. Compared with CK and T1， the fruit setting rate increases by 3.69% and 3.06% respectively. T3 treatment has the highest yield， which is 162.99 kg/m2 higher than CK treatment， with an increase of 24.76%. Through the comprehensive evaluation by using the membership function method， it is considered that T3 treatment （1 020 kg/hm2 nitrogen fertilizer application rate） is the optimal treatment and is suitable for the local nitrogen fertilizer application.

Key words

jujube / nitrogen fertilizer / SPAD value / bearing branches / fruit setting rate / yield

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Rui KOU , Sheng-hai JIA , You-shuai BAI , Xia ZHAO , Yan MA , Rui CAO , Chun-juan XU , Zong-qian ZHENG , Feng GAO , Shu-rui YANG. Effects of Different Nitrogen Fertilizer Levels on Jujube Growth Indexes and Leaf SPAD Values under Drip Irrigation. China Rural Water and Hydropower. 2021, 0(8): 123-126

0 引 言

枣树是一种原产自我国的经济树种和特色果树［1，2］，栽培历史悠久［3］，生态效益显著，被广泛种植［4］。其果实红枣是常见食用果品，也是我国的传统药材，含有丰富的营养物质，对人体具有较好的药理作用［5］。
目前，枣树栽培和管理技术相对较为成熟［6，7］。关于肥料对枣树生长效应及产量品质的研究已经较为深入［8，9］，关于枣树水肥耦合效应、枣树氮磷钾施肥配比已有较多文献报道［10-13］。柴仲平等研究结果表明增施氮磷钾肥在一定范围内可有效提高灰枣的产量与品质［14］，刘国宏等研究结果表明氮肥与钾肥可提高枣树叶片SPAD值［15］。但是针对甘肃河西内陆干旱地区在滴灌条件下肥料对枣树生长状况和产量的影响研究还少见报道，仍需进一步探究。
枣树作为民勤县传统的经济作物，已有超过200年的种植历史。近年来，随着民勤多个种植示范园的建立，民勤枣树种植面积已超过7 100 hm2，许多农户和种植区都在用滴灌供水，但滴灌条件下如何科学施肥缺乏科学系统的理论指导，当地枣树种植过程中，长期依靠经验施肥，导致当地施肥方式不够科学，肥料利用率低，从而进一步影响了当地枣树生长状况及经济效益。
因此，本次研究选取民勤当地枣树，通过大田试验，分析不同氮肥处理对枣树SPAD值、枣吊长度、坐果率和产量的影响，总结出适合当地的氮肥水平，为当地枣树科学施肥提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

本试验于2020年4月至10月在位于甘肃民勤县的勤锋林业实验站进行。该实验站海拔1 360 m，地理位置为北纬 38°73′，东经103°01′，地处甘肃省河西走廊东北部，石羊河流域下游，属温带大陆性极干旱气候区，具有明显的蒙新沙漠气候特征，风大沙多，干旱缺水。年均气温7.8 ℃，无霜期162 d，年均降水110 mm，蒸发量2 644 mm。试验区土壤类型主要为沙壤土，质量比田间持水量为20%，土壤容重为1.5 g/cm3。

1.2 试验设计

试验以当地7 a生骏枣树为试验材料，种植方向为东北至西南，株行距为1.5 m和3.5 m。每行枣树布设一条滴灌带，在枣树两侧30 cm处各安装一个滴头，滴头流量为4 L/h。每间隔7 d进行一次土壤水分监测，当土壤含水量降到田间持水量的65%时进行灌水，灌水定额为600.3 m3/hm2，灌水后土壤含水量大致能达到田间持水量的75%，这样使得整个生育期土壤水分始终保持在田间持水量的65%~75%。试验开始前施用复合肥（N-P2O5-K2O，28%-6%-6%）作为基肥，用量为100 kg/hm2。试验设计CK、T1、T2、T3共4个氮肥追施处理，施用肥料为尿素（CH4N2O，N含量≥46.7%），用量分别为407、610、814、1 020 kg/hm2，其中CK为依据当地果农常用施肥量设置的对照处理。尿素分别于花期、幼果期和果实膨大期分3次施入，3次施肥比例分别为30%、30%、40%，具体施肥方案见如表1。每行枣树设置为一个处理，每个处理小区内选择生长状况良好、无病虫害、冠幅大小接近的3株枣树作为样树，作为3次重复使用。
Tab.1 Mature jujube fertilization experiment scheme

表1 枣树施肥方案 (kg/hm2)

处理 基肥复合肥（N-P2O5-K2O） 追肥（尿素，CH4N2O）
花期 幼果期 果实膨大期 总计
CK 75 122.1 122.1 162.8 407.0
T1 75 183 183 244 610
T2 75 244.2 244.2 325.6 814.0
T3 75 306 306 408 1 020
注：对照处理参照当地果农经验施肥设定。

