有機肥、石灰對菠蘿產量和品質的影響

劉亞男 馬海洋 張江周 冼皚敏 石偉琦

摘要：研究在N、P、K肥基礎上增施有機肥、石灰對巴厘菠蘿（Ananas comosusr cv. Comte de Paris）產量和品質的影響，通過測定各處理葉綠素含量、干物質累積量以及產量品質等相關指標，分析其影響規律及差異顯著性。結果表明，在催花期之前，同時增施有機肥和石灰處理與只施無機肥（對照）的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量均比單獨增施有機肥、石灰處理高，且在催花期前后，同時增施有機肥和石灰處理與單獨增施石灰處理葉綠素含量差異顯著。增施有機肥和石灰對菠蘿植株干物質累積的影響在營養生長期表現出與葉綠素含量變化規律相一致的趨勢。產量方面，單獨增施有機肥和單獨增施石灰處理均降低了菠蘿產量，而同時增施有機肥和石灰處理產量最高，為91.98 t/hm2，比對照增產2.11%。品質方面，單獨增施有機肥處理的可溶性糖和可滴定酸含量最高，且與其他施肥處理差異顯著；單獨增施石灰處理的維生素C含量最高；增施有機肥和石灰可提高菠蘿果實糖酸比，改善果實風味。綜上可知，施用有機肥、石灰處理可以提高菠蘿營養品質和風味，但同時施用才可提高菠蘿干物質累積量和產量。

關鍵詞：菠蘿（Ananas comosus）；有機肥；石灰；產量；品質

中圖分類號：S141；S668.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）21-5262-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.21.015

Influence of Organic Fertilizer and Lime Applications

on Yield and Fruit Quality of Pineapple

LIU Ya-nan1， MA Hai-yang1， ZHANG Jiang-zhou1，2， XIAN Ai-min1， SHI Wei-qi1

（1. South Subtropical Crops Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Science/Tropical Crops Nutrition Key Laboratory of Hainan Province，Zhanjiang 524091，Guangdong，China；2.College of Resource and Environmental Science，China Agriculture University，

Beijing 100193，China）

Abstract：A field experiment was carried out to study the influence of organic fertilizer and lime in combination with NPK fertilizer on yield and fruit quality of pineapple， with NPK fertilizer alone as the contrast. Results revealed that the leaf chlorophyll contents increased when applying both organic fertilizer and lime before the forcing stage compared to applying either of them， and the difference was remarkable between organic fertilizer + lime treatment and lime treatment alone at the forcing stage. The dry matter accumulations of organic fertilizer + lime treatment and the contrast treatment were higher than that of fertilizer or lime treatment alone. The highest and lowest yield occurred in organic fertilizer + lime treatment and organic fertilizer treatment alone， which were 91.98 t/hm2 and 88.83 t/hm2 respectively. As for fruit quality， significant improvements in the contents of soluble sugar and titratable acid were obtained by organic fertilizer treatment， and higher VC content was obtained by the application of lime alone. In general， the application of organic fertilizer alone， lime alone， or both organic fertilizer and lime all played an important role in quality， however， higher yield could be reached only when both organic fertilizer and lime were applied.

Key words：pineapple（Ananas comosus）； organic fertilizer； lime； yield； quality

施肥是調控植物生長發育的重要措施，不同的施肥措施會導致作物群體小氣候的差異，影響植株的生理代謝，使其生理代謝發生相應的變化[1]，最終影響群體的生長及產量[2]，合理施肥可在提高產量的基礎上改善其品質，同時減輕對環境產生的負效應[3]。在現代農業中，發展有機肥料對于改良土壤結構、提高農產品產量和品質、實現農業增產增收都發揮著重要的作用，而且還能減少集約化農業生態系統中由于單一施用化肥導致肥料利用率下降的問題，是保護土壤肥力與農村環境，實現農業循環經濟的需要。菠蘿（Ananas comosus）是重要的熱帶名果之一，因富含維生素C和多種有機酸，深受消費者青睞。在中國菠蘿栽培過程中，傳統的施肥多以施無機化肥為主，關于施用化肥對菠蘿產量和果實品質的影響，國內外已有不少研究[4-8]，但長期施用化肥導致土壤理化性質得不到改善，養分供應不平衡，從而脅迫菠蘿的生長，限制其產量和品質提高，成為菠蘿產業發展的重要瓶頸。一些長期定位試驗也表明，紅壤上施用氮磷鉀肥有一定增產效果，但連年種植也會導致中微量元素虧缺，不能保持作物高產[9]。配施有機肥既可增產[10，11]，又能變廢為寶，是長期以來農業生產中的研究熱點。有研究表明，酸性紅壤橘園在增施有機肥基礎上定量施用石灰，能促進有益微生物活動，加速有機質分解，增加有效磷、鈣及氮素的含量，從而促進柑橘根系生長，增加產量。石灰改良是緩解酸性土壤酸害，減輕病害，促進作物的營養吸收，提高作物產量及品質的重要措施之一。施用石灰有利于增加甘蔗產量和糖分，且在一定范圍內，石灰施用效果與對照相比差異顯著[12]。施用石灰提高了土壤pH，減少土壤鋁毒影響，可使蠶豆增產[13]。但目前國內關于增施有機肥、石灰對菠蘿產量和品質影響的研究涉及較少。為此，通過大田試驗，探討在氮磷鉀肥基礎上配施有機肥和石灰對菠蘿植株生長及產量品質效應的影響，旨在為提高雷州半島地區菠蘿種植管理水平，保證菠蘿高產優質可持續發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗設在廣東省湛江市中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所植物營養學科試驗基地，地處雷州半島，位于東經110°17′，北緯21°12′，海拔高度9 m，屬熱帶季風氣候和海洋氣候。年有效積溫為8 309～8 519 ℃，年均降雨量為1 417～1 802 mm，且時空分布不均，雨、旱季交替明顯。土壤類型為凝灰巖磚紅壤，供試土壤pH 4.4，有機質含量23.0 g/kg，全氮含量0.9 g/kg，速效磷含量5.0 mg/kg，速效鉀含量130.4 mg/kg，交換性鈣含量10.0 cmol/kg，交換性鎂含量2.6 cmol/kg。

