陳 敏，馬友福，史倩蓉，楊成泉，緱耀武，徐凌飛*

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省蒲城縣果業(yè)科技推廣中心，陜西 蒲城 715500)

梨是世界性主要水果之一，是我國僅次于蘋果、柑橘的第三大水果。梨是我國種植范圍最廣的果樹之一，根據(jù)2019年1月聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截止到2017年底，我國梨栽培面積約96萬hm2，總產(chǎn)量約1 653萬t，分別占世界總栽培面積和總產(chǎn)量的69.1%和68.4%，穩(wěn)居世界第1位[1]。由于多種原因，我國梨果生產(chǎn)上梨樹黃葉病發(fā)生比較普遍，對于梨樹壽命、梨果產(chǎn)量和品質(zhì)具有很大的影響，成為梨果產(chǎn)業(yè)長期以來難以解決的問題[2]。

本研究以鹽堿地地區(qū)陜西蒲城縣龍陽鎮(zhèn)缺鐵黃化的梨園為研究對象，采用4種不同的鐵制劑以4種不同的濃度用量進行土施矯治，比較不同鐵制劑的不同用量對碭山酥梨黃化的矯治效果，以期篩選出適用量的鐵制劑，為鹽堿地土壤條件下碭山酥梨的缺鐵黃化矯治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗地位于陜西省渭南市蒲城縣龍陽鎮(zhèn)缺鐵黃化的碭山酥梨園。(海拔356 m，東經(jīng)109°41′13″，北緯34°51′24″)。正常果園位于相鄰的另一農(nóng)戶果園中進行(海拔354 m，東經(jīng)109°37′35″，北緯34°50′7″)。該縣屬暖溫帶大陸性氣候，年均溫15.6 ℃，極端最高溫41.8 ℃，極端最低溫-16.7 ℃，年降水量519.9 mm，多集中在6—7月，無霜期219的。

供試品種為碭山酥梨，黃化梨園樹齡20年，約0.3 hm2，長方形栽植方式，南北方向共栽植12行，每行20～25株，667 m2栽植83株。根據(jù)黃化病發(fā)生程度分級[3]，該果園內(nèi)黃化程度應(yīng)為4級。供試土壤的基本化學(xué)性質(zhì)為:全氮0.98 g/kg，速效氮3.59 mg/kg，全磷1.27 g/kg，速效磷17.4 mg/kg，全鉀2.43 g/kg，速效鉀487.03 mg/kg，有效鐵3.14 mg/kg，pH=8.68。供試鐵制劑分別標(biāo)記為：1代表FeSO4·7H2O 0.3%，2代表EDTA-Fe，3代表歐盟肥料-固態(tài)混合微量元素Valagro鐵6%，4代表蘇貝爾翠恩1號EDDHA螯合鐵鐵≥6%，共4種鐵制劑。

1.2 試驗方法

試驗于2019年5月下旬進行，在每一行或兩行選取3棵黃化程度一致的梨樹作為1個小區(qū),掛牌標(biāo)記。試驗各處理按濃度1到濃度4排列分別為：FeSO4·7H2O:3 000倍、1 500倍、750倍、150倍液；EDTA-Fe：6 000倍、3 000倍、1 500倍、300倍液；其他2種鐵制劑選擇用量為1 g、5 g、10 g、20 g；對照為清水。鐵制劑施用方法為用水充分溶解后進行灌根處理，施用時間選擇晴天的4時以后進行。各處理隨機排列，重復(fù)3次。試驗除清水對照外還設(shè)正常梨園對照，正常梨園植株與試驗黃化植株相鄰。

1.3 樣品采集及處理

1.3.1 土壤樣品

施用基肥前對梨樹的樹冠垂直投影的外緣下范圍內(nèi)，分東南西北4個方位選取4個樣點用土鉆采土。取樣深度:0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm。相同深度土樣混合為一個樣本，全園以五點取樣法采集，四分法混合。相應(yīng)重復(fù)采集正常梨樹土壤樣品作為對照。將土樣均勻混合后密封，烘干，研磨，過篩后裝入密封袋中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 植物樣品

植物樣品在施鐵制劑之前，于5月20日樣本株新梢期采集正常與黃化植株葉片，第2次于施肥后2個月即7月20日采集。葉片采集方法為采集樹冠外圍新生枝條中部完全展開的無病蟲害葉片，對供試?yán)鏄涞纳?、下部不同方向枝條上分別隨機采取當(dāng)年生新梢中部有代表性的100片黃化新葉和基部的100片黃化老葉。在正常樹上的上、下部枝條上隨機取綠色葉片為對照樣，以檢測葉片中礦質(zhì)元素。葉片用自來水沖洗，后用去離子水洗凈，用定量濾紙夾層吸干葉表水，置于硫酸紙袋中，放入鼓風(fēng)干燥箱中105 ℃下殺青20 min,70 ℃下鼓風(fēng)干燥72 h以備礦質(zhì)元素測定之用。

