臺農杧果干物質及養分積累研究

葛梅紅，吳 昊，司若彤，范聲濃，王爍衡，林 電

(海南大學熱帶作物學院，海口，570228)

杧果MangiferaindicaL.是一種原產于印度的漆樹科常綠喬木，因其果實含糖量、維生素A、維生素B、維生素C均較高，富含磷、鐵、鈣等礦物元素，風味極佳，深受人們喜愛，有著“熱帶果王”的美譽，是熱區農民主要經濟收入之一。目前主要生產國有印度、巴西、菲律賓、中國等，國內主要種植地區有海南、廣東、廣西、四川、云南等省(區)。20世紀80年代后，我國杧果產業發展迅猛，截至2018年，全國杧果栽培面積為27.8萬hm2，產量226.8萬t，海南省5.5萬hm2，產量約104萬t，杧果種植面積居海南省熱帶水果首位，占整個園林水果種植面積的30.12%[1-2]。

科學合理施肥以了解作物生長養分需求特性為基礎，同時配合合理的栽培管理，才可能在降低農業環境污染風險的同時獲得高產優質。據研究，杧果生長周期可分為營養生長期、生殖生長期、果實膨大期、果實成熟期等4個生育階段[3-4]，且不同階段各營養元素養分需求量各不相同[5-6]。海南地處熱帶亞熱帶，雨熱同期，植物代謝旺盛，果樹栽培管理不同于其他省份，成年結果樹冠幅增長較小，于每年果實采摘后進行結果枝更新修剪，因此，所有結果枝均為翌年果樹的新生組織。新生組織各器官干物質積累量及養分含量是杧果高產優質的前提，更是合理施肥的重要依據；而且年周期內凋落物量大，凋落物也消耗部分樹體養分，需適時予以補充。臺農一號杧各生育期生長發育狀況及養分需求特性的相關研究鮮見報道。為全面掌握杧果生長發育及養分需求特性，本文以臺農一號杧為研究對象，采用枝解法取樣，在不同生育期采集不同器官樣品，通過分析高產和低產果樹不同生育期N、P、K、Ca、Mg養分差異及各器官與果實養分相互關系，完善各階段各器官養分需求特性，以期為海南杧果科學合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及土壤狀況

試驗時間為2018年5月至2019年5月，地點位于海南省樂東黎族自治縣海南省熱帶作物標準化示范園(樂東佛羅杧果標準化生產基地)，東經108°39′，北緯18°24′，該地年平均溫度24 ℃，年降雨量約1 600 mm，屬熱帶氣候，年日照時數2 056.5 h，10 ℃以上積溫平均為9 285.4 ℃，為杧果最適種植區之一。試驗園為海相沉積燥紅土，坡度較小，為平地，土壤容重1.60 g/cm3，pH值5.26，有機質4.56 g/kg，堿解氮28.05 mg/kg，有效磷 104.74 mg/kg，速效鉀 101.90 mg/kg。

1.2 供試果樹及施肥情況

臺農一號杧果，19年生，株行距為3 m×5 m。根據樹體養分需求，分別在果樹抽梢期、花芽分化期和結果期溝施肥料，施肥溝位于樹干兩側滴水線內對稱位置，單株施肥量兩等份施入兩側施肥溝，土肥混合后覆蓋凋落物，氮磷鉀施入量分別為N 223 kg/hm2、P2O567 kg/hm2、K2O 223 kg/hm2。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 根據田間種植管理經驗和樹勢情況劃分高產地塊(試驗當年的平均產量為23 918.4 kg/hm2)和低產地塊(試驗當年的平均產量為13 384.8 kg/hm2)，分別在高產和低產地塊隨機選擇正常生長的植株為研究對象，每次采樣單株為1個處理，重復3次。于營養生長期(2018年9月)采集當年新抽生枝、葉，花期(2018年11月)分別采集當年新抽的枝、葉和花，果期(2019年4月)分別采集當年新生的枝、葉和果實；花期和果實生長期，同時于樹下鋪設孔隙較小的尼龍網紗收集落花、落枝、落果，于田間按器官分類并稱重帶回實驗室分析。每次采集樣品帶回實驗室及時處理，殺青，烘干，粉碎，分析。

1.3.2 植物養分分析方法 葉片、枝條、果實等植物樣品養分指標分析參照文獻[7]，氮含量采用濃H2SO4-H2O2聯合消煮—納氏比色法、磷含量采用濃H2SO4-H2O2聯合消煮—鉬銻抗比色法、鉀含量采用干灰化—火焰光度法、鈣含量采用干灰化—原子吸收法、鎂含量采用干灰化—原子吸收法測定。