1.3 测定项目及方法

SPAD值的测定：从6月至8月初，于早晨8∶00左右使用TYS-3N型植株养分速测仪测定，每株样树于四个不同方向共选取4枚叶片作为样本，每10 d测定一次，取平均值使用。
枣吊长度的测定：于每株样树4个不同方向选取4枝枣吊，挂牌做标记，使用卷尺测量长度，从6月至7月底，每隔15 d测定一次，取平均值使用。
坐果率的测定：每株样树于4个不同方向各选取2枝固定枣吊，每株样树共8枝枣吊，挂牌做标记。从6月枣树开花起，每隔7 d数取开花数，坐果后开始数取结果数。坐果率=结果数/开花数×100%。
产量的测定：于10月初将全部样树的果实进行采收，测算产量。

1.4 数据处理

使用Excel 2010进行数据归纳整理与统计处理，使用SPSS 22软件对数据进行单因素方差（One-Way ANOVA）分析，不同处理之间多重比较采用Duncan新复极差方法。使用Origin 2018作图。采用隶属函数法分别计算4种不同氮肥处理下各项指标的隶属函数值，同时求取不同处理下各项指标隶属函数值的平均值，对各处理下枣树的生长情况进行综合评价［16，17］。计算公式为：
Sij=Xij-XminXmax-Xmin
式中：Sij 为i处理j指标的隶属函数值；Xij 为i处理j指标的原始测定值；X min为所有处理中j指标的最小值，X max为所有处理中j指标的最大值。
若某一指标与枣树生长状况为负相关时，则采用反隶属函数公式计算其函数值，公式为：
Sij=1-Xij-XminXmax-Xmin

2 结果与分析

2.1 不同施氮处理下枣树叶片SPAD值的变化

SPAD是一个没有量纲的数值，随着作物叶绿素含量的增加而上升。
开花期、幼果期、果实膨大期的叶片SPAD值及方差分析结果如表2所示。结果表明，各生育时期叶片SPAD值都随着施氮量的增加呈上升趋势，开花期T3处理叶片SPAD值最高，较CK和T1具有极显著差异（p<0.01），较T1具有显著差异（p<0.05）；幼果期T3处理的叶片SPAD值为最高，与CK和T1具有极显著差异（p<0.01），果实膨大期T3处理的叶片SPAD值最高，但各处理之间的差异不显著。
Tab.2 Effect of nitrogen fertilizer on the chlorophyll content of jujube

表2 不同氮肥水平叶绿素含量水平变化

开花期 幼果期 果实膨大期
处理 SPAD值 5%显著水平 1%极显著水平 处理 SPAD值 5%显著水平 1%极显著水平 处理 SPAD值 5%显著水平

1%极显

著水平
CK 25.77±0.52 c B CK 26.15±0.17 b B CK 31.41±0.89 a A
T1 26.12±0.44 bc B T1 27.21±0.38 b B T1 31.85±0.66 a A
T2 26.93±0.21 b AB T2 29.69±0.51 a A T2 32.14±0.91 a A
T3 28.25±0.83 a A T3 29.84±0.56 a A T3 32.46±0.62 a A
注：小写字母代表0.05显著水平，大写字母代表0.01显著水平，下同。

2.2 不同氮肥处理对枣树生长的影响

2.2.1 不同氮肥处理对枣吊长度的影响

枣吊是枣树开花结果的载体。不同氮肥水平下各时间段枣吊长度的增长量及方差分析结果如表3所示。结果表明，各处理枣吊长度平均值的大小顺序为：T3>T2>T1>CK。7月29日T3对比CK枣吊长度增加了16.75 cm，增幅为11.57%。T1和T2处理下枣吊长度也均大于CK处理，但是经过方差分析发现，各处理之间差异不显著。6月30日T3处理枣吊长度为各处理之间的最大值，T3对比CK、T1、T2均具有显著性差异（p＜0.05）。
Tab.3 Effect of nitrogen fertilizer on the length of new branches

表3 不同氮肥水平对枣吊长度的影响

06-15 06-30 07-14 07-29
处理 枣吊长度 5%显著水平 处理 枣吊长度 5%显著水平 处理 枣吊长度 5%显著水平 处理 枣吊长度 5%显著水平
CK 47.32±2.54 a CK 106.47±3.12 b CK 140.25±12.88 a CK 144.83±16.78 a
T1 44.72±2.53 a T1 111.72±10.49 ab T1 145.25±9.38 a T1 154.17±14.71 a
T2 48.63±3.45 a T2 120.43±6.21 ab T2 152.50±7.55 a T2 155.33±8.49 a
T3 48.77±4.24 a T3 123.55±10.45 a T3 153.5±11.79 a T3 161.58±10.19 a
6月15日至6月30日之间是枣吊生长最快速的时期，CK、T1、T2、T3处理下的枣吊增长量分别为59.15、67、71.8、74.78 cm。总体来看，氮肥可以在一定程度上促进枣吊的生长。

