苹果优质丰产土肥水管理关键技术

         发布时间:2017-05-13 13:31:36 作者:李欣整理

山东农业大学  姜远茂

 

一、土壤管理技术

1、果园覆盖

无论是清耕制果园或生草制果园,均可实行土壤覆盖管理。区别在于,生草果园是实行行间生草、行内株间覆盖;而清耕制果园既可采用行内覆盖,也可实行全园覆盖。在我国干旱少雨或缺乏灌溉条件的地区,果园覆盖对减少土壤水分散失、改善土壤环境起到了十分重要的作用。

果园覆盖,可采用地膜(或地布)覆盖或有机物(秸秆、杂草等)覆盖,也可采用沙石覆盖(如甘肃的覆沙果园)。其基本作用在于,不仅能减少土壤水分的蒸发损失、保持表层土壤水分的相对稳定,也可有效控制果园杂草的生长。生草制的果园,国外对行内杂草多采用除草剂进行控制,而在我国多应用覆盖措施加以控制。

果园覆草,既有减少水分蒸发、拦蓄天然降雨(雪)的作用,也对保持土温稳定、减少水土流失、调节根层土壤环境有明显功效。同时,长期覆草还可增加土壤有机质含量,明显改善果园土壤肥力状况。一般而言,覆草适用于土层薄的山丘地果园和砂壤土的旱地果园,土壤粘重或降雨多的地区,果园覆草易出现果树旺长或烂根现象,不宜采用。

2、树盘起垄

果园树盘起垄,既是一项农业工程措施,又是一项农艺栽培技术。它对果树根际土壤的水、肥、气、热环境条件都会产生明显作用。

树盘起垄,垄的高度和宽度因果园立地条件、栽培要求不同而有所不同。

在降雨较多或土壤粘重的地区,果园土壤通透性差,雨季容易积水,导致根系窒息,引起早期落叶,影响果树生长发育。这类果园起垄栽培,其主要目的是提高根际土壤通透性,增强果园排涝能力。因此,起的垄(台)要高、要宽。一般情况下,垄高为20~50cm(依据土壤粘重程度和排水情况确定),垄宽约1.5~2.0m。在平原区易积水的果园,也可在距果树中干20cm外开3~4条放射沟,沟深30~40cm,长80cm左右,沟上起垄,垄沟相间,沟内埋秸秆或有机肥,既可雨季及时排水,有利新根发生。

在我国苹果主产区,“春旱、秋涝”现象较为普遍,常常造成枝梢季节性旺长,对产量、质量带来不利影响。为此,围绕“春季保墒促长、秋季排水控长”这一关键问题,可采用“微起垄、覆膜”技术。即沿果树行向,在树盘下起高5~15cm、宽约1.5~2.0m(矮化树宜窄、乔化树宜宽)的微垄,树干基部为垄的最高点,向外逐渐稍低,在垄缘处挖20cm左右深的小沟。在垄上覆盖黑色地膜或地布,边沿刚好压在沟内。采用“微垄、覆膜”技术,在春夏干旱季节,可起到“集雨、保墒”功效;在夏秋雨季,则可起到“排水、控水”作用。垄缘的小沟,是集中施肥区,也可覆草,相当于果树根系肥水供应的“调节器”。在苹果矮化密植栽培推广中,“微垄、覆膜”技术是保证旱地矮化苹果栽培成功的关键技术之一。

3、穴贮肥水

“穴贮肥水”技术是我国果树科技工作者在深入研究苹果根系生物学特性的基础上,基于“培肥沃土、沃土养根、养根壮树”的根系管理思路所创建的一种土壤管理与肥水管理相结合的技术措施。在土壤瘠薄的山丘地或干旱地区,对乔化稀植或乔化适植的成龄苹果园的优质高效生产,无疑是一项简便易行的土壤管理措施。