1.3.3 數據分析 數據整理和方差分析分別利用Excel和SPSS 21完成。每生產1 000 kg果實養分需要量(kg)=(果實養分吸收量+營養器官養分吸收總量)/果實產量×1 000

2 結果與分析

2.1 各器官物質積累量及比例

試驗結果看出，高低產杧果樹均隨生育期延長新增干物質不斷增加，果期新增干物質積累量最多，接近年干物質總積累量的50%，其積累量顯著高于花期和營養生長期；其次營養生長期干物質積累量約為年干物質積累量的1/3，其積累量顯著高于花期；花期干物質積累量最小，不足年總干物質積累量的20%，3個生育階段干物質積累量約為5∶3∶2。不同器官干物質年積累量從大到小依次為果>葉>枝>落花≈落枝≈落果，且果實積累量顯著高于葉；葉顯著高于枝、花和落果；3個時期枝的積累基本無顯著性差異，但均顯著高于落枝、落花和落果；落枝、落花和落果三者之間差異不顯著。其中，高產樹果實干物質積累量和低產樹果實干物質積累量分別占其全年干物質積累量的49.89%和47.55%。因此，營養生長期階段葉片干物質積累最多；開花后枝葉干物質積累量增加不明顯，此時干物質主要積累量在花；進入果期后，干物質的積累主果集中在果實，占全年干物質積累量的47.76%～50.02%，這時期枝葉干物質積累量無明顯增加。全年凋落物帶走7.58%～12.97%干物質積累量(見表1)。

2.2 樹體不同生育期不同器官養分積累

2.2.1 樹體不同器官養分年積累量 試驗結果看出，高產樹和低產樹不同生育期養分積累量呈現以下規律：不同生育期中P、K、Ca養分積累量從大到小順序一致，均為果期積累量>花期積累量>營養生長期積累量。不同生育期N、Mg積累量略有差異，高產樹N積累量，果期顯著高于花期和營養生長期，花期和營養生長期之間差異不顯著；Mg積累量，果期顯著高于花期，花期顯著高于營養生長期。低產樹N積累量，果期顯著高于花期和營養生長期，花期顯著高于營養生長期；Mg積累量，果期顯著高于花期和營養生長期，花期和營養生長期之間差異不顯著。營養生長期N、Ca、Mg積累量均占年總積累量55.62%以上。營養生育期、花期、果期P積累量之比約為4∶2∶4。營養生育期、花期、果期K積累量之比約為2∶3∶5。高產樹和低產樹果期養分總積累量從大到小依次是K>N>Ca>P>Mg。

不同器官養分積累量表現為：N和Ca基本在葉片中積累量最高，其中葉片中N積累量占總積累量52%以上，葉片中Ca積累量更是達61%以上；P和K在果實中積累量最高，均占總積累量的31%以上。葉、枝、果的N、P、K養分積累量從大到小依次分別為葉>果>枝、果>葉>枝、果>枝>葉，說明葉片生長需要氮最大，果實生長需要鉀最多，其次是磷。養分Ca積累量54.03%～79.41%集中在葉，其次是枝；養分Mg積累量主要集中在果和葉；凋落物不同養分積累量無顯著性差異。

營養生長期單株N、P、K、Ca、Mg養分總積累量分別為60.03～103.98、5.33～8.89、31.88～32.11、42.87～76.69、6.27～8.53 g，花期單株N、P、K、Ca、Mg養分總積累量分別為70.42～102.89、7.80～13.09、44.42～75.18、60.01～110.13、6.90～11.16 g，果期單株N、P、K、Ca、Mg養分總積累量分別為77.45～142.62、13.34～20.87、97.55～155.34、75.01～111.29、11.38～13.01 g(見表2和表3)。

2.2.2 不同生育期枝葉養分積累量 試驗結果看出，不同生育期枝葉養分積累量呈現不同變化趨勢。其中高產樹和低產樹葉片N積累量在花期有明顯降低，果期明顯增加，這可能是花期時葉片中N養分向花轉移引起降低，而果期施肥后葉片N含量有一定提高有關。葉片K養分積累量均在花期為最低水平，這可能與葉片K養分向花轉移有關，但葉片中Ca養分積累量變化趨勢與養分N、K有所不同，均在花期有大幅增加，且花期和果期Ca養分積累量均高于營養生長期，這可能與鈣在植物體內不易移動有關。P養分積累量與Mg養分積累量在不同生育期變化不大。無論產量高低，枝條中N養分年積累量均在花期最小，與葉片類似，可能是枝條N養分向花轉移。枝條中K養分積累量均呈上升趨勢，于果期達到最大，說明枝的K一直處于積累階段，高產樹單株枝條K年積累量為32 g/株左右，低產樹約為其一半。枝條Ca養分年積累量在不同生育期變化趨勢相同，花期Ca積累量與營養生長期無顯著性差異，進入果期后略有降低，高產樹單株Ca養分年積累量6.70～8.71 g，低產樹5.11～6.24 g。枝條中P養分積累量與Mg養分積累量與葉片類似，在不同生育期變化不大(見表2和表3)。