2.2.2 不同氮肥处理对坐果率的影响

不同氮肥水平下枣树坐果率见表4。由表4可知，随着施氮量的增加，坐果率呈上升趋势。坐果率最高的处理为T3，数值为7.36%，坐果率最低的处理为CK，数值为3.67%。T3处理对比CK和T1，坐果率分别增加了3.69%和3.06%，具有显著差异（p<0.05），同时较CK处理具有极显著差异（p<0.01）；T3处理与T2处理之间的差异不具有显著差异（p<0.05）。研究表明氮肥可有效提高枣树坐果率。
Tab.4 Effect of nitrogen fertilizer on fruit setting rate

表4 不同氮肥水平对枣树坐果率的影响

处理 坐果率/% 5%显著水平 1%极显著水平
CK 3.67±0.82 b B
T1 4.30±1.52 b AB
T2 5.79±1.16 ab AB
T3 7.36±0.92 a A

2.3 不同氮肥处理对红枣产量的影响

不同氮肥处理下的红枣折算亩产量及方差分析结果如表5所示。结果表明，红枣产量整体随着施氮肥量的增加而呈现上升趋势。T3处理下红枣产量最高，为12 317.45kg/hm2，CK处理下产量最低，为9 873.01kg/hm2。T3处理较CK处理增产 2 444.44 kg/hm2，增幅为24.76%，具有极显著差异（p<0.01），T3处理较T1处理增产1 396.83 kg/hm2，增幅为12.79%，具有显著差异（p<0.05）。研究表明，氮肥可以有效提高当地红枣产量。
Tab.5 Effect of different nitrogen levels on the yield of jujube

表5 不同氮肥水平对红枣产量的影响

处理 产量/（kg·hm-2） 5%显著水平 1%极显著水平
CK 9 873.01±429.45 c B
T1 10 920.62±145.48 bc A
T2 11 968.24±469.80 ab A
T3 12 317.45±972.80 a A

2.4 不同氮肥处理下枣树生长指标及叶片SPAD值综合评价

使用隶属函数法对4个氮肥处理下枣树的不同生育期SPAD值、枣吊长度、坐果率和产量6项指标进行综合评价，结果见表6。结果表明随着施氮量的增加，4种氮肥处理下枣树生长指标及产量的综合评价整体上呈现上升趋势，其中最优结果为T3处理。说明4种处理中，T3处理最能促进当地枣树生长，提高红枣产量。
Tab.6 Results of average membership function values of jujube in different nitrogen fertilizer

表6 不同氮肥水平枣树平均隶属函数值结果

处理 重复 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 隶属函数均值 排名 综合排名
CK 1 0.034 1 0.014 9 0.662 3 0.788 2 0.321 0 0.214 3 0.339 1 9 4
2 0.256 7 0.109 3 0.398 5 0 0.027 5 0 0.132 0 11
3 0 0 0 0.435 3 0.057 8 0.119 0 0.102 0 12
T1 1 0.316 2 0.377 0 0.662 3 0.794 1 0.189 4 0.381 0 0.453 3 7 3
2 0.079 5 0.262 8 0.662 3 0.229 4 0 0.333 3 0.261 2 10
3 0.176 5 0.118 7 0.232 9 0.858 8 0.587 7 0.404 8 0.396 6 8
T2 1 0.469 3 0.797 8 0.718 4 0.870 6 0.349 8 0.500 0 0.617 6 5 2
2 0.360 3 0.809 7 0.910 2 0.476 5 0.798 7 0.714 3 0.678 3 3
3 0.391 0 0.628 9 0.250 7 0.617 6 0.506 1 0.690 5 0.514 1 6
T3 1 0.717 2 0.648 3 0.541 6 0.870 6 1.000 0 1.000 0 0.796 3 2 1
2 0.564 8 0.680 6 0.700 7 0.535 3 0.926 7 0.619 0 0.671 2 4
3 1.000 0 1.000 0 1.000 0 1.000 0 0.655 7 0.547 6 0.867 2 1
注： S 1~S 6依次表示开花期SPAD、幼果期SPAD、果实膨大期SPAD、枣吊长度、坐果率和产量转化的隶属函数值。

3 主要结论

（1）各生育时期叶片SPAD值随着施氮量的增加呈现上升趋势。
（2）氮肥量的增加可以在一定程度上促进枣吊的生长，T3处理较CK枣吊长度增加了16.75 cm，增幅为11.57%，6月15日至6月30日是枣吊生长最快的时期；氮肥可有效提高当地枣树坐果率，坐果率最高的处理为T3，对比CK和T1，坐果率分别增加了3.69%和3.06%。
（3）氮肥可以有效提高当地红枣产量。T3处理下红枣产量最高，为12 317.45 kg/hm2，较CK处理增产2 444.44 kg/hm2，增幅为24.76%。
（4）通过使用隶属函数法，综合分析试验结果，认为T3处理为最优处理。就本试验当地环境而言，1 020 kg/hm2氮肥施用量是适宜当地的氮肥施用水平。

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