如图1所示,穴贮肥水技术的基本出发点是在树盘下形成若干个“肥水富集区”,从而为苹果根系生长创造良好的土壤环境和肥水条件。基本做法是:在早春(3月上中旬)修整树盘,于树冠边缘向内约0.5m米处,挖深40cm、直径20~30cm的穴,结果期树每株可挖4~8个。将作物秸秆(玉米秸、麦秸等)捆成长30厘米、直径15~20cm的草把(团)放入穴中。再将优质有机肥与土以2:1比例混匀回填,然后浇水、覆膜。穴上覆膜时,保持外高内低,膜中央戳一个小洞,用土压封,以便集雨、保墒。遇干旱季节,可随时开小孔补水。此外,可在花后、春梢停长期和采收前后等苹果生长的关键时期,进行穴中追肥。

 

二、高效施肥技术

为提高我国苹果施肥的技术水平,针对我国苹果产区施肥现状与存在问题,结合多年的试验研究结果,按照“产量和养分利用效率协同提高15~20%”的原则,现提出苹果最佳养分管理的关键技术及技术集成方案。

1、氮素养分管理技术

 

氮肥具有“损失途径多、土壤持续时间短、对果实品质影响大”等特点。研究表明,苹果园土壤氮肥N2O排放损失0.02~3.04%、氨挥发损失2.29~9.19%、地表径流损失20.38~44.29%、渗漏损失2.50~6.15%、其他损失6.0~10%,果树实际利用率仅占10~25%左右。试验研究表明(图2),一次性施氮肥,氮素在土壤中约15~20天便损失60%以上。因此,氮肥营养需要进行精细化管理。针对苹果树的生长发育规律,结合我国苹果主产区土壤、气候特征,果园氮素养分管理可按“以果定量、总量控制、重视基肥、追肥后移、少量多次”的技术方案实施。

(1)以果定量,总量控制

苹果各器官中,果实的干物质占其总量的72.2%。因此,在氮肥施用量上,施氮量的多少要以果实数量为主要参考指标来确定。一般情况下,每100千克目标产量,需施氮0.8~1.0千克。在施氮总量确定后,全年氮肥使用量要严格控制。过量施用氮肥,会对果实品质带来不利影响。

(2)重视基肥

研究表明,苹果树春季的萌芽、开花、坐果、新梢生长、幼果膨大以及根系生长等主要依靠树体的贮藏养分(图4)。年周期中,需氮最多时期是早春器官发生期,N15试验结果进一步表明,这个时期60~90%的N来源于树体贮藏(图5)。而秋季是氮素营养贮藏的关键时期(图6、表1)。因此,秋施基肥十分关键,一定要高度重视。一般情况下,秋季基肥施用量应占全年施肥总量的60~70%(图7)。

2、磷、钾养分管理及中微量元素施肥技术

(1)磷、钾“衡量监控”施肥技术

与氮素不同,磷和钾在果园土壤中移动性相对较小,流失也较少,即使一次施入较多也不会造成很大损失,在土壤中可以维持较长有效性(图10);且在适量施肥范围内,增加或减少一定用量不会对果树生长和产量造成大的波动。因此,在磷、钾养分管理中,为便于生产操作,可对其管理技术加以简化,采取“恒量监控”的方法进行。

苹果磷、钾养分的“恒量监控”,是通过定期(一般5年)对果园土壤磷、钾测试,在土壤测试值基础上,依据土壤磷、钾含量范围(低、中、高),结合果树目标产量的磷、钾养分需要量,制定今后一定时期(5年内)果园的磷、钾施用量。若土壤磷、钾养分含量处于低水平,则磷、钾肥施用不仅要满足果树生长对磷、钾养分的需求,还应通过施肥使土壤磷、钾含量逐步提高到较为适中的水平,因此磷、钾肥推荐量一般超过果树目标产量的需求量;如果土壤磷、钾养分含量适宜,则施用量只要满足果树对磷、钾的需求即可;如果土壤磷、钾含量很高,则应该逐步减少施肥量,促使根系利用土壤磷、钾养分,使土壤磷、钾含量通过果树的吸收、消耗最终维持在一个适宜的范围内(图11)。

苹果园磷、钾肥适宜施用量的确定,可根据目标产量和土壤有效养分含量综合考虑。简易方法见参考表2、3。

(2)中微量元素的“因缺补缺”施肥技术

相对于大量元素氮、磷和钾,果树对中、微量元素的需求量相对较少。正常条件下,土壤所含有的中、微量元素基本可满足果树正常生长的需要。但在高产园、有土壤障害发生或大量元素肥料施用不合理的果园,以及土壤中微量元素含量低的地区,往往会出现中、微量元素缺乏问题。

