基于养分平衡的柑橘高产优质叶片矿质营养诊断与施肥决策研究

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叶片营养诊断是柑橘生产中施肥方案制定的重要依据,为探究建立橘园叶片养分诊断指导高产优质生产推荐施肥决策方案自动生成的方法,本研究以8年生香橙砧(Citrus junos Sieb.ex Tanaka)‘不知火’杂柑(Citrus reticulata cv.’Dekopon’)为研究对象,通过开展供试果园生理落果期和果实膨大期各小区叶片矿质营养元素含量、成熟期果实产量品质因子检测分析,并构建‘不知火’果实品质的主成分权重法综合评价模型,探讨基于CND(叶片营养组分分析法)拐点值法实现分生理落果期高产和果实膨大期优质的叶片养分适宜标准的自动生成,以及结合‘不知火’低产和低质小区DOP(标准含量适宜偏差百分数法)的诊断结果实现推荐施肥方案的矫正的可行性,并对推荐施肥方案效果进行验证。以期为建立橘园高产优质叶片养分综合诊断与施肥决策自动生成的方案,实现肥料减施和提质增产提供新的方法和数据支撑。主要研究结果如下:1)构建了‘不知火’果实品质综合评价模型,可为橘园果实品质综合评价和“CND拐点值法”高低品质小区自动划分提供重要支撑通过主成分权重法构建单果重(PFW)、纵径(H)、横径(D)、可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)、固酸比(T/A)、出汁率(JY)、可食率(ER)、果皮厚度(PT)和综合色泽指数(CCI)等10个果实内外品质指标中筛选出6个关键评价指标的果实品质综合评价得分模型:FQ=0.13PFW+0.16D+0.11TSS+0.16TA+0.18T/A+0.12JY(R2=0.87),能够很好地描述‘不知火’果实品质的总体特征。同时,本研究基于果实品质综合评价得分,采用“CND拐点值法”实现了生理落果期高产小区和果实膨大期优质小区的自动科学划分。2)建立了‘不知火’橘园分时期高产和优质叶片养分适宜值标准,为橘园分时期营养诊断提供了重要依据根据‘不知火’橘园生理落果期高产小区叶片养分确定高产叶片矿质元素含量适宜标准N(15.5-19.4)g.kg-1,K(4.1-8.6)g.kg-1,P(0.9-1.1)g.kg-1,Ca(36.0-63.7)g.kg-1,Mg(1.0-1.7)g.kg-1,Cu(34.0-63.0)mg.kg-1,Fe(27.0-53.0)mg.kg-1,Mn(123.0-238.0)mg.kg-1和Zn(48.0-65.0)mg.kg-1,以及果实膨大期优质小区叶片养分确定优质叶片矿质元素含量适宜标准N(23.1-32.4)g.kg-1,K(4.9-12.8)g.kg-1,P(0.8-1.5)g.kg-1,Ca(30.7-62.2)g.kg-1,Mg(1.6-2.1)g.kg-1,Cu(30.0-65.0)mg.kg-1,Fe(32.0-96.0)mg.kg-1,Mn(116.0-150.0)mg.kg-1和Zn(106.0-214.0)mg.kg-1。3)提出了供试‘不知火’园区低产和低质小区DOP叶片营养诊断结果,为橘园推荐施肥方案提供数据和理论支撑在上述基础上,通过基于DOP的分生理落果期和果实膨大期叶片营养诊断研究,供试果园‘不知火’的生理落果期低产小区产量提高的缺乏限制因子为Fe和Ca,过量限制因子为K和Mn,需肥顺序为Fe>>Ca>>Mg;果实膨大期低质小区果实品质提高的缺乏限制因子仍为Ca和Fe,过量限制因子为K和P,需肥顺序为Ca>>Fe>>Mg>Mn。同时,本研究探讨了基于DOP诊断结果对失衡元素的含量偏差计量,其诊断结果有助于随后推荐施肥方案的自动定量调整。4)提出了基于DOP诊断结果的推荐施肥方案矫正方案的自动生成,并对施肥方案肥效进行了验证根据‘不知火’生理落果期低产小区和果实膨大期低质小区的叶片DOP营养诊断结果实现果园春季肥和夏季肥推荐施肥方案的矫正,与常规施肥处理相比,推荐施肥处理每生产1t果实分别减少N 0.8%、P2O55.4%、K2O 41.9%,果实产量和高产群体占比分别提高27.5%和50.0%,果实品质综合评分和果园优质群体占比分别提高141.7%和50.0%。
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