1.4 測定項目及方法

進行前處理后分別測定土壤pH值、氮、磷、鉀、速效氮、速效磷、速效鉀、有機質(zhì)、有效鐵、錳、鎂、鋅、銅等元素。以上測定項目均參照鮑士坦[3]的方法采用常規(guī)的土壤農(nóng)化分析。葉片葉綠素含量參照趙京東[4]的方法采用丙酮和乙醇混合提取，分光光度法測定。葉片有效鐵含量采用1 mol/L鹽酸浸提葉片干樣[5]進行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel進行計算，運用SPSS26.0進行方差分析和新復(fù)極差檢驗(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 碭山酥梨葉片缺鐵黃化的診斷

2.1.1 土壤養(yǎng)分含量

以主栽品種碭山酥梨黃化園和正常園不同土層的土壤為材料，分析了土壤pH和HCO3-含量(表1)。黃化和正常梨園不同深度土壤的pH值差異較小，表現(xiàn)出黃化梨園高于正常梨園，但沒有顯著差異。初步分析土壤pH過高不是影響梨樹黃化的主要因子。兩類梨園相比，土壤HCO3-含量在各個土壤深度層都是黃化梨園高于正常梨園。兩類果園土壤0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm的HCO3-的含量有顯著差異。研究表明：果樹黃化是由于土壤中HCO3-含量過高引起，HCO3-的存在影響了土壤中鐵的有效性，導(dǎo)致植物對鐵的吸收減少。

表1 黃化梨園和正常梨園土壤pH及碳酸氫根離子含量

黃化梨園和正常梨園土壤的全氮、全磷、鎂含量都呈現(xiàn)有規(guī)律性的變化(表2)，從土壤表層到60 cm深度的3個層次，正常梨園土壤的全氮、全磷、鎂含量均高于黃化梨園，正常梨園0～20 cm土壤全氮、全磷、鎂含量顯著或明顯高于20～40 cm和40～60 cm土層，黃化梨園也表現(xiàn)出相同趨勢，兩種梨園不同深度的土層全氮和鎂含量有顯著性差異，全磷含量在20～40 cm土層有顯著性差異，在表層和40～60 cm土層沒有顯著性差異。但鉀、鈣在不同深度土層的含量均表現(xiàn)為黃化梨園高于正常梨園，且3個土層都有顯著性差異。

表2 黃化梨園和正常梨園土壤N、P、K、Ca、Mg含量

由表3可以看出，黃化梨園土壤速效氮、有機質(zhì)、有效鐵含量在0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm的3個深度都分別顯著低于正常梨園，在兩類梨園中，土壤速效氮含量隨著土壤深度的加深逐漸降低，在0～20 cm土層：正常梨園的土壤速效氮值最高，為5.88 mg/kg，黃化梨園為3.59 mg/kg,差值2.29 mg/kg。在20～40 cm土層：正常梨園土壤速效氮含量為5.27 mg/kg，黃化梨園為2.47 mg/kg，差值2.8 mg/kg。在40～60 cm土層：正常梨園土壤速效氮含量為5.16 mg/kg，黃化梨園為2.36 mg/kg，差值2.8 mg/kg。由此可見，兩類梨園土壤速效氮差值在40～60 cm之間差距較大。

表3 黃化梨園和正常梨園土壤養(yǎng)分含量

有機質(zhì)含量表現(xiàn)為：隨土壤深度的加深有機質(zhì)含量逐漸降低。正常梨園0～20 cm深度有機質(zhì)含量為15.75 g/kg,黃化梨園0～20 cm深度有機質(zhì)含量為12.12 g/kg，較正常梨園下降了3.63 g/kg，差異顯著。20～40 cm土壤深度中黃化梨園有機質(zhì)含量為6.92 g/kg，較黃化梨園下降了3.65 g/kg。40～60 cm土層中黃化梨園有機質(zhì)含量比正常梨園下降了2.65 g/kg，差異均顯著。由此可見，兩類梨園土壤有機質(zhì)差值在20～40 cm之間差距較大。