中、微量元素养分资源管理遵循“因缺补缺”的原则,即根据果园表现出的缺素症状,有针对性的施用所缺乏的中、微量元素肥料(见表4),而果园未表现出缺素症状的,原则上不施用。

中、微量元素缺乏与否,判断方法有三:一是外观诊断,即根据叶片、树势和果实等表现出的缺素症状;二是进行土壤测试,将果园土壤中、微量元素含量测试结果与适宜值做比较;三是植株测试,即对叶片、果实、叶柄等器官的养分含量进行分析,并与标准值做比较。若并非因土壤养分缺乏而出现果树缺素症时,应通过增施有机肥、调节土壤理化性状等措施加以解决。

三、果园水分管理

1.苹果需水的关键时期

苹果年生长周期中,水分管理应本着“前促后控”的原则进行。即在生长前期,要注意适期、适量灌溉和土壤保墒,以促进树体生长;在生长后期,可适当控水,以保持树体生长不过旺。一般而言,苹果园应注意以下几个关键时期的水分供应:

(1)萌芽前后

早春果树萌芽前后,苹果根系已开始生长活动,此时灌水对促进萌芽和新梢生长有关键作用,对开花、坐果也有促进作用。春季土壤水分充足,还有利于抵御花期低温冻害的危害。

(2)新梢旺长期

一般在苹果花后3周左右,为苹果生长临界期,此时苹果新梢开始迅速生长、花芽开始分化、幼果开始膨大。若土壤水分不足,春梢生长会明显变缓,幼果膨大慢,严重时还会导致生理落果。但若灌水过多,又易造成新梢生长偏旺,影响花芽形成。

(3)果实膨大期

不同品种,果实膨大期不同,果实生长对水分的需求也存在差异。就常见的晚熟品种富士而言,7~8月份是果实迅速膨大期,这个时期是果实生长需水的关键时期,土壤水分状况如何,会对果实大小产生重要影响。

(4)果实膨大后期至采收前

果实膨大后期至采收前的土壤水分状况,会对果实商品性状产生极重要的影响。这个时期保持土壤水分稳定,是水分管理的核心所在。若降雨过多、排涝不及时,或过量灌水,都易引起裂果或果面锈斑;若水分不足或过于干旱,又容易造成果实着色不良或采前落果。

(5)封冻前

在土壤封冻前果园灌一次透水,对苹果树安全越冬和休眠期发育极为有利。若没有灌溉条件,也应采取覆盖保墒措施,减少冬季土壤水分蒸发散失。冬季极端低温低的地区,封冻前灌水或采用覆盖保墒措施,是减少幼树抽条最有效的办法。

2.苹果水分管理方法

(1)果园春旱的综合管理

在我国苹果产区,春季干旱缺水问题较为常见,应及时采取防旱措施。常见方法有:

①节水灌溉与保墒措施相结合:在有水源和灌溉条件的地方,可采用沟灌、隔行交替沟灌、穴灌等节水灌溉措施,及时为根际土壤补水;同时,要及时中耕,结合地膜覆盖或覆草保墒。在没有灌溉条件的果园,可采取“穴贮肥水”或穴灌结合地膜覆盖技术。春季新栽幼树,尤其要注意保墒和防止抽条,可采用树盘地膜覆盖和枝条表面保护等简易措施。

②适当推迟修剪:冬春季易发生干旱的果园,可适当推迟修剪时间,对剪锯口及时进行涂抹保护,防止枝条抽干。

③喷布营养液:对上年落叶较早的果园,在萌芽前连续喷布2~3次2~4%的尿素液,以补充和增加树体养分,缓解干旱对树体生长的不利影响。

(2)几种常规灌溉方法评价

①沟灌:行间沟灌就是在果树行间每隔一定距离开一沟,深20~25cm。灌后并待水渗入土壤中再把沟填平;井字形灌溉就是在株行间纵横开沟,使其成井字形;轮状沟灌适用幼树,即在树冠外缘开一环状沟,并与行间的通沟相连,灌水时由通沟流入各环状沟内。