2.2.3 各養分不同階段積累特性 無論產量高低，同一生育期各器官養分積累量所占比重相差不大。低產樹N、P、K年總積累量約為高產樹的50%，Ca年積累量約為高產樹的65%，Mg總積累量相差不多，高產樹和低產樹單株Mg年積累量為13.01和11.38 g。進入花期、果期后枝葉N積累量小幅降低，這可能與N養分部分向花和果轉移關。營養生長期后，枝葉P積累量變化不大，且花期花的P積累量占該生育期比重相差不大，果期高產樹P積累量是低產樹2倍以上，且果所占比重更大。營養生長期K積累量僅為K年積累量的1/5左右，花期能達到總積累量的50%左右，因此果期時需補充足夠K，以保證果期所需要的鉀。同樣，營養生長期后枝葉K積累量變化不大或有小幅降低，可能與花期和果期枝葉養分部分向花和果轉移有關。除高產樹果期葉的Ca積累量降低外，花期和果期葉的Ca積累量均有增加，單株增加11.43～25.41 g，且各生育期Ca養分積累量主要集中于葉；花期和果期枝的Ca養分積累量基本保持穩定；果期果的Ca積累量僅為總積累量的2.11%～3.70%。因此，營養生長期應及時提供足量Ca營養。果期高產樹各器官Mg積累量與低產樹相差不大，為單株11.38～13.01 g。進入花期后，枝的Mg積累量有所降低，這可能與枝中養分部分向花和果轉移有關。高產樹花期各器官Mg積累量增至年總積累量的86.43%，低產樹僅為61.18%，且高產樹果的Mg積累量是低產樹的201.57%，這可能與高產樹果的干物質積累量明顯高于低產樹有關(見表2和表3)。

表2 臺農一號杧不同器官Ca和Mg養分積累量及比例

表3 臺農一號杧不同器官N、P、K養分積累量及比例

2.3 養分積累量比較

試驗結果看出，各生育期高產樹與低產樹總養分積累量比例差別不大。營養生長期N∶P2O5∶K2O∶Ca∶Mg=1∶0.20∶(0.37～0.65)∶(0.71～0.74)∶(0.08～0.10)，花期N∶P2O5∶K2O∶Ca∶Mg=1∶(0.25～0.29)∶(0.76～0.88)∶(0.85～1.07)∶(0.10～0.11)，果期N∶P2O5∶K2O∶Ca∶Mg=1∶(0.34～0.39)∶(1.32～1.52)∶(0.78～0.97)∶(0.09～0.15)。

可以看出，不同生育期Ca、Mg比例差異不大，花期和果期P2O5比例分別為營養生長期的1.25～1.45倍和1.71～1.95倍，而花期和果期K2O比例分別為營養生長期的1.35～2.05倍和2.34～3.57倍(見表4)。

表4 臺農一號杧不同生育期養分積累量比例

2.4 不同器官N、P、K養分積累量與果實N、P、K養分積累量相關性

試驗結果看出，果實N、P、K養分積累量之間兩兩顯著相關，其中P養分積累量極顯著相關，花N、P、K養分積累量與果實N、P、K養分積累量關聯性不大。枝條、葉片N、P養分積累量與果實養分積累量有較強相關性：葉片P積累量與果實N、K積累量全生育期顯著相關，與果實P積累量在花期、果期也顯著相關；葉片N積累量營養生長期與果實N、P、K養分積累量均顯著相關(見表5)。

表5 臺農一號杧不同器官N、P、K養分積累量與果實N、P、K養分積累量相關性

2.5 產量養分需求量

試驗結果看出，高產樹和低產樹養分需求量從大到小依次為K>N>Ca>P>Mg，但二者產量差異較大，低產樹產量(13.41±1.34 t/hm2)僅為高產樹產量(23.92±1.62 t/hm2)的56%。忽略樹干及根系養分積累量，樹體年養分需求量即各器官年養分積累量之合。每生產1 000 kg臺農一號杧所需N、P、K、Ca、Mg純養分量分別為2.86～2.95，0.43～0.49，3.21～3.60，2.30～2.77，0.27～0.42 kg。