在0～20 cm土層：正常梨園有效鐵含量最高為3.56 mg/kg，黃化梨園為3.14 mg/kg，比正常梨園降低了0.42 mg/kg。在20～40 cm土層：正常梨園有效鐵含量為3.14 mg/kg，黃化梨園為2.3 mg/kg，與正常梨園相比降低了0.84 mg/kg。在40～60 cm土層：正常梨園有效鐵含量為2.86 mg/kg，黃化梨園為2.16 mg/kg，與正常梨園相比降低了0.7 mg/kg。由此可見，在20～40 cm土層有效鐵差距較大，對根系吸收鐵元素有較大的影響。一般認(rèn)為，土壤有效鐵含量低于2.5 mg/kg時植物會出現(xiàn)缺鐵黃化癥狀。黃化梨園有效鐵在3個土層均低于2.5 mg/kg。說明土壤缺鐵是造成黃化的主要原因。

黃化梨園有效錳和有效銅含量在3個土層均與正常梨園沒有顯著性差異；但正常梨園速效磷、速效鉀、有效鋅含量在3個土層分別顯著低于黃化梨園。土壤速效磷、速效鉀、有效鋅含量過高時是否影響植物對鐵元素的吸收還需要進一步研究。推測梨園大量元素和微量元素的吸收不平衡和微量元素之間的吸收不平衡可能是梨園缺鐵的間接原因。

2.1.2 葉片養(yǎng)分含量

對未施鐵制劑之前的梨樹新葉和老葉分析結(jié)果如(表4)所示。缺鐵黃化的碭山酥梨葉片和正常碭山酥梨葉片相比，正常梨園中新葉和老葉葉片的錳和有效鐵含量顯著高于黃化梨園，提示鐵元素的缺乏可能是葉片黃化的直接原因。缺鐵黃葉的P、K、Ca、Zn含量均顯著高于正常梨園葉片，說明植株吸收大量元素與微量元素的不平衡及微量元素間的不平衡，可能是導(dǎo)致鹽堿地碭山酥梨缺鐵的間接原因。

表4 黃化梨園和正常梨園葉片養(yǎng)分含量

2.2 噴施鐵制劑對碭山酥梨葉片的矯治

2.2.1 噴施鐵制劑對碭山酥梨葉片葉綠素含量的影響

施用鐵制劑前，黃化梨園老葉和新葉的葉綠素含量均低于正常葉片。施用鐵制劑后，發(fā)現(xiàn)黃化梨園葉片出現(xiàn)明顯的綠化現(xiàn)象，說明施用鐵制劑后葉片葉綠素含量增加。由(表5)可知,噴施鐵制劑后，四種鐵制劑中每個濃度處理后的葉綠素含量均顯著高于對照，其中以株施20 g濃度的4號鐵制劑葉片葉綠素含量最高，比對照黃化樹葉片提高739.1%，且比其余3種鐵制劑葉綠素提升值高。此外，在4種鐵制劑處理中，3號鐵制劑從株施1 g開始就顯著提高了葉片的葉綠素含量，在往后提高處理的濃度，葉綠素值上升并不明顯，且在20 g處理后，葉綠素值開始有微弱下降，表明3號鐵制劑適用濃度為10 g，過量施用效果不明顯。在1號和2號鐵制劑中，從濃度1到濃度3范圍里，葉綠素提升值都沒有3號和4號效果好，但在20 g處理下，葉綠素提升優(yōu)于株施20 g的3號鐵制劑。

表5 不同鐵肥不同用量對葉片葉綠素含量的影響

2.2.2 噴施鐵制劑對碭山酥梨葉片有效鐵含量的影響

葉片有效鐵含量可以反映植物鐵的營養(yǎng)水平。有效鐵作為葉綠素合成的必要條件，在葉綠素合成中起著重要作用。表6表明，對處理后60 d的葉片有效鐵含量測定發(fā)現(xiàn)，與葉綠素值相似，施用不同鐵制劑后，葉片中有效鐵含量均明顯增加，且都在株施20 g濃度下有效鐵提升值最大。其中4號鐵制劑在株施20 g濃度下處理有效鐵含量最高，與對照相比提升了254.20%；3號鐵制劑次之，與對照相比提升了243.35%；4號鐵制劑在株施1 g濃度的處理下，就顯著提升了有效鐵含量。1號和2號鐵制劑與其余2種鐵制劑相比，在4個濃度處理下效果均相對較差。葉片有效鐵含量隨著復(fù)綠程度加大而上升，它可反映葉片內(nèi)的鐵素營養(yǎng)狀況，有效鐵可作為植物鐵營養(yǎng)的指標(biāo)，同全鐵相比，梨葉片中有效鐵的含量作為其缺鐵黃化癥的診斷指標(biāo)更適宜，而且比全鐵更能反映梨樹鐵營養(yǎng)狀況。