1.2 供試材料

供試菠蘿為巴厘品種（Ananas comosusr cv. Comte de Paris），菠蘿苗大小基本一致，平均株高為40.7 cm，平均重量為210.7 g。

1.3 試驗設計

在無機肥施用的基礎上，設4個處理，分別為只施用無機肥的對照（CK）、增施有機肥（O）、增施石灰（L）、增施有機肥和石灰（O+L），3次重復，區組內完全隨機排列，有機肥、石灰用量分別為3 000 kg/hm2和1 500 kg/hm2。4個處理N、P、K投入量充分，N用量為3 00 kg/hm2，P2O5用量為 160 kg/hm2，K2O用量為600 kg/hm2。

各處理試驗樣地面積為30 m2（6.0 m×5.0 m），樣地間隔0.5 m，每4個樣地為1個小區，共3個小區，小區間隔1.0 m，試驗區總長21.5 m，寬20.0 m，總面積430.0 m2。樣地規格按6.0 m×5.0 m做畦，菠蘿苗株行距為0.3 m×0.4 m，每畦種植12行，中間10行為取樣區，每樣地種植菠蘿苗240株。菠蘿種植后，采用田間常規管理。為保證肥效，施肥后開啟滴灌設備，濕潤30 cm土層土壤。試驗自2009年9月定植，至2011年6月收獲。

1.4 樣品采集與分析

分別于菠蘿關鍵生育期——營養生長期（2010年9月28日）、催花期（2010年11月3日）、果實發育期（2011年1月11日）、收獲期（2011年3月15日）各采樣1次，取整個植株，于實驗室清洗，并將植株根、莖、葉進行分離，105 ℃下殺青30 min，70 ℃烘干至恒重，測定各部位干重。取菠蘿D葉，用分光光度法測定葉綠素含量。成熟后，每個處理采集30個菠蘿果實，稱重法測定單果重，并測產。

菠蘿果實品質的測定：可滴定酸含量采用酸堿中和滴定法（以檸檬酸計）測定，維生素C含量采用2，6-二氯靛酚法測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定。

1.5 數據整理與分析

試驗數據采用Excel 2007和SAS 8.0軟件進行分析，Duncans多重比較檢驗處理間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 增施有機肥、石灰對菠蘿葉片葉綠素含量的影響

關于有機肥、石灰影響菠蘿葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量的研究表明，在菠蘿營養生長期，同時增施有機肥和石灰處理與對照的葉綠素a、葉綠素b以及葉綠素總含量比單獨增施有機肥和增施石灰處理高，但差異不顯著（表1）。在菠蘿催花期前后，施用有機肥和石灰對葉綠素含量的影響與前期呈相同趨勢，但有機肥和石灰同時施用與單獨施用石灰處理的葉綠素a含量和葉綠素總含量差異顯著。在果實發育期和收獲期，施用有機肥和石灰對葉片葉綠素含量和類胡蘿卜素含量影響不顯著。

2.2 增施有機肥、石灰對菠蘿植株干物質累積量的影響

由表2可以看出，總體而言，施用有機肥和石灰對菠蘿植株干物質累積量影響不顯著，但在菠蘿催花期，菠蘿根、莖、葉干重以及植株總重也是表現為同時增施有機肥和石灰處理與對照較高，單獨增施有機肥和增施石灰處理較低的趨勢，這與有機肥、石灰對菠蘿葉片葉綠素含量影響的規律一致，符合葉綠素含量影響光合速率，從而影響碳水化合物代謝和干物質累積的理論。在菠蘿收獲期，增施有機肥處理的植株干物質累積量最高。

2.3 增施有機肥、石灰對菠蘿產量的影響

同時增施有機肥和石灰處理與對照的最大單果質量、最小單果質量、單果平均質量以及產量均比單獨增施有機肥和單獨增施石灰處理高，其中同時增施有機肥和石灰處理最高，單獨增施有機肥處理最低。同時增施有機肥和石灰處理比對照產量高出2.11%，但單獨增施有機肥處理產量比對照低1.38%，單獨增施石灰處理比對照低0.81%（表3）。

