主干形苹果树定量施肥应用研究及氮素营养近红外光谱分析
以新疆阿克苏地区引进的‘烟富3号’苹果为试材,采用沟状水溶施肥法。利用傅里叶变换型近红外光谱分析仪,对苹果叶片的氮素含量进行分析,并建立了近红外光谱模型。利用便携式光合仪、冠层仪研究不同氮、磷、钾配施处理对不同时期‘烟富3号’苹果枝叶生长、光照分布及光合特性的影响,比较在萌芽前期（S1时期,3月30日）、幼果膨大期（S2时期,6月15日）和果实迅速膨大期（S3时期,7月20日）施入不同氮、磷、钾配比对叶幕变化、光合特性、果实品质的影响,以期为新疆南疆‘烟富3号’苹果施肥管理提供参考依据。本研究结果如下:（1）不同施肥配比引起了枝条和叶面积的差异,进而导致苹果树叶幕形态的变化,使得可用光能的截获量发生变化,最终影响了红富士苹果叶片的光合特性。试验结果表明,氮肥对果树枝叶的繁茂程度有着显著的促进作用,对树体的光合有效辐射影响较大,N2、N3处理随着浓度的增加,光合有效辐射均较低,磷肥次之,且其促进效果随施肥浓度的增加而逐步增强。初期施氮可显著提升叶片的光合作用,然而随着时间推移,果树对氮素的需求降低。S2和S3时期,纯磷处理的叶片净光合速率随施肥浓度的增加而逐渐降低。此外,过高浓度的氮和钾也会在水分利用等方面产生不增反降的现象。在S2、S3时期,单一纯钾的施入会导致气孔导度与蒸腾速率先减后增。（2）果实品质的提升与不同施肥浓度和时期密切相关。S1时期的H2处理在果实外部品质综合方面表现较优,高磷、高钾的摄入在S1时期能够一定程度上提高果实硬度、弹性和咀嚼性等品质指标。而在S2时期,果树对磷的吸收量增加,降低了氮元素的吸收,从而提高了果形指数。不同肥料施入也能在S2时期提升果实质地,但存在较大差异。在S3时期,钾肥的施用量对果实硬度等品质指标的提高具有显著影响,K1的施入后可溶性糖的含量相较于S1时期提升了15%,且在一定程度上降低了果实可滴定酸含量,最低的S1时期K3仅有0.30%,同时增加了果形指数。在氮、磷浓度相同的情况下,钾的浓度越高,果实维生素C含量也越高。（3）利用傅里叶变换型近红外光谱成功构建一种快速检测南疆红富士苹果叶片含氮量的定量预测模型。选取标准正态变量校正（Standard normal variate correction,SNV）+一阶导（First derivative,1st DR）+Norris-derivative平滑（Nd）预处理方法组合,在近红外光谱10000～4000 cm-1全波段范围内选取特殊波段5168.29～5183.72 cm-1建模,样本数283,校正集与验证集的标准差均为0.22。主成分因子数5,马氏距离剔除5个问题样本,建立苹果叶片含氮量定量预测模型。在建立苹果叶片含氮量预测模型中,相关系数为0.83152,RMSEC为0.1200,RMSEP为0.0942,反映了构建的模型在对‘红富士’苹果叶片进行检测时稳定性较好,预测值与实际值差异较小。模型预测值与实际值绝对偏差在-0.5%～0.5%区间之内,模型预测能力好,RMSEP与RMSEC差值为0.0258,差值较小模型精确。且叶片含氮量PLS模型预测值与Pn、Ci、WUE等叶片光合特性有一定的偏相关性,达到一定的参考价值。说明基于傅里叶近红外光谱技术对于南疆‘烟富3’苹果叶片含氮量的快速检测具有可行性。（4）通过对三个时期果树冠层、叶片光合以及果实品质综合分析得出,选择氮磷钾配比较为均衡的H2处理(N:564.12 g·株-1、P:489.13 g·株-1、K:588.23 g·株-1)能够在S1和S2时期提高果实各项品质,同时促进树体冠层的适宜生长并提升叶片光合,在S3时期可选择低氮高磷钾的H5处理(N:593.47 g·株-1、P:326.08 g·株-1、K:1029.41 g·株-1),或单施K2(588.23 g·株-1)、P2(652.17g·株-1)浓度肥料以提高果实品质。三个时期施肥方案能使初期的树体冠层更加适宜,进一步提升叶片光合,在果实迅速膨大期提高果实各项品质。
- 作者：
- 王冠力
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2023年
- 导师姓名：
- 包建平
- 中图分类号：
- S661.1
- 关键词：
- 施肥；光合特性；冠层；果实质地；叶片含氮；近红外光谱
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- 基金项目：
- 兵团重大科技项目计划“果园主干结果型栽培技术与主要生产环节机械化技术研发与应用”（项目编号:2021AA005）%塔里木大学校长基金创新团队项目“水肥高效利用创新研究团队”（项目编号:TDZKCX202301）