表6 不同鐵肥不同用量對葉片鐵含量的影響

3 討論與結(jié)論

一般認(rèn)為，土壤有效鐵含量低于4.5 mg/kg時植物可能會缺鐵，而其含量低于2.5 mg/kg時植物一般會出現(xiàn)缺鐵黃化癥狀。本試驗中黃化與正常植株土壤有效鐵含量均小于臨界值4.5 mg/kg，但正常植株未表現(xiàn)出黃化癥狀。土壤pH值升高會使土壤鐵含降低,關(guān)中地區(qū)各梨園土壤pH值多在8.5以上，較高的pH值對梨園缺鐵黃化癥的發(fā)生產(chǎn)生了直接和間接作用。直接作用是影響了根系對Fe吸收，間接作用是降低了土壤有效鐵的含量，增加了土壤中HCO3-含量[6]。相比而言，土壤有機質(zhì)對梨園黃化病的影響則較小。微量元素之間存在拮抗作用，磷、鉀、鋅、錳含量升高可能會加劇植物的缺鐵黃化[7,16]。

本試驗土壤屬于鹽堿性，缺鐵黃化梨園的磷、鉀、鋅、錳含量顯著高于正常梨園的土壤，這和任玉芳等[8]的結(jié)論一致。微量元素之間存在拮抗作用,陜西關(guān)中地區(qū)有效鋅含量增加可能會加劇植物的缺鐵黃化，這與徐福利[9]的研究一致。本研究發(fā)現(xiàn)黃化梨園中鉀的含量顯著高于正常梨園，說明土壤中鉀含量過高容易導(dǎo)致黃化的發(fā)生，這在獼猴桃[10]、蘋果[11]、葡萄[12]、梨[13]、藍莓[14]中均被證實。土壤中磷含量過高，能和鐵離子發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致土壤中的有效二價鐵被轉(zhuǎn)化為三價鐵發(fā)生沉淀，使土壤中的有效鐵降低[15]。黃化梨園和正常梨園植株表現(xiàn)之所以不同，土壤中有效鐵含量低，可能只是黃化的誘因之一，有可能還是因為植株間個體的差異以及單株的土壤條件不一致，導(dǎo)致其吸收養(yǎng)分的能力不同，因此葉片表現(xiàn)出差異。鐵是葉綠素合成的必需元素，新葉中葉綠素含量下降出現(xiàn)黃化是植物缺鐵的典型癥狀[8]。本研究通過對正常及黃化梨園的葉片營養(yǎng)診斷發(fā)現(xiàn)，黃化梨園的有效鐵含量也顯著低于正常梨園，進一步表明梨園黃化的原因是缺鐵所致，這與王光州[16]對獼猴桃，倪琳琳[17]對梨的研究結(jié)果一致，并且缺鐵失綠現(xiàn)象可能是由根系對營養(yǎng)元素吸收的不平衡所導(dǎo)致的對鐵的拮抗作用造成的。在本研究中隨著施用制劑濃度的遞增，各種鐵制劑處理后葉片的葉綠素總含量也呈增加的趨勢。在施用的4種鐵制劑中，濃度4的處理其葉綠素含量、有效鐵含量都達到最高，并顯著高于其他3種濃度的處理。與對照相比，施用鐵制劑不僅矯治了梨園葉片的黃化現(xiàn)象，而且提高了有效鐵的含量。這說明噴施鐵制劑能增強土壤中鐵的有效性，促進了根系的吸收。

本研究通過對土壤和葉片的診斷發(fā)現(xiàn)，在鹽堿地區(qū)梨樹黃化主要有兩個原因:第一是土壤中有效鐵含量較低，以及HCO3-含量較高;第二是土壤中速效態(tài)磷、鉀、鋅的比例過高，導(dǎo)致梨樹鐵營養(yǎng)失調(diào)。從整個果園看，有效鐵含量較低是黃化的主要因素。從總體看，鹽堿地區(qū)黃化與正常梨園相比，黃化梨園中養(yǎng)分含量以速效磷、鉀、鋅含量為豐富，氮處于中等水平。微量元素中，以鈣、速效鋅較為豐富，銅、錳比較缺乏。本試驗還發(fā)現(xiàn),各種鐵制劑在矯治缺鐵黃化中效果差異較大,其中3號和4號鐵制劑施用效果較好，且濃度4處理的4號鐵制劑效果更優(yōu)，顯著提高了碭山酥梨葉片的葉綠素和有效鐵含量。