重庆三峡库区柑橘叶片营养综合诊断技术研究

发布时间：2020-08-26 17:41

【摘要】：叶片营养诊断是橘园施肥决策的重要依据,针对目前诊断标准大多是基于高产群体特征所建立的情况。本研究以14年生的枳橙砧纽荷尔脐橙为研究对象,通过对重庆三峡库区云阳脐橙园和西南大学柑桔研究所大沟橘园的纽荷尔脐橙共80个代表性小区,进行测定不同物候期叶片矿质营养元素和果实产量以及品质指标,采用主成分分析建立柑橘果实产量和品质综合指标评价因子,并运用叶片营养组分分析法(CND)、诊断施肥综合法(DRIS)和标准含量适宜偏差百分数法(DOP)三种方法进行叶片营养诊断,完善纽荷尔脐橙高品质和综合指标评价因子的叶片营养诊断标准,为柑橘高产优质施肥方案制定提供依据。主要研究结果如下:1.通过主成分和偏最小二乘法分析建立了纽荷尔脐橙柑橘果实产量与品质综合评价因子简化表达式。纽荷尔脐橙果实产量与品质综合指标评价因子从12个测定指标中选取果型指数(FSI)、可滴定酸(TA)、固酸比(TAR)、果皮厚度(PT)、果皮亮度(L)和果皮红绿色差值(A)6个因子建立表达式为F=0.46FSI-0.45TA+0.39TAR+0.31PT-0.22L+0.25A,其模型的R~2Y和Q~2值分别达到0.98和0.98。2.基于CND和DOP营养诊断方法不平衡指数筛选出柑橘果实产量和品质关键物候期。通过CND和DOP分析方法计算柑橘不同物候期营养诊断不平衡指数CNDr~2(或NBIm)分别与产量和品质综合指标评价因子(F)、产量因子(Y)以及品质因子(f)相关性分析,结果表明:纽荷尔脐橙产量影响关键时期为第二次生理落果期,相关系数分别为-0.16和-0.24;品质影响关键时期为果实膨大期,相关系数分别为-0.44~(**)和-0.41~(**);纽荷尔脐橙产量和品质综合指标影响关键时期为第二次生理落果和果实膨大期,相关系数分别为-0.55~(**)和-0.39~(**)。3.采用CND法建立纽荷尔脐橙关键物候期叶片矿质营养元素诊断标准。纽荷尔脐橙第二次生理落果期果实高产诊断标准为N(1.85-2.09)%、K(0.82-1.23)%、P(0.14-0.20)%、Ca(33.71-41.96)g.kg~(-1) DW(dry weight)、Mg(1.52-2.34)g.kg~(-1) DW、Cu(3.27-5.17)mg.kg~(-1) DW、Fe(68.03-122.85)mg.kg~(-1) DW、Mn(29.59-50.21)mg.kg~(-1) DW和Zn(7.72-13.55)mg.kg~(-1) DW;纽荷尔脐橙果实膨大期高品质诊断标准分别为N(2.20-2.54)%、K(1.02-1.50)%、P(0.15-0.23)%、Ca(27.27-37.71)g.kg~(-1) DW、Mg(1.70-2.42)g.kg~(-1) DW、Cu(2.98-5.08)mg.kg~(-1) DW、Fe(56.47-86.96)mg.kg~(-1) DW、Mn(19.85-39.50)mg.kg~(-1) DW和Zn(5.02-8.80)mg.kg~(-1) DW。4.通过CND、DRIS、DOP三种方法提出不同产区低生产水平小区纽荷尔脐橙橘园分物候期叶片营养诊断施肥建议。第二次生理落果期西南大学柑桔研究所大沟纽荷尔脐橙园低产小区需肥顺序,CND法:CaZnMnCuMg,DOP法:ZnCaMnMg,DRIS法仅需增加Ca肥;云阳低产小区CND法:MnKPFeZn;DOP法:MnFeKP;DRIS法:MnZnCa。果实膨大期西南大学柑桔研究所大沟纽荷尔脐橙园低品质小区施肥顺序,CND法:CaMg=MnFe,DOP法:MnCa,DRIS法:CaMnMg;云阳低品质小区CND法:PKMnFe,DOP法:PKMn;DRIS法需要增加P肥。三种叶片营养诊断方法综合分析结果表明西南大学柑桔研究所大沟纽荷尔脐橙低生产水平小区以缺中微量元素为主,云阳纽荷尔脐橙园的大量元素和微量元素均缺乏,两大产区均具有很大的增产提质潜力。5.筛选并建立分关键物候期基于CND拐点模型成年纽荷尔脐橙营养诊断标准自动生成算法模型,并结合DOP方法实现营养诊断结果和施肥建议的自动反馈。实验结果表明采用CND拐点值法建立柑橘树体关键物候期叶片营养诊断标准,并结合DOP法施肥建议结果均具有较好的合理性,该结果为柑橘果园养分精准管理和智慧决策系统研发提供了算法模型和理论依据。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S666
【图文】：