②分区灌溉灌:以树为单位做成长方形或正方形的畦埂,埂高15~20cm,灌水时使水满畦即可。此法灌溉均匀,但有使土壤板结,以及纵横做埂,既费劳力又妨碍耕作等弊病。

③盘状灌溉(坑灌) :依树冠大小修成直径不同的圆坑 (一般与树冠大小相似)。此法用水少,但灌溉面积较小。

(3)隔沟交替灌溉技术

隔沟交替灌溉就是从树冠外沿投影处沿树行两侧各挖1条深约15~20cm、宽约20~30cm的排灌沟,灌水时沿苹果树一侧的沟灌足水,在下一次灌水时,只灌上次没有灌过的另一侧沟,实行交替灌溉,使两次灌水之间对苹果根系实行干湿交替,整个果园且顺序间隔一条灌水沟供水的灌溉措施。由于苹果根系一半区域保持干燥,而另一半区域灌水润湿,在干旱区促进了根系向深层发展,根系产生的脱落酸等信号物质优化了苹果树冠叶片的气孔行为,提高了苹果树的水分利用效率,提高了土壤储水与作物根系吸水间的转化效率,隔沟交替灌溉可以比漫灌省水30%以上,比常规沟灌和固定隔沟灌省水15%以上。干湿交替,使光合产物在不同器官之间得以最优分配,提高了果实品质。另外,隔沟灌溉的地块有一半左右的地表面积处于相对较为干燥的状态,土壤的入渗性能较高,确保了渗入土壤中的雨水可被较多地储存在土壤剖面的根系层中,从而减少了田间径流量。

(4)微灌技术

①喷灌:就是把水喷到空中,成细小的水珠再落到果树和地面上的一种灌溉方式。这种方法在各种地形、地势上均能应用,且灌溉较均匀,省工省时;可兼喷药、肥料和植物生长调节剂,特别炎热天气喷水可降温,减轻苹果树的“午休”现象,花期喷水有利防霜。喷灌的投资大,而且喷头易堵塞,故要求水质好并有过滤设备。风沙大的地区或季节,高喷头喷灌易产生灌水不匀的现象。

②滴灌:是将有压力的水,通过一系列的管道和滴头,把水一滴滴灌入果树根区的土壤中的一种灌溉方法。这种灌溉方式使根区土壤均匀地维持湿润,可保持良好通气,是灌溉效果最好的一种方式。但投资大,管道的滴头易堵塞。

喷灌和滴灌都有固定式和移动式两种。前者的管道埋在地下,不能移动,而后者的管道可临时装卸。

(5)排水

苹果园在夏秋季连续降雨后,由于没有排水沟排水,造成苹果根系周围土壤大量积水,土壤通气性变差,土壤含氧量下降,造成根系活性突然下降,吸水力突然减低,连续降雨后,突然出现晴天高温天气,苹果需水量变大,引起苹果树缺水,情况严重时,甚至会造成叶片脱落。夏秋季土壤水分过高还容易引起旺长,不利于花芽分化。因此,推荐苹果园实行挖排灌沟和起垄覆盖栽培。

四、果园肥水一体化技术

1.果园灌溉施肥系统的构成

在国外发达国家的商业化果园,灌溉施肥系统作为果园建立必备的配套设施,已广泛应用。近年来,灌溉施肥系统在我国开始受到重视,一些企业或大户规模化经营的果园开始试用这种肥水综合管理技术。

(1)部首控制枢纽

由电机、水泵、过滤器、控制和测量设备(压力调节阀、分流阀、水表)等组成。其中过滤器是灌溉施肥系统中的关键设备之一,其作用是把灌溉水中的固体颗粒、有机物质、微生物及化学沉淀物等各种污物和杂质清除掉,以防止滴头阻塞而影响灌水施肥效果。常用的过滤器有筛网过滤器、砂砾石过滤器、离心式过滤器等。如用井水灌溉,可选用筛网过滤器以滤掉井水中砂或石灰石;如用池塘水、河水、水库水或湖水等灌溉,可选用砂砾石过滤器以清除细砂和水中的飘浮物、藻类、细菌、幼虫。在施肥装置之后应安装二级过滤器,以避免灌溉水中因加入肥料形成沉淀,阻碍滴头。