2.4 增施有機肥、石灰對菠蘿品質的影響

由表4可以看出，在各施肥處理中，單獨增施有機肥處理的可溶性糖含量和可滴定酸含量比單獨增施石灰與同時增施有機肥和石灰處理高，且差異顯著；單獨增施石灰處理的維生素C含量最高，與對照和單獨增施有機肥處理差異不顯著，但顯著高于同時增施有機肥和石灰處理。有機肥和石灰單獨施用和同時施用均可提高菠蘿果實糖酸比，對改善菠蘿果實風味有益。

3 討論與結論

3.1 增施有機肥、石灰對菠蘿葉片葉綠素含量及植株干物質累積的影響

葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，其含量高低直接影響植物正常的光合作用和新陳代謝，葉綠素含量的變化反映了植物葉片光合作用功能的強弱[14]，直接或間接影響著菠蘿的生長發育和產量[15]。在菠蘿營養生長期和催花期前后，有機肥和石灰配施處理與只施無機肥的對照的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總含量較高，單獨增施有機肥和單獨增施石灰處理的較低，表明在菠蘿生長前期，同時增施有機肥和石灰能提高菠蘿葉片葉綠素含量，有利于植株的旺盛生長和碳水化合物積累。而關于干物質累積量，在菠蘿催花期，配施有機肥和石灰處理對菠蘿植株干物質累積量的影響效果恰好表現出與葉綠素含量相一致的趨勢，即有機肥和石灰同時增施處理和對照的干物質累積量較高，有機肥、石灰單獨增施處理的干物質累積量低。本試驗中，收獲期菠蘿植株干物質累積量為有機肥處理最高，與花生和玉米上的研究結果一致[16，17]。已有研究表明，與化肥處理相比，施用有機肥的花生果仁吸N量提高22.7%～78.08%，吸P量提高47.1%～74.5%，吸K量提高65.2%～91.6%[16]。配施有機肥可提高春玉米N、P、K養分最大吸收速率和吸收總量，能顯著提高春玉米干物質最大累積速率和累積總量[17]。關于稻田施用石灰的研究表明，當石灰施用量為1 350～ 1 500 kg/hm2時，明顯抑制水稻前期生長[18]，與本試驗結果相似。

3.2 增施有機肥、石灰對菠蘿產量的影響

各施肥處理中，同時增施有機肥和石灰處理的最大單果質量、最小單果質量、平均單果質量以及產量最高，產量達91.98 t/hm2，比對照高出2.11%，而單獨增施有機肥和增施石灰處理的產量反而比對照低，其中增施有機肥處理最低，為88.83 t/hm2，比對照低1.38%。吳迪等[17]關于春玉米的研究表明，配施有機肥能顯著增加春玉米產量。給偏酸性土壤施石灰可有效提高土壤pH，改善苜蓿生長環境，提高苜蓿產草量[19]。關于甘薯的研究也表明，增施有機肥與單獨施用無機化肥相比，甘薯塊莖可增重29%，葉面積增加8%[20]。在N、P、K肥基礎上配施有機肥和只施有機肥均可提高棕櫚產量[21]。本試驗中，單獨增施有機肥造成菠蘿減產，同時施用有機肥和石灰方可增產，可能與本身土壤質地、pH和菠蘿最適宜土壤環境匹配程度以及有機肥和石灰用量等因素有關，有待進一步研究。

3.3 增施有機肥、石灰對菠蘿品質的影響

品質方面，單獨增施有機肥處理的可溶性糖含量和可滴定酸含量最高，與單獨增施石灰處理和有機肥、石灰配施處理差異顯著，增施石灰處理的維生素C含量最高，顯著高于同時增施有機肥和石灰處理。增施有機肥和石灰處理的糖酸比高于對照，說明增施有機肥和石灰均可改善菠蘿果實營養風味。相比只施無機化肥，單獨施用有機肥和在化肥基礎上配施有機肥可提高棕櫚果實總糖含量，但二者之間無顯著差異[21]，與本試驗結果相似。

中國農田肥料總投入中絕大部分N素、大部分P素、少部分K素和極少量微量元素由化肥供應，而有機肥則承擔絕大部分微量元素、大部分鉀素、少部分磷素的補給[22]。施用石灰能明顯降低酸性土壤酸度，但同時也會使復酸化程度加強[23]。大量或長期施用石灰不但會引起土壤板結，而且會引起土壤鈣、鉀、鎂3種元素的平衡失調而導致減產[24]。本試驗結果表明，同時增施有機肥和石灰在菠蘿高產優質方面效果相對較優，但差異不顯著，且有機肥和石灰的相互作用機理尚不明朗，如何在雷州半島地區磚紅壤上通過適時、適量施用有機肥和石灰，實現菠蘿高產高效以及資源環境友好，是需要進一步研究的課題。

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