3 結論與討論

年生長周期內干物質積累量一定程度上反應果樹生長狀況和代謝強度，與果樹產量密切相關。臺農一號杧營養生長期、花期、果期3個階段干物質積累量之比約為3∶2∶5，且不同器官干物質積累量從大到小依次為果>葉>枝>落花>落枝>落果，這與貴妃杧和金煌杧樹體干物質積累量順序一致[8-9]。當年干物質積累量主要集中在果(47.55%～49.89%)和葉(25.29%～29.79%)，這與程寧寧等[8-9]在貴妃杧和金煌杧樹體、張計峰等[10]在核桃樹體對果樹不同器官干物質積累量的研究結論相符。

年生長周期內無論產量高低，臺農一號杧各養分積累量從大到小依次為鉀>氮>鈣>磷>鎂。對紅金龍、金煌、秋杧、雞蛋杧等品種的研究發現，氮年平均含量高于鉀，磷含量最低[3，8-9，11]，這可能是不同品種間對養分需求差異引起的。不同養分不同器官在不同階段有所差異。果的養分積累量由大到小依次為K、N、P、Mg、Ca，這與貴妃、金煌[8-9]等品種不同。葉片養分積累量從大到小依次為N>Ca>K>P>Mg，李曉天等[12]在臺農葉片氮磷鉀養分含量變化的研究中發現，氮年平均含量最高，鉀次之，磷年平均含量最低，與本文研究結論相符。花期葉Ca積累量較營養生長期均有所增加，可能的原因是Ca在樹體移動性差[13]。枝和葉的N積累量均在花期有明顯降低，進入果期后有所增加，可能由于枝葉N養分向花中轉移，果期由于施攻花肥葉片氮有所增加，但枝和葉中養分是否向花中轉移以及分別轉移多少需要進一步的試驗驗證。高產樹花期各器官Mg總積累量是低產樹的168.12%，且果期果的Mg養分積累量是低產樹的201.57%，這可能是杧果花果對養分Mg更敏感引起，這與蘭子漢[14]認為紅金龍杧果鎂肥施用量與成花率顯著相關，與掛果率正相關的結論一致。

葉片N、P養分積累量與果實養分積累量也有較強相關性，且果實N、P、K養分之間兩兩顯著相關，存在協同作用；N、P、K養分在同一生育期內不同器官比重差異不大，這與彭智平等[15]高產樹和低產樹N、P、K養分含量差異不大的結論相符。

果樹的施肥量需結合其生長需肥特性、土壤肥力狀況、果園栽培管理和當地氣候等綜合因素確定。吳能義等[16]認為增施氮、磷、鉀肥可收到較好的增產效果，增產效應依次為鉀>氮>磷。從果樹當年吸收養分來看，營養生長期養分需求量配比為N∶P2O5∶K2O∶Ca∶Mg=1∶0.20∶(0.37～0.65)∶(0.71～0.74)∶(0.08～0.10)，花期N∶P2O5∶K2O∶Ca∶Mg=1∶(0.25～0.29)∶(0.76～0.88)∶(0.85～1.07)∶(0.10～0.11)，果期N∶P2O5∶K2O∶Ca∶Mg=1∶(0.34～0.39)∶(1.32～1.52)∶(0.78～0.97)∶(0.09～0.15)。果期Mg的養分配比范圍較大，這可能與果實需Mg有關。每生產1 000 kg臺農杧所需N、P、K、Ca、Mg純養分量分別為2.86～2.95、0.43～0.49 、3.21～3.60、2.30～2.77、0.27～0.42 kg。張文等[17]推薦海南臺農杧平衡施肥量N、P2O5、K2O、MgO分別為360、225、285、57 kg/hm2，周修沖等[18]認為紫花杧果適宜施肥量為N 342 kg/hm2，P2O5107 kg/hm2，K2O 274 kg/hm2，Mg 34 kg/hm2，S 34 kg/hm2，與本文研究結果有差異，這可能與本研究考慮了凋落物干物質及養分積累量有關，且花期花的K積累量高于葉。說明施肥應注重肥料的施用量及配比。建議營養生長期應提供適量且足夠的N、Ca養分，以保證枝葉健康生長發育，保證開花和著果，進入花期和果期后追加N、P、K肥，特別是K肥，以滿足生殖生長和果實膨大成熟所需要的養分；同時果期應補充適量的Mg養分，以保證高產。