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我国柑橘栽培面积及产量居于世界第一位（FAO，2018），其次为巴西、印度哥、美国以及地中海沿岸国家（图 1）。在中国，柑橘种植主要集中于浙江、湖南、江西、重庆等省区（姚海峰，2012）。其中，重庆三峡库区是我国甜橙种植业的优势主产区（唐晓华，2008），且柑橘种植业已具有较大规模，柑橘产业已经国南方柑橘主产区果农增收特色支柱产业（杨智文，2015）。然而，我国柑橘平均单产 0.97 吨/亩，虽然接近世界平均水平（1 吨/亩），但仅柑橘 TOP15 国家平均单产的 70%（FAO 2018）。其主要原因是柑橘果园不注重养和缺乏精细化施肥指导，且橘农整体从业素质较低，不能因时、因地、因树进行理的肥料投入和养分管理，造成柑橘树体营养失衡、果实产量不高、优质果率和率均低（江才伦，2001），加上近年来劳动力和农资等成本的迅速提高，严重影经济效益。在国家乡村振兴战略背景下，针对柑橘生产关键环节养分管理技术研究，提高力化高品质栽培技术水平，满足社会需求，实施以柑橘产业高效发展推进柑橘产化、优质化、品牌化，推动柑橘产业由增产转向提质（凌国立，2018），引领乡，对实现我国柑橘产业可持续健康绿色发展具有重大现实意义（王野，2018）。

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图 4-2 大沟和云阳脐橙园产量和品质指标 OPLS-DA 分析精度 4-2 The accuracy of OPLS-DAfor Dagou and Yunyang citrus orchard yield and quality注：D 代表大沟脐橙园，Y 代表云阳脐橙园（下同）一步分析两地纽荷尔脐橙橘园差异参数，通过 OPLS-DA 对测定的上述品质参数加载散点图分析，结果表明：云阳纽荷尔脐橙果实 Vc 和可滴成分加载因子均高于 0.187，而果实外观红绿色差值 A、单果重(PFW)R)在第一主成分加载因子显著低于-0.187；大沟纽荷尔脐橙反之（图 4上述两地果实产量和品质聚类成因主要基于纽荷尔脐橙果实 VC、TA A 存在显著差异。其中，大沟纽荷尔脐橙果实外观品质 A 值显著高于呈橙红色，且单果重亦明显优于云阳纽荷尔脐橙；同时，大沟纽荷尔降低果实可滴定酸而固酸比显著优于云阳纽荷尔脐橙；但云阳纽荷尔沟纽荷尔脐橙高(图 4-1C)。尔脐橙不同产区树体营养动态变化情况量元素

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导致果实成熟期（花芽分化前期）大沟脐橙园的 K 含量显著较云阳高 217.56%（图4-3B）。云阳脐橙园和大沟脐橙园 P 素含量盛花期至第一次生理落果期变化趋势基本一致，呈现出下降趋势，大沟脐橙园 P 素含量第一次生理落果至果实膨大期呈线性升高的趋势，而果实膨大期后呈下降趋势，而云阳脐橙园 P 含量反之，导致盛花期和第一次生理落果期 P 含量分别较大沟脐橙园高 19.62%和 20.70%，但第二次生理落果和果实膨大期分别较大沟脐橙园低 35.95%和 61.22%（图 4-3C）。4.2.2 中量元素云阳脐橙园和大沟脐橙园 Ca 素含量变化趋势基本一致。盛花期至第一次生理落果期均呈上升的趋势，而第一次生理落果期后，云阳脐橙园 Ca 含量继续上升，而大沟脐橙园 Ca 含量呈下降趋势，而第二次生理落果期至果实膨大期均呈显著下降趋势，随后迅速升高；但两橘园含量差异未达显著水平（图 4-3D）。云阳脐橙园和大沟脐橙园 Mg 素含量变化趋势基本一致。第一次生理落果期至果实膨大期均呈缓慢降低

【参考文献】