化肥減施與有機肥增施對荔枝秋梢生長及葉片質量的影響

查晉燕，魏志遠，姜成東，王家保，王樹軍，李煥苓

(1 海南大學園藝學院，海口，570228 ；2 中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所/農業農村部儋州農業環境科學觀察實驗站，海口，571101；3 中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所，海口，571101)

荔枝LitchichinensisSonn.是無患子科荔枝屬果樹，原產于中國華南地區。海南荔枝在國內上市最早，單位面積產值最高，是支撐鄉村振興戰略實施的重要產業之一。施肥是荔枝生長過程中氮、磷、鉀元素的主要來源，氮、磷、鉀也是植物順利進行光合作用的物質基礎，然而果農在追求荔枝早熟、高產的目標下，忽視了荔枝果園土壤養分的合理管理。經調研，海南省大多數荔枝園偏施無機肥而不施或少施有機肥，且存在過量施用無機肥的問題。

光合作用是一個十分復雜的過程，凈光合速率及蒸騰速率與自身因素如葉綠素含量、葉片厚度、葉片成熟度密切相關，又受光照強度、氣溫等外界因子影響[1-2]。多項研究表明，氮元素的缺乏或過量都會導致葉片葉綠素含量、酶含量以及酶活性下降；而磷元素的缺乏或過量則會引起光合作用無機磷限制[3-9]；鉀元素的缺乏或過量會導致光合同化產物減少，引起蛋白質組分變化[10]，并使得光合電子傳遞以及光合磷酸化受阻[11-13]。近年來，圍繞荔枝施肥的研究主要集中在對荔枝產量、品質和效益方面的影響[14-15]，鮮見不同施肥量對荔枝秋梢生長和秋梢葉片質量影響的研究。結果母枝粗度、長度、營養枝數量都是直接影響其開花著果的主要因子[16]，葉片則是光合作用的主要器官，葉片質量也是影響干物質積累的重要因素，因此研究不同施肥措施對秋梢生長以及葉片質量的影響具有十分重要的意義。本文以海南省主栽荔枝品種“妃子笑”為試材，研究減少無機肥施用量，增施有機肥和枝葉還田等措施對荔枝秋梢生長與葉片質量的影響，以期為海南省荔枝園合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

在海口市東昌農場興貴果園開展試驗，“妃子笑”荔枝20年生，株行距4 m×5 m，單株產量45 kg左右。該果園土壤的理化性質：pH值4.67，屬酸性；有機質含量45.8 g/kg，堿解氮含量192.15 mg/kg，速效鉀含量71.25 mg/kg，有效磷含量48.95 mg/kg。

1.2 方法

設置11個施肥處理：即對照(空白)，整個年生長周期不施肥；果農常規施肥處理(T0)，整個年生長周期按照果農習慣選擇施肥種類和用量；化肥減施處理(T1—T9)，T1—T9處理在采后第一次施肥時，采用L9(34)的正交試驗設計，枝葉還田方式、有機肥和無機肥種類及用量3個因素設3個水平，共9個處理(見表1)，其他物候期，T1—T9施肥種類和用量一致。每處理挑選樹冠大小和樹體長勢相近的植株18株施肥，對照為10株，在樹冠滴水線下開溝施肥，有機肥和無機肥(T7—T9添加粉碎后的枝葉)混合后埋施。整個年度生長周期內，相對T0，T1—T9化肥施用量均有減少(見表2)。

表1 化肥減施處理正交試驗設計的因素與水平

表2 一個年周期內各處理肥料施用總量及化肥減施比例

1.3 取樣及測定方法

分別在2018年和2019年秋梢老熟后(11月中旬左右)測定。每處理選3株為1個重復，重復3次。從植株外圍中上部，各方位繞樹1周取樣測定。

秋梢測定：每株隨機選擇枝條10枝測定秋梢總長，末次秋梢長度、粗度，復葉數及小葉片數等5個指標。秋梢總長和末次秋梢長度用直尺測量，在末次秋梢中間部位用游標卡尺測量其粗度。