(2)施肥装置

向灌溉系统注入可溶性肥料溶液的装置称为施肥装置。常用的有文丘里注入器,水力、电力、内燃机等驱动的注入泵,压差式施肥罐等。泵入式输入肥液,浓度均匀,但需要外加动力和装置,成本高,易发生故障。压差式施肥装置,是利用压力管上的两点形成压力差,将肥液或化学药剂注入系统。形成压差的方法主要有三种,在主管中串联文丘里管或阀门或者皮托管。文丘里差压式喷灌施肥装置是利用由文丘里管造成的差压式的原理而设计的施肥装置,不需要附加动力,装置无转动部件,维修较少,运行可靠,造价低。缺点是如果直接安装在骨干管道上,则水力损失较大。这个缺点可以通过并联文丘里管与管道来克服。微灌系统对文丘里施肥装置的技术要求有两点:一是形成足够的压力差,使肥料能从肥料罐流入到主管中,同时必须减少水力损失,不影响喷灌系统的工作性能;二是必须保证施肥均匀性和适当的施肥时间以保证农艺和作业要求。

(3)输配水管道

由干管、支管、毛管等组成。

(4)滴水器

滴水器可分收缩式滴头、长流道管式滴头、涡流式滴头、发丝管、压力补偿式滴头、孔口滴头、膜片式多孔毛管和双壁管(或称滴管带)等,一般可使用流量为4~8L/h的单出口滴头或流量为2~8L/h的多出口滴头。

2.灌溉施肥的频率与控制

肥料注入微灌系统的频率视情况而定,以保证养分不发生淋溶损失和满足根系的最佳养分需求为前提。对苹果园来说,灌溉施肥的肥料施用原则是:数量减半、少量多次和养分平衡。

3.肥料的选择

在灌溉施肥系统中所使用的固体肥料一个重要的前提条件就是,它必须在灌溉水中完全溶解,表5列出了部分可溶性肥料之间的相容性。根据肥料的兼容性,可以用同类的其他肥料来代替,或者在不同的灌溉循环中施用不同的肥料。

对新栽幼树,管理的主要目的是保证成活和促进新梢生长。在建园前,要施足有机肥,磷肥最好采用土壤施用的方法,每亩地施P2O510.0~12.5千克,氮肥和钾肥可通过灌溉施肥加入。表6是综合国外有关资料而提出的灌溉施肥计划,可供生产中参考。该计划实施时,要结合叶面施肥进行,特别是加强萌芽后和落叶前叶面施肥,对于幼树早期生长和增加树体贮藏养分有重要意义。

(2)幼树到初果期树的灌溉施肥计划

对幼树到初果期树,管理的主要目的是促进新梢生长和促进营养生长向及时生殖生长转化,N:P2O5:K2O的施用比例在1:0.75:1.4。表7是综合国外资料而成的2~7年生苹果树的氮肥灌溉施用计划,供参考。

(3)盛果期树的灌溉施肥计划

对盛果期树,管理的主要目的是维持健壮树势、提高产量和改善品质,养分供应量的多少主要根据目标产量而定,表8是各目标产量下的氮肥供应计划,磷肥和钾肥的供应量,可根据N: P2O5:K2O比例为2:1:2~2.1进行计算。表9是综合国外资料而成的盛果期苹果树灌溉施肥各时期氮、磷、钾肥施用比例,供参考。

应用该计划时,在果实采收后到落叶前必须配合施用有机肥,有机肥的施用量可按照“斤果斤肥”的原则确定,施肥方法采取条沟法。一般情况下,从花前至果实膨大期,需灌溉5~6次,根据降雨情况按照“少量多次”原则进行。进入雨季后,根据气象预报,可选择无雨时注肥灌溉。当遇连续降雨、土壤含水量没有下降至灌溉始点时,也要适时注肥灌溉,但应适当减少灌溉水量。