葉片質量測定：從末次秋梢中部取復葉中部的小葉1片(葉面完整且無病蟲害)，每株取小葉20片，立即帶回實驗室，使用YMJ-CH智能葉面積儀(浙江托普儀器公司產)測定葉面積，并做好標記，于烘箱內105 ℃殺青15 min，然后70 ℃烘干至恒重后稱重。每片葉的葉面積與干質量一一對應，用干質量除以葉面積計算比葉重。葉綠素用手持式葉綠素測定儀(SPAD-502 PLUS)測定。

光合作用指標測定：天氣晴朗時，于9：00—11：00使用便攜式光合作用系統(Li-6400，美國Li-cor公司產)測定凈光合速率、氣孔導度、胞間二氧化碳濃度和蒸騰速率。葉片取樣同上，即每重復測定小葉60片。

1.4 數據處理

用Excel 2019進行數據統計分析和制表。

利用變異系數換算各指標權重，采用隸屬函數法，計算各指標的隸屬度，換算綜合得分后排序，確定最優處理。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對荔枝秋梢生長的影響

試驗結果看出，2018年，不同處理間秋梢總長存在顯著性差異，其中T6為最優處理，T5為較優處理，對照和T2為較差處理，T6、T5顯著高于對照、T2，其余處理間差異不顯著。不同處理間末次秋梢長也存在顯著性差異，T5為最優處理，T6為較優處理，T5、T6顯著高于對照，其余處理之間差異不顯著。不同處理間末次秋梢粗度存在顯著性差異，其中T7為最優處理，T1、T8為較優處理，對照、T0、T6為較差處理，T7、T1、T8顯著高于對照、T0、T6，其余處理之間差異不顯著。不同處理間末次秋梢復葉數也存在顯著性差異，其中T1、T3、T5、T6、T7顯著高于對照、T2，其余處理差異不顯著。不同處理間末次秋梢小葉片數也存在顯著性差異，其中T5為最優處理，T6為較優處理，對照、T2為較差處理，T5、T6顯著高于對照、T2，其余處理差異不顯著。

2019年，不同處理間秋梢總長存在顯著性差異，其中T1為最優處理，T0、T8為較優處理，對照、T2、T9為較差處理，T1、T0、T8顯著高于對照、T2、T9，其余處理差異不顯著。不同處理間末次秋梢長存在顯著性差異，T6、T8為較優處理，T7為次優處理，T1、T3、T9為較差處理，T6、T7、T8顯著高于T1、T3、T9，其余各處理差異不顯著。不同處理間末次秋梢粗度存在顯著性差異，其中T1為最優處理，T0、T2、T3、T4、T5、T8、T9為較優處理，T6為較差處理，T1—T5、T9顯著高于T6，其余處理差異不顯著。不同處理之間的末次秋梢復葉數也存在顯著性差異，其中，T6、T7為最優處理，T2、T4、T8為較優處理，對照、T1、T3為較差處理，T6、T7、T2、T4、T8顯著高于對照、T1、T3，其余處理差異不顯著。末次秋梢小葉片數與復葉數有相同規律，T6、T7為最優處理，T4、T8較優處理，對照、T1、T3為較差處理，T6、T7顯著高于對照、T1、T3，其余處理差異不顯著。除個別處理外，2019年荔枝秋梢總長，末次秋梢的長度、粗度、復葉數及小葉片數略低于2018年(見表3)。

表3 不同施肥處理對“妃子笑”荔枝秋梢生長的影響

試驗結果看出，影響秋梢總長的因素從主到次依次為C>A>B，即每株無機肥施用量的影響最大；影響末次秋梢長的因素從主到次依次為A>B>C，即枝葉還田方式的影響最大；影響末次秋梢粗度的因素從主到次依次為B>A>C，即每株有機肥施用量的影響最大；影響末次秋梢復葉數的因素從主到次依次為A>C>B，即枝葉還田方式的影響最大；影響末次秋梢葉片數的因素從主到次依次為A>C>B，即枝葉還田方式的影響最大(見表4)。綜合來看，枝葉還田方式對秋梢生長具有明顯的促進作用。

表4 不同施肥處理的“妃子笑”荔枝秋梢生長指標的極差分析

2.2 不同施肥處理對荔枝末次秋梢葉片的影響

試驗結果看出，2018年，各處理間葉片干質量和葉面積沒有顯性著差異，不同處理間比葉重存在顯著性差異，其中T7為最優處理，T7顯著高于T0、T2—T6、T8，其余處理無顯著性差異。不同處理間葉綠素含量存在顯著性差異，T1為最優處理，T2、T7為較優處理，T3、T8為較差處理，T1、T2、T7顯著高于T3、T8，其余處理之間無顯著性差異。2019年，各處理間葉片干質量存在顯著性差異，其中，T2、T7為較優處理，T2、T7顯著高于T0、T3、T4、T6、T8、T9，其余各處理間差異不顯著。不同處理的葉面積也存在顯著性差異，T7為最優處理，T1、T2為較優處理，T7、T1、T2顯著高于T4、T6、T8、T9，其他處理間無顯著性差異。不同處理的比葉重也存在顯著性差異，對照、T9為最優處理，T2、T5、T7為較優處理，對照、T9、T2、T5、T7顯著高于T0、T6，其他處理之間無顯著性差異。不同處理之間葉綠素含量存在顯著性差異，其中T2為最優處理，T0、T9為較優處理，對照、T5為較差處理，T2、T0、T9顯著高于對照、T5，其余處理之間無顯著性差異。2019年葉片干質量、葉面積、比葉重、葉綠素含量等指標全部高于2018年(見表5)。

表5 不同施肥處理對“妃子笑”荔枝末次秋梢葉片的影響

試驗結果看出，影響葉片干質量的因素從主到次依次為B>A>C，即有機肥施用量的影響最大；影響葉面積的因素從主到次依次為B>A>C，即有機肥施用量的影響最大；影響比葉重的因素從主到次依次為A>B>C，即枝葉還田方式的影響最大；影響葉綠素含量的因素從主到次依次為A>C>B，即枝葉還田方式的影響最大(見表6)。說明土壤增施有機質和有機肥可以提高葉片質量。

表6 不同施肥方式對“妃子笑”荔枝秋梢葉片影響的極差分析

2.3 不同施肥處理對末次秋梢葉片光合作用的影響

試驗結果看出，不同處理之間的凈光合速率存在顯著性差異，其中T9為最優處理，T1為較優處理，T3、T4為較差處理，其他處理之間無顯著性差異。不同處理之間的氣孔導度也存在顯著性差異，T4為最優處理，T5、T6、T9為較優處理，T2、T3、T8為較差處理，T4—T6、T9顯著高于T2、T3、T8，其他處理之間無顯著性差異。不同處理之間胞間CO2濃度也存在顯著性差異，T4為最優處理，T5為較優處理，T4、T5顯著高于對照、T0—T3、T6—T9，其他各處理之間無顯著性差異。不同處理之間蒸騰速率存在顯著性差異，T3為最優處理，T4、T5、T8、T9為較優處理，T1、T2、T7為較差處理，T3—T5、T8、T9顯著高于T1、T2、T7，其他處理之間無顯著性差異(見表7)。

表7 不同施肥處理對“妃子笑”荔枝末次秋梢葉片光合作用的影響

試驗結果看出，影響凈光合速率的因素從主到次依次為C>A>B，即無機肥施用量的影響最大；影響氣孔導度的因素從主到次依次為A>B>C，即枝葉還田方式的影響最大；影響胞間CO2的因素從主到次依次為A>C>B，即枝葉還田方式的影響最大；影響蒸騰速率的因素從主到次依次為C>B>A，即無機肥施用量的影響最大(見表8)。可見，化肥的施用是影響葉片光合作用的主要因素。

表8 不同施肥方式對“妃子笑”荔枝末次秋梢葉片光合作用的極差分析

2.4 不同施肥處理對荔枝秋梢生長和葉片的隸屬函數綜合評價

為整體上了解不同施肥措施對荔枝秋梢生長及葉片的影響，以秋梢總長，末次秋梢長度、粗度、復葉數、小葉數、葉片干質量、葉面積、比葉重及葉綠素含量等9個指標，采用綜合評分法找出最優處理。采用變異系數法獲得各指標的權重，秋梢總長，末次秋梢長度、粗度、復葉數、小葉數、葉片干質量、葉面積、比葉重及葉綠素含量的權重分別是0.10、0.16、0.09、0.13、0.12、0.16、0.11、0.08、0.05。各處理的綜合得分排名從高到低依次為T7>T5>T1>T6>T2>T8>T4>T3>T0>T9>對照(見表9)。可見，各施肥處理均優于不施肥處理，除T9外其他化肥減施處理均優于果農常規施肥處理，其中，T7(A3B1C2)是最優施肥處理。

表9 不同施肥處理的“妃子笑”荔枝秋梢生長和葉片的隸屬函數分析

3 結論與討論

荔枝為常綠果樹，年物候期攝入的養分不僅要求充足性，連續性，而且要求成分配比的差異性。有機肥含有豐富的有機質和更全面的礦質養分，不僅可以平衡土壤元素比例，增強肥效，還具有緩慢釋放和活化土壤礦質元素的功能，可以更加全面地提供植物所需的養分，促進植物生長[18]。高曉燕等[19]，劉艷等[20]研究表明，果樹施用有機肥能夠促進梨樹新梢生長，顯著增加株高、干粗度、單葉面積及干物質量。本研究在減少化肥的基礎上，通過正交實驗設計增加不同枝葉還田方式及補充有機肥，與果農習慣施肥(T0)相比，其他各處理無機肥施入量都有減少，其中T3、T4、T8減少了46.40%，T2、T6、T7減少了42.40%，T1、T5、T9減少了62.40%，在此基礎上增施了不同量的有機肥，除秋梢總長受無機肥影響較大外，其他秋梢生長數據如末次秋梢長度、粗度等都受枝葉還田方式或有機肥影響較大。2019年所有處理荔枝葉片的干質量、葉面積、比葉重以及葉綠素含量較2018年都有上升，且影響葉片質量指標最主要的因素都為枝葉還田方式或有機肥，推測是由于枝葉還田和有機肥的施入，增加了土壤有機質含量，促進土壤養分活化，促使土壤物質循環與利用，進一步調節樹體養分含量，有利于果樹生長，使得秋梢生長，葉片質量等農藝性狀提高[21-22,16]。

本試驗中T9處理的凈光合速率最高，T1的凈光合速率次之，而T3、T4、T8的凈光合速率較低。T3、T4、T8都為整個年周期內無機肥減施比例最低的處理，減施比例都為46.40%，T8是3個處理中增施有機肥最多的，T8的凈光合速率顯著高于T3和T4，雖然無機肥是影響凈光合速率的最主要影響因素，但對凈光合速率來說無機肥并不是施得越多越好，適量增施有機肥并注意科學配比，才是提高凈光合速率的有效方式。

本試驗中，T7枝葉粉碎深埋+羊糞10 kg+過磷酸鈣1 kg+尿素0.25 kg為秋梢生長的最優處理，T7與果農常規施肥相比，整個年周期內無機肥減施了42.40%，但增施了有機肥羊糞10 kg且枝葉粉碎深埋，這進一步佐證了有機肥在一定范圍內可替代部分無機肥。這為后續開展不同施肥方式對荔枝成花著果及產量品質的影響的研究提供了基礎。

綜上所述，枝葉還田方式和有機肥是影響荔枝秋梢生長和葉片質量等農藝性狀的主要因素，T7為本研究獲得的最優處理，是適合該果園秋梢生長的最佳施肥方式。